互联网的量子物理特性

标签: 产品概念 生活哲学 互联网 量子物理 | 发表时间:2012-11-06 09:16 | 作者:admin
出处:http://chenbo.me

 

假如上图中的缝隙的宽度能够且仅能够通过一只足球,这个宇宙中一定没有任何一个运动员能够把足球踢出如图所示的分布。

然而在微观世界,最弱智的一束电子流通过双缝,都会产生类比如图的分布。更为鬼魅的是,哪怕只有一个电子通过双缝,都能够产生干涉(这感觉就像这个电子知道在它面前的是双缝而不是单缝一样)。这就是量子物理大名鼎鼎的双缝干涉实验。

单就一个粒子的双缝实验就足够令人震惊,更别说由量子论引出的平行时空、可择历史;

量子物理是如此的难以理解,就连量子论的奠基人之一玻尔(Niels Bohr)说:”如果谁不为量子论而感到困惑,那他就是没有理解量子论”费恩曼也曾这样写道,“我想我可以有把握地说,没有人理解量子力学。”

量子物理的确晦涩,但量子论革命的破坏力却是如此的惊人。在概率解释,

不确定性原理和互补原理这三大核心原理中,前两者摧毁了经典世界的因果性,互补原理和不确定原理又合力捣毁了世界的客观性和实在性。

由量子物理引申的哲学体系和人们的日常生活格格不入,甚至违背我们的理性本身,因此

连量子论的缔造者之一爱因斯坦都最终选择了放弃,因为爱因斯坦不愿意看到宇宙是由“上帝掷筛子决定的”

然后,无论是在微观世界还是宏观世界,量子物理都能与观测符合一致,还从未被检验失败过,他已经经受了比其他科学理论(包括经典物理理论)还要多的检验。因此至少在现在,量子物理比以牛顿为代表的经典物理体系更加应该得到我们的认可和信服。

量子论由三大基本原理构成,它们分别是

1、  互补原理

2、  测不准原理

3、  概率解释

一:互补原理

电子到底是一个粒子还是一种波呢?如果是一个粒子,为什么它通过双缝时会产生波才有的干涉呢,如果它是一种波,又为什么当将其中一个缝关闭时,电子又能如同定位球一样准确的通过单缝呢;电子为什么在发出后能知道自己将要通过的是双缝还是单缝呢,它是不是通过缝A后再回头通过缝B去观察一下呢?物理学界在波动学说和微粒学说之间摇摆和争执了数百年。

直到波尔的互补原理出现:电子表现出波动性还是粒子性取决于观察方式,一旦观察方式确定了,电子就要选择一种表现形式,它得作为一个波或者粒子出现,而不能再暧昧地混杂在一起。波和粒子在同一时刻是互斥的,但它们却在一个更高的层次上统一在一起,作为电子的两面被纳入一个整体概念中。

那么在没有观察它之前,电子是什么呢?量子理论给出的解释是:电子处于一种无限可能性的混合叠加中,没有人知道它是什么状态。

这个理论让爱因斯坦和薛定谔都非常不满;这毁掉了经典物理和传统哲学的“因果论”:结果不可预测,只能靠上帝掷筛子才能决定。

薛定谔曾经设计了著名的“薛定谔的猫“来质疑这个理论:没有测量之前,一个粒子的状态模糊不清,处于各种可能性的混合叠加,是吧?比如一个放射性原子,它何时衰变是完全概率性的。只要没有观察,它便处于衰变/不衰变的叠加状态中,只有确实地测量了,它随机选择一种状态而出现。好得很,那么让我们把这个原子放在一个不透明的箱子中让它保持这种叠加状态。现在薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置,每当原子衰变而放出一个中子,它就激发一连串连锁反应,最终结果是打破箱子里的一个毒气瓶,而同时在箱子里的还有一只可怜的猫。事情很明显:如果原子衰变了,那么毒气瓶就被打破,猫就被毒死。要是原子没有衰变,那么猫就好好地活着。

自然的推论:当它们都被锁在箱子里时,因为我们没有观察,所以那个原子处在衰变/不衰变的叠加状态。因为原子的状态不确定,所以猫的状态也不确定,只有当我们打开箱子察看,事情才

最终定论:要么猫四脚朝天躺在箱子里死掉了,要么它活蹦乱跳地“喵呜”直叫。问题是,当我们没有打开箱子之前,这只猫处在什么状态?似乎唯一的可能就是,它和我们的原子一样处在叠加态,这只猫当时陷于一种死/活的混合。

对此,量子论给出了波函数的“坍缩“和平行时空给予了解释。

好吧,这对我来说是一个死胡同,我无法解释清楚,但如同文章之初所说:量子理论经历了足够多的实验证明他的正确性,所以我们已经没有必要参与到这该死的争论中。

二:测不准原理

也叫不确定原理,由海森堡于1927年3月23日在《物理学杂志》上发表。

假如我们把原子的世界进行放大,把一个电子放大到我们小时候玩的弹珠的大小,此时我们需要使用测量手段去测试这个电子的位置和动量;我们当然无法再使用显微镜了,因为显微镜已经地球般大小(具体多大我也没有数学依据)所以我们只能使用和它差不多大小的光子去测量他。我们通过观察反射回来的光子来确定电子的位置和动量。

好,一切准备就绪,我们拿起一颗弹珠(光子)去击打那颗电子;他们发生碰撞后,光子弹了回来,我们捕获光子,以便给出测试结论。可问题发生了,此时和光子发生碰撞的那颗电子哪里去了呢?它还会在原来的地方吗?显然它已经被弹开。如果在测量之后我们确定不了电子的位置,那么我们如何知道测量发生的那一刻电子的位置呢?

这是对测不准原理的一个形象的解释,因为在微观的世界中,测量和被测试本身是一个整体,当测量发生时,它作为整体的一部分已经改变,那么作为整体一部分的被测量体毫无疑问也做出了变化。这或许就是当局者迷旁观者清吧。问题的症结在于:在一个给定的时空中,没有人是旁观者。

了解了量子论的基本原理,我们大可以跟互联网做一个类比了。其实这里的互联网可以放大到由大规模人群参与的总体行为。

首先我们需要了解一个概念“意识“。在上面的双缝实现中,我们说电子在穿越双缝的时候似乎是具有意识的,因为它似乎能够根据挡在前面的是双缝还是单缝选择不同的行为路径。也就是说,粒子要么穿过了第一道狭缝后又折回来穿过第二道狭缝最后再次穿过第一道缺缝;要么它穿越了宇宙又返转回来。那么粒子究竟怎么选择的呢?

在费恩曼的模型中,粒子会选择A点到B点的所有路径,并且为每一个路径收集了一个叫做相位的数值,最后通过相位叠加而确定落到B点的位置的概率(注意,我们在此说了概率,这个概率也就是量子理论三大基本原理的概率解释)。

而对于“意识“,似乎依然是医学等学科的处女地,然后量子理论认为,意识依然由基本粒子组成,应该符合粒子的量子物理理论,而绝对不是独立于物理体系的超自然产物,

那么人的“意识“是否和粒子有一定的相似之处呢?至少在不确定理论上他们是相同的。也就是说:人类的意识在做出某一决定时也是考虑了所有路径然后依照各个路径的相位叠加而给出了结果。

假如我是一个美女,我需要测试追求者是否足够善良,那么我需要对它进行考查,也就是测量。我们同时假设这位追求者是足够狡猾的,他能够根据我的测量给出有利于他自己的答案,那么通过测量我能够得出他是不是善良的答案呢?

再比如互联网产品经理用的A/B测试,我们希望通过用户使用A/B设计的反应来确定那一个设计更优,但由于测试过程中被测试人和测试介质是一个整体,A/B设计本身的设计思想在影响这为被测试者的意识和行为,因此我们依然得不出来用户最需要的是什么的结论。我们只能得出A/B比较,那个似乎更优一点的结论。

例如在没有触屏之前,我们要测试两种不同型号的输入设备,我们可能会得出A型号的输入设备是优于B型号的设计,可是消费者真正需要的有可能是“摇一摇”。

我们无法在不使用测试介质的情况来测量人的“意识”。但一旦测试介质参与到测试过程中,测试介质就和“意识“成为了一个整体,这个整体是联动反应的,任何一部分的改变都会导致另外一部分的改变,因此而无法测量出人的真正”意识“。在这一点上和量子理论的测不准原理是完全一致的。

股市是可预测的吗?假如上帝告诉你明天的某只股票能够涨10%;并且你只告诉了你一个人,那么这只股票明天是一定会涨10%,可是如果上帝告诉了所有人这只股票明天会涨10%呢?或者即使上帝只告诉了你一个人,但你自己嘴贱你又告诉了所有的人明天这只股票能够涨10%。那么这只股票明天还能涨10%吗?那么这种情况下就只有上帝才知道这只股票明天能涨多少了。

我们来推理一下这个过程,假若所有人都知道明天要涨10%(假定价格是10元),并且所有人都是理性的,那么所有人的行为都应该是以小于10元的价格来购买这只股票,问题是谁来以低于10元的价格卖呢?如果所有人都知道股票的价格应该以10元成交,那么所有卖股票的人给出的价格都应该是大于等于10元的。于是明天的结果是市场成交为0,股票的价格维持着原有的价格而没有变动。

在股市中,所有消息都类似于量子论中的测量行为,测量行为本身会改变电子本身的运动行为,从而无法给出准确的预测。

和股市一样,互联网的产品是众多有“意识”的人的共同使用的产品,我们单独从纷繁芜杂的互联网产品中随机选择一个让你告诉它是否能够成功?这能够预测吗,如果答案是能,那么估计这个人只能是上帝。

如果量子的哲学体系是非因果论的,过去并不确定,未来不可预测,我们唯一知道的当下。那么这该是多么悲哀呢? 考上清华北大可能无用;Rape一个绝色女子,抢劫楼下的招商银行是否入刑都不确定;美国总统谁会当先都有可能。这个宇宙还是我们了解的宇宙吗?

三:概率解释

我们姑且不说,多量子相位叠加后的路径趋向确定。在这里就到了引出量子论的第三个基本原则的时候:“概率解释”。

在双缝干涉实验中,对于同一个电子的位置并不确定,但是当多个电子通过后,他们的分布看似是有一定的规律性的。如文章开始的图:在某一个地方,足球出现的概率高,在另外一些地方则出现的概率低,这是什么原因,让我们来看看“波函数“吧

“波函数是量子力学中用来描述粒子的德布罗意波的函数。为了定量地描述微观粒子的状态,量子力学中引入了波函数,并用ψ表示。一般来讲,波函数是空间和时间的函数,并且是复函数,即ψ=ψ(x,y,z,t)。将爱因斯坦的“鬼场”和光子存在的概率之间的关系加以推广,玻恩假定就是粒子的概率密度,即在时刻t,在点(x,y,z)附近单位体积内发现粒子的概率。波函数ψ因此就称为概率幅。”

也就是说:电子在屏上各个位置出现的概率密度并不是常数,有些地方出现的概率大,即出现干涉图样中的“亮条纹”;而有些地方出现的概率却可以为零,没有电子到达,显示“暗条纹”。

如果初中物理你没有逃课,大概应该会有一个波形图的概念,众所周知,波形图是一个确定的类似正弦函数或者余弦函数的图形,他的波形是确定的。

那么也就是说:对于单个电子来说,他的位置是不确定的,但是对于大量电子来说,他们的分布是按照波函数进行概率分布的。

因此概率又再一次统治了宇宙。

 “传统行业创业好比登山,互联网创业好比冲浪。山总是在那里的,你准备好了就去登好了,永远有机会,登多高取决于实力。而浪是一个接着一个的,你只要踩上一个浪,保持住,它的高度就决定了你的高度,Google、Facebook都是这样。而如果你错过了一波浪,就再也追不上它了。我觉得互联网后面还有浪,但要确保在合适的时间踩上去。”对于传统创业和互联网创业,王兴如是说。(该部分内容引用自@ 云科技

“浪”!多么有意思的词语,它再一次等于了“波”。成功被再一次定义成为了成功的概率,而不是非“1”既“0”的决定论。

 互联网浪潮大约经历了“门户”,“搜索”,“SNS“等几波大的浪潮;我们无法预知在一次的趋势中哪个公司可以成功,但是我们可以预知的是会有一波一波的”浪“。就好像我们能够预知”移动互联网“一定会是一浪一样。互联网如同大浪淘沙一下,每一次浪潮总能带出美丽的贝壳,哪些适应潮流的公司就应运而生。

而我们能够得出的结论:下一个伟大的公司出现在移动互联网业务中的XXX业务的可能性是85%。这就是互联网在量子力学的概率解释

所以不要Rape一个绝色女子,也不要抢劫楼下的招商银行,因为你被逮捕的概率是96%。

四:创新和可择历史

如果未来不可预测,那么何来创新。这应该是一个更加有探讨价值的话题。

根据量子论,历史是可择的。再次来看我们之前说的“双缝实现”。电子选择什么样的路径并不可知,只在你观察的那一刻,呈现出粒子特性或者波动特性。

也就是说历史并不取决于过去发生了什么,而取决你观察的时刻你看到的时空是什么,如果你看到的是An, 那么历史就可能是有A1,A2……组成;如果你看到了Bn,历史就可能由B1,B2组成。这再一次颠覆了我们的常识。

我们可以举一个形象一点的例子

假如一只苍蝇从南极点出发,此时它出现在了北京的某一个具体位置C。这是我们观测到的信息。同时我们也知道,从南极到位置C有无数种路径可供选择。那么苍蝇的历史是什么呢?

如果时空是线性发展的,因果论是成立的。那么我们应该从南极出发尝试所以路径来寻找历史继而找到苍蝇。用这种方法,我们能找到苍蝇吗?显然我们无法找到。

那么寻找历史的唯一方法就是从观察到苍蝇的C点出发去回溯历史(或许回溯这个词用的并不恰当)。于是历史是什么取决于C点而不是南极。

因此我们能得到的唯一结论是历史由当前决定,所以历史是可以被选择的。

前面说了,我们无法通过各种看似合理的用户研究方法来预知未来,无论是调查问卷、焦点小组、亦或者是数据挖掘和分析。因为用户的意识只是针对测试介质的既定反应。那么如何创新呢?

创新就被定义为了一种创造用户需求的行为而不是连续的改进行为。相对于键盘,触屏是一种创新;相对于手机Iphone是一种创新;相对于猴子,人是一种创新(谁知道呢)。

“好奇害死猫”,薛定谔的潘多拉的盒子打开后会是什么样子呢?我们知道的和我们看到的是否真的是确实存在的呢?

或许量子物理在改变我们的价值观和哲学观,或许这就是真实的互联网。但期望老板明天给你加工资是不现实的,期待林志玲明天会爱上你也是YY的,

请相信概率!!

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