量子並不神秘，別往神秘主義扯

2020-11-02 懷疑探索者

「遇事不決，量子力學；解釋不通，穿越時空。」

網絡上的這句調侃深入人心，也說明在很多人心目中，量子力學是一門神神秘秘的學科，似乎與神秘主義、唯心主義聯繫在一起。

我看見一位信奉「量子佛學」的網民，他提出了他的疑惑：「既然唯物主義強調物質是第一性，為什麼病人的心理狀態可以影響到身體機能呢？這還不能說明唯心主義的正確嗎？」我覺得，我們國家應該開設邏輯課，很顯然這位網民的邏輯思維能力非常的混亂。唯物主義並不反對心的存在，只不過是說物是第一位的，物是心的基礎。物既可以影響心，心也可以在一定基礎上影響物，但物在心之前。這並不影響病人的心理狀態與人體健康發生關係。再說，即使是心影響物，其實本質上依然是物在起作用。人的一切心理思考活動，其實是腦部電磁脈衝信號在神經元中的信息交換活動，電磁信號和神經元本質上還是物質。沒有物的基石，又何有心的存在？所以，唯物主義不反對心，但認為物是第一屬性，心是第二屬性。

科幻電影中的「量子隧道」

值得一提的是，我翻閱了《世界宗教》一書，書中很明確的指出，佛教的基礎教義是反對靈魂存在的，在屬性上屬於唯物主義的宗教。只不過是後來僧伽為了傳教的方便，加入了很多荒謬迷信的東西在裡面。而量子力學歸根到底，是一門建立在唯物主義上的學科，與神秘主義毫無關聯，量子也並不神秘。針對一些自媒體胡說什麼明「量子力學證明靈魂存在」「量子力學證明，科學的盡頭是神學」，大阪大學物理學家張昊教授就撰文指出，「說量子力學證明靈魂存在，是對人類智慧的莫大污衊。」「自然就是最高的神，自然就是最高的準則，包括我們設計的實驗，雖然是人為設計的，但也不可能違背自然定律。」「可以肯定的說，量子力學是嚴肅的科學，與唯心主義沒有任何的聯繫。而那些所謂用量子力學證明靈魂存在的人，他們沒有為理清量子力學和靈魂的關係而做出任何實質性的努力，被他們的說辭蠱惑的人們簡直是愧對建立量子力學理論的諸位先賢。」

首先，我們要清楚關於量子的幾個最基本的概念：

量子力學是用數學的語言描繪了這個世界上所有事物組成和運行的本質規律。量子不是粒子，量子力學與玄學、與神學和唯心主義都沒有任何關係。量子力學有一套清晰的數學框架，是描述微觀世界亞原子運行的指導書。量子力學最基本的三個概念就是疊加態、測量，量子糾纏態。

普朗克

量子是現代物理才有的一個重要概念。最早是由物理學家普朗克提出的，用於描述自然界規律的基本單位。量子，其實是一個數學概念，是「離散變化的最小的單元」。

一個物理量，如果存在最小的不可分割的單位，那麼我們就說這個物理量是量子化的。簡單的說，量子是能表現出某物質或物理量特性的最小單元。量子力學就證明了宇宙中不可能存在無限小的東西，最小的單元即普朗克尺度，否則不會有量子效應。哲學上曾經有一個哲學家們百思不得其解的終極問題，即物質是不是無限可分，這個難題就這樣被科學解決了。

那麼，量子的概念是如何產生的呢？1900年10月，由於普朗克解釋黑體輻射現象，將維恩定律加以改良，又將玻爾茲曼熵公式重新詮釋，得出了一個與實驗數據完全吻合普朗克公式來描述黑體輻射。什麼是黑體輻射呢？任何物體都具有不斷輻射、吸收、反射電磁波的性質。輻射出去的電磁波在各個波段是不同的，也就是具有一定的譜分布。這種譜分布與物體本身的特性及其溫度有關，因而被稱之為熱輻射。為了研究不依賴於物質具體物性的熱輻射規律，物理學家們定義了一種理想物體——黑體，以此作為熱輻射研究的標準物體。

量子糾纏態

普朗克提出能與觀測結果很好地符合的簡單公式，實驗物理學家相信其中必定蘊藏著一個尚未被揭示出來的科學原理。

普朗克從導出的黑體輻射公式中，成功定義出了普朗克常數（記為h，用以描述量子大小。普朗克在研究物體熱輻射的規律時發現，電磁波的發射和吸收不是連續的，而是一份一份地進行的，這樣的一份能量叫做能量子，每一份能量子等於hν，ν為輻射電磁波的頻率，h為一常量，叫為普朗克常數。），並把以量子方式進行的電磁輻射波動的每個量子稱為作用量子。量子成功解決了黑體輻射的實驗現象。

之後，愛因斯坦又運用光量子解決了光電效應（光電效應，是物理學中一個重要現象。在高於某特定頻率的電磁波照射下，某些物質內部的電子會被光子激發出來而形成電流，即光生電。光電現象由德國物理學家赫茲於1887年發現，而正確的解釋為愛因斯坦所提出。科學家們在研究光電效應的過程中，物理學者對光子的量子性質有了更加深入的了解，這對波粒二象性概念的提出有重大影響。）的實驗規律，因為這一重大的科學貢獻，1921年的諾貝爾物理學獎被頒給了愛因斯坦。

愛因斯坦獲得諾貝爾獎

進入了21世紀之後，量子力學還直接鑄成了諸多高科技成果。例如，半導體和超導現象等等就需要運用量子力學的知識。如果沒有量子力學，我們接觸到的世界就會大不一樣，進入不了電氣化時代。

再到後面就是熟知的量子通信。不過量子通信和傳統的量子理論還是有所區別的。其背後的量子密鑰分發可以建立安全的通信密碼, 通過一次一密的加密方式可以實現點對點方式的安全經典通信. 這裡的安全性是在數學上已經獲得嚴格證明的安全性,，這是經典通信的方式迄今為止做不到的。要注意的是，量子通信是加密手段，並不是要超光速傳遞信息。一些民科總是說潘建偉院士是騙子，但是他們連SCI都看不懂。如果您想推翻潘建偉院士的研究，可以直接去《科學》《自然》投稿，用不著在博客裡面「推翻」。關於量子力學理論和量子通信知識的相關書籍，我個人重點推薦《量子通史》一書，作者是英國牛津大學教授吉姆·巴戈特。

我還要說明一下，量子技術暫時還沒有與所謂的「生活日用品」扯上關係，目前市面上所謂的量子水、量子杯、量子針灸等等，都是打著科學的旗號虛假宣傳產品，而這些產品基本上都屬於假貨。潘建偉院士在2017年就特別指出過：「量子調控技術目前的實用化產品，僅限於量子保密通信相關設備及系統，其它諸如香皂、鞋墊、茶杯等生活用品，均與量子技術毫無關係。」


作者：懷疑探索者

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