2500年前哲学家的悖论，如今成为物理学家的“工具箱”

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。他曾提出一系列著名悖论，其中一个是这样的：如果一支箭在飞行，那么在任意一个时刻看，它都是静止的；既然如此，它又是怎么移动的呢？

这个悖论在当时让哲人们苦思冥想； 而 到了 20 世纪，物理学家开始 认识到 ，量子世界中居然真的有类似现象。

早在1950年代，图灵和冯·诺依曼就已经隐约提到这种可能性，但直到1977年，物理学家米斯拉 （Baidyanath Misra） 和苏达山 （George Sudarshan） 才正式提出了“量子芝诺效应”的数学描述。此后，这一现象陆续在囚禁离子、超导量子比特、光学腔原子等系统中被实验证实。

不过，不管你多么熟悉量子力学，量子芝诺效应的奇异之处依然令人困惑： 为什么“观察”一个系统，会改变它本来 的演化 ？

量子煮锅 永远不会沸腾？

德国埃尔朗根-纽伦堡大学的理论物理学家丹尼尔· 伯加斯 （Daniel Burgarth） 说：“当你第一次接触量子芝诺效应时，会觉得不可思议。它清晰地展示了在量子世界里，‘测量’真的会影响系统本身。”

图2 给普通的经典水壶加热，会使它从状态1（未沸腾）转变为状态2（沸腾），而这个过程的速度与是否有人观看无关（尽管看起来可能不是这样）。但在量子世界中， 系统 如果不被观测就会自然从一个状态演化到另一个状态（“蒙眼芝诺”），在被频繁观测的情况下（“睁眼芝诺”）却可能会被“冻结”在原地，无法演化。图片来源： Mayank Shreshtha; Zeno image public domain; Zeno crop CC BY S Perquin

英国伯明翰大学的实验物理学家乔瓦尼·巴隆蒂尼 （Giovanni Barontini ） 也表示认同：“ 量子芝诺效应没有经典世界的对应物。 经典世界里，盯着一个系统看，它照样该干嘛干嘛。但量子系统可不一样——它会‘在乎’你是否在看。”

在经典世界里，无论你是否注视，水总会烧开。但在量子世界中，频繁“测量”会阻止系统的自然演化，让它卡在原地——这就好像你老是打断那位要睡觉的人，让他始终保持清醒。

对那些在 20 世纪早期 奠定 量子力学 基础的物理学家来说，测量与结果之间的任何联系都是一种障碍 。 一些学者 试图绕开 这个问题 ，比如玻尔和海森堡将“观测者”引入波函数坍缩过程；德布罗意和玻姆假设存在“隐变量”；甚至还有“多世界理论”， 其提出者休·埃弗雷特 主张每次测量都会产生一个新宇宙。

但这些解释 都 不够完整，难以 令人满意

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