好些量子力学的科普中，存在哪些曲解？
北京时间10月4日中午，瑞典皇家封建院决定将2022年的诺贝尔物理学奖授予法国封建家Alain Aspect、美国封建家John F.Clauser和奥地利封建家Anton Zeilinger ，以表彰他们“用胶葛光子举行的实行，创建了贝尔不等式的违反，并创始了量子信息封建”。
——量子力学中那些“奇异”的征象，但是在大局天下中也一样存在
文/陈思进
之前，我曾在专栏文《量子力学并没有否定客观天下》中提及：不确定性原理听上去神奇，但是倒也并不奥秘，它是某些成对显现的物理量，术语叫共轭物理量的逻辑一定。不确定性原理是普适的原理。不管在微观天下照旧大局天下，不确定性原理具有明白的数学端正，即质量越大和体积越大的物体，其不确定性就越小。以是，任何肉眼可见的物体，它的不确定性可小到完全可以忽略不计。
文章公布之后，收到好些读者的扣问，说他们看到的一些科普文章，都把量子力学形貌得十分得“神奇”，乃至以为“超天然”了。那我就再详谈一下吧。
迩来，牛津大学量子信息学传授Vlasko Vidral（弗拉斯科·维德拉尔）表现，“很少有古代物理学认同牛顿物理学可以和量子物理学相提并论，即使在平常生存的‘真实天下’中，也是云云。牛顿的实际只是一种近似，在任何标准上天下都是量子的。”
也就是说，量子力学非但合过量子天下，也合适“真实天下”——我们可见的大局天下。大大多人都以为量子的那些不成思议的特性，如叠加态（Quantum superposition）、量子胶葛（Quantum entanglement）、不确定性原理等（Uncertainty principle），只是量子天下的特性，在大局天下中并不实用。但是这是一个曲解。一切量子实际中的数学公式，都可以用在大局天下之中；一切实用于微观粒子的概率盘算，也都可以盘算大局物体。
举一个实例。假如我们将电子的地点测准到1毫米范围，那么它速率的不确定性将高达1米/秒；假如将原子的地点测准到约10的-10次方米这一范围的话，它的速率的不确定性，将高达1万米/秒。
但是，假如我们丈量的是一个重1公斤的铅球，假定我们把它的飞行速率丈量至小数点后24位这个精准度（这个以前充足精准了吧），即使在这个精准度之下，它的地点不确定性的范围，也不会凌驾一个原子的轻重。
再好比量子隧穿效应（注：一个量子有一定的概率可以穿过能量势垒），质量越小，概率就越大。这个概率的数学盘算，相反可以用来盘算一个棒球打到墙上，有几多几率穿墙而过，只不外盘算后果的概率可小到宇宙末日的到来，才有约莫产生一次。
但是，注意到，在一些科普文章中，把不确定性界说为只存在于微观天下。这是一个曲解。内幕上，在真实的物理实际中，量子的不确定性原理，但是并不但实用于微观粒子，大局物体也相反切合不确定性原理。并且可以定性地形貌为一个公式，也就是： “一个物体的地点不确定性 X（乘以）它的速率不确定性 <（小于） 普朗克常数 /（除以）物体的质量”。这是一个普世的公式，它表现物体的质量越小，那么不确定的范围就越大；反之，则越小。
换句话来说，不确定性原理是普世原理。只是体积越大，不确定就越小。于是，任何人眼可见的物体的不确定性，已小到可以忽略不计了。不外，归根毕竟，天下就是不确定的。
同时，叠加态也一样，物理学家李淼教师曾说过：“任何物体可以处于不同地点的叠加态中”。不外，为安在大局经典天下中，迄今为止，仿佛并没有发觉像人体、猫等也具有叠加态呢？这也恰好是量子力学最大的特点，即，一旦一个体系充足大，那么它的体现最少“看”上去，与经典物理体系就一样了。
好比，出名的“薛定谔的猫”，只管从量子力学的实际去察看，这个“猫”可以同时处于生和死的叠加态。但是，由于“猫”太“大”了（相对量子力学所表明的体系而言），“猫”经过呼吸和氛围产生了作用，即“猫”和外界交往了。因此，波函数早就坍缩了，即“猫”一定会要么生，要么死，不会同时处于生和死的叠加态。
20世纪初，由于相对论和量子力学的显现，人们广泛以为机器宇宙观以前停业，乃至以为相对论和量子力学“推翻了”牛顿力学。
但是不然。
众所周知，量子力学的提高是从因应19世纪末物理学上空的二朵乌云中的“黑体辐射”成绩开头的；而反应经典物理学中的另一根天性分歧——另一朵乌云“以太漂移”，则被爱因斯坦的局面意思相对论和广义相对论所解释，展现了空间、时间、物质和活动之间的内在接洽，带来了整个物理学和人类认知范畴的反动。
我还注意到，在很多科普相对论的文章中，也常有个曲解，就是说相对论只合适高速、大质量物体。而相对论在低速、小质量物体时，也是对的。就像在大局天下察看不到量子征象一样，相对论在低速、小质量物体时，也只是不分明罢了。
但是，爱因斯坦是在洛伦兹变动的基本上，创建起来的一种新的时空观，厥后被称为“相对论时空观”。在爱因斯坦新的时空观里，原有的力学定律都必要被修正，而牛顿定律不外是低速率空间里的特例。
这就是为何亚里士多德的落体实际和托勒密的地心说早已成为汗青，而牛顿力学至今仍旧是全天下一切物理学的基本教程的缘故地点，并且仍然是实际生存中使用最广泛的物理学知识。
显然，不仅相对论和量子力学相对没有推翻牛顿力学，并且它们是以全新的办法，更准确和更明晰地再次证实白牛顿力学的封建性，由于，低速空间是我们的常态。
最初，用李淼教师的一句话作为此文的结语：“量子力学的天下是一个神奇的天下。这个天下再神奇，也不会神奇到没有熟悉就不存在。它只是报告我们，一个粒子可以处于不同地点的叠加态中，乃至任何物体都可以处于不同地点的叠加态中。”
2022年10月05日写于多伦多安大抵湖畔
