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  • 1 # 使用者9784409796436

    我來回答一下這個問題。我們首先假設存在一個觀察儀器A,A可以觀察電子路徑。我們假設:

    1、A滿足所有的量子演化規律 - A是一臺量子儀器。當電子經過縫1的時候,它顯示1,經過縫2時顯示2,否則顯示0.

    2、A對電子的觀察行為是物理行為而不牽扯任何意識。

    3、A的觀察不影響電子的量子態(確定的路徑是電子的一個本徵態)

    那麼,對於一個初始的儀器A,它的狀態為0,這時一個電子經過縫1,他與觀測儀器相互作用後的演化為:

    如果電子經過縫2,則

    因此對一個雙縫實驗,電子的波函式表示為:

    首先,如果儀器不開啟,意味著儀器與電子不發生任何相互作用,所以,不會以任何形式破壞干涉。

    其次,儀器開啟但不記錄,對於電子-儀器的複合系統,它的複合波函式就是這樣演化的:

    此時它的空間波函式強度分佈為:

    其中,最後一項就是干涉項。

    那麼我們來分情況看,如果我們有一個完美儀器,可以嚴格區分路徑資訊,也就是說這個儀器的量子態1和量子態2可以被我們完全區分開來(例如一個偏向左側的指標和偏向右側的指標),那麼,儀器的1和2兩個狀態沒有重疊,所以干涉項中,

    那麼,干涉項消失了。也就是說,只要開啟儀器,記錄不記錄都是一樣的:干涉消失。

    如果儀器並不完美,也就是說狀態1和2之間有部分重疊,例如中偏左指標和中偏右指標,儀器狀態不能完全反應電子路徑資訊,那麼,上述干涉項就不會完全消失,只會減弱。也就是說,我們會看到弱化的干涉。

    這一點,記錄和不記錄都是一樣的,只要是儀器開啟,就會出現干涉消失或弱化的情況。

    我們回來看看儀器和電子的波函式演化過程,最終形成的狀態:

    就是一個糾纏態:它是電子路徑資訊與測量輸出資訊之間的一一關聯。如果這個關聯是最強關聯,也就是說,它們形成最大糾纏態(貝爾態),那麼路徑資訊就會完全洩露,干涉消失。如果這個關聯是弱關聯,那麼路徑資訊就會部分洩露,干涉弱化但不消失。

    所以說,觀察者的作用就是建立路徑資訊與觀測儀器的資訊關聯。關聯一旦建立,就會干擾干涉,無論觀測結果有沒有被記錄、有沒有被我們看到。

    觀察者可以是物理儀表、有意識的人類、或者是任何一種能夠與電子形成糾纏的物理過程。它的定位就是與電子路徑資訊形成糾纏,進而把電子帶入更大的複合系統(也就是路徑資訊洩露。)

    它本質上與觀察無關。

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