授课老师 李善友
混沌大学创办人
量子力学，有什么用？
简单说，没有量子力学，我们将回到19世纪，今天我们用的每一台电脑、手机等将全部消失。
工业化时代，我们可以简称为牛顿时代，而信息时代，更直接来说，可以说是量子时代。
当下很多的理论，或者说是观察世界的眼光，你都可以在量子力学上，找到足够的科学支持。
所以，关于量子力学，我找出了4个有意思的现象，希望能为你开一扇窗。
非连续性
——量子跃迁
量子是什么？
德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时发现，能量不是连续性传输的，而是一份一份传输的，它是某一个最小数值的整数倍，而那个最小数值，最小单元就被称为量子。
我们都知道，物质的最小单元是原子，但能量这种东西，怎么分割呢？比如，水，怎么切啊？
所以，经典力学认为，这是不可分割的一件事，甚至普朗克本人终生都不敢相信量子是一个真正的实体，而仅仅是把它当做数学上的一个计算工具而已。
临终的时候，普朗克说，我一直希望把新兴的量子现象和经典力学之间发生一个调和，但很可惜，我一生没有完成这个任务。
所以你看，作为量子力学的一个发明者本人，都不敢大胆地宣称一个新的现象出来。旧有范式的影响，是有多大？
普朗克本人甚至还讲过这样一句话：科学的进步都是在科学家的葬礼里实现的。不是老一代科学家相信了新的科学理论，而是因为他们都死掉了。
非常真切。
有意思的是，量子确实能够瞬间从一个轨道跃迁到另外一个轨道，这就是量子跃迁。
这件事情，如果你从牛顿经典物理世界观去看，你是接受不了的——它怎么可能突然跃迁过去呢？但这是真的。
就比如，在现实世界里，从我这个位置走到你那个位置，我要一步一步走过去。我和你之间的那个空间是连续性过去的。但在量子世界里边，啪，我就到你那去了，超越了空间。一个非连续性的现象出现了。
再比如，我们认为物种是一点一点进化成今天这个样子的，但考古学家发现：
物种一旦形成之后，长期保持稳定，然后会突然在一个短的时间里边，发生重要的变化，一批新物种会出来，然后再保持长期的稳定；再过一段时间后，突然又有一批物种出来。也就是说，长期的生物进化史上，其实展现的是非连续性。
还有经济，无论是宏观还是微观，发展脉络大概是持续进步，持续进步，渐进进步，渐进改良，改良，一直进步……但熊彼特的《经济发展理论》，打破了这个现象。
熊彼特提出，创新要从一个结构跳到另外一个结构。如果你沿着一个结构增长，最终的结果可能就是零增长、零利润、零利息。
整个世界，我们原以为是连续性的，是因为你尺度不够。
如果你的尺度足够大，就会发现，这个世界的根基其实是非连续性。
这就要求你观察世界的眼光是动态的。
如果世界本身发生变化，你就应该范式转换才对。
只有深刻理解这件事情，你才能不会被后来者颠覆，你自己才能主动来破坏自己。
不确定性
——量子测量
26岁，物理学家海森堡提出不确定性原理——
Δx乘以Δp，一定要大于某一个数字。Δx是对某一个位置测量的偏差，Δp是对速度测量的偏差，两个偏差的乘积，大于某一个常数。
换句话说，如果你想精准地测量一个粒子的位置，那它位置的偏差不就小了嘛，对不对？那它速度的偏差就怎么样？特别地大。
也就是说，当你精准地测量粒子的位置的时候，测量得越精准，你越不知道它的速度是什么；你越精准地测量它的速度，特别精准，它在哪儿？你可能就不知道了。
你感受到了什么嘛？
古希腊人的二元论思维告诉我们，世界是可以被理解的。主体和客体二元分立。主体可以独立于客体进行观察和测量，并不对客体进行干扰。测量是科学知识成立的根基。
但在量子的世界里，根据海森堡的理论，测量本身却不成立了。主体不能测量客体。
这对科学家、哲学家，意味着什么呢？世界观式的崩塌。
1986年，剑桥卢卡斯教席教授詹姆士爵士在纪念牛顿《原理》发表300周年的集会上，做了一个郑重的道歉，他说——
“我们的前辈对牛顿力学的惊人成就是那样崇拜，这使他们把它总结成一种可预言的系统。现在我们深深意识到，我们以前曾经误导了公众，向他们宣传说满足牛顿运动定律的系统是决定论的，但是这在后来被证明不是真的，我们愿意在此向公众表示道歉。”
什么意思呢？
就是说，我们所处的系统是比科学能够观察的系统要复杂出一个量级来的。所谓科学系统，很有可能仅是对我们真正的那个系统的一个什么？
简化而已。
所以，一定要警惕科学决定论。走进量子力学的世界，你会发现，所谓的科学这件事情本身是有缺陷的。
可怕吧？
科学当年打破了宗教决定论，而我们今天，需要对科学决定论又要画一个问号了。
破二元论
——量子叠加（双缝实验）
在牛顿经典力学里边，人是独立于自然之外的观察者。主体和客体二分。主体对客体的测量不影响客体。
但量子力学的心脏——双缝实验呈现了一个很诡异的现象，如果科学家想研究粒子，基本粒子就会呈现出粒子形态。如果科学家想研究波，它就会呈现为波的属性。
科学家对基本粒子的观察会决定它呈现出什么样的状态。
量子力学经典实验：双缝实验
你想看到波，就是波；想看到粒子，就是粒子。你对它的观察，会导致它用不同的形态呈现给你。
明白了吗？
这个实验对普通人来讲，你觉得So what？但是如果你认为万事背后必有道理的话，这件事情太可怕了。
我对客体的观察居然会决定客体变成什么样子。
这引起了爱因斯坦的重大恐慌。爱因斯坦说，难道我们不去看，月亮就不存在吗？
爱因斯坦认为，就像脚底下的根基被推掉了一样，这个世界是不可理解的。
其实不是我们不去观察，月亮就不存在，而是我们跟月亮之间，有某种联系，而在科学世界里，我们把那个联系给怎么样？斩断了。
主体、客体的二元性被严重质疑了。当把主体、客体分离，并且彼此互不干扰，这是哲科思维对实相世界的一个简化，现在来看，很有可能是一个过度的简化。
事实上，主体、客体之间很有可能是合一的。
量子力学的双缝实验告诉我们，这个世界的本质是概率的。我们不是生活在一个确定的世界里，我们生活在一个或然的世界里。所以在一个或然的世界里边，你才能有所谓自由意志这件事情。
超时空性
——量子纠缠
量子力学最诡异的实验——量子纠缠告诉我们，两个粒子之间的距离稍微远一点，远到那一瞬间，即使光速传播，也传不过去，结果会怎么样呢？
量子纠缠实验
两个没有连接的事件，却可有瞬间超时空相互影响。时间和空间的概念被严重质疑。
大家都看过《三体》吧？
《三体》里边，三体世界派了个智子到地球来，它怎么给三体传递信息？用的就是量子纠缠的道理。
其实，直到今天，科学家还是没解释这个问题，从科学的视角，它不可能发生；但科学实验却显示，它居然真发生了。怎么解释呢？是什么出问题了呢？很有可能是科学的根基出问题了。
全世界首张公布的量子纠缠的照片
于是，接下来，有些大胆的科学家猜测称，两个粒子不是独立的实体，它有可能是一个整体性的存在，但它存在于一个超越时间、超越空间的场里。那个场是我们用科学难以理解的。在这个场里边，时间和空间的概念被严重质疑了。
爱因斯坦则在临终的时候，描述出某一种可能性说，存在某一种东西是没有时间的。很显然，这时间，在那个地方，科学怎么样？失效了。可以说，这是他的哲学观点，不是他的科学观点。
然后，霍金提出奇点时空说——时间一定有起点，有结束。
时间什么时候开始的呢？宇宙大爆炸以后，有了时间，宇宙大爆炸之前，没有时间。
奇点大爆炸理论至少证明了，有一种状态是没有时间的。但是，没有时间的那个状态，今天的科学理论，难以描述。
这就是当下科学走到极致的现状。
小结
今天，我们几乎所有的学科都建立在牛顿机械论世界观之上。
但是，当牛顿力学发展到极致，发展到量子力学的时候，却暴露了自己的逻辑悖论：测量、主体、客体、时间、空间等科学概念，都遭到了严峻的挑战。
今天的工商业文明，基本建立在古希腊以来的哲科思维之上。过去我们认为，只要科学继续发展，就能解决科学给我们带来的问题；但量子力学，却让我们有理由开始怀疑科学的最终效力所在了。
打破既有的思维范式，也许是拯救人类危机的一条新路。（完）
*本文根据混沌大学创新学院的课程整理而成，内容仅为完整课程的1/4。部分图片源自、。撰稿：桂子。版式：Summer
