命运之神：量子力学与财富

15.如何靠量子力学发财？

在20世纪的70年代末及80年代初，匈牙利金融家和思想家乔治·索罗斯，藉助于一个所谓的“量子基金”的金融投资计划，聚财1亿美元。“量子基金”这个名字比它的动人的现代主义的声音包含有更多的东西。索罗斯写过一本书，阐释一种个人的和哲学的历史观，并且他在世界股票市场的活动被认为是受这样的一个原理控制的，即“参与者们不是独立的观察者，他们的思想影响他们所关涉的环境”。

索罗斯的哲学与量子力学的测量影响被测事物的思想异曲同工，因此在他的投资策略中他考虑这样一个事实，他的行为对他所投资的市场有某些影响，而不固守古典哲学所教导的市场自我协调地变动和投资者只是旁观者，希望从他们不能控制的市场的价格波动上获得财政收益。

随之而来有两个问题：首先，投资者充分意识到他们的行为影响市场，但除所有参与者的活动总和以外股票市场又是什么？投资者总是图谋垄断某个市场的事实表明市场原则上是可控制的。

本书主题，即测量影响被测量事物的思想，严格说来不是唯一地适用于量子力学。对一个物理系统的任何测量必然包括系统与测量装置之间的相互作用，并且任何一个相互作用都意味着一个来回交换的影响。设想用一只温度计测量水的温度。如果把一只处于室温的温度计放入热水桶中，那么温度计中的水银受热而膨胀，并且温度计中的水银柱的伸长告诉你水的温度是多少。但是，如果水银的上升是由于水将其加热的，那么无疑地热能总量要减少，它一定会变得冷一些。

当然，一个小温度计对于一大桶水只有一个小得几乎不可能测量的效应。但是请设想一下，用一个普通的家用或医用温度计测量一汤匙热水。温度测量的真正作用意味着把一个温度计放入水中并留在那里直到水和水银的温度变得相同。但如果水的体积与温度计中之水银的体积差别不是很大，那么水温的下降与水银的温度的上升可能是大致相同的，以致你最终的测量是两者的某种平均值，而不是你把温度计放在水中之前的水的温度。显然，测量过程已经改变了你想测量的事物。

但是，古典物理学与量子物理学之间有所不同。如果你确实知道你汤匙中的水与温度计中的水银是多少，并且如果你去图书馆查出这两种液体的被称之为热容量的物理量，它计量为使水的或水银的温度升高1°你必须放入多少热能，那么你就能从你的测量中算出放入温度计之前的水的温度，换句话说藉助于适当的附加知识你能够补偿测量过程中的笨拙并且事后很有把握地计算的数值。(www.xing528.com)

一个不同的并且更实用的策略会得到一个对水的温度没有太大干扰的小温度计；或许你能获得某种电子装置（而不是老式的水银温度计），它只需要在水中放一个微小的银电极。藉助于丰富的创造力，你设计出一个温度计，它能以没有任何意义上的干扰测量一汤匙水的温度，并得到一个你所要求的正确的结果。

在量子力学中，你无论如何也不能获得这种策略。如果你用斯特恩—革拉赫磁铁测量电子的自旋，测量过程迫使一个不确定量表现为特定值。若测量进行，电子的自旋必定不是“上”就是“下”，试图推断其在测量之前的独自状态是没有意义的。

或者，如果你试图测量电子的位置，像在海森堡实验中那样通过在电子上反弹一个光子并测量其反冲，在这个遭遇中存在一个不可避免的偶然因素，以至于甚至在你测量这个反冲光子的能量和方向以后，你只能说，例如，当光子与它相互作用时电子有90%的概率处于一个确定的空间之中。改变光子的能量会得到关于这个电子的位置或速率的更多的信息，但总是有一个折衷。

正是这个概率使得量子测量不同于古典测量。当你指定从斯特恩—革拉赫磁铁中出来的一个电子向上和向下的机会各半时，你一直在说你所能说的那个特殊测量并且在你测量了一对电子的自旋以后，你发现一个上一个下，你仍然不能推断有关它们在测量之前任何假设的差别。它们呈现两个不同的状态这一事实全然没有暗示，在测量之前它们在状态方面有什么不同。不存在你所要求的这样一种附加的信息，它能告诉你任何个别电子的自旋的测量结果将会是什么，当然，且莫说实际进行了的测量本身，而且也使未来的测量成为多余的。概率不能从量子测量中删去。

实际上，说“测量影响被测事物”是使人误入歧途的，因为它似乎暗示量子客体曾处于某一确定而未知的状态，由于测量作用而被干扰并且现在处于某个另外的状态。更确切地说，测量给那些不确定的量以确定性；在测量之前给定一个量是没有意义的。