小彭来给您解惑|“观察”是如何影响到微观世界的？真相其实并不难
上一期我们谈到了量子力学里面的一个现象“超光速” ， 从叠加态的概念出发 ， 解释了观察是如何导致信息实现超光速传递的 。 这一期我打算谈谈“观察”对微观世界的影响到底是如何发生 。
首先还是回归到以前的知识 ， 我们都知道进行物理学探索 ， 必然要进行观察 。 因为通过观察我们就能知道一个物体的运动状态 ， 也能知道一切我们想要知道的参数 。 可以说观察就是研究物理学的基础 ， 没有它我们根本没办法研究物理规律 。
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【小彭来给您解惑|“观察”是如何影响到微观世界的？真相其实并不难】但是观察给人的直观感觉是：观察只是看 ， 不会对观察后的结果造成影响 。 也就是说我们的直觉告诉我们客观世界的演化是脱离“观察”而存在 ， 换言之你观察了客观世界是这样的 ， 你不观察客观世界仍然是这样的 。 客观世界的演化和你是否观察没有任何关系 。 马克思的唯物主义观点也认为：人的意识不能直接作用于客观世界 。 而观察恰好是人的意识的最佳体现 。
所以根据以上分析我们似乎可以得出结论：量子力学在告诉我们人的意识可以直接作用客观世界咯 。 哈哈 ， 其实量子力学本身并不是唯心主义观点 ， 表面上看量子力学认为：观察会影响微观世界 。 但是量子力学从来没有承认：人的意识会直接作用于客观世界 。 因为“观察”和“人的意识”其实是两回事 ， 观察本身来说其实有一个物理含义 ， 那就是光子通过撞击被观察物体返回到人的眼睛或者观察仪器成像 ， 于是我们看到物体了 。
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所以其实我们做任何观察 ， 都离不开对被测量物体的撞击 ， 只不过这个撞击程度有大有小而已 。 另外观察一个物体 ， 并非一定要用光子去撞击 ， 用电子去撞击也可以的 ， 只要撞击后反弹能够成像就行 。 所以你理解了观察的物理含义 ， 也就不难理解为啥观察会影响到客观世界了吧 。
其实因为观察等于撞击 ， 所以当你观察一个物体 ， 就会对物体造成一定的冲击 。 当面对宏观物体时 ， 一个光子撞击过去基本不会对其造成啥特别的影响 。 因为宏观物体的质量都比较大 ， 根据动量守恒原理 ， 如果撞击的粒子质量很小 ， 就不会对被撞击物体造成冲击 。 但是微观世界里面的物体都是轻质量的物体 ， 随便一幢就可能把一个微观粒子直接撞飞从而造成观察到的结果不准确 。
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所以观察是如何影响到微观世界的？其实就是撞击产生的冲击太大了造成的 。 不过你仅仅理解到这一层还不够 ， 因为这一层理解起来并不难 ， 符合我们的常识和直觉 。 比如我问你一个问题：如果人类有一天发明了一种“不需要撞击”就可以观察的手段 ， 请问我们的观察还会影响到微观世界吗？
也许你凭借直觉会说：肯定不会影响啊 。 但是我要告诉你的是：依然会影响 。 为什么呢？因为观察对微观世界的影响不仅仅是“撞击”所带来的冲击 ， 更深层次的作用是：改变概率 。 在你没观察前微观粒子可以处于某范围内的任意位置 ， 也就是同时处于多个位置的叠加态 ， 但是请注意 ， 同时处于多个位置的叠加 ， 不等于每个位置出现的概率值相等 。 而且每个位置出现的概率值加起来肯定等于1 。 当你对某个位置进行观察 ， 如果发现微观粒子 ， 则这个位置的概率瞬间变为100% ， 其余位置概率瞬间变为0 。 也就是说观察本身瞬间改变了概率值 。 当你对某个位置进行观察发现这个位置不存在微观粒子 ， 则这个位置的概率值瞬间变为0 ， 其余位置的概率值也会马上做变动 ， 而且其余位置概率值加起来还是等于1 ， 相当于被观察的地方的概率值被转移到了其它地方 。