主讲嘉宾：
戴瑾
嘉宾简介：
毕业于北京大学物理系。早年从事理论物理学研究。赴美国德克萨斯大学留学，加入了诺贝尔物理奖获得者温伯格的研究小组，师从基础物理突破奖获得者Joeseph Polchinski教授，获得博士学位。与Polchinski共同创造了超弦理论中的D-膜分支。后又在无线通信和半导体芯片领域工作二十余年。现任某半导体公司高管。
直播主题：生活中处处可见的量子力学
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想象一下，经过艰苦的一天工作后，你在回家的路上决定进酒吧逛逛。你点了杯冰镇饮料又惬意地点了根烟，正当你准备吸一口香烟时，它突然消失了，而你疑惑地环顾四周，然而找不到任何踪迹。
而就在这时，你点的饮料到了，冰凉的饮料里飘着冰块，在炎热的天气里喝一杯饮料实在是太完美了。
而当你正想喝一口，杯子里的冰块竟然自己颤动起来，好像你在用力摇动杯子，但事实上你并没有摇。
你吓得连忙把杯子放到桌子上，径直往门口走去。当你试图走出门时，发现墙上并没有门，刚刚所谓的门只是墙上的画。你环视其他顾客，发现他们竟然是直接穿墙进出的。
这样的情节让我们联想到那个酒吧可能闹鬼了。但是如果把这个酒吧缩小到小于原子的尺度，发生这样的事就不再那么奇怪了。
事实上，上述这些看似超自然的事件在量子世界一直发生着。
墨镜，相信大家对这个日常可见的东西很熟悉了。
但是正是这日常最可见的物品，却暗藏着非常有趣的奥秘。
大家是否有玩过开车专用的眼镜，如果你戴着它去抓鱼，接下来你将会看到非常有意思的现象。
看到了吗！！！
戴上平常的墨镜，就可以看到水下面的情况。
其实，这是一种偏光镜。
光在传播的时候，会有一些振动。
在水平表面反射后，水平方向的偏振光比垂直方向的更容易反射，所以水面、地面的反射光大部分是由水平方向的偏振光构成的。
经过偏振片后，特定方向的偏振光被过滤。
为了避免水面反射的偏振光太刺眼，许多太阳眼镜，尤其是水上运动的太阳眼镜都是能过滤水平方向的偏振光的偏振片。
有时，摄影爱好者为了过滤镜面反射，拍摄玻璃后面的物体，也会给镜头配备偏振片。对司机来说，偏振眼镜也有助于驾驶，因为它可以过滤强光在地面的反射。
加了偏振片后，镜头就能拍到玻璃下面的影像了。
液晶显示屏，比如ATM取款机的屏幕、加油站的屏幕、某些车的控制面板、手机和手表发出的也是偏振光，可以被偏振片过滤而变黑。
如果你有三幅偏光镜，就可以玩量子力学了。
刚才我们说到，如果光的偏振方向和偏振片一致，就能透过去，不然就会被拦下。
所以，如果把一副偏光镜放在另一副上面旋转，就会看到光逐渐变暗，然后变亮的过程。
因为被第一副偏光镜过滤后，射出的光线的偏振方向变得统一，如果它和第二幅眼镜的偏振方向正好垂直，那么所有的光线就会被挡下来。
反常识的来了。
照理来说，如果两幅眼镜的偏振片方向正好垂直，那么就没有光线能同时通过两幅眼镜，所以看起来是黑的。
但是如果在两片偏振片中间再放一个斜着的偏振片，诡异的事情就会发生。看，加上第三个偏振片后，居然有光射出来了。
那么中间加一个偏振片，不是应该有更多光被过滤了吗，为什么还会变亮呢？
这就是光的量子力学特性了。
量子力学是一门研究亚原子粒子（如夸克、强子和胶子）运动和相互作用的物理学。1926年，薛定谔成功地推导出了psi函数，为量子力学作出了重大贡献。
后来创造了薛定谔方程，psi函数描述了量子力学系统的波函数。在用psi函数描述世界的过程中，薛定谔提出了我们这个时代最深奥的哲学问题之一。
薛定谔方程作为时间函数的一般形式。量子力学(与哲学有关)
那些第一次接触量子理论时不感到震惊的人不可能理解它。
——尼尔斯·玻尔，《原子物理与人类知识》
在量子力学中，世界可以用状态来描述。
这些状态在数学上可以用薛定谔方程来描述，薛定谔方程预测了世界或系统在某一时刻的状态。
量子力学中困惑的症结在于数学预言的奇怪现实：
一个系统可以处于系统状态的叠加状态。
问题的一个简化图：薛定谔方程表明，球可能处于黑态和白态的叠加状态。来源：《量子力学与经验》目前还不清楚叠加的真正含义。
乍一看，叠加似乎意味着我们的现实同时处于多种状态。
然而，那不是我们生活的现实。事实上，我们的经验与叠加的概念是矛盾的。我们相信我们所观察到的关于物体属性的特定事实，比如球的颜色。
我们并不认为事物的状态是几种状态的叠加，尽管如此，我们还是理解了这个概念最初的含义。
测量学提出了一个重要的问题：量子力学是否表明，我们所相信的事实是不存在的？来源：《量子力学与经验》理解叠加问题的一个方法是思考一个涉及人类观察者的系统的叠加的含义：薛定谔方程导致了一种状态，在这种状态下，我们的信念可以处于叠加状态，因此，对于观察者所相信的真理，似乎没有任何事实。这与一个看似最可靠的信息来源——大脑——形成了直接的矛盾。
坍缩假设通过在量子力学中加入一个概率成分来调和叠加。我们用坍缩假设调和了薛定谔方程的动力学预测。坍缩假设声称处于叠加态的状态以概率坍缩到其中一个状态。
例如，球将坍缩成黑色或白色的状态，并根据系统的波函数计算出特定的概率。在坍缩的情况下，我们对现实的体验可能是正确的。
量子力学的动力学，由薛定谔方程规定，是完全确定的。然而，坍缩的假设是概率性的，描绘了世界在某个时间点的概率图景。测量问题是，确定性动力学和概率坍缩假设如何能保持一致。
贝尔的二分法
物理学家约翰·贝尔认为有两种可能的方法来解决测量问题。
薛定谔方程是不正确的，它不包含代表世界状态所需的所有信息。这一观点在韦伯理论中得到了体现，该理论在薛定谔方程中加入了一个额外的坍缩假设
。
薛定谔方程是正确的，但需要另外一个独立的假设来充分描述这个世界。
这一观点体现在玻姆的理论中。
解决方案1：吉拉尔迪、里米尼、韦伯理论
1986年，吉拉迪、里米尼和韦伯提出了一种方法来考虑贝尔的一种可能的解决方案，即修改波函数，使波函数成为对世界的完整的物理描述。具体地说，为了解决测量问题，韦伯提出波函数本身需要一个附加项。这种可能性是这样提出的，即坍塌所给出的预测遵循我们对世界的宏观观察。
韦伯理论很吸引人，因为韦伯提出的概率与经验证据相一致，这很重要，因为我们有强大的、重复的实验来支持量子力学的某些特性。在人类互动的宏观尺度上，结果是这些预测的坍缩发生得非常频繁，因此我们可以在人类尺度上确定地观察我们的世界。
然而，这里仍然存在一些问题。为了遵循不确定性原理，韦伯理论对坍缩的定义与我们想象的略有不同。当坍缩发生时，状态必须仍然处于叠加态才能使能量定律成立，但状态只是变得更相似（如果你熟悉线性代数，那么可以把状态看作向量，坍缩使向量更靠近）。这意味着叠加性是存在的。
解决方案2：
玻姆的理论
玻姆的理论采用一种认知的方法来解决测量问题。从理论上讲，每个粒子都有一个确定的位置，但作为人类，我们无法获得确定所有粒子位置所需的所有信息。
因此，在量子力学中，概率作为一种认知理念而存在，因为人类对世界的确切状态一无所知。
玻姆的理论设想薛定谔方程给出的波函数是正确的、真实的和物理的。根据玻姆的理论，波函数随着动力学的变化而变化，理论上可以根据t-1时刻的波函数确定地计算出t时刻的波函数。由于我们不知道粒子在时间t=0（宇宙的开始）时的值，以概率形式出现的认知不确定性就被掩盖了。
为了解决测量问题，玻姆的理论提出了一个特殊的附加假设，即当系统处于叠加状态时，测量后会发生什么。测量后，会发生有效的坍塌。在有效坍缩中，波函数的其他项等于0，但波函数仍处于叠加状态。
因此，我们所知道的关于系统状态的一切就是它的有效波函数，而测量只是缩小了位置的可能性范围。这样看来，玻姆的理论很有吸引力，因为它符合我们的宏观和微观观察。
玻姆的理论导致了动力学的非对称性，在这个理论中，波函数决定了粒子的运动，但粒子的运动不决定波函数。关于这个概念有一些不直观的东西，很多人提到这个可能是对玻姆理论的反对。
解决方案3：埃弗雷特的多世界理论
与韦伯理论或玻姆理论不同，薛定谔方程既不正确也不完整。相反，埃弗雷特提出了一个截然不同的解释：叠加是世界分裂成多种可能性的时刻。当我们测量时，我们落在世界的一个特定的分支上，而不知道其他的分支。
概率论的概念产生了一个很大的认知问题。在多世界的背景下，还不清楚概率意味着什么，因为每个分支都是确定的。统计学中的哲学问题是量子力学中哲学问题的一个领域。
我已经简要地概述了测量问题，它构成了量子力学哲学问题的基础。我还讨论了解决度量问题的三种可能的方法：韦伯理论、玻姆理论和埃弗雷特的多世界理论。
对于测量问题还有其他建议的解决方案，但是上面概述的三个解决方案为思考解决问题的常规方法提供了基础。
