如何理解量子力學中觀察者的影響?量子力學是唯心思想么?
費曼的路徑積分原理,馬爾科夫隨機過程,維納過程
薛定諤方程波恩的概率函數狄拉克的自我干涉原理用這四個原理講給你聽觀測者對量子力學的重要性。
假設你在A處觀測到了光子,然後想計算在B處繼續觀測到光子的概率。1、 根據薛定諤方程,你可以得出光子運動的波對於時間和空間的函數。這個波的函數充滿整個空間。那不是可以超越光速了嗎?薛定諤方程是沒有經過相對論修正的,所以只討論非相對論情況。
2、波恩的概率函數原理是說,這個充斥在空間的波,是光子出現在各個位置的概率。3、費曼路徑積分原理就是,利用馬爾科夫隨機過程,所有從A到達B的路徑的概率的疊加,等於直接到達B的概率。直接可以根據薛定諤方程算出A到B的概率,也可以將ABC,ADB等等所有可能的路徑的概率疊加。4、之所以上面的情況會發生,是因為狄拉克的量子自我干涉原理。如果不考慮時間 ,我們有
如果在中途觀測了光子的位置,比如觀測結果光子位於位置C,那麼光子到達B的概率就成了從C到B的概率。
從A到B的概率,中間沒有觀察:從A到B的概率,中間有觀察到光子的位置為C:,符合馬爾科夫隨機過程。
根據薛定諤方程,我們得到如果在中途觀測了光子的位置,比如觀測結果光子位於位置D,那麼光子到達B的概率就成了從D到B的概率。
從A到B的概率,中間沒有觀察: 從A到B的概率,中間有觀察到光子的位置為D:,符合馬爾科夫隨機過程。根據薛定諤方程,我們得到也就是不管你觀測的結果如何,光子運動到B的概率永遠不等於從A到B的概率。
但是如果這個不是光子,不是在量子力學體系,永遠有如何理解量子力學中觀察者的影響?
愛因斯坦說,不能因為在人群中多看了光子一眼,光子到達B的概率就改變了。
因為在宏觀世界,你隨便亂瞅,粒子也是微微一笑,絕對不抽,啊不對,到達B的概率絕對不變。什麼叫影響未來?
光子本身還是那個光子,但是因為你多看了一眼,到達B的概率就不一樣了,光子的未來就改變了,這個不是因為有什麼對光子的相互作用,而是單純的就是看了一眼而已,觀測者決定未來,但是觀測者不可能改變過去。為什麼量子力學不成立呢,因為上面的四大原因
1、薛定諤方程,只有量子運動符合薛定諤方程波函數2、波恩的概率函數,只有量子才是概率性的整體運動,其他波運動都是能量都是按照比例分配同事出現的。3、費曼路徑積分原理,馬爾科夫隨機過程,這個對於量子運動和其他運動都適用,典型的如布朗運動。4、 狄拉克的量子自我干涉。這是費曼路徑積分原理適用於馬爾科夫隨機過程路徑積分的理論基礎。
量子力學裡所說的測量並不是人為的觀測而是指量子系統和經典客體的相互作用
當你選擇了觀測方式的那一刻起,你便在岔道口選擇了一條世界運轉的模式。當大多數人在潛移默化下接受的同時,世界便順其自然地(smoothly)沿著這條軌跡走下去。
一條新的科學真理並不是靠說服反對者,並讓其看到真理光芒而取得勝利,而是等到反對者都死去,熟悉它的新一代成長起來。 ——普朗克
其中的一種想法是,觀測本身一定會伴隨干涉,信息不能單向傳輸,我經常舉的例子就是左輪槍裡面有沒有子彈只有扣動扳機才知道,但扣動扳機以後左輪就會轉,你就又不知道現在它有沒有子彈了,這種情況下觀測本身對被觀測系統的影響難以避免,當然也有另一種想法就是波函數的塌縮是徹底隨機的,同時宇宙有多個,這個看起來略扯,比較難解釋就是如何定義「觀測」行為,觀測本身使波函數塌縮的過程算不算干涉,觀測所攜帶的信息為毛線不會對塌縮方式產生影響?……對於題主的問題,第一個可能能是你要的答案,但也要注意後者雖然存在和題主提出相同的疑點,但也是被很多人承認並研究的一種想法。
觀測就是指人的,狗不算,但不是指某個人的,而是指的人類的。再者,是指的能夠被觀測,而不是具體去執行觀測。
雙縫實驗,架設好測量設備去測量電子具體從哪個縫通過時,如果這個設備達到了能顯示明確的結果的條件,即如果人類能夠通過這個設備看出明確的結果,不管最終有沒有人看還是不看,實驗結果就是粒子性,沒有條紋了。不會說實驗者架好設備後卻選擇不觀察設備,或者心裡計劃一下過幾天根據彩票結果再決定看不看設備記錄,這個意願跟實驗結果無關。否則這玩意就可以當女巫的水晶球了。
但是這個觀測的定義最終是指向的人類的知識體系的。測不準原理里說位置和動量不能同時測得,位置是什麼?動量是什麼?都是我們人類的知識定義。也就是說讓人類去認識微觀世界,就是會出現這樣的結果。以我們的定義,我們只能說在觀測的一瞬間,電子的坐標是xyz,但是這個時刻按我們的定義,再探討電子的動量是多少,怎麼說呢,就好比你問太監性福么一樣。是人類的知識體系,這樣一個客觀存在,和微觀世界這樣一個客觀存在,兩個客觀存在湊一起出現的一個客觀規律。
至於說有沒有比人類高級的生物建立起更高級的知識體系,還是說以後的人類刷新自己的知識體系,從而消除量子不確定,波粒二相等等這樣一個外觀表現,有待,有待
很多人說是儀器進行了觀察而不是人。
但你如何定義「觀察」?,觀察需要確保人在未來能夠通過本次觀察獲知實驗的結果,不管是通過計算還是通過直接的記錄,如果人知道自己不能不過這次「觀察」獲得實驗的結果,那等於沒有觀察,比如你放一個石頭在旁邊,那肯定不能算是進行了觀察。
這是一種跨越時空的影響,儀器的觀察造成了人在未來能夠獲知本次觀察的結果,造成了波函數的坍塌。
量子力學不是唯心主義思想,但它的一些觀點與唯心主義思想不謀而合,他的意思是無論儀器多麼精密也無法同時測量粒子的動量和位置,並不是測量儀器不夠完美,而是根本就不存在同時明確位置與明確動量的量子態。
它給人的啟示就是:根本就沒有脫離了觀測的客觀存在,這與唯心主義思想不謀而合。
這個用反證法就可以得出來了:
假設有脫離了觀察的客觀存在,那麼一定存在同時明確位置與明確動量的量子態,這跟量子力學是矛盾的,因此沒有脫離了觀察的客觀存在。
以下截圖來自維基百科:
觀察時最少需要一顆光子去跟樣本相互作用,而這顆光子的狀態是未知的,從而產生不確定性。
所謂的觀察者的影響並不是指觀察者與粒子的力的相互作用造成的,而是粒子本身量子態由於觀察者的觀察而坍塌。也就是說不是由於什麼客觀存在的什麼相互作用力施加影響,而是觀察者的觀察手段會造成觀察現象的不同。
沒有所謂脫離觀測者的客觀性質,觀測者與被觀測系統無可分割。並不是我們所觀察的外界所有的一切是機械,就已經確定,人類所能知道的也都是能測量出來的,測量不出來的我們無法確定。
觀察本身是個物理過程。
我只想問有兩個觀察者會怎樣?量子怎麼知道亂看了它的那一眼不是觀察?
說觀測行為是微觀粒子相互作用那是沒真正理解量子論,觀測的本質是意識感受世界。雙縫實驗,延遲選擇實驗,量子糾纏等都明白的告訴我們,世界不是日常經驗的那樣客觀實在,一定要堅持的話只能導出多宇宙那種解釋。
這裡我給一個解釋,不管你信不信,不要噴,不服來辯,我相信是真理。我們的世界其實是一套程序演算法給我們意識的感受,我們不感受時,可以說客觀世界是不存在的。只有去感受(觀測),程序才輸送信號給意識,讓意識覺得有這麼個實在的感覺。你不看月亮時,月亮確實是不存在的,因為月亮本質是意識感受到的信號。
有點類似於缸中之腦,不過區別是沒有缸也沒有腦,只有意識和程序信號。意識是很特殊的,世界只是一堆信號,意識反而是主體。
那或許有人要問了,意識到底是什麼?我想只有我們脫離這個世界(程序系統)才能弄明白吧。好像有個逼真的虛擬現實遊戲,你進去時是沒法知道外面的你是什麼的。注意死亡並不能脫離世界,而是轉去陰間了。陰間也屬於這個世界,並且空間上很多地方和陽間重合。死亡後的事屬於另一個話題,這兒不多討論了。量子力學並未否定客觀的實在性。量子狀態就是其討論的客觀實在。量子力學認為觀測本身就是一次物理實驗的過程,所以它必然以將被測量物體的狀態改變至這個物理實驗能測量出的狀態為先決條件的。波函數的塌縮,實際就是波函數的改變,要麼頻域特別窄,你就測量出精確的動量,要麼時域特別窄,你就測量出精確的位置。其實不僅是觀測會改變數子狀態,任何物理過程都會改變狀態。初狀態和末狀態之間如果相差不大那麼幾乎是確定性的。如果相差很大那就要按照規則計算概率
恰恰相反,量子力學是建立在唯物的基礎之上。從宏觀上來講,人觀察一個事物,對這個事物的影響應該是微乎其微的;但是如果一個人觀察的對象是一個粒子,那觀察者與這個粒子間的力相互作用則不是可以完全忽略的。人的觀察行為完全可以影響粒子的運動情況,而且觀察的越仔細,與粒子間的距離越小,對這個粒子的影響就越大。之所以有人認為量子力學是唯心的,原因基本無外乎如下:1.所謂的專家對量子力學無法完全的理解,就片面的下結論。2.一些宗教理論與量子力學的某些結論存在相似性。3.觀察者「人」成為了理論中不可缺少的一部分。但究其根本,還是某些所謂的專家盲目自大,固步自封,對量子力學胡亂加標籤。
量子論與唯心還是唯物沒有關係。量子論說的觀察,即可以按唯物進行理解,也可以按照唯心進行理解。
這個觀察和我們仰望星空是一樣的,到底是意識決定我們看到星空的模樣,還是星空決定我們看到星空的模樣呢?最後還是沒有結論
這個提問同時黑了哲學和物理
因為你觀察不到「波函數」這個東西啊!你只能觀察到粒子啊!
@Porcre Lee 的解釋是對的。
補充一下為什麼跟唯心主義無關。可以設計這樣的雙縫干涉實驗,熒幕上的圖像由計算機自動拍照記錄。如果開啟檢測光子通過哪個縫的裝置,人可以在實驗結束後看到照片裡面的干涉條紋被毀了。這時候毀掉條紋的觀測發生在光子通過雙縫被自動裝置檢測的時候,而此時人並沒有看熒幕。
如果唯心主義不放棄,繼續說人在事後看照片的時候毀掉了條紋,這就等價於說可以改變歷史了。
最後再強調一遍,沒有相互作用,就沒有觀測。一個從來不干涉人類的神就是不存在的神。
可以把觀察者想像成一個發射接收的機器。量子力學、區塊鏈,研究明白下個百年商業就是你的了!
量子力學說明的是測量這種行為使被測物體變態了的客觀事實。這種改變是有規律性的,不是想怎麼變就怎麼變的。
量子力學的不確定性原理事實上說明的是一切法無常的道理,一切事物都是不停留第二剎那的即生即滅,但是觀察者的觀察起碼需要兩個剎那以上,所以每次的觀察,都不能確定一個粒子全部的物理量。但是在宏觀世界裡我們常常錯覺的認為是,物質生起,然後在一段時間內保持不變,在某一剎那突然壞滅,這是因為事物前後剎那非常相似帶給我們錯覺的緣故。事實上,無論在宏觀還是在微觀上,物質都是剎那的生滅的,這正正說明了為什麼觀察者不能同時觀察到粒子的速度與位置原因。因此也能推知我們的宇宙是一個互相影響有千絲萬縷聯繫的整體,我們每一個的干擾,都會對整體產生不可逆的影響。
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