微觀世界的隨機和宏觀世界最本質的區別是什麼?

「隨機」這個概念我們都很熟悉，但是我們通常理解的隨機其實並不是真正的「隨機」，為什麼呢？舉個例子，我們說扔硬幣猜正反面算是一個隨機事件了吧，但是其實當我們扔出硬幣的初始時刻，我只要知道硬幣的初速度、扔的角度、風阻、風速、地面的彈性係數等等物理參數，我就可以通過物理規律來預言硬幣將來每一個時刻所處的狀態，而無需等待將來到來。當一個事情通過初始狀態就已經知道將來的一切了，請問這能叫隨機嗎？

我們通常認為扔硬幣的確是一個隨機事件，是因為我們並未掌握一切初始物理參數而已。而且要注意的是有的事件看起來像真正的隨機，其實依然是「偽隨機」，比如彩票預測，很多人說這是一個真正的隨機事件，的確我們不能預測結果，但是其實這個行為是可以預測的，只要我知道機器的動力學相關參數、機器的原理等等，我其實是可以預測結果的，雖然不能100%精準預測，但是這也說明了這個事件的確是可預測的。

這裡我就要談到一個關鍵，那就是某個事件，如何隨著時間的推演，越來越具有可預測性，那麼這個事件多半都是偽隨機。舉個例子古人不能預測彗星啥時會出現，認為這完全是一個隨機事件，但是現代科學的發展我們完全可以預測，從古代到現代科學進步了，預測彗星這個事件也變得越來越具有「可預測性」，所以這的確是一個偽隨機事件。

但是微觀世界的隨機就不一樣了，微觀世界的隨機性不是因為我們掌握的物理規律不夠造成，而是因為微觀粒子具有一個特性「疊加態」，微觀粒子可以同時處於多個位置，同時擁有多個速度，就好像微觀粒子有很多分身一樣，每個分身霸佔著一個空間位置，每個分身都擁有一個不同的速度。所以面對具有疊加態的微觀粒子，我們就很難像宏觀世界這樣去100%精準預測將來微觀粒子一定會如何如何。

前面我專門寫了一篇關於薛丁格貓的思想實驗，但是很多網友依然沒明白微觀世界的隨機性到底是怎麼回事，這裡我通過兩個思想實驗對比來說明這個問題。首先薛丁格的貓是怎麼個思想實驗呢？其實就是把一隻貓放到一個不透明的箱子裡，箱子裡面有鐳元素、改革計數器、錘子、毒瓶，由於鐳衰變屬於隨機事件，所以鐳如果衰變會導致改革計數器觸發錘子去敲碎毒瓶，從而導致貓死，當然如果沒衰變貓就活著，所以鐳衰變的隨機帶來的貓生死的隨機。更重要的是鐳元素衰變屬於微觀世界的隨機，也就是鐳其實處於衰變和未衰變的疊加態，從而導致貓也處於生和死的疊加態，所以微觀世界的疊加態就被帶到宏觀世界來了。

但是不少網友表示不理解，這裡我在舉一個思想實驗來對比下，假設此時薛丁格的貓實驗改變下，不讓鐳成為因果鏈的源頭，我們改為一個人扔硬幣，如果正面則去按箱子外面的按鈕去觸發錘子敲毒瓶，如果反面則不去按這個按鈕，不少網友說，由於扔硬幣正反面是隨機事件，所以貓的生和死也是隨機事件，而扔硬幣由於隨機，所以硬幣一直處於「正面」和「反面」的疊加態，所以貓也處於生和死的疊加態。

大家仔細品味下這兩個實驗有沒有本質區別？如果你依然覺得這兩個實驗本質沒區別，那麼對不起，你依然沒聽懂我再講什麼，你依然沒理解到宏觀和微觀隨機的差別。這兩個實驗最本質的區別在於因果鏈的源頭，一個是鐳衰變與否，一個是硬幣是正面還是反面。鐳當它存在的時刻就一直處於衰變和未衰變的疊加態，而扔硬幣不一樣，當你扔出去的一刻其實硬幣是正面還是反面就已經決定了。

所以只有因果鏈的源頭是疊加態的隨機，造成的後續一連串的結果，這種實驗才是真正薛丁格的貓要表達的精髓。所以今天開始一定要明白，微觀世界的隨機其實本質是其「疊加態」造成，疊加態是罪魁禍首，疊加態是真實存在的，疊加態是微觀區別宏觀的一個標準，疊加態不是由於微觀粒子運動速度太快導致看起來像疊加態，疊加態是一種微觀粒子的內在屬性，貝爾不等式在微觀世界不成立已經足以證明疊加態的真實性。我是《小彭來給您解惑》，如果喜歡我的文章可以關注我，如果對文章有異議可以留言評論。