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在看劉慈欣的科幻小說,球狀閃電,中有一個量子力學的觀察者效應,簡單來說就是當有觀察者或者說強觀察者時,一個遵從量子效應物體的波函式會塌縮,就會呈現出一種情況,而如果沒有觀察者,則會出現其他的情況,這是否是正確的科學準則?如果是那麼能否解釋下為什麼有這種現象的產生?謝謝!
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  • 1 # 科學探秘頻道

    所謂量子力學觀察者效應,簡單地說就是一個意識體的觀察會對物質世界的狀態產生重大影響,也就是意識可以參與物質世界的形成,再推一步就是我們所看到的宇宙之所以是這樣的,就是因為有某個“觀察者”的觀察或者說意識參與而形成。這個觀察者可以是我們自身,可以是外星人,可以是“神”,可以是玻爾茲曼大腦。

    這所以有觀察者效應,這個要說到量子物理中著名的雙縫干涉實驗。最早的時候,科學家透過雙縫幹射實驗證明了光不僅具有粒子性,還具有波動性。而德布羅意則直接提出,一切物質都具有波動性,都是物質波,具有波長。所以隨後科學家們又進行了電子的雙縫幹射實驗,以此來證明電子是否具有波的性質。

    實驗結果是完美的,實驗表明電子也會產生干涉條紋,即便是把電子一個一個地發射,也會產生干涉條紋,電子似乎同時通過了兩個狹縫再和自己相互干涉。原本實驗本該到此為止,可好奇的科學家想知道電子到底通過了幾個狹縫。於是,當科學家把探測器對準兩個狹縫中的一個時,神奇的事情發生了,干涉條紋消失了!電子又回到了粒子性,後來不論用多麼先進的技術進行測量,這個實驗結果出奇地一致。

    以上實驗說明什麼?說明當我們試圖對電子進行觀察時,電子的執行過程和狀態發生率變化,由波動性和粒子性二者混合的量子疊加態瞬間變成了粒子態。在我們沒有對電子進行觀察之前,電子的狀態未知,處於一種量子疊加態,電子即使是處於“波”的狀態又是處於“粒子”的狀態,且電子似乎是同時通過了兩個狹縫。但是,一旦我們的觀察意識參與其中,電子的狀態立馬確定,具體透過那個狹縫也立馬確定,電子瞬間變成了微粒。

    可是,更為恐怖的實驗是基於電子干涉實驗的單電子延遲選擇實驗,這個實驗的核心就是說:既然我們在狹縫處觀察電子導致電子不產生干涉條紋,那我們在確定了以電子的速度肯定透過狹縫後,再去觀察電子到底通過了那個狹縫是否可以?經過複雜的實驗設計(這裡略去不說,不懂的可以搜尋延遲實驗),科學家們卻發現我能竟然可以在電子實際已經透過雙縫後,透過觀察效應再次決定電子的路徑。就是說,電子過去的運動路徑,完全可以由現在決定。

    結合著兩個實驗的結果,我們可以得出的結論是歷史可以被現在決定,過去是不確定的。沒有意識參與的物質世界,是不確定的,混沌的。所以,我們的宇宙雖然已經允許了幾白億年,但是如果沒有一個觀察者參與其中,那麼宇宙執行的狀態就是混沌一片,處於一種量子的疊加態。直到一個意識體開始對這個宇宙進行觀察,宇宙的現在狀態才開始確定,宇宙的過去執行狀態也才開始變得確定,這就是所謂的觀察者效應。

    當然,如果未來你突然發現了一個未知的宇宙,一個還沒有任何意識體的宇宙,當你進入其中進行觀察時,實際上你就參與了這個宇宙的形成過程,這個宇宙有可能就是按照你的意識成型的。

    所以,量子物理的時間,越學習越覺得不可思議。

  • 2 # 拓跋豬

    世界是個多維繫統!

    用二維繫統來解釋、描述多維繫統現象,怎麼可能解釋的清?

    就拿那個什麼薛定諤的貓來講!

    如果你知道箱子空間足夠大,有吃的,有空氣,它的健康狀況,你還用開啟箱子嗎?

    簡單的把箱貓和人看成一個二維繫統,來說明世界怎樣怎樣,可靠嗎?

    前提條件,發生相互作用,表現特徵的結果!

    前提條件有很多,甚至不相干的東西也能成為前提條件;發生相互作用,那引入的元更多;後面的結果呈現,需要判斷嗎?自然而然會有結果!

    用二維繫統,以結果來逆推,能得出什麼玩意?

    就拿光來說,觀察的時候是粒子,不觀察的時候是波!

    是不是也是個二維繫統!

  • 3 # 男人當自強198574004

    這個世界、這個宇宙不管大小,大都是會相互影響的。如人可以影響別人可以影響環境,同樣別人也可以影響你,環境也可以影響人,沒人觀察你你是這樣的,有人在觀察你你是那樣的,所謂的量子、意識子也會相互影響。

  • 4 # 包包170952078

    要理解量子的觀察效應,就要明白1.什麼叫量綱化?2.量綱化為粒子與波的兩象性是什麼態?3.什麼態能被觀察?1.有無能量都是能量。+-能量都是有能量態,顯態,有度量狀態。0能量態是無能量態,隱態,無度量態,這種法則佛學稱無量天尊。2.量子是能量一份一份的意思,能量進化結構化封印功能到粒子時顯性物質產生,即可觀察性物質產生,如元素級之前的物質,射線粒,光子,電子,可儀器測量物理量綱。再這一級之前的物質物理界無目前無能為力,只有猜測,如,弦論。目前只有質能方稱反應機理,因為在三維空間上,能量結構化封印進化為物質化粒子態+波態,封印兩個自由度即平方,餘一個自由度為光的時速,封印的以質量形式表達,這就是理解質能方程之大道。3.要研究量子並且要觀察觀測得到物理量綱實證,無量綱的科學無法接受,這是信仰問題,不是科學問題,那麼就要破壞能量的隱態達到顯態,或稱共性態到特性態,換言之,量子態觀測要破壞態承顯。即宇宙量子或微粒子層結構物質物理學家目前束手無策。連愛因斯坦也不例外。

  • 5 # 智障科主治醫師

    觀察者效應來自於什麼,來自於雙縫干涉實驗。

    起初人們進行雙縫干涉實驗的時候為了研究到底光是波動性還是粒子性,進行了很多實驗設計 其中包括靈活的遮擋一個縫隙,看縫隙後面圖形的變化,但是由於人們無法準確的確定每一個光子的路徑情況,從而導致人們認為因為意識的存在導致了波函式坍縮。

    之後有人認為,我們直接的觀測會與微觀粒子發生作用,從而導致波函式坍縮。

    之後有人設計了一個更精巧的實驗裝置,最終發現,當我們不直接觀測粒子,但是透過其他手段標記每個粒子的運動軌跡一樣會導致波函式坍縮。

    實驗裝置首先利用一個單獨的光子發生裝置,這個裝置是利用介子衰變從而每次產生相互糾纏的兩個光子,然後分離出兩組互相糾纏的光子,然後送一組進入分光裝置,然後進行雙縫干涉。另一組則由觀測者進行觀察。另外還有一個裝置,會讓通過後的光變成一個固定的偏振方向。

    最初人們發現,沒有偏振裝置的情況下,雙縫干涉是波動性影象,但是一旦加上偏振裝置就會導致影象表現粒子性。

    我們不分離糾纏態的光子,就算有偏振裝置依然表現出波動性。

    這實驗表現出,如果我們透過任何手段試圖示記每個光子透過的路徑時,都會引起波函式坍縮。甚至我們並沒有嘗試去直接觀測這些光子。

    越來越多的實驗證明了量子力學的可靠性,其數學描述對於物質的規律非常準確,雖然更深層次的原理大家還沒有明白。但是我們已經有了量子力學這樣的模型能準確描述粒子的行為。

    目前微觀與宏觀的界限越來越不明顯,所有的微觀粒子都具有量子特性,現在連原子、分子的雙縫干涉實驗也驗證了,我們不知道量子力學在多大的尺度才會失效。

  • 6 # 全方位視角觀察家qczz

    量子力學的覌察者效應,與聲波(或星系紅移)的覌察者效應(多普勒效應)一樣,涉及到某種更深層的科學原理。目前還無法解答。

    官科(佔有優越的實驗室條件),與民科,或科民們,共同探索吧!

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