在我之前那篇《豈能這樣來解釋“薛定諤的貓”》文章中,分析了用“女朋友的滾”來解釋“薛定諤的貓”是不恰當(dāng)?shù)摹N恼驴l(fā)(《科普時(shí)報(bào)》2018年1月5日第3版)之后,有讀者指出,文中提到宏觀世界不存在疊加態(tài)好像不妥,并且還舉例說超導(dǎo)就具有疊加態(tài)。這位讀者提出的疑問,值得在這篇文章中先稍加解釋。
就物理理論而言,微觀量子世界和宏觀世界并不存在一條明確的邊界,而超導(dǎo)也的確具有疊加態(tài)。不過,作為科普文章而言,我在文中所指的宏觀,所指的是像人體、貓這樣的宏觀經(jīng)典世界,迄今為止,并沒有發(fā)現(xiàn)它們也具有疊加態(tài)。
在科普文章中,清晰簡(jiǎn)潔的表達(dá)是最好的。著名物理學(xué)家、中山大學(xué)天文與空間科學(xué)研究院院長(zhǎng)李淼,在談及量子疊加態(tài)的科普文章、圖書以及講座中,也都是這樣表述的。
李淼先生曾指出:“……幾乎所有宏觀客體并不處于量子態(tài),原因很簡(jiǎn)單,因?yàn)橐粋€(gè)宏觀客體總是不斷地與其他客體接觸,接觸之后不免互相作用……宏觀客體一旦與別的物體接觸,就不會(huì)處于量子態(tài)中。”
很顯然,這樣表達(dá)是完全沒問題的:微觀量子世界和宏觀世界并不存在一條明確的邊界,這是就物理理論而言;但對(duì)于大眾而言,微觀和宏觀的區(qū)別是很清晰的。
此外,量子力學(xué)是科普中一個(gè)非常熱門的領(lǐng)域,近年來,量子、量子糾纏、量子通信等詞匯越來越熱,公眾對(duì)科學(xué)越來越大的好奇,這可能也是導(dǎo)致公眾誤解最多的一個(gè)科學(xué)話題。
大眾對(duì)量子力學(xué)的幾個(gè)常見的誤解,主要有以下幾點(diǎn):
借量子力學(xué)來證明客觀世界不存在,以證明唯心主義是對(duì)的(錯(cuò))
事實(shí)上呢,我們不抬頭看月亮,月亮依然存在。微觀世界的現(xiàn)象不能簡(jiǎn)單的套用在宏觀世界上,這點(diǎn)類似之前談到的“女朋友的滾”;
我們不觀察電子,電子就不存在(錯(cuò))
這是對(duì)海森堡量子不確定性原理的誤解。這個(gè)原理只是說,在觀察之前,量子的位置與動(dòng)量不可同時(shí)被確定,位置的不確定性越小,則動(dòng)量的不確定性越大,反之亦然。
實(shí)際上,如一個(gè)電子在被觀察前,我們不能確定的只是這個(gè)電子的某些狀態(tài),像是動(dòng)量、位置、自旋態(tài)等,而這個(gè)電子是客觀存在的,質(zhì)量、電荷都是客觀存在的,并不會(huì)因?yàn)椴槐挥^察而消失;
不確定性只存在于微觀世界(錯(cuò))
事實(shí)上,不確定性原理是普世原理。只是體積越大,不確定就越小,于是任何人眼可見的物體的不確定
性,已經(jīng)小到可以忽略不計(jì)了;



