量子和粒子物理學何以解釋一切

第7章 世界是一場幻覺

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你看得到我,你看不到我

迪士尼與皮克斯合作的動畫電影《玩具總動員》(Toy Story)及其續集都是關於量子力學的。電影的主角是玩具,當主人安迪看向它們時,它們表現得像普通玩具,可一旦安迪不看它們,它們就“活”了過來。

安迪沒有見過玩具的活躍狀態,隻看到過它們的經典行為。他似乎也從未注意到在每次遊戲之間,玩具的位置發生了改變(雖然他很善良,但他並不是最善於觀察的孩子)。但如果他仔細觀察,可能就會發現玩具的位置每次都略有不同。

粒子也是如此。如果我們把目光從粒子身上移開,那麽相比於我們觀察的時候,它們的行為有很大的不同。我們可以用薛定諤方程猜測它們可能的位置,但永遠無法準確地預測每次我們走進房間時會發生什麽。

假設安迪開始詳細記錄每個玩具的位置及每次的狀態,他可能開始注意到,隻能用概率描述自己觀察到的狀態。例如,胡迪(1)有90%的可能性出現在安迪上次離開的地方,但也有可能(可能性不為0)出現在房間的另一邊,甚至在大樓外的某個地方。

如果安迪屬於哥本哈根學派,他會用簡潔的數學解釋所發生的一切。他的玩具以每種可能的狀態出現在所有可能的位置,直到安迪進入房間,這時玩具的疊加態坍縮成某種經典態。但有一個永恒且博大(2)的問題:當安迪出現在房間裏,是什麽引起玩具的波函數發生變化的?

在《玩具總動員》中,有一個場景是胡迪向一群玩具解釋它們不得不打破作為玩具的“規則”,那麽這些規則究竟是什麽?誰決定了這些規則?

如果在安迪的臥室安裝攝像頭,這些玩具會“活”過來嗎?如果有人偷偷地在暗中監視玩具,它們該怎麽辦?當玩具被其他玩具注視時,它們還能活過來嗎?為什麽小狗巴斯特不算在內?如果有人工智能機器人會怎樣?黑猩猩會引起坍縮嗎?那個邪惡的孩子西德看到胡迪開口說話而精神崩潰,以至於放棄學業,在《玩具總動員3》中做收集垃圾的工作,這又該怎樣解釋呢?(仔細看,那個人絕對是西德客串的。)