测量如何让量子波函数塌缩?
在电子、光子和其他基本粒子组成的奇妙国度里,量子力学就是统辖一切的“国王”。粒子的行为不同于小球,而是像波一样在很大的范围内传播。科学家们用一个“波函数”或者概率分布来描述一个粒子。这一函数主要描述的是粒子的位置、速度以及有些属性更有可能是什么,而非这些属性就是什么。
在通过实验对粒子的属性进行测量之前,粒子所有的属性(比如粒子的位置)实际上都有一个范围值,但是在测量之后,粒子的波函数就“塌缩”了,仅仅采用一个位置。
那对一个粒子进行测量如何以及为什么会使其波函数塌缩,从而产生一个我们觉察到其存在的具体现实呢?这个测量问题似乎是个难解之谜。但这个谜题的答案是我们理解什么是现实,或者是否真的存在现实这些问题的“钥匙”。
弦理论是否正确?
弦理论的创建者为美国著名物理学家迈克尔·格林,目前他接替英国著名科学家史蒂芬·威廉·霍金的位置,接任了世上最为驰名的学术职位——“卢卡斯数学讲席教授”。
弦理论告诉我们,宇宙由弦组成。弦理论的基础很简单,但却能得出令人难以置信的结论。格林认为:“宇宙中最基本的粒子,不是点状的物体,而是像弦一样的物体。”与包含7种基本粒子的标准模型不同,弦理论认为,宇宙间的万事万物都由一条极小的环形弦构成。格林解释道:“弦与点最大的区别,就是它能够振动。不同模式的振动,可以看成不同的音符,也可以看成是不同类型的基本粒子。这是一个非常有趣且充满诗意的解释。”
这是一个精妙绝伦的想法,每拨一次弦都会奏出一颗不同的粒子。弦理论使物理学家们能让统辖粒子运动规律的量子力学和统辖空间—时间规律的广义相对论“和平共处”,而且能将自然界中四个基本的作用力统一成一个架构。