21年,9月11日,某大学校园。
“石磊,可让我找着你了。全班几十个学生,就你不用手机。赶紧跟我走,冯教授等着见你呢。”辅导员在校外的一间网吧内,严厉的训斥着正在玩游戏的石磊。
“什么冯教授?”石磊先是愣了一下,然后下意识的问道。
“甭废话,赶紧走,到了你就知道了。”辅导员一把薅起石磊的脖领子就往外走。
“冯教授,也就是那个物理学泰斗冯源教授。这次来咱们学校讲座,点着名的要见你。你倒好,手里也没个电话,知道找你费了多大劲吗?”辅导员一边薅着石磊往前走,一边训斥着石磊。
“物理学泰斗?找我这个数学系的干什么?”石磊不解的问道。
“为什么?见了面,你自己去问他。”辅导员没好气的说道。
几分钟后,石磊被辅导员一路薅着到了学术厅。
学术厅里面,冯源教授的专场讲座已经开始了。辅导员只得带着石磊,从后门悄悄的进入,坐在了最后面的一排座位上。
“不是说冯教授要单独见我吗?咱们坐这儿干嘛呢?”石磊看着辅导员,满脸的不高兴。好像在埋怨辅导员干扰了他上网打游戏。
“废话!知道找你找了多久吗?冯教授实在等不着你,只能先开讲座了。等讲座结束,咱们再过去。”辅导员小声说道。
“什么是量子叠加态呢?就比如说,有个人每天从家到公司往返,有两条可以选择的路。
一条呢,是有菜市场的小路。路程较远,但可以顺便买菜。
另一条,是宽阔的大路。路程较短,赶时间的时候适合走这条路。
每次上班,或者回家,都会从这两条路中选择一条。
设定他几十年如一日,每天都是这样的路程。那么我们把这个人几十年的运动轨迹全部录下来,做成录像。
然后把录像加速,把几十年的画面快进压缩成一分钟左右的录像。
这时我们就会发现,这个人快速的在这两条路之间来回穿梭。看上去,就好像同时出现在两条路之上。
这就是量子叠加态。出现在其中一条路上,又同时出现在另一条路上。
也可以换一种设想,比如这个人不停的以光速在这两条路之间穿梭,也会造成同时存在于两条路上。”
学术厅的讲台上,冯教授正在试图用通俗易懂的话,给学生们讲着物理知识。
“这不就是视觉暂留现象吗?就比如电风扇,扇叶占据了一部分空间,而扇叶之间是空的。当扇叶高速转动之时,看上去就感觉扇叶占满了整个空间。
这帮神棍,天天打着物理学的名义招摇撞骗。还物理学泰斗,也不知道花了多少钱评上的。”石磊坐在最后面一排,摇着头自言自语的说。
但他似乎有些忘乎所以,说话的声音没有压住。特别是最后的这几句,几乎整个学术厅的人都听到了,自然也包括冯教授在内。
坐在石磊旁边的辅导员,轻轻地踢了石磊一脚,同时给了一个恶狠狠的眼神。
而几乎同一时间,前面的所有人,都不约而同的转过头来,看了石磊一眼。而石磊确实感到有些突兀,做了一个抱歉的手势,便低下头不再说话了。
“好了,我们继续吧。还有哪些同学有什么问题?”坐在讲桌上的冯教授,并没有生气,反而还带着微笑。这至少说明他并不在乎石磊说他是神棍的那些话。
时间一点点的过去,冯教授的讲座也结束了。学生们陆陆续续的退场。
“你往哪儿去?坐回来。”辅导员叫住了正准备离开的石磊。
“我刚才,要不还是别见了吧。”石磊尴尬的看着辅导员。
“怎么,你还害怕神棍啊?”辅导员压低了声音,没好气的说道。
“跟我过去,别想开溜。”学术厅内最后一个学生刚刚离开,辅导员就拉着石磊走向前面的讲桌。
“冯教授您好,这个就是石磊。很抱歉,嗯,我们来晚了。”辅导员赶紧给冯教授解释。
“没关系,这不也没耽误事吗。石磊同学,你好啊。”冯教授从讲桌后面的椅子上站了起来,伸出手来就要和石磊握手。
“你好,你好,冯教授,我刚才那是说梦话呢,您可别当真啊。”石磊赶紧用双手握住冯教授的手,不停的抖动着。
他倒不是怕冯教授,或者真的为刚才的话感到后悔。而是因为校长还在一旁,愤恨地盯着他。他其实害怕的,是背上一个处分,甚至是被开除。要是因为一时嘴快而被学校开除,那就得不偿失了。
“没事没事,不用放在心上。不过你既然觉得我说的不对,那你总得给我谈谈你的看法吧。”冯教授微笑着说。顺便用没有被石磊握着的另一只手,轻轻的拍了拍石磊的肩膀。
“呃,嗯,就在这里吗?”石磊用带着疑问的眼睛看着冯教授,顺便用眼角扫了扫一旁的校长和辅导员,并把信息通过眼睛传递给冯教授。
“那要不换个地方吧,在这儿坐了好几个小时了,也确实累了。”冯教授看懂了石磊的眼神,他知道,在校长和辅导员的监督下,石磊就算有什么想法,恐怕也很难真实、自在的讲出来。
“杨校长,要不你们先忙,这都陪了我一个上午了,不能老是耽误你们的工作啊。刚好也让我和这个年轻人好好聊聊。”冯教授看着校长和辅导员一行人说道。
“那好,那我们就先回去了。有什么需要您尽管提,学校这边一定尽量满足您。”校长和冯教授寒暄了一番,并带着几个随行的人员和辅导员一起离开了学术厅。
冯源和石磊在校长离开之后,也离开了学术厅,找了一间自习室坐了下来。
因为是白天,自习室里空荡荡的,非常的安静,很适合两个人之间聊点什么。
“石磊同学,现在可以谈谈你对量子叠加态的理解吗?”冯教授始终面带着微笑。
“无论我说什么,你都不会让校长开除我吧?”石磊疑惑的盯着冯教授,似乎要从冯教授的脸上找到答案。
“这个你放心,我毕竟还是个教授,不是村口的那些老情报员,虽然我也已经是个老人了。
所以你有什么想法就尽管说吧。而且假如我想让校长开除你,你说与不说,可能都不会影响最终的结果。所以你就不要有什么顾虑了吧。
要是心里的想法没有说出来,反而被开除了,不是更亏吗?而且我可以用人格跟你保证,我肯定不会让校长开除你。”冯教授竟然笑了起来。
“那好吧。”石磊思索了一下,索性豁出去了,便走向自习室的黑板。拿起一根粉笔在黑板上画了一个圆圈。
之后又在圆圈内,画了一个风扇的扇叶。
“冯教授,您看。这是一柄电风扇。
现在我把扇叶的区域设为a区,扇叶之间空的那部分设为b区。
风扇不转动的时候,扇叶的位置在a区。但是当风扇转起来的时候,它会在整个圆圈上,也就是ab两区,不停的快速运动。
所以风扇转起来的时候,我们就会看到,扇叶在整个圆圈上无处不在,这就是您说的,扇叶同时存在于a区和b区上,形成叠加。
这是因为风扇转动的速度太快了,1%秒甚至更短的时间就离开了原来的位置,也就是a区。但风扇刚才停留在a区的画面,会在眼睛上停留1~4秒左右。
虽然扇叶的位置早已离开了a区,但在4秒内,人们依然会感觉它停留在这个位置。这就是视觉暂留现象,也叫余晖效应。
人的肉眼大概每秒可以观测3帧左右画面。也就是说,如果扇叶每秒的转速达到3圈,就会看到扇叶同时存在在3个位置。那看到的就不仅是双重叠加态,而是3重叠加态了。
当然,如果扇叶每秒的转速达到了几百圈,甚至更快,那我们就完全看不到扇叶了。因为肉眼每秒只能观测3帧左右。
但其实如果我们用高速摄像机把风扇的运动过程拍摄下来,通过放慢镜头,便可以准确地观测到扇叶的运动轨迹。那么,所谓的叠加态便消失了。
按照某些所谓的物理学家的说法,我们没有通过仪器进行观测的时候,扇叶处于量子叠加态。而通过仪器进行观测的时候,比如高速摄像机,那么,所谓的量子叠加态便消失了。
这个道理,应该和您说的,家和办公室之间往返的那个例子是一样的。”石磊认真的对着黑板跟冯教授解释道,冯教授微笑的点着头,似乎非常满意和欣赏石磊的讲解。
“所谓的量子叠加态,其实就是在1/3秒内,在两个或多个地点进行了多次往返。由于肉眼的余晖效应,从而造成一种同时存在于多个地点的假象。
这就是我个人对于量子叠加态的理解。而且,量子比风扇速度快多了,肯定不止1/3秒。
根据这种解析,很容易便可以推导出,所谓的波粒二象性,其实也是一个道理。
不去观测的时候,光子呈现波粒二象性。而去通过仪器观测的时候,这种现象便消失了。”石磊继续说着自己的想法。
“嗯,不错,你的想法确实很特别。继续吧。”冯源对石磊做了一个继续的手势,表情变得非常的认真和专注。
“其实很多东西道理非常简单,但是我们总喜欢把它复杂化,习惯了故弄玄虚。总觉得这样才会显得神秘,别人才会觉得你很高大上。
就比如波粒二象性的双缝干涉实验。
我们习惯把这个实验中的光子称为幽灵。说光子似乎能感应到人们在用仪器观测它。
当我们没有用仪器观测它的时候,光子便会呈现出波粒二象性。
但当我们用仪器观测的时候,它就感觉到了人们在观测它,所以便规规矩矩的只从其中一个通道通过。
那么问题来了,如果两个人同时观测这个光子呢?一个用仪器,而另一个不用仪器。
结果自然是肯定的。用仪器的检测不到波粒二象性,而不用仪器的肯定能检测到。
为什么会出现这种现象呢?就像用高速摄像机拍摄转动的风扇是一个道理。无非是一个用肉眼,而另一个用仪器把风扇的运动放慢了。所以两个人观测到的现象是不一样的。
很简单的道理,可总有些所谓的物理学家喜欢故弄玄虚。如果大家都能严谨一点,诚恳一点,也许人类早就飞向太空了。”石磊讲到这里,叹了一口气。
“冯教授,您看世界杯吗?”石磊突然问道。
“嗯,我不太喜欢足球,怎么了么?”冯教授一脸茫然。
“那太好了,那我就能帮您抓住另一个物理学幽灵了。
今年的世界杯总决赛发生在7月11日,刚刚好过去两个月。冯教授,您知道谁是这届世界杯的冠军吗?或者说,7月11号的那场世界杯比赛,是哪个队伍胜利了?”石磊望着冯教授问道。
冯教授摇了摇头,没有说话,他不知道石磊到底要说什么。只是一边摇头,一边在想石磊所说的另一个幽灵是什么。
“您不太喜欢看足球,所以我需要提前跟您解释一下。世界杯的总决赛,是必须要分出胜负的。如果出现平局,也必须要通过点球大战,一直到分出胜负为止。
也就是说,对总决赛的这两支队伍来说。不是胜就是输,各5%,没有平局的可能。这么说您能明白吗?”冯教授依然茫然的点了点头。
“这场比赛,对于参赛双方来说,比赛结束以前,胜负都是5%。
但是很显然,两个月前比赛就已经结束了,结果早就已经诞生。只是那些不太喜欢足球的人,比如教授您,可能到现在都还不知道冠军是谁。
那么问题来了?因为您不知道世界杯冠军是谁。那么,这两支球队,是否就处在一种既胜利又失败的双重叠加态呢?
这种所谓的量子叠加态,如果这样解释,是不是很可笑?很不可理喻?”石磊看着冯教授问道。
“哦,你想说的是薛定谔的猫吧?”冯教授终于明白了石磊在讲什么。
“是啊,那只猫是死是活,其实在倒计时结束的那一刻,就已经决定了。难道就因为有人没去确认那只猫的死活,猫就变成了一个又死又活的怪物了吗?
我想这肯定不是薛定谔先生的原话吧?肯定是几个故弄玄虚的人,假借先生之名,编造出这么一个故事来。”
石磊的话语中充满了嘲讽。他虽然是对着冯教授在说话,但这嘲讽并不是针对冯教授,而是针对那些故弄玄虚的人。
“嗯,你的观点太独特了。现在我可以确定,那篇《超距效应与量子纠缠的数学解析》,肯定是你的原创,而不是剽窃别人的。”冯教授一边思索,一边不停的点着头。
“怪不得您会到我们学校来开讲座,还要和我一个数学系的学生单独见面。”石磊刚才就想问冯教授为什么要专程来找他,但是由于刚才在学术厅后排说的那番话,导致他没有敢问冯教授。
“是啊,那篇文章,观点非常的独特。按现在流行的词来说,至少可以说脑洞非常大吧。虽然现在还无法验证,但确实充满了想象力,我很受震撼。所以就想来见见这篇文章的作者。”冯教授说道。
“对了,你对量子跃迁有什么看法?”冯教授突然想到,薛定谔是完全不认同量子跃迁的。所以他问了石磊这个问题。
“我刚才好像说过,肉眼每秒只能观测3帧左右。
如果速度过快,或者说画面的帧数变化过快,肉眼都是无法捕捉到的。”石磊居然没有思索,直接就回答了上来。
“小时候,哦,或者说我更小的时候,经常会观察蚂蚱。
蚂蚱和蛐蛐不同,他跳的非常的快。以至于我从肉眼去看的话,他每次起跳之后,都是从a点直接瞬间移动到了b点。
因为太快了,肉眼根本观测不到运动轨迹。
只有他跳到b点之后,我们才能重新观测到这只蚂蚱。
这是因为当蚂蚱准备起跳的时候,它静止在a点。而当他跳到b点以后,又静止在b点。这两幅静止的画面,肉眼是可以看到的。
但是它跳跃的过程非常的快,超过了每秒3帧,所以我们的肉眼无法捕捉到它的运动过程。这就给人造成一种错觉,蚂蚱是从a点突然出现在b点的。
但实际上,如果人眼能更灵敏一点,或者和观测风扇一样,借助高速摄像机,便可以捕捉到蚂蚱的运动轨迹了。
同样的道理,一样适用于量子跃迁。
我个人认为,不存在能量突然出现,又突然结束,这种只有开始和结果,而没有过程的现象。虽然我现在没有能力证实我的想法,但我不认为有任何东西或者力量,可以没有任何运动轨迹,突然出现,突然消失,突然瞬移。
薛定谔先生也是这么认为的,而且还是在上世纪5年代。所以你觉得,以薛定谔先生的智慧,会讲一个所谓的薛定谔的猫,这样混乱的故事吗?
我相信,总有一天,我们的科技会完整的观测并捕捉到量子的所有运动轨迹的。”石磊说的非常肯定,即使他还无法证明。
“大概就是这样了。对了,冯教授,我给您讲个小故事吧,和物理学无关。
不过您也知道,我是学数学的。举例子可能和您一样,都不一定恰当。所以如果这个例子举得不恰当,您多担待好了。
故事是这样,只有两个人参加的跑步比赛,a得了第一名,b得了第二名。
这本来是a赢了,但是媒体上却这样报道。
b在这一次跑步比赛上获得了第二名的好成绩。而a这次成绩非常差,得了个倒数第二名。
这是新闻媒体惯用的一种语法,本来很平常。但是现在却被一些人用来包装物理学常识。
很多所谓的物理学家,都喜欢把原本很容易就讲清楚的物理现象,包装成那庙堂里的神像。以体现他们高人一等的智商。
物理和数学一样,需要的是严谨的计算和推导。人类如果想走向太空,需要的是一丝不苟的探索,而不是跳大绳,甚至是用一些手法故意扭曲事实来欺骗大众。
就比如上面的那个例子,好像每一句话都没有错。但是这种描述,会让看到报道的所有人,都认为是b赢了。
呃,我说的是极个别所谓的物理学家。而且,我也不知道这个例子是否恰当,只是胡乱说的。”石磊顿了顿,胡乱的解释道。
“好你个石磊啊,瞧你把物理学家都说成什么了。不过你的观点确实让我颇为震撼。那今天就先到这里吧,咱们有机会再聊。”冯教授依然带着微笑。
“那,那个,校长那边?”石磊突然又变得谨慎和谦逊起来。
“放心,我保证你能顺利拿到毕业证书。但是你以后做了别的什么事情,导致不能顺利毕业的话,不在我的保证范围之内。
司机已经在楼下等我半天了。不用送我,你也早点回寝室休息吧。”冯源拍了拍石磊的肩膀,而后走出了自习室的门,径自往楼下走去。
按照冯教授的想法,这原本是一场交流。却没想到,自己却坐在下面当了学生,听石磊给他讲了半天课。
石磊目送着冯教授的车离开,才出了自习室的门。
此时,石磊的心里充满了忐忑。他所担心的是,他说的这些,会不会让冯教授有什么不好的想法,从而去找校长开除他。
而至于他刚才所说的,那些他自己的观点,却没有一点担心。因为他非常肯定自己的想法,即使它们现在无法得到证实。