03.05 為什麼觀測會引起坍塌?

深圳過客80


這個問題看似是個經典問題,但是也是前沿領域,至今科學界對測量坍縮的本質還沒有統一的口徑

目前是分派別的,其中一玻爾為代表的很多科學認為測量坍縮是微觀粒子運動的內稟屬性!但是還有科學家認為測量坍縮是由於光子對被測量對象的干擾!


以電子的雙縫干涉為例,電子具有波粒二象性,也就是既有波動性也有粒子性。不去觀察電子,你會看到光屏上呈現出干涉條紋,並且電子貌似可以同時經過兩道狹縫,這是波粒二象性的體現。測量則會導致波函數坍縮,也就是波動性消失,只體現出粒子性!


這其中還包含了動量和位置的不確定性。也就是說測量電子的運動屬性需要發出光子探路,而我們又知道光子的波長越短其測量出的電子位置信息就越準確,但是波長短的光波其頻率大;由E=hλ就能知道,頻率越大的光波其能量越大,那麼它就對電子的動量干預就會很大。用波長短的光子測量,位置你是測準了,但是動量卻被光子給擾動太大了。如果用波長短的光子測量電子,動量擾動會變小,但是位置就測不準了。

電子位置的不確定性=λ×2θ

這是目前解釋測量坍縮看似合理的一種說法,但是部分科學家認為這種解釋這是表象而已,其本質是微觀世界的一種普遍規律!


科學認識論


這個問題和量子糾纏一樣一直是量子力學的一個軟肋,使得量子力學的本質被誤解。



首先是量子力學的數學理論不完整,其次是人類目前對物質本質的認識還不明確。對於量子力學的數學波函數本身應該是物質內部物質存在性質的描述,但是物理學的概念還不能突破不使用四維空間來描述物質內部,所以對物質的描述一直脫離不了位置,大小,時間,運動,旋轉等物理概念。



實際上物理的概念就是物質存在的維度是多少,它們之間有什麼關係。而上面的物理概念只是這些關係在四維時空的映射(投影)。所以所謂的量子糾纏和觀測塌陷都是四維時空中物質內部性質的映射和四維時空的關係。


而在物質內部並不是四維時空的天下,而是二生三的世界。維度之間的相互關係是固定的(相互正交)。所以當我們觀測其中一個維度時另一個垂直關聯維度必然會以垂直的形式存在。


所以存在於物質內部的su(2)及其相互關係是確定量子糾纏和觀測塌陷的根本。當我們用陽的維度去感受陰的存在時就會形成量子糾纏和觀測塌陷的現象。


科學無止境


因為觀測者其實是帶有瞬間的傾向性的,哪怕他的傾向是變化的,但瞬間的傾向是明確的。雖然觀測者自己並不確定, 左右狐疑,但在左右狐疑的每一個瞬間是確定的。這樣,在觀測的瞬間,就開始向某一種可能性坍縮了。

為什麼會引起坍縮,因為觀測在量子的層面是有能量的,這種能量太小,以至於我們不認為有什麼能量,但在量子的級別,生物的觀測,腦電波是有能量與場的,生物磁場,在微觀上就發揮了作用,任何一種狀態,會因某一傾向性能量的推動而決定了它坍縮的方向。

拿我們答題比方,我們不要先看別人的回答為好。因為,無論怎樣,你看到的回答都會在你答題之前先行對你本來的想法產生某些坍縮,而使你寫的內容帶有了其他人的痕跡與影響,不容易保持自己更多、更純粹的原創。因為,在你觀測別人的答案的時候,你其實也被答案在觀測。答案就是信息,信息影響你的腦電波磁場。所以先寫自己的,這樣容易保持更多的、不被影響的原創。

那麼,被觀測者無需知道觀測者的存在,被觀測者其實是在某種能量場的作用下發生了反應。


一家之言,僅供參考吧,有相關興趣的朋友,記得點擊關注我哦——丙戌探索,共同探索更多的未知領域!


丙戌探索


薛定諤貓其實描述的是量子態,而不是隻說一隻貓的生死……盒子代表的是一個封閉的物理系統,意味著盒子中的環境和外界沒有能量交互,這一點很重要,那些說用透明盒或裝上攝像頭的同學基本上都沒了解這一重要的條件,因為不論是透明盒子或攝像頭,都意味著有光線(光線也有能量)的進入或消耗。

對於量子態這種極微觀的事物而言,一丁點能量的輸入或輸出都會引起粒子運動狀態的改變。而所有的觀測手段都會有能量的消耗,沒錯,是所有的觀測手段!包括攝像、拍照!因為哪怕是一個光子的能量都會改變粒子的狀態。

換成薛定諤貓中的描述:想看盒子中的情況而打開觀測有50%的可能撥動開關放出毒素把貓殺死,其實描述的就是觀測帶來的細微能量變動會導致量子當前的狀態發生變化,而你只能看到觀測後的情況,無法得知在觀測之前,量子到底是個什麼狀態(運動中還是靜止的)


哪是剎車


答:這個問題,目前沒有定論,但是我可以談一點我自己的想法。


關於波函數坍塌的探討,有著名思想實驗——薛定諤的貓,該實驗有點唯心的意思,這也是最容易被唯心主義利用的地方。




在量子力學中,一旦對量子不確定性進行測量,那麼量子行為就會發生波函數坍塌,也就是說,誰也無法觀察到坍塌前的圖像,那麼我們有多大信心,說坍塌前圖像存在呢?

或許波函數並非坍塌,只是我們缺少了某些數據和機理,一旦我們掌握了這些數據和機理,那麼就不需要波函數,更不會有坍塌一說。



可令人失望的是,這樣的詮釋正是愛因斯坦支持的隱變量詮釋,在2015年,已經被無漏洞的貝爾不等式實驗所否定。


所以,目前最佳的解決辦法,就是相信哥本哈根詮釋,我們觀察了就發生波函數坍塌,至於為什麼會坍塌,哥本哈根詮釋禁止談論,因為波函數坍塌就是量子力學的基本原理。

難道你會死心眼地,去追問作用力和反作用力為何相等嗎?

所以,我們還是老老實實接受波函數坍塌吧,目前真沒有更好的詮釋,如果有,我也想知道呢!


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艾伯史密斯


說全了叫“波函數塌陷”,是一種物理測量效應。波函數,用來描述一個量子運動軌跡在空間的概率分佈。

例如,氫原子的1個核外電子在空間的點位分佈叫電子雲,本來是一種自然分佈。


可是當你用一種發射電磁輻射的儀器測量電子運動狀態時,電磁波的光子與電子會發生量子糾纏,破壞了電子雲原有的概率分佈,這種破壞的後果,學說上叫塌陷(collapse)。你獲得的測量數據,並不是電子運動的原有狀態。

用這樣的光譜儀器,如果測量一個天體,由於電磁波對天體的影響微乎其微,就不存在什麼塌陷效應;如果做金相分析,還是要有所考慮的。


物理新視野


最簡單的理解:正常人眼觀測的物體,實際上是接收到了物體表面反射的光子;微觀層面的觀測則需要使用電子顯微鏡,也就是需要大量的電子束去撞擊觀察物體。光子、電子,本身就是一種量子。你為了觀測一種量子,不得不使用另一種量子對其進行撞擊。在宏觀尺度上沒有問題(這種沒有問題實際上指日常光源,紫外線、核輻射一樣有問題),但在量子層面,等於用一臺車去撞擊另外一臺車,你說那輛被撞車還能正常行駛嗎?


科普平論猿


討論一下,有沒有人覺得量子糾纏,或是其他量子力學裡的現象,只不過是更高維度中物質在我們維度中的表現嗎?就好像用一個截面圓形的三維圓環垂直穿過一個二維平面,這個三維圓環在二維平面中只能被觀測成兩個實心圓,而這兩個圓相互之間的位置在二維平面的世界裡有一種神秘關係。放寬一些,我們世界的每種物質,是否都是高維物質在我們維度上的投影呢?而我們的科學只不過是對高維物質運動變化規律在低維世界的解釋,這種解釋並不能揭示真理的根本,只不過是補丁羅補丁的自欺欺人罷了。


mercyy


觀測就意味著兩件事情,缺一不可,少了任意一個,就不會引起塌縮:

1.需要測。任何工具都是在測量,包括直接的和間接的。比如薛定諤的貓實驗中,我們不打開盒子,在盒子裡放一個攝像機觀察貓,再通過傳輸設備判斷貓的死活,如果死亡就發信號告訴外界信號為1,如果活著就報告外界為0。這樣即便我們不打開盒子,通過讀數就可以判斷貓的死活,也就進行了觀測。這跟打開盒子直接觀看是一樣的。

2.需要一個觀測者。什麼是觀測者?我認為是一個意識,這個意識的力量足夠引起塌縮。回到薛定諤的貓實驗,貓本身難道不是個觀察者嗎?毒氣瓶子有沒有放毒難道貓不會觀測嗎? 這是因為這個實驗裡面直接假設貓不具備使得波函數塌縮的意識能力。實際上可能有些不對。

至於什麼樣的意識可以使得波函數塌縮,就不好說了。是一條蟲子,還是說只有人類。目前無定論。

另外說被觀測者 如何知道自己被觀測了?

因為量子本身就沒有時間觀念啊……

量子早就知道你什麼時間會打開盒子,或者你永遠不會打開盒子,從而做出選擇是否需要塌縮。詳見 量子延遲擦除實驗 。


左慈哥哥


此問題我已有自己的解釋了,光或者電子在沒有被“利用”的時候它們是“自由自在”的波,但是一旦有任何東西影響到它或者跟它們發生“關係”,它們便會自動轉換為粒子形態,而你的觀察恰恰是你跟它建立了關係,其實就這麼簡單。光或者電子在沒被“使用”時就像自由的礦物元素,分散,在被利用後它們就像進入模具成型了。還有,它們的成型過程也許類似於計算機中的指令集工作原理。所以最後我想說的是,我們都是在模擬世界中。


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