量子力学|你相信多重宇宙假说吗?很遗憾,这个理论错了

【量子力学|你相信多重宇宙假说吗?很遗憾,这个理论错了】
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量子力学|你相信多重宇宙假说吗?很遗憾,这个理论错了
本文参加小编 #科学了不起# 系列征文赛 。
在众多量子力学的解释中 , 多世界的解说一直都是一个疑云 , 至今仍然有很多科普作者在引用这个理解 , 这也给人们的认识造成了很多的误区 。 事实上 , 多世界假说已经被量子力学的研究所否定 。 下面我们就一起来看看 , 究竟是怎么回事 。
多世界理论提出的背景
这里必须要提一下那只著名的薛定谔的猫 。 与双缝实验所证实的人们的宏观经验不再适用于微观领域不同 , 薛定谔的猫则让人们必须放弃熟悉但并不真实的经典观念 , 经典力学也因此无法为微观世界 , 进而为整个世界提供一个真实的描述 。 这是量子力学创立之初 , 物理学家们就已经意识到的问题 。
薛定谔的猫触及到了量子力学的宏观表现问题 , 这只又死又活 , 或者说是不死不活的猫无法解释宏观世界的存在 。 这说明了量子力学同样是一个不完备的力量 , 同样不能为微观世界和宏观世界提供一个一致的统一描述 。 薛定谔的猫令人信服地说明了量子力学的不完备状态 。
薛定谔的论证是集中于波函数演化过程的不完备性 。 薛定谔指出 , 必须要对波函数的塌缩过程给出物理描述和说明才能完善量子力学 。 量子力学的这种不完备性并不是哲学上的虚幻 , 而是真实的物理存在 。
由于波函数的塌缩过程中有很多奇异的性质 , 比如瞬时性和非连续性、超距性等 , 这导致一些物理学家为了走捷径而选择了多世界假说 。 因为在多世界假说中 , 没有波函数的塌缩 , 世界又重新回到经典的定域性和因果性 。
可以说哥本哈根学派关于波函数的概率解释已经是革命性质的了 , 但是他们仍然都是坚持宏观世界的确定性 , 这从玻尔的对应原理就可以看出来 。 毕竟经典物理是我们真切的感觉经验 。 然而比玻尔更具革命性的理论出现了 。 他们认为 , 宏观世界与微观世界一样是不确定的 , 存在无限多个世界 。
相对态引入了“意识”的作用
多世界观点是真实世界的写照吗?如何用多世界理论来解释不塌缩的波函数为什么会带来确定的测量结果呢?薛定谔的猫如何才能摆脱半死不活的状态呢?1957年 , 普林斯顿大学的研究生埃弗雷特三世提出了一种可能的解决办法 , 他称之为量子力学的相对态表述 。
埃弗雷特认为 , 观察者在其中起到了重要的作用 。 在测量过程中 , 测量仪器与被测系统的状态之间发生关联 , 当观察者对仪器进行读数时 , 他的状态也与测量仪器、与被测系统的状态关联起来 。 于是这三者形成了一个符合系统的整体 , 根据薛定谔方程 , 被测系统的不确定性将传递给整个复合系统 , 即它也处在叠加态 。
在复合系统的叠加态中 , 每一个分支都包含一个确定的观察者态、一个具有确定读数的测量仪器态 , 一个确定的被测系统态 , 因此 , 叠加态中的每个分之都描述一个感知到确定结果的观察者 , 对于这个观察者被测系统的状态似乎已经被转换成对应的塌缩态 。