“即使原则上，人们也不能要求电子的Alibi！”
赫尔曼·韦尔群理论和量子力学（1950）
H你听过马丁国王的故事？
他和他的新娘和刚出生的儿子一起生活在法国西南部的比利牛斯山脚下的一个小村庄。在1548年，在24岁时被他自己的盗窃父母被指控后，马丁国王消失了，离开了他的家人。八年后，在父母去世后，国王回家了，与他的妻子，儿子和同胞们重逢。
在接下来的三年里，Guerre和他的妻子Bertrande有两个孩子。一切都在游泳，直到外国士兵通过镇，并声称那个曾经回来的人不是真正的马丁国王，而是一个名叫阿诺·杜泰的浮雕员。指责者声称已经在西班牙军队中争夺了国王，并表示国王在战斗中失去了一条腿。Bertrande忽略了指责，肯定是她生活的男人是，并一直是她的丈夫。但很快Guerre的叔叔和Bertrande的继父加入了外国士兵，以指责锻造国王的身份，并带他去审判。
如果电子是可分辨的，那么一切都将是混乱的。
这是一个在我们的集体想象中持续存在的故事——已经被拍成了电影、音乐剧、历史小说、电视剧和电视剧辛普森一家情节 - 因为它罢工是一种生原神经：有一种意义，我们的身份概念是不安全的。我们如何确定有人是谁，甚至有人关闭？我们如何确定我们是谁，或者那我们是？在一个不断变化的世界中，身份可以均衡的是什么？
早期的振兴主义哲学家有一个准备好的答案：我们每个人都被一个神圣的灵魂区出色，我们的物理机构只按照我们隐形自我动画的木偶。但科学已经侵蚀了这个答案，并寻求身体体内的身份：在微观层面，承诺减少梦想，必须有一些东西可以将我们每个人与另一个人区分开来。对于我们的身份，一个难以赋予的基础，是由分子和原子制成的。
然而，这条道路远远不如似乎令人震惊。把你的凝视铸在guerre上，在法庭上站在那里。放大。看起来更靠近他的脸，他的皮肤，他的毛孔。挖洞到他最基本的成分。那里：看到电子？这是一个家人的建筑块。但是如果我们将电子放在审判而不是国王上，怎么办？
y是的，我们都可以对将基本粒子完全应用于该定律的奇怪之处傻笑。是的，我们都可以期待一些令人尴尬的双关语。让我们把他们赶走，好吗?房间里的空气是电的．被告是带电凭借严重的身份欺诈犯罪。好的。让我们继续。
法官轻敲木槌宣布法庭肃静。12名陪审员正坐。被告在座位上局促不安，令其律师懊恼，令素描师沮丧。
电子 -任何电子是一种基本粒子，也就是说它没有已知的子结构。Guerre是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由基本粒子组成的，但基本粒子是这条线的终点。它们是由虚无构成的，因为它们是物质世界最基本的组成部分。电子是一个点，完全不占任何空间。每一个电子都被单独定义为它的质量(微小)，自旋(1/2)和电荷(负)。这三个特征包括在Toto.电子的完全和全面的同一性，因为它对空间范围的缺乏，没有空间容纳任何进一步的属性。
这意味着什么?每个电子都是其他电子的精确写照，即使是最微小的偏差也没有丝毫的回旋余地。不像盖尔这样的复合宏观物体，或者我们日常经验中的任何其他物体，电子不仅是相似的，如果是不可思议的相似的话，而且是非常非常相似的完全相同的-可互换的，可替换的，仅仅是占位符，写着“电子”的空标签，仅此而已。
这产生了一些相当奇怪但可衡量的后果。考虑下面的例子:我们有两个基本粒子，A和B，还有两个盒子，我们知道每个粒子在任何给定的时间都必须在这两个盒子中的一个。假设A和B是相似但不同,设置允许四种可能:一个是盒子1,B是在盒子2中,A和B都是盒子1,A和B都是在盒子2中,或者是在盒子2,B是框1。概率规则告诉我们，有四分之一的几率在每种构型中找到这两个粒子。
另一方面，如果粒子a和b真的是完全相同的在这种情况下，a在盒子1里，B在盒子2里，或者B在盒子1里，a在盒子2里，这两者实际上并没有什么区别。这些情况最初被认为是两种截然不同的可能性，但实际上是完全相同的。现在，总共只有三种可能的构型，我们在其中任何一种构型中发现粒子的概率为三分之一。
实验证实微观世界符合三分之一的统计。把被告换成另一个同类——宇宙不会有任何区别，我们也不会。
S.一号核心为辩方。为了证明这一点，辩护律师请麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的理论物理学家弗兰克·威尔切克(Frank Wilczek)作证。为了确立他作为专家的地位，辩方律师将威尔切克的资历记录在案:他出版了无数的书籍和科学论文，获得了一长串的奖项。“哦，”律师微笑着说，“还有诺贝尔奖。”检察官似乎不情愿地留下了印象。
”博士。“威尔切克，”辩护律师开始说。“你已经陈述了你认为是量子场论中最深刻的结果。你能向法庭重复一遍那是什么吗?”
物理学家倾向于麦克风。“那两个电子难以区分，”他说。
吸烟枪进行无法区分，直接导致1合3统计的结果是干扰。干扰背叛了电子的秘密寿命，解释了Wilczek。在观察中，我们将总是发现电子含有碎粒粒子，但是当我们是时不是看它，电子具有波的性质。当两个波重叠时，它们就会发生干涉——在它们相位一致的地方增加和放大——波峰与波峰，波谷与波谷——在它们发现自己不同步的地方相互抵消和消除。这些干扰波不是通过物质介质波动的物理波，而是被称为波函数的数学波。物理波的振幅携带能量，波函数则携带概率。因此，尽管我们从未直接观察到这些波，但它们干扰的结果很容易从它如何影响概率和实验的统计结果中看出来。我们要做的就是数数。
人们无法帮助，但是怀疑是否是如此狡猾或相当空间本身的电子。
关键点是只有真正相同，无法区分的事情干扰。我们发现一种区分它们的方法 - 是它们的颗粒，路径或过程 - 干扰消失，隐藏波突然出现在其粒子幌子中。如果两个粒子显示干扰，我们可以绝对确定它们是相同的。果然，实验后的实验已经证明是毋庸置疑的：电子干扰。相同的是他们是愚蠢的或视力不佳，而是因为他们深刻，深刻，天生地无法区分，每个最后一个。
这没有少量的技术性。这是Quadarre世界与我们经验的普通世界之间的核心区别。Wilczek说，电子的无法区分是“成为可能的化学性质”。“这是可以重复的物质行为。”如果电子可区分，则连续变化分钟，差异也会变化，一切都会是混乱。它是他们的离散，明确，数字性质，使它们在错误的世界中耐受差错。
它们的同一性意味着，虽然我们可以笼统地谈论电子，但我们却不能对任何一个特定的电子作出任何说明。Wilczek说:“如果你有两个电子，后来又观察到两个电子，但在中间阶段你没有观察到它们，你就不能说哪个是原来的哪个是原来的。”“这不仅仅是你感到困惑——原则上不可能分辨出哪个是哪个。”
彼得普特，物理学家，历史学家和音乐家在圣约翰·新墨西哥州的圣约翰大学，这使得这种方式：“我们可以发表声明，”有五个电子。“我们可以给他们一个主要数字。但我们不能给他们序号。“基数数量计数数字。五电子。序数是排序的数字-第一个， 这第二， 这第三， 这第四， 这第五．说我们可以有没有序数的基数，就是说我们可以给组加上标签，但不能给它的任何个体成员——这本身就意味着它的成员根本不是个体。“这非常令人惊讶，”佩西克继续说，“因为我们认为基数和序数总是同时适用的。在微观层面，这是不正确的。你只有一个，没有另一个。”
T.检察官在证人席前慢慢地来回踱步，考虑着他的交叉盘问。他认为，也许我们可以通过它们在空间中的位置而不是它们的固有特征来区分电子。即使两个电子在任何方面都是相同的，我们当然可以仅凭一个电子是相同的这一事实就把它们区分开来在这里和其他在那里，我们不能吗？
Wilczek的回复是一个简单的“否”。虽然猪肉颗粒似乎占据空间中的特定点，而不是自然，但不要。因此，当像我们的电子这样的粒子展开时，它们变得漫反射和放置。他们的波动虽然集中在特定的空间区域，但伸展到无穷大，因此总是有一个小但非零的机会，他们的微粒性质应该在任何地方表现出来，有人应该决定去寻找它。
当没有人寻找时，电子不是在任何地方这是一个如此奇怪的事实，人们不禁要问，究竟是电子在迂回，还是空间本身在迂回。当我们不看的时候，太空会发生什么?它会消失吗?
Wilczek所说:“量子力学密切相关的另一个方面不可分辨性,和竞争对手最严重的方面,如果你想要描述的两个电子,这并不是说你有一个波函数和一个单独的波函数,每个生活在三维空间。你真的有六个- 在其中有两个位置，在其中可以填充两个电子。“六维波段意味着用于在特定位置处找到每个电子的概率不是独立的 - 也就是说，它们是缠绕的。
电子的同一性不仅削弱了事物的概念，也削弱了空间的概念。
在旧的看待事物的方式中，我们有空间，然后我们把东西放进去。在量子理论中，我们有诸如电子和空间这样的东西来描述它们之间复杂的关系和相互依赖，“这里”和“那里”这样的局域点就像冰山的尖端一样窥视着我们。
当两个粒子纠缠在一起时，它们的特性身份它不是单独存在于粒子中，而是存在于粒子之间的关系中，这种关系以爱因斯坦所说的“幽灵的远距离作用”绕过了通常的空间限制。布里斯托尔大学的哲学家詹姆斯·雷德曼说:“我们遇到的问题是，物质的粒子经常纠缠在一起。”“世界的状态不能单独写成所有粒子的状态。他们都是联系在一起的。”
电子(所有粒子)的同一性不仅削弱了事物的概念，也削弱了空间的概念，揭示出它们是同一枚微弱硬币的相反两面。这是一个线索，表明我们把世界分成几部分的方式有问题。这是一种整体论的线索，一种潜在的统一性。
一个什么?
有些，像Wilczek一样，说一个字段。他说，所有电子看起来都不是谜，因为它们都是一个表现，一个和相同的底层电子场的临时激励，渗透所有空间。其他，像物理学家约翰·阿奇巴尔德惠勒，说一个粒子。他建议，也许是难以区分的，因为只有一个，但它通过空间和时间来追踪这种卷积的路径，在任何给定时刻它看起来很多。17世纪的哲学家戈特弗里德·莱布尼兹提出了索引的身份的原则，这说如果你不能分开两件事，他们不是两件事。一方面，电子似乎反驳了原理。另一方面，也许是粒子的多重性 - 或者多重世界是一种滑稽的幻觉。
时间，据说，这是一个让一切都在发生的事情。在相同的静脉中，空间是一切都能让一切往返一个或惠勒的话语，“是什么可以防止一切都发生在我身上。”但是在量子的领域中，空间提供的脚手架已经回去，并且它与其上的身份和事物的所有概念，以及它们，多个存在。电子是无处不在的，电子无水。没有形式的逃亡者。一个歹徒SAN.alibi。
并且，清楚地，欺诈的无辜定义。但是，人类建立了什么？
Z.伯父。
伯特兰德，国王的妻子总是拒绝相信她的丈夫是欺诈。但在他的审判期间，她改变了自己的想法，决定虽然这个人声称是马丁国王的思想，但他的早期关系的私密细节，他不是她结婚的男人。然而，当争议的国王转向她并下注那个时候，如果她发誓他不是她的背叛，他很乐意同意自己的执行Bertrande仍然沉默。马丁国王，现在被判成为Arnault du Tilh，被斩首被定罪并被判处死亡。
这名在劫难逃的男子在图卢兹提起上诉，坚称自己就是真正的马丁·盖尔。他提出了如此令人信服的理由，以至于上诉法庭的法官准备判他无罪，令所有人吃惊的是，一个人出现在法庭上，声称自己是真正的马丁·盖尔。他长得很像被告，只是他走路用的是一条假腿。尽管马丁·盖尔无法回忆起许多关于他早期婚姻的令人信服的私人细节，但盖尔的家人和镇上的居民立即被说服了:这个是马丁国王。在Bertrande恳求她的丈夫宽恕的时候，那个坚持审判的人被抓住了。
在其决定中，法院决定杜蒂尔不是马丁国王。但是是马丁国王的意思是什么意思？这是一种持久性的行为。它是通过一些顺利和无缝轨迹来连接到空间和时间的所有其他时刻的马林国格里，遵循爱因斯坦称为完美保真度的世界各界和没有偏差。
再次放大。Guerre由基本粒子组成，但他们的字线根本不是线条，只有一系列点被奇怪和晒太阳花的空隙分开。elecron的世界线是惠勒的话，一个伟大的烟熏龙，具有明确的头部，尾巴不同的尾巴，除了蒸气。“我们所谓的现实，”惠德说，“由少数人的观察帖子组成，我们通过精心设计的仔细考虑和理论施工。”
我们希望相信某事以某种方式超过其零件的总和。如果我们删除了电子的电荷，它的质量，它的旋转，会有一些剩余的东西，一个秃头电子，a镜头作为哲学家说，这是一个原始的。我们希望相信有一些意味着的东西这个电子而不是那，即使没有观察，实验或统计，也可能会揭示它。我们希望相信一个原始的，因为我们希望相信一个原始我们的ness - 如果我们有一天会见我们的双重，一个完美的克隆到每个细节，每一个梦想，甚至是最挑剔的观察者，仍然会有，这里仍然存在，这是一个感觉就像我们感觉一样而不是我们的双重，差异不可见，无可所述，但真实。这两个马丁的GERES之间没有区别，一个人仍然会在秘密知识中对自己微笑他是真实的。
我们想相信它，但量子力学不让我们。“我们被愚弄了思考我们的可区分性在我们的物质中遗产，但这只是在我们的重大误解，”博萨斯说。当它干扰另一个人时，电子的镜头是什么，它的原始这很困扰着这个？认识论决定本体。因此，似乎似乎更有可能是一种哲学家的灵魂演绎，舒适，幻觉。在神话中，在宗教中，我们寻求合作。我们就不会那么多了。
因此，如果我们制造的基本粒子并不像对象那样，那么我们存在？
“我认为，到最后，”Ladyman说，“很可能这个世界不是由任何东西组成的。”
“当你有越来越多的电子时，他们在一起形式的状态开始越来越能够截然不同，”佩奇说。“所以你和我有某种身份的原因是我们被这些难以区分的组件中的许多很多。是我们的状态这是可区分的，不是我们的重要性。“
“这是一个奇怪而美丽的想法，”Pesic继续说道。“没有任何一种成分——没有电子，没有质子——带有任何标记。但它们一起存在的状态变得足够复杂，然后可以从其他由相同的不可区分的电子和质子组成的人的状态中区分出来。”
“我的文体在我是如何组织的，而不是我所做的，“Ladyman说。“但是我们当然知道这一点，因为我们知道我们身体中的细胞一直被替换。功能组织结构，而不是由它制成的问题，是什么都很重要。“
是的我们知道这一点，我们是物理助焊剂的实体，我们的身体船只船只，在夜间传递悖论。然而，我们倾向于相信，如果我们在任何特定时刻拍摄自己的快照，我们会发现我们是由某些东西制成的东西，这将改变的东西，但是某物．
但是陪审团说:不。那里没有那里。
我们的身份是一种状态，但如果它不是物质的状态 - 而不是个人物理对象的状态，如夸克和电子 - 那么是一个状态什么还是
也许是一种信息状态。ladman建议我们可以用“真实模式”来取代“事物”的概念——这个概念首先由哲学家Daniel Dennett提出，然后由ladman和哲学家Don Ross进一步发展。“另一种表达物体含义的方式是谈论信息的压缩，”Ladyman说。“所以，如果你把追踪世界的信息理论复杂性降低了，你就可以声称某件事是真实的，如果你把它包含在你的描述中。”
考虑一个猫。在计算术语中，我们可以用位图来表示一只猫，逐字逐句的描述直到最细的纹理。或者，我们可以忽略猫的微观细节，简单地称它为“猫”，从而将猫渲染成更粗的纹理。在第一种情况下，我们必须使用许多位和大量的计算资源来描述每个位是如何随着时间单独改变其位置的。在第二组中，几乎不需要呼吸就能达到同样的效果:“猫穿过了房间。”因此，一只猫是一个真实的模式——一个独立于思维的宇宙的真正的本体论文章——因为它在计算上是高效的。
现在考虑一个非真实的物体。“唐·罗斯举了他的左耳垂的例子，纳米比亚最大的大象和迈尔斯·戴维斯的最后一个独奏，”Ladyman说。“想象一个由这三种东西组成的合成物。通过限定这三样东西，你并不能减少追踪世界的计算复杂度，因为它们并没有形成一个真正的模式。这个集合不包括任何可投射的概括。你的部分是这样的。你是一个真正的模式，尤其是你身体的各个部分，因为我们可以只谈论你，而你拖着你所有的部分到处走。”
如果这样的例子应该给人的印象是，真正的模式是粒子的模式，小心：粒子，如我们的电子，是真实的图案本身。“我们正在使用一种类似的粒子描述来跟踪真实模式，”Ladyman说。“这一切都是真正的模式。”
我们不过是转瞬即逝的模式，噪音中的信号。钻下去，物质性的外观给让路;在它下面,什么都没有。“我认为，到最后，”Ladyman说，“很可能这个世界不是由任何东西组成的。”
即便如此，我们也可以指向模式，并分配名称。模式越复杂，通过压缩它的微观描述，我们获得的潜在好处就越多，身份的情况也就越大。想想一个大脑，它拥有和银河系恒星一样多的神经元，通过数万亿个连接连接在一起，是已知宇宙中最复杂的物体。试着压缩它。用两个词来称呼它。就叫它马丁·盖尔吧。进一步推动。一个单词，一个字母。
称之为“我”
Amanda Gefter是一个物理作家和作者闯入爱因斯坦的草坪:父亲，女儿，虚无的意义和一切的开始。她住在马萨诸塞州的剑桥市。
更多的阅读
Ladyman，J.＆Ross，D。每件事都必须去：形而上学归化牛津大学出版社，牛津，U.K.（2007）。
Pesic，P.双视:物理、哲学和文学的共同特征麻省理工学院出版社，剑桥，马萨诸塞州(2002)。
威尔切克，F.和迪瓦恩，B。渴望和谐:现代物理学的主题与变奏W.W. Norton & Co.，纽约，纽约(1987)。
