细思极恐！倘若量子力学成立当我们不去观察时现实是否存在？

发布时间：2023-09-22 11:31:55 所属栏目：外闻来源：网络

导读： 　　通过探索量子力学的奥秘，我们可以洞察到构成世界万物最基本的要素以及它们的行为模式。但是，量子力学也是一门非常神秘的科学，它有时会违反我们对常识的认知。在这篇文章中，我们将探

　　通过探索量子力学的奥秘，我们可以洞察到构成世界万物最基本的要素以及它们的行为模式。但是，量子力学也是一门非常神秘的科学，它有时会违反我们对常识的认知。在这篇文章中，我们将探讨量子力学的一个核心问题：当我们不观察时，现实是否存在？这个问题是不是很难理解，没事，下面我们就通俗地来解释下。

　　首先，我们需要了解什么是量子力学。量子力学是20世纪初发展起来的一门物理学分支，它主要研究原子和亚原子粒子的性质和运动。量子力学发现，这些微小的粒子并不像我们日常生活中看到的物体那样有确定的位置和状态，而是以一种概率性的方式存在。

　　这就意味着，在我们没有观察之前，一个粒子可以同时处于多种可能的状态，比如同时在两个地方或者同时具有两种速度。这种现象被称为叠价。当我们观察一个粒子时，它就会“选择”其中一个状态，并表现出相应的特征。这种现象被称为测裂或崩溃。

　　举个著名的例子——双缝实验！这是一个经典的例子，用来展示微观物体的波粒二象性。在这个实验中，一束光或一束电子被射向一个有两个小孔的屏幕，然后在另一个屏幕上观察结果。

　　如果光或电子是经典的粒子，那么我们应该在第二个屏幕上看到两个亮点，对应于两个小孔。但实际上，我们看到的是一系列的亮暗条纹，就像水波在两个缝隙中通过后产生的干涉图样一样。这说明光或电子以波的形式通过了两个小孔，并且在第二个屏幕上相互干涉。

　　但是，如果我们在两个小孔后面放置探测器，来观察每个光子或电子究竟通过了哪个小孔，那么神奇的事情发生了：干涉条纹消失了，取而代之的是两个亮点。你看，这就好像是因为我们出现了观察行为，从而改变了光或电子的行为，让它们从波变成了粒子。这种现象被称为量子测量问题。

　　所以，有些人认为，在我们不观察时，光或电子并没有确定的状态，而是处于所有可能状态的叠加。只有当我们观察时，它们才会“坍缩”到一个特定的状态，并表现出相应的性质。这种观点被称为哥本哈根诠释。

　　另外有些人认为，在我们不观察时，光或电子已经有确定的状态，但是我们无法知道它们是什么。只有当我们观察时，我们才能获得关于它们状态的信息，并根据概率来预测结果。这种观点被称为隐变量理论，它试图恢复量子力学的确定性和局域性。

　　还有些人认为，在我们不观察时，光或电子存在于多个平行的世界中，每个世界都有不同的状态和结果。只有当我们观察时，我们才能与其中一个世界相联系，并看到相应的性质。这种观点被称为多世界诠释，它试图避免量子力学中出现的概率和坍缩。

　　量子力学就是给出了一套数学工具来描述这种叠加和测量。这些工具可以让我们计算出在不同情况下观察到某个状态的概率有多大。例如，如果我们用磁场来分离一束电子，那么每个电子有50%的概率向左弯曲，也有50%的概率向右弯曲。我们无法预测每个电子会怎么做，但我们可以预测整体的结果。

　　但是，当前的量子力学并没有真正告诉我们为什么叠加和不同测量状态会发生，以及它们背后的物理形式的机制实际上是什么。这就引出了一个哲学上的难题：当我们不观察时，粒子到底处于什么样的状态？它们是否真的同时存在于多种可能性中，还是说它们根本就没有确定的状态？

　　这个问题看起来很抽象，但其实它对我们对现实的理解有很大的影响。如果我们认为叠加是真实存在的，那么就意味着在没有观察之前，世界是模糊不清、充满可能性的。只有当我们观察时，世界才会变得清晰、具体、唯一。换句话说，观察创造了现实。

　　如果我们认为叠加是不存在的，那么就意味着在没有观察之前，世界是确定、隐藏、不可知的。只有当我们观察时，世界才会被揭示、暴露、可知。换句话说，观察发现了现实。

　　你可能会想，这两种说法有什么区别呢？不管怎样，在我们观察之后，世界都会呈现出一个结果。但是，请想象一下如果你把量子力学应用到更大、更复杂、更熟悉的系统上会发生什么。

　　薛定谔是量子力学的创始人之一，他提出了一个著名的思想实验，来说明量子力学的荒谬性。他想象了一个无法从外面探测的盒子，里面有一只猫、一块放射性物质、一个探测器和一个装有毒气的瓶子。如果探测器检测到放射性物质衰变，就会打开瓶子，释放毒气，杀死猫。如果没有检测到衰变，就不会打开瓶子，猫就会活着。

　　按照量子力学的说法，在我们打开盒子之前，放射性物质既可能衰变也可能不衰变，所以猫既可能死亡也可能存活。这就意味着猫处于死亡和存活的叠加状态。只有当我们打开盒子时，我们才能知道猫的命运，而且这个过程也会让叠加状态崩溃。

　　薛定谔用这个实验来表达他对量子力学的不满和怀疑。他认为这种说法是荒唐的，因为在我们的常识中，猫不可能同时死亡和存活。他认为这个实验表明了量子力学是不完整的，它没有考虑到一些更深层次的因素。

　　我们不能把量子力学用在宏观系统上，因为宏观系统并不服从量子规律。在我们日常生活中，我们从来没有看到过叠加或者崩溃这样的现象。我们看到的都是确定、稳定、连续的物理现象。

　　玻尔是另一位量子力学的创始人，他提出了一种解释来说明为什么微观系统和宏观系统有不同的行为。他认为量子力学只适用于孤立、纯净、简单的系统，比如单个粒子或者少数粒子。当系统变得复杂、混乱、开放时，比如由许多粒子组成的物体或者环境，量子力学就失效了，而经典物理学就起作用了。

　　按照这种说法，在盒子里的猫并不是一个孤立、纯净、简单的系统。它是由无数个粒子组成的，而且与盒子内外的其他粒子有着复杂的相互作用。这些相互作用会导致系统之间的信息交换和干扰，从而使叠加状态消失或者说“退相干”。因此，在我们打开盒子之前，猫已经是死亡或者存活的其中一个状态了。

　　这种解释看起来很合理，但是它也有很多问题。首先，我们并没有一个清晰的标准来判断什么样的系统是孤立、纯净、简单的，什么样的系统是复杂、混乱、开放的。其次，我们并没有一个明确的机制来说明如何从量子力学过渡到经典物理学。最后，我们也没有一个客观的方法来确定什么时候发生了退相干。”这项研究的结果表明，量子纠缠可能是一种新的量子信息传输方式，它可以通过改变光子的状态来影响量子信息的传输。

（编辑：成都站长网）

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