從量子的角度來看,如果我把一個杯子放到一個箱子裡,關上箱子門之後,杯子在嗎?

TIME150409082


這個問題與愛因斯坦與波爾之間的一次經典辯論是一樣的。愛因斯坦為了反擊量子世界裡所謂的“不觀察月亮就不存在”的觀點,說:“難道我們不看月亮時,月亮就不存在嗎?”

當然,在我們的現實生活中,我們都知道無論我們看不看月亮,它都一直存在著(注意,這裡的“看”並非狹義的用眼睛看,而是包括各種觀測手段,下同)。

但是,量子世界的詭異現象徹底打破了我們的世界觀和宇宙觀,比如說讓人瘋狂的電子雙縫干涉實驗似乎在表明,我們的任何觀測行為都會影響到量子世界的存在狀態!

而我們本身又是由量子構成的,按說對事物的描述和感知應該是一樣的,但為何我們的感知與量子世界裡有如此大的差別?

有人可能會說,不能用量子世界的規律並不適用於我們的宏觀世界,但問題來了,微觀和宏觀的分界線到底在哪裡?說白了,多大的粒子算微觀,多大的粒子算宏觀呢?

打個比方,一個直徑9.99999釐米(可以有N個9,只要不是無窮就行)的粒子是量子(微觀)世界,而一個10釐米的粒子突然就變成宏觀世界了?

所以,可以預見的是,微觀和宏觀並沒有所謂的“分界線”,微觀和宏觀的概念並非“非黑即白”這麼明顯的界限,就好比小孩和大人也同樣沒有明顯的一刀切的分界線一樣!

那麼問題又來了,既然微觀和宏觀沒有分界線,那麼肯定存在這樣的世界,在這個世界裡,物體的表現形式即有微觀的性質,也有宏觀的性質!

這說明,本質上講微觀和宏觀的性質事物相通的,不會有“微觀世界的特性不適用於宏觀”這種說法!而概率可以給予很好地解釋!

說簡單點,把一個杯子放進冰箱裡關上門之後,杯子的確有可能不存在,但只是理論上的可能,最重要的是這種可能性太低太低太低,以至於實際上等同於不可能發生。

也就是說,在真正的微觀世界,粒子同時出現的不同的兩個地方的概率很大,而隨著粒子的逐漸增大,向宏觀方向逐漸靠近,這種概率還逐漸降低!

就好比量子世界的“量子隧穿”效應一樣,微觀世界的粒子都一定幾率穿越屏障直接到另一斷,而宏觀世界的我們也有一定幾率直接穿越牆壁(可以理解為瞬移),但現實中的我們為什麼從沒有看到過?

就是概率問題,我們直接穿越牆壁的概率低得無法想象,以至於在現實中可以視為不可能發生!


宇宙探索


好吧,這個問題值得好好說一說。

杯子是一個宏觀物體,雖然理論上它也可以是一個量子力學的波函數,可以彌散到全空間,但實際情況是這只是一種對量子力學理論的無限外推——這實際上是不對的。

量子力學確實有這個的世界觀,當我們不去觀測一個電子的時候,電子的波函數在全宇宙空間都有分佈,而且到處都有一定的出現概率。可是,當我們把一個杯子放到一個箱子裡,關上箱子門之後,雖然我們人類沒有觀測這個杯子,但這個杯子還是在的——因為冰箱裡的蟑螂可能在觀測這個杯子,蟑螂可能已經爬進了這個杯子裡。難道說杯子連帶著蟑螂彌散到全宇宙了?如果是這樣的話,那蟑螂是一個生物體,是有生命力的,它時刻都在運動,但描述蟑螂的波函數該如何寫?

所以,我不認為量子力學的基本原理可以無限外推,尤其是不能推廣到杯子這樣的宏觀物體,在量子力學中,還有一個概念一直被老百姓忽視——那就是”量子退相干“。宏觀物體受到的環境影響太大,無法保持量子特徵,大部分情況下都沒有量子力學的宏觀效應。

從另外一個角度來說,杯子在冰箱裡時刻受到空氣分子的撞擊,相當於空氣分子在不斷測量它,你讓這個杯子的波函數怎麼能不坍塌呢?所以,這個問題的答案是顯然的,關上冰箱的門,雖然不去看它,但這個杯子依然是在冰箱裡。就連電子的波函數能彌散到全宇宙的情況只是最理想最極端的情況,在現實世界是不存在這個可能性的。


作家張軒中


施鬱

(復旦大學物理學系)

我們先用一個電子來做這個實驗。 電子服從量子力學,量子力學說,電子有一定的幾率穿透到箱子外面。所以有一定的幾率,電子仍然在箱子裡面,也有一定的幾率,電子不在箱子裡面。

現在題主用杯子來做這個實驗。那更簡單了。杯子就是在箱子裡面。 你如果反對這個,你給我1萬元,然後我們開始做100次這樣的實驗,只要有一次杯子不在箱子裡面,我就給你1萬元。你願意做嗎?

也就是說,客觀事實告訴我們,杯子作為一個整體,服從經典物理。雖然杯子的熱導係數,彈性係數這些物理性質的計算需要用量子力學針對它的微觀構造來計算,但是杯子(或者說杯子的質心)的位置是個經典量,確確實實保持在箱子中。

但是杯子是由服從量子力學的原子組成的,為什麼量子的原子導致了經典的杯子?這個很複雜。


物理文化與施鬱世界線


量子的不確定性取決於我們觀察還是不觀察,當年薛定諤設計了一個著名的思想實驗,將貓放在一個密閉不透明的箱子裡,裡面有毒氣瓶,其毒氣是否釋放取決於放射性原子是否衰變,放射性原子有一半幾率會衰變,只要原子衰變,貓就死,不衰變,貓就活。

不去觀察時,貓的狀態是“既死又活”,一旦觀察時,貓不是死的就是活的。這個實驗雖然是個思想實驗,但忽略了極為重要的一點是,量子力學只針對微觀層面。

但是,什麼是微觀層面,什麼又是宏觀層面呢?這個分界線到底在哪裡呢?

一般認為,量子力學只研究亞原子粒子以下的粒子物理現象,對於體型較大的宏觀物體來說,量子效應表現的已經非常不明顯了,可以忽略不計。

一般上我們看來,這個杯子被放在箱子裡,關上箱子門,使杯子處於一種不被觀察的狀態,那麼杯子理應還是存在的,不存在什麼“既存在又不存在”一說。

杯子是宏觀物體,量子力學中的一些現象在這個尺度上可以忽略了。

你想啊,如果真沒有“分界線”的話,那這個宇宙還不得崩潰啊,萬事萬物都是既存在又不存在,豈不是亂了套了。比方說,身邊站著一個人,你看著他時,他是存在的,當你不看他時,他難道就是既存在又不存在的嗎?顯然,這是不可能的。

毫無疑問,杯子還是真實存在的。


一枚遊戲科幻迷


杯子在不在,並不取決於你是不是關上門,而取決於你是不是親手把杯子放進去的。量子力學是針對“態”,而不是破壞存在邏輯。

當你親手將杯子放進箱子裡,並關上門,那麼從邏輯上,它一定在。

這不像薛定諤的貓。

薛定諤的貓是對一個既定存在的貓,處在生態還是死態的論證。也就是當貓的態處在波包態的時候,它既是活的也是死的。而你打開之後,它就只能有一種時空態:要麼是活的,要麼是死的。這就叫“波包塌縮”。

量子力學並不反邏輯。

這個命題裡的邏輯是:如果我親手把杯子放進箱子,並關上門,杯子就應該在我將它放進的箱子裡。那麼,杯子是我親手放進箱子裡的,所以它一定在箱子裡。

這裡的關鍵是,杯子只有一種態:靜態。

杯子既是靜態的也是動態的,是反邏輯的。而薛定諤的貓,既是死的也是活的,卻並不反邏輯。因為它在沒有確認的時候,處在波包態:即,在一個態向另一個態轉變的中間位置。

杯子從靜態到動態,並且還要離開箱子,這是在沒有外力作用的情況下,完全不可能存在的問題。如果存在,則違反了邏輯的無矛盾律。


子賀隨身講


杯子在或是不在,根本上說,取決於你信還是不信。如果能當著你的面再次打開箱子,不出所料,杯子仍然在原處,那麼,我們相信——你肯定相信杯子仍然在!因為你眼見的事實說服了理性的你。如果,不能再次打開箱子,你到底相信杯子在還是不在呢?

這就需要你被說服了。無論是誰,或者無論是什麼因素和因素的組合,能夠用符合邏輯的理由讓你信服——杯子在、或者是不在,自然就是你的結論。

所謂量子,不過是另一個我們無法看見的“箱子”的另一種說法而已。這個“箱子”裡面,到底時時刻刻發生了些什麼事,同樣的,取決於你信還是不信。你信或是不信,取決於無論是誰,還是什麼因素或因素的組合,能夠說服理性的你相信還是不信。信則在,不信則不在!


郭城3點14壹伍玖


我們不用杯子,直接用量子力學捍衛者的母親,關進房子裡,然後問他們:你母親是活的還是死的。他們應該說是半死不活嗎?

別用杯子,直接用他們母親做實驗,如果能把他們母親弄個半死不活,我就信了量子力學。





太上老百姓


很高興回答你的問題。個人觀點,歡迎點評。

強行把量子力學推及到宏觀世界的觀點都是耍流氓。


當愛因斯坦和哥本哈根學派關於量子力學本質相爭的時候,薛定諤提出了著名的思維實驗“薛定諤的貓”用來諷刺和批評量子力學,這也是第一次量子力學的宏觀延續,得到了聞名至今的既死又活的貓。就像題主的問題一樣,既存在又不存在的杯子。



根據量子力學不確定性原理,我們的意識在粒子運動中“起了巨大作用”,那麼這個是否可以延伸到宏觀物體哪?答案是否定的。那些強調不觀測就不存在的都是詭辯。之所以成為一個物體,就是因為粒子間存在相互作用相互限制,就是說例子被相對的“限制自由了”,量子的不確定性依然存在。

(所有圖片來源網絡,侵刪)

舉個例子,把杯子換成人,按照量子力學觀點,他只能以概率待在箱子裡,那麼對他自己來說,難道他連自己在哪裡都不確定?不知所起,不知所終。


微言淺見,祝好。


科學黑洞


一個陶瓷大師做了一把奇特的茶壺,世界上只有幾個人知道,我們不知道,所以我們不會想到有這樣的一把壺,所以我們的意識是沒有這把壺的,等過來十年我們看到這把壺了,也知道是十年前做的,那麼我們就知道這把壺已經存在十年了,也就是說大師幾個人十年前就知道有這個壺,而我們十年後才知道十年前有這個壺,那麼這個壺是存在的,或者說這個壺在一年前已經打碎了,我們還是沒見到這把壺,也沒見過這個制壺大師,那這把壺存不存在過呢?事物不是說閉眼就不存在了,決定有與無的不是外力的感知,而是本身的烙印,烙印消失,也就不存在了,而烙印是天地給的印記,天地是五行能量組成,只要你是五行繁衍之物,天地都會留下印記,有印記故存在,你銷燬了,它迴歸五行印記消失,故不存在。好比海里的一隻剛出生的小蝦米,沒有人見過,我們可以不知道它存在,但它一定存在,因為它出生天地見證,給了它印記,故它存在,而我們不知道它存在。就算有一天撈起了它,也不知道是不是它,那它存不存在呢?所以,只有它消失,它沒有印記才不存在。我們人也一樣,你如果消失,也就沒有了印記,所以也就不存在,所有的一切在你沒有印記也就沒有感知的世界,世界是不存在的。故,存不存在的問題不是感知,不是薛定諤的貓,也不是我思故我在,而是天地烙印,五行印記。烙印在,一切都在,烙印無,一切皆無。


方圓先生W


從量子的角度,如果我把一個杯子放到一個箱子裡,關上門之後,杯子在嗎?你的問題雖然存在詭辯,但還是可以解答的。量子是什麼?在我的理解來看,量子是一定的量的物質,在一定空間裡,在一定時間裡的運動狀態。物質,時間,空間,運動這些量的組合中發生的過程可稱為事件,由此,我們可以用數學表達試進行表達這個量子態,同時又可以建立數學模型來描述量子事件的整個觀測過程。那麼,你顯然混淆了貓死貓活與存在與否這一個概念了。但是,我仍然也可以說,當你把門關上,箱子內空間已經改變了,你放進的杯子已經不是你在箱子外的杯子了。這是因為時空等條件發生了改變。你會說我用極短的時間打開關上門呢?但是,不管你用多短的時間,時空還是發生了改變,要知道,一秒鐘會發生什麼事件,光子會在真空中跑三十萬千米,你的生命長了一秒,杯子在不同空間也發生過變化,你看到的杯子不是原來的杯子,但你感覺不到,如果用量子狀態描述,你在放進杯子,關上箱子打開箱子時,所有狀態都改變了,作為物質的杯子,在不同的空間,隨著時間,運動狀態都發生了變化,這就意味著杯子已經不是你放進去前的杯子了。我們可以宇宙中最普遍又是最特殊的,同時也是我們經常看到光子來舉例。光子的量子態在絕對真空的空間裡與在非均值的空間裡的運動特徵,運動軌跡,速度,方式,狀態完全不一樣。光子具有粒子特徵,又有波的特徵。你把光子置於同等大小的空間裡,只要改變空間裡物質狀態,比如,真空,玻璃體,混濁液體,或者任何非均值物質裡,雖然,光子依然是光子,但它卻變了,變得像孫悟空大鬧異界一樣,千變萬化。通過對光量子的研究,就可以在我們的生活中,利用光子的這些特性發明創造出更多的東西來,如用光電效應研究的許多電子元件,設備,用光子通過透鏡的特性研究出眾多的光學設備,用光子測量空間,用光子通過不同密度的空間發現新的物質星體,還有空間透鏡現象,空間彎曲等等。這就是量子力學通過對我們這個物質世界的描述和研究,使我們的科技文明得到發展。


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