陈思进：量子力学并没有否定客观世界

大参考

——再谈精准科普之重要性

文／陈思进

　　在我之前那篇《岂能这样来解释“薛定谔的猫”》文章中，分析了用“女朋友的滚”来解释“薛定谔的猫”是不恰当的。文章刊发（《科普时报》2018年1月5日第3版）之后，有读者指出，文中提到宏观世界不存在叠加态好像不妥，并且还举例说超导就具有叠加态。

　　这位读者提出的疑问，值得在这篇文章中先稍加解释。

　　就物理理论而言，微观量子世界和宏观世界并不存在一条明确的边界，而超导也的确具有叠加态。不过，作为科普文章而言，我在文中所指的宏观，所指的是像人体、猫这样的宏观经典世界，迄今为止，并没有发现它们也具有叠加态。

　　在科普文章中，清晰简洁的表达是最好的。著名物理学家、中山大学天文与空间科学研究院院长李淼，在谈及量子叠加态的科普文章、图书以及讲座中，也都是这样表述的。

　　李淼先生曾指出：“……几乎所有宏观客体并不处于量子态，原因很简单，因为一个宏观客体总是不断地与其他客体接触，接触之后不免互相作用……宏观客体一旦与别的物体接触，就不会处于量子态中。”

　　很显然，这样表达是完全没问题的：微观量子世界和宏观世界并不存在一条明确的边界，这是就物理理论而言；但对于大众而言，微观和宏观的区别是很清晰的。

　　此外，量子力学是科普中一个非常热门的领域，近年来，量子、量子纠缠、量子通信等词汇越来越热，公众对科学越来越大的好奇，这可能也是导致公众误解最多的一个科学话题。

　　大众对量子力学的几个常见的误解，主要有以下几点：

　　借量子力学来证明客观世界不存在，以证明唯心主义是对的（错）
　　事实上呢，我们不抬头看月亮，月亮依然存在。微观世界的现象不能简单的套用在宏观世界上，这点类似之前谈到的“女朋友的滚”；

　　我们不观察电子，电子就不存在（错）
　　这是对海森堡量子不确定性原理的误解。这个原理只是说，在观察之前，量子的位置与动量不可同时被确定，位置的不确定性越小，则动量的不确定性越大，反之亦然。
　　实际上，如一个电子在被观察前，我们不能确定的只是这个电子的某些状态，像是动量、位置、自旋态等，而这个电子是客观存在的，质量、电荷都是客观存在的，并不会因为不被观察而消失；

　　不确定性只存在于微观世界（错）
　　事实上，不确定性原理是普世原理。只是体积越大，不确定就越小，于是任何人眼可见的物体的不确定性，已经小到可以忽略不计了；

　　量子力学中的观察就是指人眼的观察（错）
　　其实，量子力学中的观察并非特指用人的眼睛去看，这儿的观察是物理学中的一个术语，指的是两个系统之间发生了相互作用。比如，当一个电子打到了荧光屏上，我们就可以说荧光屏观察了电子，也可以说电子观察了荧光屏；

　　量子通信是超光速的通信（错）
　　量子通信不是超光速通信，它是一种理论上不可破解的加密通信。人类到目前为止还没有发现任何方式能实现超光速通信，量子通信一样，并非超光速通信。迄今为止，光速极限依然是牢不可破的宇宙法则。

　　Last but not least，最值得注意的是近年来的一些网文，借着量子力学，号称什么“基于量子论”，宣称“物理学步入禅境”，试图将现代科学与宗教的汇合起来，有的甚至借用了、抑或歪曲某大科学家之言，否定客观世界，点到了国人的“痛点”，在微信中流传甚广，经常被刷屏。

　　但是，很多物理学家指出，这些文章误导了公众对物理学的认识，因为，量子力学并没有否定客观世界，和“薛定谔的猫”一样，并非由于你的观察而改变它的状态。

　　最后，再引用李淼先生的一句话作为此文的结语：“量子力学的世界是个神奇的世界，这个世界再神奇，也不会神奇到没有意识就不存在。它只是告诉我们，一个粒子可以处于不同位置的叠加态中，甚至任何物体可以处于不同位置的叠加态中。”

　　总之，量子力学并没有否定客观世界。在人类出现之前，宇宙早就存在了。