量子力学的一个有趣示例,从此不再高不可攀

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量子力学的一个有趣示例,从此不再高不可攀。花瓶|坍缩|叠加|观测|哥本哈根---


量子力学探讨的是物质、能量、意识等等宇宙基本问题,其精髓可以说主要就是物质的叠加态和坍缩,围绕着这两个概念诞生了哥本哈根学派、爱因斯坦的隐变量、多世界等等不同解释。由于量子力学显得过于神秘,一千个人心目中有一千个量子力学。今天和大家探讨一下自己心中的量子力学。

叠加态是说宇宙万物(不仅是微观粒子)都处于多种状态叠加,比如双缝干涉实验中,单个电子也是同时通过了两条缝,也就是说处于左和右的叠加状态,而人一旦进行观测,则叠加态会坍缩为其中一种状态。比如电子会坍缩为粒子状态明确地通过左缝或右缝。对此,哥本哈根学派解释为人的“意识”造成了粒子状态的坍缩,该学说占据了主流地位,“意识”在该学派具有崇高的地位。

花瓶|坍缩|叠加|观测|哥本哈根---傻大方小编总结的关键词

量子力学的一个有趣示例,从此不再高不可攀

那么,个人是怎么理解得呢?这个很难解释清楚,我一般喜欢用花瓶脸来进行说明。比如上图中,两张相对的脸构成了花瓶的轮廓。那么整张图究竟是花瓶呢?还是脸呢?都对,又都不对?但是,这就对了,这就说明这张图是处于花瓶和脸的叠加状态。而且,神奇的是,神经科学发现,人在观测时只能看到一种图像,也就是你当成脸看时,是不能感受到花瓶的状态的,你当成花瓶看时,是无法感受到脸的状态的。用量子力学的话说,就是你的观测会造成这张图叠加态的坍缩,即或者成为花瓶,或者成为脸。

当然,花瓶脸是静态的,而叠加态的粒子都是动态的。但是打个比方,花瓶脸作为花瓶时可以插花,作为脸又可以和人交谈。那么和叠加态的量子可以说并没有区别。

那么个人理解的这种量子力学概念有什么独特的地方呢?

首先,它与经典的哥本哈根解释并不一致。哥本哈根解释认为叠加态只处于人的意识观测之外,当人的意识介入后,叠加态就消失了。而个人的理解是叠加态始终存在,并没有随着意识介入消除。这种坍缩只是人为选择了一种状态,与哥本哈根认为的消除叠加的坍缩是不一样的。那么,在电子的双缝干涉中,当你观测时,你只能看到粒子的状态,而其他状态并没有坍缩,只是你无法感知,其证明就是解除观测后,反而以“不观测”的方式“观测”到干涉条纹。

此外,这种理解与多世界理论也有一定区别。多世界认为各种状态随着意识的介入会沿着各自的路径不断发展,会衍生出无数的平行世界。但按对花瓶脸的理解,世界并没有分裂,各种状态仍统一于花瓶脸这个整体,只是在现实中呈现出某一面。当然,你可以和脸对话,同时别人往花瓶插花,两者互不干涉。这些都发生在同一世界,不会发生在不同世界。在双缝实验中,电子确实以另一种状态同时通过了另一条缝,但不会进入别的世界与你再无瓜葛,而是仍会在这个世界保留状态,只是无法用观测双缝的方式探查。就好比某种特定方式只能看出花瓶或脸。

以上只是个人粗浅的理解,不敢说绝对正确。毕竟,对量子力学的理解千差万别,理论的完善还有待实验的进一步确证。量子力学涉及的都是物质、能量、意识等等根本性的问题,其实每个人都可以有自己的看法。