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量子力学与概率

作者:苗千

2020-02-19·阅读时长5分钟

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加州理工学院物理学家肖恩·卡罗尔


量子力学已经诞生了超过100年,“量子理念”早已深入人心。即使是对量子力学不了解的人,大多也知道在微观世界是由一套与宏观世界中人们所熟悉的经典力学截然不同的物理规律所支配,也有很多人至今仍在为100多年前发生的那场涌现出众多科学英雄的物理学革命感到激动。

至今已经没有人怀疑量子力学是否准确,大多数人也都承认,在微观领域中确定性的丧失,通过概率对测量结果进行预测,是量子力学中最根本的一个方面,可以说“上帝就是在掷骰子”。另一方面,人类历史上还从没有哪个科学理论像量子力学一样,百年来一直引发争议,这牵扯到该如何“理解”量子力学,而想要理解量子力学,也就涉及到该如何理解概率的问题。

加州理工学院的物理学家肖恩·卡罗尔(Sean Carroll)撰写了一篇文章《量子概率从何而来》(Where Quantum Probability Comes From),试图解释对于量子力学的不同理解与概率概念之间的关系。

量子力学对于人类最深刻的影响在于它否认了一个确定性宇宙的存在。虽然人们所掌握的信息总是有限的,但是在确定性的牛顿力学的引导之下,人们相信只要掌握了足够多的信息,就可以回溯过去,预知未来。法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)在1814年发表的一篇文章《概率哲学论文》(A Philosophical Essay on Probabilities)中曾经假想出一种全知全能的生物,它了解当前宇宙的所有物理状态。这个后来被称为“拉普拉斯的恶魔”(Laplace's demon)的想象中的生物可以通过牛顿力学预知未来将要发生的一切。

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苗千

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