B2 · 第39集 · 5:08
现实的相对性与量子之谜
本集探讨爱因斯坦相对论如何颠覆时空观，以及量子力学如何挑战我们对确定性、观测和客观现实的理解。
来源：Sismique · 许可：CC BY 3.0
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c'est comme si l'univers était une grande toile élastique et que les objets massifs
宇宙就像一张巨大的弹性织物，而质量巨大的物体
y créaient des creux influençant le mouvement de tout ce qui passe à proximité.
会在其上形成凹陷，影响附近所有经过物体的运动。
Ce qui nous intéresse ici, ce ne sont pas ces théories en elles- mêmes,
我们此处关注的，并非这些理论本身，
bien que ça vaudrait le coup de s'y attarder,
尽管深入探讨它们也十分值得，
mais c'est l'impact profond qu'elles ont eu sur notre compréhension de l'univers et
而是它们对我们理解宇宙，
sur notre conception de la connaissance elle- même.
以及对我们自身知识观所产生的深远影响。
Ce qu'elle nous montre que des notions aussi fondamentales que l'espace et le temps,
它们向我们揭示：空间与时间这类看似最基础的概念，
que nous pensions comprendre parfaitement, peuvent être remises en question.
我们原以为已完全掌握，却仍可能被彻底质疑。
Elle nous rappelle l'importance de considérer différents points de vue,
它们提醒我们，必须重视不同视角，
de considérer différents cadres de référence pour appréhender la réalité.
必须借助不同参照系来把握现实。
et par ailleurs, ce sont des théories contre intuitives.
此外，这些理论还违背直觉。
Elles sont étranges, elles sont étranges a priori,
它们显得奇特，而且从一开始便显得奇特，
et elles nous invitent une fois de plus à nous méfier de certaines apparences,
再次提醒我们警惕某些表象，
à nous méfier de nos intuitions,
警惕我们的直觉，
et de certains des savoirs qu'on pensait définitivement établis.
警惕那些曾被认为确凿无疑的知识。
Très peu de temps après,
就在不久之后，
une autre découverte encore plus étrange allait bouleverser notre vision de
另一项更为奇特的发现，将彻底颠覆我们对宇宙及其规律的认知：
l'univers et de ses règles: la mécanique quantique.
量子力学。
Dans les années 1920, des physiciens comme Max Planck,
20世纪20年代，马克斯·普朗克等物理学家，
Niels Bohr et Werner Heisenberg découvrent que le monde subatomique,
尼尔斯·玻尔和维尔纳·海森堡发现，亚原子世界——
donc du tout petit petit,
也就是极小极小的世界，
ne se comporte pas du tout comme notre monde macroscopique,
其行为方式与我们的宏观世界截然不同，
celui qu'on peut voir. Les particules peuvent être, par exemple,
即肉眼可见的世界。例如，粒子可以同时处于多个位置。
à plusieurs endroits à la fois.
它们可以同时处于多个位置。
Elles peuvent s'enchevêtrer instantanément sur de très grandes distances,
它们还能在极大距离上瞬间发生量子纠缠，
et leur comportement semble intrinsèquement probabiliste,
其行为本质上具有概率性，
c'est- à- dire non prévisible avec certitude.
也就是说，无法被完全准确地预测。
Ce qui va évidemment complètement à l'encontre de tout ce que la science avait cru
这显然完全违背了科学此前所相信的一切
jusque- là. on va donner quelques exemples
迄今为止。我们将举几个例子
le principe d'incertitude d'Heisenberg alors il nous dit qu'il est impossible de
海森堡不确定性原理。它告诉我们
connaître simultanément et avec précision la position et la vitesse d'une particule
不可能同时精确地知道一个粒子的位置和速度
Donc c'est pas comme les trains qui partent à Paris pour arriver à Lyon à telle
所以，这不像火车从巴黎出发，准点抵达里昂那样
heure, etc. Plus on connaît l'une,
时间等等。我们对其中一个量了解得越精确
et moins on connaît l'autre.
对另一个量的了解就越模糊
Et ce n'est pas une limitation de nos instruments de mesure,
而且，这并非测量仪器的局限性
c'est une propriété fondamentale de la réalité quantique,
而是量子现实本身的一项基本属性
même si on peut imaginer qu'au départ les physiciens ont
尽管我们能想象，最初物理学家们
essayé plusieurs fois de voir ce qui n'allait pas dans leurs mesures.
曾多次尝试找出他们测量中出了什么问题
Alors pour illustrer les étrangetés du monde quantique,
为了说明量子世界的奇异之处
on va prendre l'expérience de la double fente, qui est une des plus connues.
我们来介绍双缝实验——这是最著名的实验之一
Dans cette expérience, des particules, comme des électrons par exemple,
在这个实验中，粒子（比如电子）
sont envoyées une par une vers un écran avec deux fentes.
被逐个射向一块带有两条狭缝的屏幕
étonnamment lorsqu'on ne les observe pas ces particules semblent passer par les deux
令人惊讶的是，当不观测这些粒子时，它们似乎同时穿过两条狭缝
fentes à la fois créant un motif d'interférence sur l'écran qui est placé derrière
在后方屏幕上形成干涉图样
ces fentes donc on projette de la lumière
这两条狭缝。因此，我们在两缝之间投射光
entre deux fentes et ça crée un motif d'interférence derrière
并在后方形成干涉图样
mais dès qu'on tente de les observer pour déterminer par quelle fente elles passent
但一旦我们试图观测每个粒子究竟通过哪条狭缝
une par une, le motif d'interférence disparaît.
干涉图样便消失了
C'est comme si l'acte, l'acte même d'observation modifiait le comportement des
仿佛观测这一行为本身，就改变了粒子的行为
particules. Comme ça,
这些粒子。就这样
évidemment c'est un peu troublant.
显然，这有点令人困惑
Donc cette expérience soulève des questions profondes sur la nature de la réalité au
因此，这个实验提出了关于量子层面现实本质的深刻问题
niveau quantique et le rôle aussi de la mesure dans la détermination des propriétés
以及测量在确定量子系统性质过程中所起的作用
des systèmes quantiques.
这些问题
Pour illustrer l'étrangeté de ce monde,
为了说明这个世界的奇特之处，
on va prendre l'exemple du fameux chat de Schrödinger.
我们以著名的薛定谔猫为例。
Erwin Schrödinger, qui avait peut- être un chat,
埃尔温·薛定谔本人或许养了一只猫，
a imaginé une expérience de pensée où son chat est enfermé dans une boîte avec un
构想了一个思想实验：把他的猫关进一只盒子，盒内装有
dispositif qui pourrait le tuer en fonction d'un événement quantique aléatoire.
一个装置，会根据某个随机的量子事件决定是否杀死这只猫。
C'est une expérience de
这是一个思想实验，
pensée. Donc selon la mécanique quantique,
因此，根据量子力学，
tant qu'on n'observe pas à l'intérieur de la boîte,
只要我们不打开盒子观察内部，
le chat est dans un état de superposition.
这只猫就处于叠加态。
Il est à la fois vivant et mort.
它同时既是活的，又是死的。
comme les particules donc qui passent par les deux fentes à la fois.
就像那些粒子一样，能同时穿过两条狭缝。
Et c'est seulement l'acte d'observation qui effondre cette superposition dans un
而只有观测行为本身，才会使这种叠加态坍缩为确定的状态。
état défini. c'est quand on ouvre la boîte qu'on sait si le chat est mort ou vivant
当我们打开盒子时，才能知道猫是死是活；
et plus précisément c'est quand on ouvre la boîte que le chat devient mort ou
更准确地说，正是打开盒子这一动作，
devient vivant.
才让猫变成死的，或变成活的。
Et qu'il n'est plus les deux à la fois.
此时，它不再同时处于两种状态了。
Donc ouvrons la boîte.
那么，我们来打开盒子吧。
Ah, bah il est vivant.
啊，它还活着！
Cette expérience de pensée illustre de manière frappante comment la mécanique
这个思想实验鲜明地揭示了量子力学如何挑战我们对现实的理解，
quantique remet en question nos notions de réalité
以及对“观测”这一概念的理解；
et la notion d'observation, puisqu'elle suggère que l'acte d'observation peut
因为它暗示，观测行为本身可能影响被观测的对象，
influencer ce qui est observé, remettant donc en question l'idée qu'une
从而质疑了‘存在一种独立于观测者之外的客观现实’这一观点。
réalité objective et indépendante de l'observateur existe.
（该观点因而受到质疑。）
Il faut préciser quelque chose ici,
这里需要澄清一点：
puisque pour les adeptes du new age qui nous écoutent,
因为正在收听节目的新时代运动爱好者们，
il y a souvent de la confusion.
常常对此产生误解。