雁棲湖昨晚的《電影之夜》放映了最近熱門的科幻大片《蟻人》，相信大家應該都看過了。不知道作為科學院學子的你們看完後有哪些想吐槽的？
我們來看看對岸的一篇來自Pansci的科普文章吧
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最近有國外神人透過蟻人的動作分析，證明蟻人的動作並不符合地球上的重力加速度，來推測蟻人的動作應該要更加「奇怪」才對。 朋友都說這是沒有意義的研究，畢竟這是電影，是一部科幻電影，跟它認真其中的科學成分就輸了。
不過，我還是秉持著學過物理的優良傳統（三觀盡毀與偏執），看完電影仔細思考現實中科學能解釋的部分，但還是吐槽比較多，比如當蟻人縮小的時候，腳下壓力會讓地板直接爆開才對。不過有一件事似乎沒那麼科幻……
蟻人站在地板上（預想圖）
（以下有劇透，請還沒看過電影的人請注意。）
那就是皮姆博士警告史考特說：「當限制器失靈，你就會縮小到量子尺度，然後就永遠回不來了。」這句話不僅是全劇中最感人的梗，可能也是最貼近實際狀況的一句話。 不過到底是為什麼？ 為什麼他不能再按下按鈕就變回去呢？ 讓我們回到兩百年前那個還沒有「量子」這個詞的美好年代開始說起。
崩壞的美夢：拉普拉斯妖
兩百年前，當時的數學家拉普拉斯根據當時的物理學，提出一種可以預測未來的假設，如果有「人」可以知道某一時刻全世界造成物體運動的力與位置，就可以運用古典物理公式推算至無窮遠的未來或是過去，而這個「人」，也就是現在所說的拉普拉斯妖。
在假設中，世界被當成一臺大型機器，所有事情都按照古典物理公式運作，而人們只要熟讀物理課本，用心找尋身旁事物運動的原因，就可以成為預言家，一切盡在人的掌握之中。
但隨著工業革命的發展，到20世紀初物理學出現的兩朵烏雲 ，這個預言家的美夢被無情摧毀。 從熱力學第二定律所描述的不可逆過程，到量子力學的不確定性原理 ，物理從「世界運作的真理」轉變成「最能說明世界的解釋」，一切都因為探索微觀世界後，所帶來的「統計力學」（量子力學）。
這邊要鎮重澄清，現實生活中所熟知的古典物理公式還是能用，而量子力學仍然承接這些古典物理公式，只是量子力學告訴我們， 「等號的另一頭」不是「唯一答案」，而是「微觀世界所有可能答案的平均」。
量子撞球檯
讓我們想像在撞球檯上有兩顆白球，對其中一顆白球推桿，你可以從運動的白球路徑推斷會不會撞到另一顆白球，撞到後會變成怎樣，而最後也能明確指出哪顆白球是你當初推桿的那顆。 就算我們把球檯中間用黑布遮著，也能透過當初推桿的力道、撞擊的聲音與最後出現的位置來描述兩顆白球是怎麼運動的，下圖是實際撞球檯的簡單範例。
現在我們把這一切都縮小到一納米的狀態，在量子撞球檯上重現上述的情況。 基本上，你無法跟宏觀的時候一樣，預測推桿後球會怎麼跑，而球會不會撞到更是個難題，也不知道當初推桿的是哪顆白球，下圖是其中一種可能性的範例，紅色虛線是球的實際路徑（當然，黑色軌跡也是一種可能），可以看到運動的軌跡很奇怪，而最後到達的位置也不能用來解釋他們的過程。
當你多撞幾次後，你就會開始覺得這個世界怎麼一點規律都沒有，球怎麼跑都可以，符合宏觀物理定律的黑色軌跡當然也可以，只是它也變成這些亂七八糟走的其中一種。
而這就是為什麼蟻人「可能」回不來的原因，就像皮姆博士的解釋：「所有空間與時間概念都會錯亂，你會迷失在其中。」在微觀的狀態下，觀察者只能接受這種毫無章法的世界，而蟻人手中能夠改變體型的精密設備，也無法像在宏觀世界時正常運作；你可以想一下撞球檯上的黑線，唯有母球恰巧走在黑線上的時候，那套裝甲才能正常運作。
當史考特從量子世界回來後，皮姆博士那句：「你看到了什麼？」也是我最想知道的問題。 從古至今，因為觀測上的限制，使我們只能站在宏·觀角度來探討微觀世界的問題。 如果人真的能縮小到量子世界再回來的話，我想問他的第一句也是：「你看到了什麼？」
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文章作者：wei
來源：pansci
責編：廣洋