大自然的赤裸之谜

“自然”这个词是一个非常广泛的术语。它可以用来指代非常不同的事物。例如，捕食者狩猎猎物是自然的表现，正在喷发（或不喷发）的火山是自然的一部分，天气周期、构造板块的运动、地球的生物多样性、矿产资源、地貌、星座、恒星等，当提到“自然”一词时，人们会想到这些东西.

然后有自然不是自然发生的。

人类创造的人造世界也是自然的一部分。我房间里的空调系统，电源，我写这篇文章的设备，以及我希望与你分享我想法的互联网，也是大自然的一部分。

对于那里的自然主义者来说，人类创造的东西可能不像上帝创造的那样庄严神圣。另一方面，对于物理学家来说，上帝创造的东西和人创造的东西都是由同一种东西组成的。捕食者和键盘都是由原子组成的，捕食者追捕猎物和键盘打字都是同一自然规律的体现。当我们深入研究物质和能量的组成部分时，这些自然法则带来了一些谜团。这些构建块可以方便地称为量子。我们稍后会讨论这些。

最基本的“量子”水平的自然

在物质和能量的构建块层面上的自然与我们在日常生活中体验它的方式非常不同。在我们的日常生活中，我们会经历向墙壁扔的球会撞到墙壁并反弹回来。通过练习和更多的经验，我们可以预测球会撞到墙上的哪个位置。这种决定论是我们周围世界的标志，当我们从最基本的层面接近自然时，它就会消失。

扔在墙上的量子球可能会或可能不会反弹回来。它可能只是穿过墙壁的隧道。即使它确实反弹了，也绝对没有办法知道它会撞到墙上。这是大自然的奥秘。

自然试图在最基本的层面隐藏信息。

物质和能量的组成部分

让我们看看上面讨论的量子球的例子——物质和能量的组成部分。物质的组成部分是原子。它们本身是由亚原子粒子组成的。最有趣的是电子。运动中的电子构成了我们都熟悉的电流（它运行着我们所有的电气和电子设备）。向带负电的板发射的单个电子是量子球撞击墙壁的一个例子。

能量的组成部分（就我们今天的目的而言）是光子。这些有点难以解释，但我们需要一个有效的理解来遵循这个论点。

看看你房间里的光源。射向你的光基本上由大量光子组成。光越亮，光子就越丰富。如果你降低光的强度，例如，通过在你面前放置一个屏幕，你就会减少到达你的光子数量。我们看到的东西是因为光子到达我们的眼睛——要么直接发射，要么被那些东西散射（也有一部分我们实际上没有看到，只是在我们的大脑中烹饪出来的视觉。这就是故事另一个谜）。

构建块之间的交互

物质和能量的组成部分之间的相互作用很简单。原子可以吸收光子并进入激发能态。它稍后可以发射该能量并回到其首选的基态。这种简单的能量交换是唯一识别宇宙中所有元素的技术的核心，在过去的 200 年里一直被科学家们有效地使用。

谜

简单能量交换的奥秘在于，大自然不允许我们知道原子何时会吸收光子。如果有一堆原子，我们不知道哪个会吸收它。一旦原子进入激发态，我们不知道它何时会发光回到基态。我们无法知道发射的光子会朝哪个方向移动。我们不知道它接下来会激发哪个原子。

看似简单的问题往往是大自然深藏不露的秘密。

大自然对上述所有问题的回答如下：“上帝会掷骰子，随机输出”。这种随机性是大自然的奥秘。量子层面的自然在原子和光子之间跳起了舞，我们永远不能知道下一步。这是大自然最秘密保护的谜团之一，也是我们知识的基本限制。

远离这个深层次，大自然不会让我们发现它的秘密。它让我们听到了十亿多年前的宇宙低语。它最近使我们能够看到宇宙的早期光线。但是，如果我们问下一次我们会看到哪个光子，那就有问题了。如果你觉得它有点不舒服，那么你并不孤单。这种情况困扰了我们一些最优秀的人。

我们仍然没有意识到这个谜团，因为我们很少目睹单独的量子事件。我们总是会经历如此多的这些事件发生得如此之快，以至于潜在的舞蹈和奥秘完全被掩盖了。然而，有一些方法可以探索和欣赏这个奥秘。

思想实验

想象一下自己在一个光线充足的房间里，还有几个人。你们都可以就在房间里看到的一切达成一致，包括灯光的颜色。我们将光的颜色设为白色以更具戏剧性。现在，第一个惊喜来了。

没有白色光子。

你看到的白色是你的大脑处理大量不同颜色光子的方式。 “这个数字有多大？”可以很容易地在谷歌上搜索或在另一篇文章中阅读。

现在让我们放慢速度。想象一下，我们降低了光的强度。这会降低可用光子的数量，房间会变得更暗，并且很难区分颜色。这是我们视野的局限。我们的眼睛不是为了在黑暗中看到颜色而设计的。我们眼睛中的夜视感受器与我们在白天使用的不同。然而，我们可以通过假装我们有视力特别好的人来克服这个限制（毕竟，这是一个思想实验）。

如果我们继续降低光的强度，我们将达到一个点，即光源一次只能发射几个光子（单光子源是市售的）。此时，天将一片漆黑，谜底将揭开。

光源仍然会继续发射光子——一次一个，但并不是所有的光子都会到达房间里人们的眼睛。大多数时候，他们会报告没有光。偶尔，房间里有人会报告一点轻微的火花。每次发生这种情况，他都会独自报告。房间里没有其他人会看到它。没有两个人会报告相同的火花。当你看到火花时，房间里的其他人将无法看到它，而当其他人看到它时，你将无法看到它。单个光子可能会到达房间的任何地方，但它只能被一个人看到（仅一只眼睛中的一个受体）。

而且，火花的颜色永远不会仅仅因为没有白色光子而变成白色。每次发出的光，都会有不同的颜色，可能是红色、绿色或蓝色。每次有人报告光火花，他都会报告不同的颜色。现在的每一个事件都将是不同的主观体验。

如果你想象上面讨论的场景，你可以欣赏到量子舞的本质。现在这里有一些东西让你对现实感到困惑。

量子舞就在我们面前上演。

上面思想实验中讨论的场景是我们所有人面前正在发生的现实。你现在看到的那部分光，其他人是看不到的。另一个人看到光的另一部分。唯一的问题是，我们拥有如此多的可用光，以至于所有主观体验都合并为一个客观现实。在我们的实验中，如果我们将光恢复到正常强度，量子舞就会消失，每个人都会再次开始报告“白”光。

大自然的赤裸之谜

这个奥秘有它的用途。随之而来的随机性和不确定性可能会帮助我们对自由意志做出令人满意的解释。我们也许能够解决关于地球上生命的出现和我们的存在的古老争论。我们可能会根据自然在最基本层面上的行为方式提出新的哲学。

自然界中最基本的随机量子舞是一个赤裸裸的谜。这是一个谜，因为大自然永远不允许我们猜测下一步，它是赤裸裸的，因为舞蹈一直在我们所有人面前进行。

感谢您阅读帖子。我希望你喜欢它。您可以在此处阅读有关量子理论的更多信息（在非技术描述中）。