函数公式网 波函数 量子世界中的意识会导致波函数坍缩。 这里的“意识”到底是什么?

量子世界中的意识会导致波函数坍缩。 这里的“意识”到底是什么?

如果你对量子力学有所了解,那你一定听说过“电子双缝干涉实验”。 实验过程之前已经说过很多次了,就不详细说了。

总之,在这个实验中,人的观察会影响电子的行为,而观察会导致完全不同的实验结果。 似乎人的意识会影响实验过程和结果。

那么这里的意识真的是人的意识吗? 如果真是这样,想必很多人都觉得可笑:人的意识怎么会影响客观存在的对象呢?

在量子力学发展初期,确实有一些科学家提倡这种“意识论”。 例如,美国科学家诺依曼提出“量子世纪的波函数坍缩可能源于人类的意识”。

无论任何形式的观察,最终都要靠人脑来判断。 看来,这确实意味着人类意识可以使微观粒子的波函数坍缩。

说实话,这种观点带有浓厚的唯心主义色彩,但在当时也受到不少人的追捧。 今天,这种解释似乎不太可信。 最关键的一点:什么是意识?

到目前为止我们还不知道意识是什么,它是未知的。 但是,用未知的事物来解释其他的事物本身就是违背科学的,实际上是一种形而上学的思想。

那么如何解释电子双缝干涉实验中的怪异现象呢? 为什么观察会影响电子的行为,导致它们的波函数坍缩? 目前有几种解释。

首先,退相干解释。 什么是“退相干”?

首先,“相干”字面意思是相互干扰。 而“退相干”是指退出相互干扰的意思。

该理论认为,电子的叠加态实际上是相互干涉的纠缠态。 当周围环境,如测量仪器,与电子相互作用时,电子会出现“退相干”,推导出相互干扰。 干扰叠加态被转化为确定态。

退相干不仅可以解释电子双缝干涉实验,还可以解释“薛定谔的猫”这个思想实验。

猫好像在一个封闭的盒子里,但盒子本身并没有完全与外界隔绝。 在人们打开盒子观察猫是死是活之前,盒子里面的环境,包括盒子外面的环境都与放射性元素发生相互作用,也就是说放射性元素“衰变与非衰变”的叠加状态 元素已经发生“退相干”,叠加态转变为确定态,即衰变或不衰变。

也就是说,微观粒子的叠加态只适用于绝对孤立的封闭系统,现实世界中不存在这样的系统。

说白了,就是微观粒子的环境导致了“退相干”的发生,而我们看到的只是“退相干”之后的结果。

“退相干”的发生与周围环境密切相关。 在地球的空气中,退相干可以瞬间发生,时间大约在10-30次幂秒,因为空气中有各种物质,可以瞬间与微观粒子相互作用。

在只有微波背景辐射存在的环境中,退相干是很难发生的,大约需要3万年的时间才会发生。

即环境越复杂,退相干发生的时间越短。 电子双缝干涉实验是在地球大气中进行的,因此会造成电子瞬间退相干。

退相干论完全是关于周围环境与微观粒子波函数坍缩的关系,与人类意识和探测器无关。

还有一种解释,多世界解释。

这个解释够大胆,直接否定微观世界中波函数的存在。 没有“不确定性”、“波函数”、“波粒二象性”之类的东西,只有无限分裂的宇宙。

如何理解多世界诠释?

简单来说,微观粒子波函数中的每一个态都会出现,但出现的方式是通过宇宙的不断分裂。 微观粒子的每一种状态都会出现在一个分裂出来的平行宇宙中,而我们所能看到的所谓“随机行为”只是我们宇宙呈现的粒子状态,而看不到其他平行宇宙中的粒子状态 的。

这种对波函数的解释被很多人认为是“精神分裂”,因为它太疯狂了。 但就像很多人只是喜欢猎奇新闻一样,多世界解读也受到了很多人的热捧。

总之,到现在为止,人类还没有搞清楚微观粒子波函数所代表的真正含义,但几乎可以肯定,波函数的坍缩与 人类意识。

物理学家玻恩确实解释了波函数的物理意义,但他只是给出了微观粒子出现在某个位置的概率,并没有准确预测粒子出现的具体位置。

以玻尔和玻恩为首的“哥本哈根学派”提出的不确定性和波函数坍缩,早已为主流科学界所认可,但始终未能将波函数坍缩解释到底 它是如何发生的,为什么会发生波函数坍缩?

人们至今还不清楚波函数坍缩中隐藏着怎样的物理机制。

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