其實並沒有一道圍欄
我們生活在一個由堅實、單一的事實構成的世界裡。杯子在桌子上,句號——絕不會一半在兩張桌子上。然而,那個世界完完全全是由原子搭建起來的,而原子一經仔細審視,卻絕不「專一」:它們在疊加中嗡鳴、穿牆而過、與自身干涉。那麼,下面那個模糊的量子世界,與上面那個堅定的經典世界之間,那道邊界究竟在哪裡?這最後一篇會把整條路線匯集起來回答它——而首先要說的,也是最令人意外的一點:其實並沒有一道圍欄。
並不存在某個神奇的尺寸,讓原子在那裡突然停止服從量子規則、轉而開始服從經典規則。就目前所知,量子力學適用於一切——原子、貓、行星,全都適用。量子—經典邊界不是宇宙強制設下的一堵牆;它是一道*漸變*,是量子行為隨著事物變得更大、更雜亂而平滑地淡出的過程,而這種淡出,有一個我們已經見過的原因。
日常世界看起來像經典世界的兩個原因
量子向經典的硬化,來自兩個相互配合的觀念,而這兩個你在本路線裡都已經見過。把它們放在一起,正是這趟攀登全部的回報。
- 退相干(「為什麼沒有混合」的那個原因)。大東西時刻接觸著自己的環境,所以任何疊加幾乎瞬間就洩漏出去。那種怪異與其說被去除了,不如說被藏起來了——而且越大,藏得越快。
- 經典極限(「為什麼看起來平滑」的那個原因)。當海量的量子一起行動時,它們各自的「顆粒感」會被平均掉,於是牛頓那些我們熟悉的、平滑的定律,便作為一個極好的近似浮現出來。
第二個觀念,經典極限,值得多停留一會兒。量子效應在事物又小、又慢、又冷、又孤立時最為昭彰——那正是單個原子能被哄進疊加的實驗室條件。把尺度放大到一顆棒球,每個原子的波動一面就變得荒謬地微小,所牽涉的「作用量」與那個基本的量子顆粒相比則龐大無比。在那個區間裡,量子描述並不會被*拋棄*;它會平滑地*退化*成經典描述,就像一個彎曲的地球,在你永遠只看見它一小塊時,看起來是平的。
最後那一步,故事在這裡分岔
退相干與經典極限攜手合作,把我們帶得出奇地遠——從在混合中嗡鳴的原子,一路帶到一個「確定的杯子在確定的桌子上」的世界。但請回想一下退相干那一篇裡那道誠實的缺口。它們把那張「可能性菜單」,變成了一份*彼此分離、互不干涉*的結果清單;可它們本身,並不能解釋為什麼*你*最終只生活在其中*一個*裡。恰恰是那最後一步,物理學家的故事在此真正分岔,而至今沒有任何實驗能在它們之間作出裁決。
桌上擺著三個誠實的選項,每一個都採用同樣完美無瑕的方程,卻對那最後一步講出一個不同的故事。
這給你留下了什麼
退後一步,看看這條路線已經走過了多少路。測量問題——那道平滑之波與單一答案之間的接縫——是真實的,也是未完成的。塌縮描述了那道接縫,卻沒有解釋它。退相干解釋了我們實際觀測到的大部分:為什麼大東西從來看不出模糊,以及為什麼結果看起來像確定的位置。經典極限解釋了為什麼剩下的東西會服從牛頓。而那最後一步——為什麼我們每個人所經歷的,都是單獨一個結果——則是各種詮釋至今仍在爭奪的那個懸而未決的問題。
這就是事情誠實的模樣,也是一個收尾的好地方。量子世界與其說是*停下來*、把接力棒交給經典世界,不如說是悄悄地*溶解*進了它——被環境沖刷得平滑,被純粹的數量平均掉——從而為我們每一個人,留下了我們每天清晨醒來時所身處的那個堅實、單一、可靠的世界;而這個世界,竟是不大可能地,由萬億個萬億個嗡鳴著的可能性搭建而成的。