番外 龍哥的量子物理小課堂
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番外 龍哥的量子物理小課堂
夏日的午後，知了在窗外叫得人心煩意亂。哈佛大學的宿舍裏，龍雨南手裏攥著一瓶礦泉水，像握著教鞭一樣顯得有些局促。
“咳咳，肅靜。既然你們非要問，那我就大發慈悲地講講。咱們先從‘雙縫幹涉’開始……”
“不能直接快進到那只薛定諤的貓嗎？”谷茉莉盤腿坐在地毯上，手裏舉著一根剛拆封的西瓜棒冰，“我只關心那只貓到底死沒死。”
“Momo，飯要一口口吃，物理要一步步學。”龍雨南無奈地嘆了口氣，把礦泉水瓶重重地頓在椅子旁，“你先聽完這個，那只貓的生死之謎自然就解開了。”
“噢……行吧。
呲溜
。”谷茉莉心不在焉地舔了一口棒冰。
“這就對了。話說1807年，有個叫托馬斯·楊的大神……”
“楊？咱們學校隔壁班那個楊？”郭鑫晨插嘴道，手裏轉著車鑰匙。
“是托馬斯·楊！那是兩百年前的物理學家！”龍雨南翻了個白眼，試圖找回課堂的尊嚴，“他讓一束光穿過刻有兩條細縫的木板，結果在後面的墻上看到了明暗相間的條紋。這意味著什麽？意味著光會像水波一樣‘自我幹涉’。”
看著幾雙迷茫的眼睛，龍雨南指了指郭鑫晨：“老郭，想象一下，把你扔進平靜的玉淵潭裏，是不是會激起一圈波紋？”
“為什麽要扔我？”郭鑫晨抗議。
“那就扔你的兩塊勞力士表吧！好，它們兩圈波紋撞在一起，就會形成那種魚鱗狀的圖案，這就叫幹涉。”龍雨南晃了晃手裏的礦泉水瓶，瓶裏的水激蕩起來，“這就是物理學那種樸素的原始美，懂嗎？光和水，本質上是一樣的。”
“下面是不是該有河神鉆出來問了，’這塊金勞力士是你的嗎？‘。”谷茉莉打趣道。
“然而！”龍雨南差點沒憋住笑。他提高了音量，進入了演講模式，“好景不長！愛因斯坦來了，他告訴我們光有‘波粒二象性’。這就像是……嗯，就像是足球場的‘人浪’。宏觀上看是浪，微觀上看其實是一個個站起來的球迷。”
“這個比喻我懂。”夏方方托著下巴，另一只手在手機上飛快地回覆消息，“別廢話了，直接進正題：如果光是一粒一粒射出去的，還會幹涉嗎？”
龍雨南被搶了臺詞，有些幽怨地看了夏方方一眼：“方方，你能不能留點懸念……沒錯，問題就在這兒。如果我們把光換成電子，一個一個地往雙縫上打，你們猜會發生什麽？”
“一個一個打？那肯定各走各的道唄，誰也礙不著誰。”郭鑫晨自信滿滿。
“錯！”龍雨南眼中閃爍著一種近乎狂熱的光芒，“怪事就發生在這兒！哪怕電子是一個一個射出去的，只要時間夠長，屏幕上依然會出現幹涉條紋！就好像……”他壓低了聲音，制造恐怖氣氛，“就好像這個電子，知道上一個電子落在哪裏，也知道下一個電子要去哪裏，它們跨越時空商量好了一樣！”
“臥槽！”郭鑫晨瞬間坐直了身體，眼睛瞪得像銅鈴，“時空穿越？預知未來？我就知道《覆聯4》是有科學依據的！”
“你想多了。”龍雨南無情地戳破了他的幻想，“這在量子力學裏叫‘概率波函數’。電子並沒有穿越時空，它只是……嗯，怎麽說呢，它在出門前就拿到了一份‘地圖’，這份地圖規定了它落在哪裏概率大，落在哪裏概率小。不管有沒有別的電子，它都得按地圖走。”
“這是不是就像是我在畫畫。”谷茉莉咬下一大塊西瓜冰，含糊不清地說，“這一筆紅的，那一筆綠的，看著亂七八糟，但最後拼起來就是一幅畫。電子也是在畫畫吧？”
龍雨南猛地湊近，盯著大家：“電子又沒長眼睛，它作為一個微觀粒子，射出去的那一瞬間，怎麽知道前面有幾條縫？”
“它……偷看了？”郭鑫晨試探著問。
“這就是‘環境決定概率波’。”龍雨南解釋道，“只要環境變了，概率波就變了。而且這種變化是瞬間的、全宇宙範圍的。哪怕你把兩條縫分得再開，只要它們存在，電子的‘地圖’就會不一樣。”
“那如果我也去做個實驗，會影響你的結果嗎？”谷茉莉擔心地問。
“這不就是心電感應嗎？”夏方方挑了挑眉。
“比那個高級。這玩意兒簡直是間諜神器。”龍雨南越說越興奮，“還有現在的‘量子雷達’理論。未來的隱形戰機在它面前就是裸奔！因為戰機只要存在於那裏，就會改變概率波，哪怕它不反射任何雷達波，我們也知道它在哪兒。”
“酷啊！”郭鑫晨重新燃起了興趣，“以後的諜戰片應該把這個也編進去。”
“好了好了，越扯越遠了。”谷茉莉舔了舔嘴唇上紅色的糖水漬，“我就想知道，這跟那只倒黴的貓有什麽關系？”
眾人都屏住了呼吸。
“一旦裝了監控，那個神奇的幹涉條紋……消失了！”龍雨南攤開手，“電子突然變得老實了，不畫畫了，開始走直線了。就像它知道有人在看它一樣！”
“這電子成精了吧？”郭鑫晨覺得後背發涼，“它在隱藏實力？”
“因為它不想讓我們知道它是從哪條縫穿過去的。”一直在旁邊沈默不語的張若山突然插話道。他手裏把玩著一個打火機，一直在思考今晚吃點什麽好。
“老張，別搞玄學。”龍雨南笑著推了他一下，“其實是因為‘觀測’這個行為，讓概率波提前坍縮了。本來電子應該撞墻才坍縮，現在它在過縫的時候被你‘看’了一眼，當場就坍縮成粒子了，後面自然就沒法幹涉了。”
“也就是說……”郭鑫晨用食指抵著下巴，擺出一副名偵探柯南的架勢，“我看它一眼，它就變了？”
“賓果！”龍雨南打了個響指，“薛定諤的貓也是同理。你不看盒子，貓就是‘既死又活’的疊加態；你一看盒子，概率波坍縮，貓的死活才定下來。所以這只貓並不是真的成精了，它只是量子疊加態的一個宏觀比喻。”
“啊？”谷茉莉失望地垂下眼角，手裏的棒冰棍“啪”地一聲掉進垃圾桶，“就這？我還以為是什麽恐怖故事呢，原來就是個思想實驗啊。”
“不然呢？你以為物理學家天天在實驗室虐貓啊？”夏方方沒好氣地敲了一下她的t頭。
“好吧，雖然沒我想象中刺激，但‘我看你一眼，世界就變了’這種設定，聽起來還挺浪漫的。”谷茉莉伸了個懶腰，靠在沙發上，“龍老師小課堂下課了嗎？我餓了。”
“走吧，為了慶祝你們入了量子力學的門，今晚吃火鍋，老郭請客。”
“啊？為什麽又是我？”剛要睡著的郭鑫晨猛地驚醒。
“因為根據概率波函數，你買單的概率是100%。”張若山站起身，拍了拍他的肩膀，率先走向門口。
“……靠，這就是你們說的科學？”
“哈哈哈哈哈！”
三加二小組五個人爽朗的笑聲回蕩在這件房間裏，隨後傳到樓道、大學校園、劍橋地區的上空、乃至波士頓、北美洲、地球大氣層外……直至宇宙的盡頭。
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夏日的午後，知了在窗外叫得人心煩意亂。哈佛大學的宿舍裏，龍雨南手裏攥著一瓶礦泉水，像握著教鞭一樣顯得有些局促。
“咳咳，肅靜。既然你們非要問，那我就大發慈悲地講講。咱們先從‘雙縫幹涉’開始……”
“不能直接快進到那只薛定諤的貓嗎？”谷茉莉盤腿坐在地毯上，手裏舉著一根剛拆封的西瓜棒冰，“我只關心那只貓到底死沒死。”
“Momo，飯要一口口吃，物理要一步步學。”龍雨南無奈地嘆了口氣，把礦泉水瓶重重地頓在椅子旁，“你先聽完這個，那只貓的生死之謎自然就解開了。”
“噢……行吧。
呲溜
。”谷茉莉心不在焉地舔了一口棒冰。
“這就對了。話說1807年，有個叫托馬斯·楊的大神……”
“楊？咱們學校隔壁班那個楊？”郭鑫晨插嘴道，手裏轉著車鑰匙。
“是托馬斯·楊！那是兩百年前的物理學家！”龍雨南翻了個白眼，試圖找回課堂的尊嚴，“他讓一束光穿過刻有兩條細縫的木板，結果在後面的墻上看到了明暗相間的條紋。這意味著什麽？意味著光會像水波一樣‘自我幹涉’。”
看著幾雙迷茫的眼睛，龍雨南指了指郭鑫晨：“老郭，想象一下，把你扔進平靜的玉淵潭裏，是不是會激起一圈波紋？”
“為什麽要扔我？”郭鑫晨抗議。
“那就扔你的兩塊勞力士表吧！好，它們兩圈波紋撞在一起，就會形成那種魚鱗狀的圖案，這就叫幹涉。”龍雨南晃了晃手裏的礦泉水瓶，瓶裏的水激蕩起來，“這就是物理學那種樸素的原始美，懂嗎？光和水，本質上是一樣的。”
“下面是不是該有河神鉆出來問了，’這塊金勞力士是你的嗎？‘。”谷茉莉打趣道。
“然而！”龍雨南差點沒憋住笑。他提高了音量，進入了演講模式，“好景不長！愛因斯坦來了，他告訴我們光有‘波粒二象性’。這就像是……嗯，就像是足球場的‘人浪’。宏觀上看是浪，微觀上看其實是一個個站起來的球迷。”
“這個比喻我懂。”夏方方托著下巴，另一只手在手機上飛快地回覆消息，“別廢話了，直接進正題：如果光是一粒一粒射出去的，還會幹涉嗎？”
龍雨南被搶了臺詞，有些幽怨地看了夏方方一眼：“方方，你能不能留點懸念……沒錯，問題就在這兒。如果我們把光換成電子，一個一個地往雙縫上打，你們猜會發生什麽？”
“一個一個打？那肯定各走各的道唄，誰也礙不著誰。”郭鑫晨自信滿滿。
“錯！”龍雨南眼中閃爍著一種近乎狂熱的光芒，“怪事就發生在這兒！哪怕電子是一個一個射出去的，只要時間夠長，屏幕上依然會出現幹涉條紋！就好像……”他壓低了聲音，制造恐怖氣氛，“就好像這個電子，知道上一個電子落在哪裏，也知道下一個電子要去哪裏，它們跨越時空商量好了一樣！”
“臥槽！”郭鑫晨瞬間坐直了身體，眼睛瞪得像銅鈴，“時空穿越？預知未來？我就知道《覆聯4》是有科學依據的！”
“你想多了。”龍雨南無情地戳破了他的幻想，“這在量子力學裏叫‘概率波函數’。電子並沒有穿越時空，它只是……嗯，怎麽說呢，它在出門前就拿到了一份‘地圖’，這份地圖規定了它落在哪裏概率大，落在哪裏概率小。不管有沒有別的電子，它都得按地圖走。”
“這是不是就像是我在畫畫。”谷茉莉咬下一大塊西瓜冰，含糊不清地說，“這一筆紅的，那一筆綠的，看著亂七八糟，但最後拼起來就是一幅畫。電子也是在畫畫吧？”
龍雨南猛地湊近，盯著大家：“電子又沒長眼睛，它作為一個微觀粒子，射出去的那一瞬間，怎麽知道前面有幾條縫？”
“它……偷看了？”郭鑫晨試探著問。
“這就是‘環境決定概率波’。”龍雨南解釋道，“只要環境變了，概率波就變了。而且這種變化是瞬間的、全宇宙範圍的。哪怕你把兩條縫分得再開，只要它們存在，電子的‘地圖’就會不一樣。”
“那如果我也去做個實驗，會影響你的結果嗎？”谷茉莉擔心地問。
“這不就是心電感應嗎？”夏方方挑了挑眉。
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“一旦裝了監控，那個神奇的幹涉條紋……消失了！”龍雨南攤開手，“電子突然變得老實了，不畫畫了，開始走直線了。就像它知道有人在看它一樣！”
“這電子成精了吧？”郭鑫晨覺得後背發涼，“它在隱藏實力？”
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“老張，別搞玄學。”龍雨南笑著推了他一下，“其實是因為‘觀測’這個行為，讓概率波提前坍縮了。本來電子應該撞墻才坍縮，現在它在過縫的時候被你‘看’了一眼，當場就坍縮成粒子了，後面自然就沒法幹涉了。”
“也就是說……”郭鑫晨用食指抵著下巴，擺出一副名偵探柯南的架勢，“我看它一眼，它就變了？”
“賓果！”龍雨南打了個響指，“薛定諤的貓也是同理。你不看盒子，貓就是‘既死又活’的疊加態；你一看盒子，概率波坍縮，貓的死活才定下來。所以這只貓並不是真的成精了，它只是量子疊加態的一個宏觀比喻。”
“啊？”谷茉莉失望地垂下眼角，手裏的棒冰棍“啪”地一聲掉進垃圾桶，“就這？我還以為是什麽恐怖故事呢，原來就是個思想實驗啊。”
“不然呢？你以為物理學家天天在實驗室虐貓啊？”夏方方沒好氣地敲了一下她的t頭。
“好吧，雖然沒我想象中刺激，但‘我看你一眼，世界就變了’這種設定，聽起來還挺浪漫的。”谷茉莉伸了個懶腰，靠在沙發上，“龍老師小課堂下課了嗎？我餓了。”
“走吧，為了慶祝你們入了量子力學的門，今晚吃火鍋，老郭請客。”
“啊？為什麽又是我？”剛要睡著的郭鑫晨猛地驚醒。
“因為根據概率波函數，你買單的概率是100%。”張若山站起身，拍了拍他的肩膀，率先走向門口。
“……靠，這就是你們說的科學？”
“哈哈哈哈哈！”
三加二小組五個人爽朗的笑聲回蕩在這件房間裏，隨後傳到樓道、大學校園、劍橋地區的上空、乃至波士頓、北美洲、地球大氣層外……直至宇宙的盡頭。
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