量子力學的真隨機性用於股票市場

Ⅰ 量子力學打破因果關系，存在真正意義上的隨機事件

是這樣的，量子理論，比如薛定諤的貓，我們開盒子，貓是死的，那麼只能說我們存在的是貓死的世界，還有一個世界裡，那隻貓沒死，這也就是說的是時間線理論，平行宇宙論

與因果論沒有沖突，打開盒子，兩個結果，活或者死，只是兩種結果不在同一個時間線和宇宙里共存而已，比如說拋硬幣，第一次是正面的結果的宇宙很多，第二次還是正面的結果的正面的宇宙就相對其他結果的宇宙來說就少了，第三次還是正面，第四次還是正面，以此類推，拋出連續一千次都是正面的宇宙，存在嘛？當然是存在的，因為概率影響下的果，有無數種，隨機與因果不沖突，只是增加了果的多樣性而已，使得更難以預測，也許會有個宇宙的人，會將拋硬幣百分之百正面當成宇宙規則，與萬有引力並肩的偉大規則，相比那種極端的宇宙來說，我們的宇宙就比較平衡了，有正有反，量子理論的隨機事件應該是與決定論沖突，打破了決定論

Ⅱ 量子力學是否具有真正的隨機性

量子力學本質上就是一個統計理論。或然性不是反映微觀客體的運動的不確定的，而是反映我們只能用因果統計的方式描述微觀世界。量子力學之所以存在悖論，是因為我們不自覺地將量子力學中的統計特性（不確定性）直接理解為微觀客體的固有屬性。上帝是不投骰子的，投骰子的是人類。

Ⅲ 量子力學真的說明世界存在隨機嗎可是愛因斯坦認為不存在沒有原因的事情。 那麼到現在為止，真的存在隨

每個粒子都是不同的，就比如遠看所有的星球都是一個球體，都有引力磁場，但接近觀察就會不同，所以電子質子中子結構存在區別但現在無法證實導致實驗結果存在隨機

Ⅳ 在量子力學中，微觀粒子的隨機性對宏觀世界的未來影響有多大

這好象是同一個問題，本質上說微觀的行為決定宏觀的行為，微觀粒子的隨機是有規律的，就是所謂的幾率波，雖然每次的出現是隨機的，但多了就是波了。但我對此是接受的，但有點難受，總有種物質的運動不能亂動，必須有原因，。如果接受了粒子的波動性，那麼宏觀實際是波動的疊加。在宏觀、低速下這種隨機性太小了（范圍），牛頓定律的計算是一種近似。在一定的條件下，我們能觀察到。有這樣的說法，太陽在空氣中的折射，是空氣中分子隨機運動所造成的不均勻。

Ⅳ 量子力學隨機性被推翻了

作者：張文卓

編輯：Yuki

近日，一則名為“薛定諤的貓終於有救了，Nature 研究首次觀測到量子躍遷過程”的新聞報道刷屏。諸如“耶魯大學實驗推翻量子力學隨機性”“愛因斯坦又蒙對了”等等標題黨紛紛出現，彷彿戰無不勝的量子力學一夜之間陰溝翻船一樣，很多文青紛紛哀嘆宿命論又回來了。然而，事實真的如此？還是報道偏差歪曲了論文本意？

(刷屏的新聞報道。圖片來源：網路搜索截圖)

01 什麼是量子力學隨機性？

咱們先搞懂量子力學的隨機性說的是什麼，再看看這篇論文做了什麼。

根據數理雙修的大師馮諾依曼的總結，量子力學有兩個基本的過程，一個是按照薛定諤方程確定性地演化，另一個是因為測量導致的量子疊加態隨機塌縮。 薛定諤方程是量子力學核心方程，它是確定性的，跟隨機性無關 。那麼量子力學的隨機性只來自於後者，也就是來自於 測量 。

這個測量隨機性正是讓愛因斯坦最無法理解的地方，他用了“ 上帝不會擲骰子 ”這個比喻來反對測量隨機性，而薛定諤也假想了 測量一隻貓的生死疊加態來 反對過它。

(薛定諤選貓作為實驗對象是不是因為貓愛鑽盒子……圖片來源：Unsplash）

但是無數的實驗證實，去直接測量一個量子疊加態，它的結果就是隨機在其中一個本徵態上（概率為疊加態中每個本徵態的系數模平方），這就是量子力學最重要的測量問題。為了解決這個問題，誕生了量子力學多個詮釋，其中主流的三個詮釋為 哥本哈根詮釋 、 多世界詮釋 和 一致歷史詮釋 。

哥本哈根詮釋認為，測量會導致量子態塌縮，即量子態瞬間被破壞，隨機跌到一個本徵態上；多世界詮釋覺得哥本哈根詮釋太玄了，於是就搞了個更玄的，認為每一次測量就是世界的一次分裂，所有本徵態的結果都存在，只是互相完全獨立（正交），干擾不到對方，我們只是隨機地在某一個世界當中；一致歷史詮釋引入了量子退相干過程，解決了從疊加態到經典概率分布的問題。但是在選擇哪個經典概率上，還是回到了哥本哈根詮釋和多世界詮釋的爭論。

從邏輯上看，多世界詮釋和一致歷史詮釋的結合對解釋測量問題似乎是最完美的，多個世界組成一個總的疊加態，即保留了“上帝視角”的確定性，又保留了單一世界視角的隨機性。但物理學是以實驗為準的科學，這些詮釋預言了同樣的物理結果，相互之間不可證偽，那麼物理意義就是等價的，所以 學術圈還是主要採用哥本哈根詮釋，即用塌縮（collapse）這個詞代表測量量子態的隨機性 。

02 耶魯大學的論文說了什麼？

那麼我們再看看耶魯大學這篇Nature論文 [1] 做了什麼。先鋪墊一個量子力學知識，那就是 量子躍遷是一個量子疊加態完全按照薛定諤方程演化的確定性過程 [2] ，即在基態|G>上的概率幅按照薛定諤方程連續地轉移到激發態|E>上，再連續地轉移回來，形成一個振盪（頻率稱為拉比頻率），它屬於馮諾依曼總結的第一類過程。

（圖片來源：nature.com)

這篇論文測的就是這樣一個確定性的量子躍遷，所以得到確定性結果毫無意外。文章的賣點在於 怎樣不讓這個測量破壞掉原本的疊加態，或者怎樣讓量子躍遷不會因突如其來的測量而停止 。這個也不是多麼神秘的技術，而是量子信息領域目前廣泛應用的“弱測量”方法。

(圖片來源：Nature 570, 200–204 (2019))

我們來看這篇nature論文里的實驗用到的能級圖，是一個三能級系統，|G>是基態，|D>是一個激發態，稱為暗態（不易受影響的態），|B>是亮態（易操作的態）。這個實驗用的是超導電路人工構建的三能級系統，信噪比相比真實的原子能級還要差很多。

實驗用到的弱測量技術，就是把原本基態|G>的粒子數（這個實驗用的是超導電流）分出一點點，讓它和|D>形成疊加態，同時|G>剩下的粒子數繼續和|B>疊加，這兩個疊加態（幾乎）是獨立的，（幾乎）不互相影響。例如通過光（微波）強控制兩個躍遷拉比頻率，就能讓概率幅在|B>接近1時，在|D>上也接近1。這時測量|G>和|B>的疊加態，會發現粒子數塌縮在了|B>上面。此時盡管|G>和|D>的疊加態沒塌縮，也能知道概率幅都在|D>上面，再測量|G>和|D>的疊加態結果就是粒子數塌縮在了|D>上。所以測量|G>和|B>的疊加態本身還是個引起隨機塌縮的測量，但這個測量對於|G>和|D>的疊加態來說卻不引起疊加態塌縮（僅有很微弱的改變），同時還能監視|G>和|D>的疊加態演化到什麼程度了，這就成為了相對|G>和|D>疊加態的弱測量。

如果這個三能級系統只有一個粒子，那麼塌縮在|B>上的粒子數為1時，塌縮在|D>和|G>上的粒子數為零。但這個三能級系統是用超導電流人工制備出來的，相當於有很多電子可用。當一些電子塌縮在|B>上之後，仍然有一些電子處於|D>和|G>的疊加態。所以多粒子系統也保證了這個弱測量實驗可以進行。這和冷原子實驗非常類似，即大量原子具備相同的能級系統，疊加態的概率可以反映在相對原子數上。

03 上帝依然擲骰子

用一句話總結，這篇nature論文里 用了實驗技巧去弱測量一個確定性過程，主動避開了對這個過程能導致隨機結果的測量，一切都符合量子力學預言，對量子力學的測量隨機性沒任何影響 。所以愛因斯坦沒翻身，上帝依然擲骰子。

這篇nature論文只是又一次驗證了量子力學的正確，為什麼會引起這么大的誤解？這里我不得不吐槽一下。這與 作者們在摘要和引言里立的錯誤靶子 脫不了干係。估計是為了製造大新聞，他們找到了玻爾在1913年提出的量子躍遷瞬時性的想法做靶子 [3] ，但這個想法早在1925年海森堡方程和1926年薛定諤方程提出（也就是量子力學正式建立）之後就被否定了，他們在論文里也明確說了實驗其實驗證了薛定諤關於躍遷是連續確定演化的觀點。把玻爾搬出來，很可能是為了營造一個和愛因斯坦對立的效果，延續世紀論戰，多博取關注。但是 在量子躍遷這個問題上，是玻爾最早的想法錯了，海森堡和薛定諤對了，不關愛因斯坦什麼事 。

(玻爾（左）和愛因斯坦（右）。圖片來源：Wikimedia Commons)

這篇論文的英文報道 [4] 的作者是Phillip Ball，他盡管寫過很多優秀的科學新聞，但這次 大概是碰到了知識盲點，整個報道寫的也是故弄玄虛，沒抓到重點 ，還把海森堡拉去陪玻爾一起給瞬時躍遷背鍋（不知道海森堡方程和薛定諤方程實質等價嗎？）。然後中文媒體再翻譯過來，其它自媒體再自由發揮一通，就變成了科學傳播的“車禍現場”。

筆者幾年前在丹麥Aarhus大學物理系做博士後時（Aarhus物理系大概一百年前是從哥本哈根大學物理系——即現在的玻爾研究所分出來的，這樣也算和玻爾扯上點淵源），也做過一個監視超冷原子相變的量子弱測量實驗，可不敢像耶魯這個團隊這樣立靶子吹牛，文章後來發的很普通的英國物理學會雜志。 量子技術既然瞄準的是第二次信息革命，未來的應用才決定其價值，而不應該沾染為了發頂級期刊而嘩眾取寵的風氣 。這樣做即使一時受寵，很快還是會被歷史埋沒。

作者名片

排版：凝音

題圖來源：Pexels

參考文獻：

[1] Z. K. Minev, et. al., To catch and reverse a quantum jump mid-flight, Nature 570, 200–204 (2019)

[2]一般的高等量子力學教材中都有專門的章節講怎麼用含時薛定諤方程描述量子躍遷，在量子光學教材中有更細節的光與二能級原子相互作用的半經典模型，光學Bloch方程，全量子J-C模型等，無一例外都屬於含時薛定諤方程。

[3] N. Bohr, On the constitution of atoms and molecules. Part I. Binding of electrons by positive nuclei. Phil. Mag. 26, 1–25 (1913).

[4] https://www.quantamagazine.org/quantum-leaps-long-assumed-to-be-instantaneous-take-time-20190605/

Ⅵ 相對論的時間效應與量子力學的隨機性

兩個人互相遠離的時候,要靠對方發射出的光中包含的信息才能觀測對方靠的是觀測對方的光 典型的例子就是物體進入黑洞視界的時候,看起來物體好像停止在視界邊緣,實際上他已經進入邊緣只是他所發出的光被黑洞的重力作用滯留,而延長了可觀測時間相對論的時間效應與量子力學的隨機性

Ⅶ 量子物理學可以證明存在真正的隨機性嗎

不，量子力學不能證明存在真正的隨機性。但是，在這一點上，與量子力學本質上是不確定的這一說法是一致的。那幾乎和它一樣好。

真正的隨機性與這樣的概念相關聯：在最詳細的知識極限下，我們仍然不知道某些事情。這個概念與確定性原則相抵觸。系統在任何時間點的狀態足以確定將來任何時間的狀態。

確定性原理直接導致了漢密爾頓的最小作用原理。如果您還沒有聽說過它，您應該意識到這是基礎物理學的最重要原理。它解釋了為什麼我們可以預測任何事情。

我們可以針對與系統知識不完全相關的概率測試Born規則描述的概率，並且發現它們具有不同的特徵。這在違反貝爾不平等現象時得到了揭示。這些測試排除了所謂的局部現實主義。這僅意味著我們無法將與量子力學相關的概率視為類似於從袋子中取出彈子的情況。我們可以證明，代表隱藏信息的概率概念不適用於量子力學。

如果我們可以將概率歸因於測量結果，而這些概率與系統的不完全知識不一致，那麼就我們所知，這些測量結果從根本上是不確定的。這與您可以獲得的真正隨機性非常接近。這就是為什麼現在有一些公司銷售量子隨機數發生器和在線服務，它們提供使用量子測量獲得的隨機數流。

Ⅷ 計算機真隨機數都應用在什麼地方

首先，「真隨機」也有不同的含義，若想要「真正的真隨機」目測只能靠量子力學了。一般的所謂真隨機不是指這個，而是指統計意義上的隨機，也就是具備不確定性，可以被安全的用於金融等領域，下面說的也是這種。

答案是，計算機系統可以產生統計意義上的真隨機數。

大部分程序和語言中的隨機數（比如 C 中的，MATLAB 中的），確實都只是偽隨機。是由可確定的函數（常用線性同餘），通過一個種子（常用時鍾），產生的偽隨機數。這意味著：如果知道了種子，或者已經產生的隨機數，都可能獲得接下來隨機數序列的信息（可預測性）。

直觀來想，計算機是一種可確定，可預測的的設備，想通過一行一行的確定的代碼自身產生真隨機，顯然不可能。但是，我們或許可以迂迴一下……

實現方法簡單說就是軟硬結合，或者說，引入系統外的變數（把軟體，代碼，演算法想像成一個封閉的系統）。

一個典型的例子就是 UNIX 內核中的隨機數發生器（/dev/random），它在理論上能產生真隨機。即這個隨機數的生成，獨立於生成函數，這時我們說這個產生器是非確定的。

具體來講，UNIX 維護了一個熵池，不斷收集非確定性的設備事件，即機器運行環境中產生的硬體噪音來作為種子。

比如說：時鍾，IO 請求的響應時間，特定硬體中斷的時間間隔，鍵盤敲擊速度，滑鼠位置變化，甚至周圍的電磁波等等……直觀地說，你每按一次鍵盤，動一下滑鼠，鄰居家 wifi 信號強度變化，磁碟寫入速度，等等信號，都可能被用來生成隨機數。

更具體的，內核提供了向熵池填充數據的介面：

比如滑鼠的就是
void add_mouse_randomness(__u32 mouse_data)

內核子系統和驅動調用這個函數，把滑鼠的位置和中斷間隔時間作為噪音源填充進熵池。

所以，結論是，程序和演算法本身不能產生真隨機，但是計算機系統作為整體可以迂迴產生統計意義上的真隨機。

Ⅸ 量子力學上的隨機性，我不相信，我堅信自然界一切知道了先定條件就是必然。

你這種懷疑精神很可貴可嘉，原理定理不可能永遠正確，雖然人們目前的知識理論水平已達到一定高度，但還會繼續發展，希望你是下一個牛頓或愛因斯坦

Ⅹ 將量子力學中的隨機性應用於人工智慧中，能否創造出擁有自我意識的機器呢

會，但不是現在。說會很簡單，俺們都接受過「馬克思主義」教育，都知道物質決定意識，什麼「意思」？就是說人類是自然進化的結果，而不是什麼上帝創造的。那麼人工智慧接受進化選擇就可以取代人類，包括意志。但現在人工智慧，受限於人類控制和科技條件，沒有可能。