量子力學意義上的觀測究竟是什麼？觀測和「意識」(Consciousness)有多大關係？

01-03

如果問題過於抽象，歡迎列舉實驗上已經確定「是觀測」和「不是觀測」的行為。
答題前請確認您了解「觀測者效應」，謝謝！
觀察者效應_百度百科
Observer effect (physics)
Wigner"s friend

繼續拋磚引玉，以下發言的正確性不做任何保證，歡迎反駁。（如果我沒能看懂反駁的話……可能就不回復了……）大部分思想來源於跟某幾隻教授的聊天。

量子意義上的觀測是一個信息提取的過程，而這一過程與意識並無直接關係。

講個故事。首先，我們有一隻在空間中遊盪的電子，它當前的波函數完全未知。為了了解它的位置，我們用一大片動量確定的光子穿過這個區域。通過一定的手段（例如首先使用透鏡，然後利用感光元件確定折射後的光子位置……這個設備俗稱照相機），可以通過最終光子的路徑反推電子的位置。這是一次測量。測量的結果，電子的波函數坍縮到了位置的本徵態。我們怎麼知道電子的波函數坍縮到了位置的本徵態呢？答案很簡單，用相同的方式再測一次。如果測量的頻率足夠高，我們會發現電子有很大的概率並沒有移動。如果我作為一個喪心病狂的觀測者，不停地做這樣的測量，我會發現電子被「定住」了，幾乎不能離開最初的位置——這就是量子芝諾效應(quantum Zeno effect)。

但是小夥伴們就要問了，如果用一個經典的思路來看，電子在被測量後即以一定的速度運動，那如果測量間隔趨向於零的話，位移也是會趨向於零的呀，這不是說了跟沒說一樣么，量子力學真垃圾。這時候精髓就來了：如果測量確實能讓波函數坍縮，那麼這個隨著測量頻率增加，電子漂移的速度會減小。基本上，如果測量間距 t 趨於0，經典情形下電子的擴散速度是O(1)的（也就是與t無關），而觀測帶來的波函數坍縮使這個速度降低到了O(t^2)。後者在實驗中確實被觀測到了。

那麼，這個「觀測」的一系列行為（光子散射-光子被探測-一隻人類看到測量結果）中，到底那個才是重要的呢？可以肯定的是，一個有意識的人看到測量結果這部分並不是。考慮這個版本的量子芝諾效應實驗：在實驗的最開始，觀測並記錄下位置。在接下來的一段時間中，把快門關上——我不再能得知此時電子的位置。最後，再次打開快門，記錄電子位置。如果有意識的我看到測量結果（或者測量結果被以某種形式記錄在相機中）才是測量的關鍵的話，那麼最後的電子位置和最開始的電子位置並不一定有什麼關聯，因為只有最初和最後的測量才是「有效」的，而中間的時間足夠電子飛去奇怪的地方了。然而，事實上，我們會看到電子仍然被「定住」的實驗結果。這也就是說，是否被某種意識得知觀測結果並不是觀測的要素。

那麼觀測是什麼呢？是信息的提取。通過光子與電子的散射，二者進入了糾纏態，這使得提取光子的信息也會告訴我們關於電子的信息。在快門打開的情況下，光子攜帶的信息被記錄，也就是說信息從光子（電子）轉移到了相機內的電信號上。在快門關閉的情況下，光子撞上了快門帘，攜帶的信息被提取並丟棄。信息被丟棄還是被轉移並不重要，觀測的事實在信息被從電子-光子體系中轉移走時就已經成立了。

但是這個論述中有一個非常薄弱的環節：信息是如何從光子被提取的呢？簡而言之，當一個相對簡單（自由度低）的系統與一個複雜的宏觀物體/環境(reservoir)耦合的時候，其攜帶的特定種類的（種類取決於耦合的性質）信息必然被轉移或丟失，而這一轉移/丟失的強度取決於耦合的強度。也就是說，「觀測」這一行為，在光子被電子散射並與某種形式的宏觀物體相互作用時（比如落在感光元件上或者射在牆上）就成立了。這一部分要是再展開說就有點超出我的說明能力了，先在這裡停住吧。如果以後有機會再補。

另外，關於Wigner"s friend，我覺得這個問題和我關注的部分關係不大，更多的是哲學上的（且難以證偽的）思考，就像多世界詮釋和哥本哈根詮釋之間的矛盾一樣。所以就不對此做更多評論了。

觀測本質上講是一種相互作用過程。

對於這個問題的理解困難基本都來自於對「觀測」這個詞的誤解，以及對量子力學理論的過分糾結。

作為實驗物理，觀測的實驗內涵是簡單的，就是實驗體系和體系外部發生相互作用。

這種相互作用可以是被人為控制的。也可以是被自然環境誘發的。

在常見的表達中，前者一般被表達成「測量導致波函數塌縮」；後者一般被表達成退相干。這其實是一碼事。

舉光子雙縫干涉的例子。

我們把光子從左邊縫穿過寫作狀態a，右邊縫穿過寫作狀態b。

如果沒有白屏，而是很髒的空氣的話，整個實驗也沒有人在，光子該塌縮還是要塌縮，因為光子遇到灰塵，發生散射，必須得顯示出一個確定的狀態來。這也是測量，雖然沒有人在場，也沒有人知道這個結果，但是灰塵在進行「測量」。

整個事情和意識沒有任何關係。是純粹的物理作用。

光子到達白屏，就是測量。因為光子和屏發生了相互作用。不得不顯示出到底是狀態a還是狀態b。

說說我的基本理解，請批評指教

1，觀測，本質上是微觀粒子和宏觀物體相互作用的過程。和意識，沒有任何關係。(話說回來，意識是腦電波，是神經電流的一種狀態，依然是物質相互作用的表現)

2，上帝不會擲骰子，測量結果表現為隨機性，因為每次測量周圍環境各粒子都不同

3，薛定諤方程和量子力學其他公理適用於微觀世界，同樣適用於宏觀世界

4，微觀粒子的物理量A|ψ&>，測量結果為本徵值，測量後波函數坍縮，都是一個微觀粒子和周邊環境無數個粒子相互作用的結果。宏觀粒子各微粒狀態的分布概率，決定了本徵值按照一定概率分布。

5，無數個粒子組成的宏觀物體，各物理量B|ψ&>，都隨著粒子數增大而趨向狄拉克函數，就是一個幾乎確定的值，原因是，算符是我們人為選擇的。生活在宏觀世界的我們，只選擇了能測出來的東西當物理量! 不接近狄拉克函數的算符我們測不出來，無法充當物理量!

6，薛定諤的貓是死是活，取決於疊加態粒子作用於開關那一瞬間開關各粒子的狀態，貓的死活從那時候就確定了，和打開蓋子無關

7，根據微觀粒子各種狀態穩定性之類的規定，應該可以推導出微觀粒子的分布概率，然後用薛定諤方程求解宏觀物體狀態，應該能從數學上證明，粒子個數趨於無窮大時，現有各物理量滿足4和5(如果證明出4和5不成立，那就已經違背實驗事實了)。只不過，要完成這些計算，目前距離遙遠

8，總的結論悲傷的說明平行宇宙不存在，宇宙依然是確定的，混沌支配的，而不是隨機的。我們感覺到的隨機都是混沌，信息不全的結果。

題主是量子物理史話看不懂了吧。可以明確地告訴你，這個問題的答案只有個人意見，而沒有確定答案。

雙縫干涉實驗告訴我們，光子同時穿越了兩條狹縫。從小孔中射出的電子穿過兩道狹縫投到屏幕上，就會形成一系列明、暗交替的條紋，這就是現在眾人皆知的雙縫干涉實條紋。在這正常的時候，光子以波的形式穿越了兩條狹縫。

但是，每次電子只會在屏上打出一個小點，只有當成群的電子穿過雙縫後，才會逐漸組成整個圖案。現在我們想知道光子到底是從哪個縫打出來的，於是在個狹縫旁放兩個探測器，我們探測到了光子從一條縫打出，同時，干涉條紋消失了，光子表現為完全的粒子性。從之前光子表現為絕對的波動性到現在完全的粒子性，所有實驗參數都沒變，只改變了觀測方式。

觀測與「意識」的關係就是：當有意識的我們去執行觀測這一行為時，改變了粒子的行為方式。

這句話是有爭議的，關鍵點在於「觀測者的主體是不是一定要是有意識的人？」

之前已經說了，這一問題是沒有答案的，各種解釋寫出來又是一本10萬字以上的書，你還是看《量子物理史話》，選個自己喜歡的就足夠了。量子物理學目前還不完備，說不定哪天，我們又有了完美的解釋。

觀測影響系統，並不是說真實世界被改變了。人所處的世界只是人所觀測到的世界，這個世界未必就是真實世界。人所處的世界因人的觀測而生。

既然有些東西是人永遠也無法觀測到的，那麼這些東西就不能算是人所處的世界裡的東西。因此，人的觀測能力有限，人所處的世界的範圍也就是有限的了，不要隨意亂擴大這個世界的範圍。

用科學的研究方法去研究世界，必然走上的是這條道路，這就像用迷信的研究方法去研究世界，所得到的必然迷信的那些說法一樣。

量子力學的觀測是將算符作用在薛定諤方程上，到現實中就是與系統發生作用得到信息，觀測必然會影響系統

第一，世界是不確定的存在於不存在態;

第二，觀測會導致不確定性的坍塌結果;

第三，不確定性是時間存在的唯一理由;

第四，時間意味著過去現在和未來順序

第五，對於粒子來講沒有過去現在未來

第六，粒子確定知道穿過雙縫未來結果

第七，觀測是對神秘粒子的有意識干擾

不知道這屬不屬於哲學範疇，但是我的理解是，如果測量或者說信息提取，沒有意識的介入，就沒有任何意義。這就好比，地上有100萬，但是你看不見，等於這100萬和你沒有關係。100萬存在的意義是人們能看得到這一百萬。如果任何人都看不見或者說觀測不到，那麼這100萬就沒有意義。

所以說，所有的觀測，必須有意識介入。