雨天吃鸡、背后的同事、该死的邻居以及电子双缝干涉实验
今天在网上读到关于电子双缝干涉实验的文章,脑洞大开。
你知道电子双缝干涉实验吗?用并不专业的大白话解释,就是让电子通过双缝,并且观察到电子与它自己(或……?)产生了干涉,在屏幕上投射出波纹图样。这类似于光线的双缝实验,或者声波的干涉,在波峰叠加的地方更亮或者更响,而在波谷叠加的地方则变暗或者变轻。而当你想要观察它到底通过了哪一个缝的时候,屏幕上的干涉图样消失了,变成了两个缝的影像。也就是说,这个实验的结果与你观察不观察有关。你观察了,就没结果,你不观察,就有结果。有人质疑是否观察的仪器影响了电子的行为?这个问题我认为没必要问,毕竟尖端物理学家也不是白痴。
和我一样,你不需要了解太多物理学知识,就可以理解这个实验的奇特之处。你甚至不需要了解波的叠加的数学原理,因为这并不重要。重要的是,这个实验的结果由“是否观察”来决定。好多人用“恐怖”来形容这个实验。
有一个人说,在量子级别的世界里,要考虑“量子纠缠”。所以当你观察的角度不同的时候,你得出的结论也会不同。比如,在二维的世界里,一条线可能被观察成一堵墙——当你在线的一侧时,也可以被观察成一个点——当这条线的走向正好与你的视线吻合时。在三维世界的我们对于这条线的观察结果则不受二维世界观察者角度的影响。想象,二维世界的观察者一定也会觉得非常“恐怖”,为什么这个物体会随着我观察角度的不同而变换性质呢?奇怪的不在于观察的结果,而是在于观察的角度。谁叫你非要挑选这么一个奇怪的角度去观察呢?
于是我想起几年前一个朋友发的帖子,大概意思是,他每次想要吃白斩鸡的时候,都会下雨。我回复他,也许你搞错了因果?并不是因为吃鸡而下雨,而是因为雨天特殊的空气湿度、压强、温度等条件使你想要吃鸡?例如,有一次你在一个这样的雨天吃了一顿很美味的鸡,于是你的大脑将这所有的环境条件与吃鸡带给你的愉悦感联系在了一起,以后只要有类似的环境条件,你的脑回路就渴望得到吃鸡的满足所提供的特殊电流。这个解释是不是更科学一些?
有人会觉得这个解释恐怖吗?也许仅仅是搞错了因果,才会让人觉得一个现象无法解释、所以有点“恐怖”?
我单位的办公室,电脑屏幕正对着我办公室的门。也就是说,我背对着门坐,有人进门时,直接能看到我的后脑勺以及我电脑屏幕上的内容。这个其实并不太舒服,但我也懒得搬桌子换方向。那么问题来了。我发现,只要我一直阅读文献、处理数据,一连几个小时,都不会有人进来。而当我想要休息一下,打开豆瓣,打开YouTube,打开Amazon等等,就马上有人开门进来。谁想要给同事这种印象呢?当你三次在不同时间看到一个同事在上业余网站,你基本上可以断定这个同事一整天都在玩吧!这个现象困扰我很久了。
当然,这里起作用的可能是“孕妇效应”:孕妇上街看到的孕妇比普通人在同样的时间地点线路看到的多。这是因为她观察的角度不同,她对于孕妇更为敏感,而普通人很容易将这些观察信号自然过滤掉。也就是说,其实我在看文献查数据的时候也有同事进来看到我在努力工作,而我其实并没有在意这些场景,而是选择性地记住了那些尴尬的场景,并且认为只有尴尬的场景发生了。
虽然事实可能真的是这样,但我还是要回到文本的主题上来。我们先排除孕妇效应,将注意力集中在那些尴尬的场景上。为什么每次我打开业余网站不到一分钟的时间,就会有同事突然走进来?如果他们不是通过IT在监控我的电脑,那么唯一的解释就只有“量子纠缠”了。提起这个高级的词,我现在第一反应就是“搞错因果”。试想:并不是因为我打开购物网站,才导致同事进来。而是正相反:因为我感知到同事即将到来,所以我有一点想要放松,于是打开了购物网站。
是不是感觉像是胡扯?是不是觉得还是想要回到孕妇效应的解释去?我觉得吧,人类要想进步,还是得多想想那些不太“可以理解”的解释。比如现在越来越重要的贝叶斯理论。
贝叶斯理论是一个经典的统计学理论,从全局的角度判断在特定条件下,某个事件发生的可能性。比如说,癌症的筛查。我们都知道任何检测方法都是有一定误差的。例如一种检测方法,在病人的确患有癌症时的准确率是90%,而在病人并没有患有癌症时的错误率是5%。又已知,人群中患有该癌症的几率是1%。那么请问,当你检测结果为阳性时,你真正患癌的几率是多高?可能很多人都会给出介于80%到90%之间的答案,因为我们日常在社会生活中的经验正是如此:如果一种方法的准确率是90%,而它现在给出了阳性的结论,那么我真的患病这件事也八九不离十了。对不对?不对。按照贝叶斯理论,我们需要理性地将各种可能性都考虑进去:患病并且查出阳性的可能性是90%,不管是否检查都患病的可能性是1%,并未患病却查出阳性的可能性是5%,不管是否检查,并未患病的可能性是99%。那么根据贝叶斯理论,可以计算出当检测结果为阳性时,患病的几率为(90%x1%)/(90%x1%+5%x99%)=15.3%。这个结论是否令你感到恐怖?所谓准确率90%的检测方法,其实只能给你15.3%的答案?这个数字之所以与想象中的80-90%大相径庭,是因为这里“并未患病可能性为99%”扮演了重要的角色。同样,这也是一个观察角度的问题。
我在柏林的住所是所谓的Altbauwohnung,我们中国人称为“老房子”,特点是层高非常高(站在梯子上也很难够到天花板),层板是木制的。我楼上的邻居是个夜猫子,他晚上不睡,我不知道他在干什么,但他总是脚步匆匆地去卫生间上厕所。木层板的特点是,楼上的脚步声不仅听得清楚,而且是超重低音。晚上十二点,我的人体进入了休眠模式,而当我关掉灯躺下正要入睡时,耳边就传来了“咚咚咚”的脚步声,吓得我心脏乱跳。慢慢地我发现,只要我躺下睡觉,他就去上厕所,而我如果醒着,他就不上厕所。而且他每次上厕所的时间点把握非常好,正好是我“刚好”要睡着的那个点。
那么问题来了:是因为我要睡,所以他才上厕所,还是因为他要上厕所,所以我才要睡?
对了,当我想要验证的时候,一切都不灵了。我现在打开了豆瓣写了这篇文章,几十分钟都没有同事进来。我相信我那位爱吃鸡的同学也并不是每次吃鸡都遇到下雨——也许他求雨的方式就是吃鸡,但应该每次都不怎么灵验吧!每次我准备好了耳塞和烈酒想要睡个好觉的时候,我发现我楼上的邻居并不在家。
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