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哪沒觀察之前是什麼狀態?
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  • 1 # 科學聯盟

    首先看愛因斯坦-薛定諤派。愛因斯坦和薛定諤兩位老兄的觀點算是基本一致,那就是否定量子態會因為觀測而塌縮。薛定諤曾經坦言,他提出來的“薛定諤的貓”是受愛因斯坦的啟發。從薛定諤後來對量子力學的態度上看,薛定諤和愛因斯坦屬於“反對量子力學是完備性的”這一陣營的。在這一派裡,觀測絕對不會引起波函式的改變,故量子態不會受到觀測的影響,機率是因為量子力學不完備所導致的。

    與愛因斯坦-薛定諤派相對立的是玻爾的哥本哈根學派。哥本哈根學派基於量子力學的玻恩機率詮釋,提出兩個極為怪異的觀點:宏觀和微觀是遵循完全不相同定律的兩個世界;微觀世界的量子態服從機率詮釋的原因是因為觀測會影響量子態。薛定諤提出“薛定諤的貓”就是為了否定這兩個觀點的。

    到目前為止,我說了兩種關於量子力學截然不同的物理學觀點。現在我們來思考,這兩種觀點的區別可以被實驗觀測到嗎?舉個例子來說,觀測一個自由電子的位置,我們會發現電子在整個空間的各個位置上隨機出現。這個實驗彷彿在告訴我們,玻恩的機率詮釋是正確的。換句話,隨機性應該客觀存在的。這個實驗否定了愛因斯坦-薛定諤派的一些觀點。但是,觀測是否會影響量子態,這個實驗還說不清楚。我們需要更加強有力的證據。在二十世紀七十年代末(1979年,紀念愛因斯坦誕生一百週年),物理學家惠特提出了很有名的量子延遲選擇實驗來驗證觀測到底會不會影響實驗結果。這裡我不去介紹該實驗了,只說一下結論:該實驗表明量子力學的哥本哈根詮釋很有可能是正確的。該實驗的一個重要結論是:歷史不是確定的,除非當它被記錄下來!這個結論一方面涵蓋了哥本哈根學派的“不被觀測就不存在”,另一方面它還證明了:一個事件的結果可以在它發生以後重新選定。這個結論我相信很多人都難以置信。一個事情的起因決定其結果,這是常識。但是量子力學告訴我們,一個事件的結果可以不是由起因決定而是由事情發生以後被其他因素所決定。也就是說量子力學真的是違反因果律的!

    說了這麼多,也該回到題主的問題——量子效應不是觀測了就改變了,而是隻有觀測才存在。觀測以前,或許就像玻爾所說的,是根本“不存在這個世界”的。

    說到這裡,我們不禁要問,量子力學不是太扯淡了嗎?難道客觀世界是隻有被觀測才能存在?這就是愛因斯坦-薛定諤派的質疑。如果沒有量子延遲實驗,可能很多人都會像愛因斯坦和薛定諤這樣去質疑量子力學。但是量子延遲實驗卻十分強硬地告訴我們,不許這樣質疑!

    西方基督教義說,是上帝創造了世界,但是量子力學告訴我們世界根本沒有出現過,除非我們去觀察世界。同時量子力學還告訴我們,即便上帝創造了世界,我們也可以在上帝創造世界以後透過觀察改變上帝創世之時所創造的世界(注意這裡不是改變觀察時候的世界,而是觀察以前N多年的世界)。這就量子力學,一個可以讓神創論和無神論相互相容的“偉大”理論。

  • 2 # 綠水青山48936175

    單電子雙縫干涉中有電子打在偵測屏上有條紋攝像機放上就沒了的現象,這個試驗是很糟糕的,說明試驗者根本不懂偵測屏與攝像機的成像原理的區別是什麼!說白了就是試驗者的科學素養太差勁了才有這種荒唐怪誕的試驗解讀!

  • 3 # 12138豬豬d

    我想做一點簡單機械卻比較容易理解的解釋。

    比方是這樣的:我是盲人,我探知這個世界的方式是用手摸,當我摸到一張桌子,一把椅子之類的大東西,那是沒有問題的,我知道桌子椅子都在那個位置,他們並沒有因為我的觸控而改變位置和速度,而當我用手摸的是一小片紙屑,一個只有米粒大小的泡沫塑膠,那麼因為我的觸控,而改變了紙屑或是塑膠的位置和速度,我只能在摸到它的那一瞬知道紙屑或是泡沫塑膠的位置,卻不知道它下一刻的速度和位置,那是因為我的觸控改變了它的速度和位置。

    在這個比方里,盲人就是我們,觸控就是對物體的觀察,桌子椅子是經典理論的世界,而紙屑或泡沫塑膠是量子尺度的世界。在經典世界裡,我們的觀測行為不影響事件本身,在量子尺度下,我們的觀測行為足夠影響事件本身了。

    繼續深入說,我看見你,是因為有一個光子打在你身上然後彈入了我的眼睛,我看見了你在我面前,和光子相比,你是如此巨大,光子不會對你造成任何影響。但在量子世界,我們觀測的東西都是和光子一樣大的,當你和光子一樣大,我要看見你,通往需要一個光子打在你身上然後彈入我的眼睛,可因為你和光子一樣大,被這個光子打中之後也就不知彈到哪裡去了,這就好像盲人用手觸控一小片泡沫塑膠,觀測本身足夠影響結果了。

    光或電子的波粒二象性,其實也只是觀測下影響了事件本身,從而誘導了量子的波或粒的特性。

    至於薛定諤的貓,我想說兩點,是1.量子論是否能直接用於宏觀物體?2.貓是否具有觀察能力?如果可以,那麼貓的觀察就可以決定它自己的生死,如果不可以,那是為什麼?

    至於貝爾不等式和EPR佯謬,那是實在想不清楚的東西,只好等大統一理論了,或許會和暗物質、暗能量相關也未可知呢。

  • 4 # 黃山力

    當某物質粒子的量子態(運動能量狀態)沒受到干擾,它處於正常狀態。如果受到特殊干擾,量子效應肯定會有改變。問題是什麼性質的粒子受何種方式的能量干擾會出現量子效應和量子態的改變。,發生量子糾纏關係的粒子你如何去顯示它的量子態變化。毎種粒子都會有自已特殊的量子態,並非覌察就能改變其量子效應,除非與這種粒子的量子態有關聯。以上是個人猜想,供參考。

  • 5 # 靈遁者國學智慧

    導讀:電子雙縫衍射實驗與意識無關,與定向影響有關!

    第五十五章:電子雙縫衍射實驗,到底該如何理解和解釋?

    這一章的內容,思考了很久,電子雙縫實驗,可以說是量子物理學中,最令人不解的一個實驗。以至於很多物理學家,都懷疑量子力學。就像一開始提到的愛氏和玻爾的爭辯一樣。

    量子力學到底是完備的,還是不完備的。貝爾不等式給出的答案,傾向於不完備。各位這個有意思的就是,貝爾不等式是傾向於不完備的,而不是說直接否決完備性論述。

    所以爭論一直持續到現在。我的觀點呢,很明確。我一直說世界是確定的,也就是完備的。但不完備性的表現,該怎麼解釋?

    答案就是描述事件運動的所有完備性因素,我們無法統統掌握,而且事件自己無法獨立於系統。但我們要知道,世界是確定的。

    我昨天看了一個科普文章,文章說科學家想從零開始建立新量子力學。我對於這個文章,持欣賞但不贊同觀點。

    欣賞是因為換一個角度去構建量子力學,無疑是好事。不贊同是我們無法推翻過去的成果,新量子力學,和現在已有的量子力學沒有本質區別。世界還是現在這個世界,所以只有新的方法,沒有新的量子力學。

    文章中的開頭是這樣的:“科學家使用量子理論的時間已經將近一個世紀了,但令人尷尬的是,他們仍然不知道它到底是什麼意思。過去,在幾次關於量子理論的會議上的非正式調查顯示,科學家對量子理論該如何被詮釋存在著很大分歧。

    一些物理學家只是聳聳肩然後說,我們必須接受量子力學就是一件奇怪的事。那麼這就能說明粒子可以同時出現兩個地方,或者在相距很遠的位置上進行瞬時交流?算了吧,反正量子理論運作正常。如果你想計算實驗中所揭示出的亞原子、原子、分子和光的性質,量子力學總是驚人的成功。

    但還有些科學家希望更深入的挖掘。他們想知道為什麼量子力學有這樣的形式,他們正透過一個野心勃勃的計劃來找出答案。這個計劃叫量子重建,試圖從幾個簡單的原理出發,從零開始構建量子理論。”

    好了,回到我們的題目,電子雙縫實驗該如何理解和解釋?就是說,我如果認為世界是確定的,就必須給出一個確定性的解釋。

    現在我們來了解一下什麼是電子雙縫衍射實驗。

    如圖所示,為費恩曼設想的理想單電子干涉示意圖。最左側為電子槍,1和2為兩條狹縫。當只開啟縫1或者縫2時,電子穿過狹縫打到後面的接收屏上的分佈曲線分別是P₁和P₂,當兩條縫都開啟時,接收屏上電子的分佈曲線不是P₁和P₂簡單的相加,而是如最後一個圖片下面所標註的公式P₁₂=|Ф₁+Ф₂|²。

    這個實驗最令人不可思議的,是當兩條縫開啟,電子槍單個射出電子,其間間隔足夠長的時間,最後得到的電子分佈依然如上圖所示,好像是先到的電子“規定”後到的電子的行為。

    這個解釋不夠通俗的話,再給大家這樣介紹。在宏觀世界中,以玻璃球為例。我們讓玻璃球射過開了一道縫的擋板,大家知道,玻璃球會在後牆留下的痕跡,是一條線。射過開了兩條縫隙的擋板,在後牆也是兩條線。如下圖。

    當把玻璃球換成水波的時候,開一條縫,在後牆上也會出現一條線。開了兩條縫的,就會出現干涉條紋。如下圖。

    那麼量子世界是咋樣的呢?將玻璃球換成電子,透過一條縫隙時候,後牆上只有一條線。如下圖。

    透過兩條縫隙時候,後牆上出現干涉條紋。如下圖。科學家在想,這麼小的電子是如何出現干涉條紋的。他們設計了單電子干涉實驗。讓一個電子透過一條縫隙,後牆也只出現一條線。可是讓人奇怪的是,當開了兩條縫隙時候,竟然出現了干涉條紋現象。這該怎麼解釋呢?如下圖。

    這該怎麼解釋呢?明明電子一個個射過雙縫的。怎麼還出現了衍射條紋。科學家想看這是怎麼發生的,難道一個電子同時穿過了兩條縫隙? 如下圖。

    更讓人不解的是,當用攝像機試圖看著電子的時候,干涉條紋竟然消失了。不看的時候,干涉條紋又出現了。 觀測竟然也能影響電子行為? 它知道我們在看它? 如下圖。

    這就是電子雙縫衍射實驗,所以費曼說:“電子雙縫實驗是量子力學的中心區域,研究量子力學,這個問題不可避免。”

    任何想要重建量子力學的人,也不可能避開這個問題。該來的總是會來,我們不會避開它。

    還是我經常說的那句話,你的想象力有多精彩,這個世界就有多非凡。

    一起來分析一下,這個詭異的電子雙縫實驗吧。我們一個個來說,層層遞進。

    第一點,我問大家一個問題?一個電子可以發生干涉條紋現象嗎?

    答案很明晰:一個電子不可能發生上述干涉現象,也就是不可能出現干涉條紋。

    這意味著什麼? 這意味著電子雙縫干涉條紋現象是群體行為!非個體行為! 相信大家都贊同。然後我們繼續往下走。

    第二點:一個電子會同時透過兩條縫隙嗎?

    答案很明晰:各位我一直說,人一定站在可以想象的地方說事。對於不可想象的事情,要保持謹慎。這個就是了。也就是說電子不會同時透過兩條縫隙!

    你可以假設它同時透過兩條縫隙,可是接下來你怎麼給我描述,它同時透過兩條縫隙的過程?各位,這就是反證!你一定要站在可以想象的地方說事!不然那才是胡說。這是我一直強調的!

    在這裡提前說一句,大多數相信它可以同時穿過兩條縫隙的人,都會拿高維度空間來解釋。說這個不是我們這個世界的人可以理解的。我是持反對意見的,也多次提及了。

    因為很明顯,他如果那樣說,你就不能提問了。提問再多,答案只有一個,那就是:“這個不是我們這個世界可以理解的。”

    所以再次強調,我堅決不相信,一個電子同時透過兩個縫隙。而且也沒有人看見,它是那樣做的,對吧!

    第三點:電子透過一個縫隙不會產生干涉條紋,這意味著什麼?

    只開一條縫隙不會產生條紋,就說明了兩條縫隙的必要性。這和經典的光的干涉現象沒有本質區別。各位我再問你一次,你認為有本質區別嗎?

    沒有的。就干涉而言,都是干涉!都出現干涉條紋。那麼你如果敏感的話,問題就脫穎而出了。那就是經典的光的干涉是一束光。不是一顆光子。我們現在說的電子雙縫實驗,也可以說是單電子雙縫干涉實驗。這就是它們的區別,但再次強調,就干涉而言,它們的本質是一樣的。

    但可不可以用惠更斯,菲涅爾,托馬斯楊的光的波動理論來解釋,就是我們要考慮的問題。

    我們的問題永遠沒有最後一個。就上面第三點內容提問,你還能想到什麼關鍵問題? 好好想一分鐘,再接著往下看。

    問題是——經典的光的干涉對於觀測行為,不做反應!這是一個很大的問題!但我未發現眾多的資料中有提及。 也就是說你看不看都無所謂,只要光透過兩條縫隙的實驗條件符合,干涉條紋就出現。

    但單電子卻不是這樣的了。這是一束光和一個個電子發射的區別!區別是什麼呢?可以說一個電子更加“敏感”。

    綜合起來,就是第三點,可以引申出兩個問題【哪兩個問題?你總結出來了嗎?】。這兩個問題我們都要回答。但回答之前,我們繼續往下走。

    兩個問題是:1、可以用經典的光的波動理論來描述電子雙縫實驗嗎?2、為什麼一個電子更加“敏感”?

    第四點:觀測行為影響實驗結果,該怎麼解釋?

    各位這個問題非常大,我不知道你意識到沒有。這不是簡單技術層面問題,這是關於客觀世界哲學層面的問題。就觀測而言,你怎麼界定?

    你來給我描述一下?

    不妨我再問幾個問題,攝像機觀測和人眼觀測一樣嗎?人和動物觀測一樣嗎?

    這兩個問題其實是在問:人和物體觀測一樣嗎?高階意識和低階意識影響一樣嗎?

    這個我知道難不倒大家。因為大家從網上了解到的知識,就非常清楚了。無論是你自己看,還是攝像機看,干涉條紋就不出現。有觀測行為就會影響到。和高階意識和低階意識也沒有區別。

    這就奇了怪了!這就意味著,一個開著的攝像機和一個關著的攝像機是不同的!或者說一個開的攝像機和實驗室中其他的物件都是不同的。

    這就是說為什麼這是個大問題,得從哲學範疇去認識了。這個問題才是最蛋疼的。

    從最根本的角度去想的話,一個攝像機和實驗室中其他的所有物件沒有什麼本質不同,都是物質。而萬物皆有輻射,所以說干擾存在是必然的。這是個“老生常談”的關於實驗環境和器材對結果影響的話題。

    但為什麼一個開著的攝像機,會這麼明顯的干涉實驗結果走向呢。

    而且大家還應該這樣想,觀測距離有影響嗎?因為這是很多實驗,無法避免的情況。

    比如在某大學一個實驗室中做這個實驗。問題是你在實驗室的時候,有多少人的視線是看著你的實驗室的,這算觀測嗎?還是說算觀測,但實驗室隔絕了這樣的觀測?所以說觀測這個東西,界定還是一個問題。

    目前是這樣的認為,實驗外面的情況,對實驗室內的實驗,起不到觀測作用。也就是說人的輻射和意識對實驗情況,起不了作用。

    真實的事實是電子,或者光子不可能具有自我選擇意識。該實驗也與意識無關。

    摘自獨立學者靈遁者量子力學書籍《見微知著》此書電子版淘寶有。

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