本來前幾天就想寫，過年嘛，所以拖到今天。
我看網上的說法很能扯，所以打算撥亂反正，科學實驗和科研成果，必須放在科學思維的軌道內，那些什麼“四維空間”、“靈魂空間”、“陰陽五行”甚至是“神界仙界”跟科學研究的實在結果沒半毛錢關係，跟建立在嚴謹科學思維上的“設想”差了十萬八千里。
當然這種胡說八道的腦洞並非中國特有，西方基於科學研究的“神秘化”“玄幻化”“宗教化”比中國嚴重多了，很多胡說八道的東西都能產業化，堂而皇之吃著版稅給大眾完全錯誤的科學認知。好萊塢電影中這些玩意數見不鮮。根子都是歪嘴解讀“相對論”“量子糾纏”“卡魯扎-克萊因理論”“弦論”“狄拉克海”等等。
為啥會這樣？究其原因並不複雜。因為今天以理論物理為代表的研究室科學已經發展到了極其抽象和專業的程度，研究物件的現實特徵已經遠遠超出了普通人的想象和理解力。所以就造成了“每一個字都認識，但放在一塊兒根本不知道說啥”的狀況。民眾當然只能在自己的學識和理解力的基礎上去做分析理解，當然就是驢唇不對馬嘴。這其中更有一些本來自己啥都不懂，但以胡說八道為天賦的人熱衷於透過媒體瞎忽悠，販賣私貨、誤導民眾，把科學概念生生弄成宗教迷信。
這就叫“智商誤區”，假設人類的科學知識層次已經發展到了200，可民眾的知識儲備和理解力還在20徘徊，彌補那180的差距一般只能靠胡思亂想（人類特有的天賦，人類智慧的根基）。
這麼說，大多數人能夠理解到牛頓力學的層次，畢竟牛頓力學可以解釋人們身邊99%的現象。到了麥克斯韋的電磁方程，大概就擋住了99%民眾的認知能力，無影無形的電磁波已經在所有人的感知之外，認識它必須藉助數學工具，至於理解，看不到的東西如何理解？
這時候人的想像力就開始發揮作用，人類可以用類比的方式來想象無影無形的電磁波的狀態，比如水波，又比如用我們看到的太陽來類比想象遙遠的恆星。
相對論可以說是目前人類對宏觀世界想象力的巔峰。狹義相對論所用到的“洛倫茨變換”完全可以看做是玄幻故事當中的魔法工具，說實在的，如果過去幾千年人類沒有關於魔法的想象，狹義相對論是根本無法理解的。即便如此，直到今天大多數人仍然無法理解和想象狹義相對論場景，甚至包括某石油大學的教授，因為無法理解，因為超出這些人的想象，所以拼命批判相對論，如同掄著斧子想把一座高山砍倒。
與狹義相對論相比，廣義相對論的腦洞更大了十倍不止。愛因斯坦費了十年的腦細胞才靠極其卓越的想象力把引力場景描述出來（當然卓越的想象力必須靠卓越的數學來支撐，科學想象畢竟不是胡思亂想）。“建立在局域對稱基礎上的時空彎曲”足可以把500個人當中的499個人擋在廣義相對論之外。
雖然難以理解，但普通人還是可以透過常識性的類比來正確認知廣義相對論的部分概念的，比如“彈性薄膜和上面滾動的小球”大概可以琢磨出時空形狀和質量的關係。
所以做科學知識普及工作的人在普及這些抽象高深的科學知識的時候要廣泛用到類比的手段，用普通人都能看到或者想象到的現象去理解抽象事物，把難題簡單化、形象化。
但量子力學讓這種科普變成了不可能。
我不敢說這世上沒有一個腦瓜子能理解量子力學，但這個機率肯定小於十億分之一。為什麼？
因為我們沒法用我們腦海中積累的常識來想象量子世界，所有基於對宏觀世界認知的想象全部是錯的！而且這些錯誤的類比甚至讓科學家的思想都出現十分荒謬的東西，比如“多重宇宙”。
基本可以這樣認為：對人類的宏觀大腦而言，量子世界是無法被理解的！現在支撐對量子世界規律做正確把握的途徑只有數學工具。也就是說，量子現象和規率可以用數學來描述和運算，但他到底是怎麼回事，沒人知道！
這是什麼意思呢？
打個比方，我們對空間的經驗完全來源於我們看到的世界，我們可以在腦海中構造出三維物體。四維物體是什麼樣呢？沒有一個人可以想象出來，它超出了我們的理解之外。但因為我們有黎曼幾何這樣的數學工具，我們完全可以計算四維乃至更多維度物體的性質和運動。我們沒辦法想象和理解，但這並不能阻礙我們對他們進行研究和認知。
量子世界也是這樣，人們無法想象和理解，但數學工具能讓人們毫無障礙地研究和認知。
這算是折衷和實用主義的態度。
讀到這裡估計聰明人會發現：數學是極其強大的，他如今已經遠遠超出了經驗主義範疇。
科學家對數學有著強烈的自信，那麼，這個宇宙是數學化的嗎？
起碼到現在為止，所有可以稱得上“科學”的東西，都必須用數學做支撐。人類歷史上所研究的數學成果，大多數都被應用於現實，這意味著數學中的大部分內容都具有實在性，而不只是邏輯思維工具和規則。
但“虛數”是例外。
萬事萬物的性質和運動都可以用實數來描述，比如質量、動量、內能、角動量、化學組成、速度、空間位置等等，實數分為0、正數和負數，正數負數只具有相對意義，是對比結果，比如假定往東運動為正，那麼往西就用負數表示。
虛數不是對比，而是擴充套件。虛數的起始點其實是反邏輯的，違反了數學“負負得正”的規則，而且跟實數之間沒有任何比較意義。這基本等同於“高維認知困境”，我們可以用擴展出來的虛數進行運算，但不能理解它是怎樣的存在。
既然實數在描述事物上具有完備性，那麼虛數就僅僅只是計算技巧，不能理解也無所謂。
但潘建偉等團隊進行的最新的關於“貝爾不等式”的擴充套件實驗卻給出了虛數在量子世界的實在意義：虛數是描述量子世界規律和現象必不可少的！
普通人到這裡就蒙圈了，啥意思？
宏觀類比就是：我和某人相距2米，即便精確到非整數甚至是無理數，描述距離這個量也必須是實數。現在新的試驗告訴我，我跟某人的距離是2+2i米，而且必須是2+2i米才正確。我肯定徹底暈菜了，2i米是個什麼東西，在現實的空間測量中怎麼表現？
有人會說這不是表示四維空間的距離嗎？當然不是，計算四維量只需要加一個長寬高之外的量就行，那個量仍然必須用實數表示。
有人琢磨這是不是現實世界的背景空間？那裡的一切跟這個世界正相反，然後還會有“快子”，光速是那裡的速度下限？即便是跟咱們這個世界完全相反，完全可以用負數來表示，哪裡用得到虛數？
至於什麼“靈魂空間”之類，屬於徹底擺脫數學思維的純腦洞，實數都用不到，跟虛數更沒半毛錢關係。
那麼這個虛數的實在意義到底是啥意思？
其實上面的宏觀類比一樣是謬誤百出，好在聰明人不會當真。看文章的人只需要知道，不管是作為計算用的工具技巧還是真的表示某種實在，虛數描述的物件都跟“波”緊密相關。
很多人都聽說過“波粒二象性”，但怎麼理解“構成世界的基本單元既是粒子又是波”這句話？
沒人能準確理解。在宏觀世界中，人們觀察到的波都是粒子參與的宏觀運動，比如水分子參與水波的運動，這其中水分子就是水分子，水波就是水波，二者根本不是一碼事。所以在量子世界中，一個粒子本身就是波就超出了人們的常識——一個小點怎麼會是波呢？為此德布羅意和海森堡分別作出瞭解釋，德布羅意認為粒子不是點，而是抹開的波，海森堡則認為波是粒子在空間中出現的機率。德布羅意的理解更傳統，但哥本哈根學派採納了海森堡的觀點，因為以機率波為物件計算更方便，這就是“量子力學的哥本哈根解釋”。
注意，是“解釋”，也就是說，我們就這樣認為了，至於為啥是“機率波”，鬼才知道。
所以吃瓜群眾應該能明白，就算海森堡、波爾、德布羅意這天才中的天才，他們也根本不知道“波粒二象性”是怎麼回事，一切都只是為了計算方便。
哥本哈根這些人這麼解釋惹惱了一個大人物，這個大人物就是愛因斯坦，神聖規整的物理學殿堂被這幫傢伙搞成了雜貨鋪，是可忍孰不可忍。於是愛因斯坦後半輩子就跟量子力學的領袖人物波爾槓上了，這事搞得兩個人都相當痛苦，但為了真理都不讓步。兩個人爭論的結果形成一系列思想實驗，在二人去世後，這些思想實驗因為技術手段的進步一個個都變成了現實。
其中最著名的實驗就是“驗證貝爾不等式實驗”。實驗結果是顛覆物理學家們三觀的東西——量子糾纏被證實！
具體的東西我不解釋，我就做個形象化類比：一對雙胞胎生下來之後被分置兩地，哥哥在地球上，弟弟被送去火星。這對雙胞胎有個奇妙的性質——不論距離多遠，兩個人都會分毫不差在同一時刻做出同樣的動作。比如哥哥在地球的課堂上被老師提問，起身回答問題，火星上的弟弟也會在同一時刻起身跟哥哥說出同樣的話。
愛因斯坦認為這種幽靈效應是異想天開，即便弟弟是哥哥的複製品，相互傳遞資訊的速度也不能快過光速，因為局域效應的存在，雙胞胎根本沒法同時做出同樣的動作。
愛因斯坦的看法是符合常識的，畢竟一個訊號從地球傳遞到火星需要3分40秒到20分鐘，哥哥的動作訊號被弟弟接收到至少也要在3分40秒之後。
但量子世界就是這麼奇妙，宏觀世界中根本不可能發生的事在量子世界中是家常便飯。實驗證實，雙胞胎粒子的糾纏效應破壞了局域對稱性！
為啥會出現比魔法故事還玄幻一百倍的量子糾纏效應？沒人知道。量子波還能用機率波勉強解釋，量子糾纏幽距效應根本無法理解，這不但超出了人類的常識經驗，也超出了人類想象力的上限。
這意味著什麼？
這意味著在組成這個宇宙的基本層面，時空、運動、物質存在狀態根本不是人類所認識的那樣！整個世界組成的基礎遠比人類能理解的要複雜深刻得多！
在超弦理論和圈理論中，粒子已經不再是那個簡單的點，作為能量擾動和傳遞的量子波也具有了更復雜的實在性，質量、距離乃至時間都正在被更深刻的量子效應替代，我們所認識的世界的模樣在量子世界中正一層一層崩塌掉！
所以“虛數具有實在意義”指的是什麼？對應的實在是什麼？我不知道，也沒人知道。量子糾纏已經超出了人類理解和想象的上限，再多一個“虛數描述”也沒啥大不了的。就像一個家財萬貫的生意人因為有人做局賠了十萬貫，現在發現還有百萬貫的賠款等著他，他心裡能咋想？
最後，關於虛數的實在意義讓某些一知半解的人想到了“狄拉克海”，關於預言和描述了反粒子的早期粗糙設想。這玩意後來被更嚴謹完善的量子描述取代，而且跟量子糾纏效應八竿子打不著。當然也不排除未來隨著理論和實驗的完善，科學家們復活和嚴謹描述“虛數海”的可能性。
