雙縫干涉實驗中觀察者的定位如何?

電子雙縫干涉實驗中,如何在雙縫的位置沒有觀察儀器,則出現干涉條紋;如果有則不會出現。按照哥本哈根詮釋是因為觀察者導致波函數坍縮。

有沒有這樣一組實驗:1,在雙縫處有觀察儀器,但是不打開;2,打開觀察儀器,但是不顯示不記錄;3,儀器不顯示只記錄,但是人不要看記錄。

以上沒有引入觀察者,不知道實驗結果是怎樣的。


宏觀上的觀察是光打到物體上,反射到眼睛裡。

微觀上對光子的觀察,就有個額外的困難,你必須找某種粒子、或者用某種作用,去和被觀察的光子進行一個操作。

而這個操作就產生了塌陷。

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舉個例子:

某種很脆弱的肥皂泡,一個光子照上去就破了。 原本是個肥皂泡,破了以後所有的肥皂液收縮到原來泡泡表面上某個點變成一滴水。

現在在一個漆黑的屋子裡,告訴你裡邊有個這種肥皂泡。

屋子地板上有很敏感的一個秤,肥皂泡如果破了,一滴肥皂水滴在地上,秤就能秤出來。

恩,就類似這種情況, 你閉上眼睛進了屋子,但是沒光,你什麼都看不到。肥皂泡沒破。

你睜開眼睛,沒光,什麼都看不到,肥皂泡沒破。

你透一小束光進來,沒照到肥皂泡,你看不到肥皂泡,肥皂泡還在。

但是一旦你把光照到肥皂泡上,肥皂泡就破了,所以無論如何,你只能看到空間有一滴水,你也知道這滴水位置是原來肥皂泡上一個點,但是你不知道肥皂泡沒破的時候到底在哪。

關鍵是,你看到肥皂泡,就一定要有光照上去,所以只要你觀測了。 肥皂泡就一定是破的。

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對雙縫實驗而言, 肥皂泡實驗中的光,可以用信息度量。

一旦光的信息被(任何手段)交互了,波函數就塌陷了。


1相當於沒有進行測量,還會有干涉圖樣,2和3都進行了測量,波函數會坍縮,也就不會有干涉圖樣,是否進行了測量和人是否觀測到無關。即使沒有人參與的測量,比如環境的干擾,也可以使波函數坍縮而導致沒有干涉圖樣。


如果你把「觀測」認為是「有個設備在那裡影響了電子的路線」,那你仍然是在用牛頓力學在理解量子力學!

關於量子擦除實驗的具體過程可以看看其他大神回答

為什麼我怎麼也理解不了波粒二象性,是因為智商不夠嗎? - 愛小臭的回答

在量子擦除實驗中,觀測設備與試驗設備沒有任何物理聯繫,事實上,你可以把它放到宇宙的另外一端。它僅有的工作就是觀察光子B兄弟的偏振性。所以這個試驗說明了「觀察者效應」。另外一個有趣的事實是,只要M1打開,條紋就消失了,並不需要一個穿著白大褂的科學家去看結果:到底哪個光子經過哪條縫啊?所以「意識」在這個試驗中不扮演任何角色,你不需要一個有意識的觀察者才能讓量子混合狀態坍縮為一個狀態。在這裡,冰冷的M1充當觀察者的角色。真正的觀察者的定義,還是個開放問題,現在還沒有答案。

因此我認為1、2種情況都是有干涉條紋的,第3種情況沒有

在第3種情況,儀器充當了觀察者的角色。雖然人當時是沒看,但是未來還是有可能看的,因此第3種情況電子會表現出粒子性

電子好像具有某種意識,它要確保人在未來都無法看到他當時通過哪條縫,才會表現出波動性


英語好的同學來這裡看看吧!

http://allreality.com/quantum-physics

根據這個最新的網站信息,尤其是後半部的信息,上面朱捷 同學的回答是部分正確的。

另外,大家的討論可以把觀察者換成信息(這個實驗裡面是路徑信息),最後的那個Delayed Choice Quantum Eraser(延遲選擇量子擦除)實驗證明了:

只要路徑信息在被記載了下來,哪怕這種記載的行為發生在量子轟擊屏幕的瞬間,則量子表現為波態。

所以跟據這個Delayed Choice Quantum Eraser實驗的結論,樓主的三個問題的答案應該如下:

1,在雙縫處有觀察儀器,但是不打開;(顯示為波態,因為量子的路徑信息在轟擊記錄屏後沒有泄漏)

2,打開觀察儀器,但是不顯示不記錄;(顯示為粒子態,因為量子的路徑信息在轟擊記錄屏之前就已經泄漏了,至於記不記錄,粒子並不關心)

3,儀器不顯示只記錄,但是人不要看記錄。(顯示為粒子態,因為量子的路徑信息在轟擊記錄屏之前就已經泄漏了,至於記不記錄,粒子並不關心)

說一下我個人的感受:Delayed Choice Quantum Eraser設計的比樓主設計的三個實驗要牛逼的多。並且證明了這個雙縫干涉實驗神奇的並不是什麼觀察者效應,而是路徑信息的泄漏對量子的波粒二項性的選擇具有唯一的關聯關係,只要這個路徑選擇的信息能夠在轟擊屏幕的一瞬間之前(甚至在剛好的那一瞬間)被記錄了下來,則顯示為粒子性,如果這個信息沒有被記錄下來則顯示為波性。

所以對於以上提供答案的小夥伴中,我認為正確的是:

獨魚僅一, 吳亞東

部分正確的是:

王鐵鏟, 朱捷

完全錯誤的是:

張華, Xeon, penn, jindou li

雖然張華的解釋最容易被人理解,點贊的人也最多,但是Delayed Choice Quantum Eraser實驗徹底粉碎了他的解釋,因為這個實驗中,在粒子行走的過程中,根本就沒有測量,沒有觀察者,只有路徑信息在實驗結束後的泄露與不泄露。

補充一點,還是要學好英語,學會翻牆啊! 另外感謝朱捷和那個匿名用戶提供的Youtube站點,讓我找到了http://allreality.com/quantum-physics


贊同Xeon的說法

並不是觀測儀器的干涉而對坍塌產生影響,有實驗已經證明

Delayed choice quantum eraser

https://www.youtube.com/watch?v=u9bXolOFAB8


所謂觀測,就是指用其他粒子去「轟」被觀測的對象。而不是用「心」去觀測。

人類眼睛看到的,無非是從其他物體上射出的光子而已。

所以,儀器不開,那就是不觀測。儀器開了,就是觀測。至於你是否去讀觀測記錄,沒有關係。

至少目前的技術,沒法讓「觀測」不影響被觀測對象。所有的理論都是基於實踐。

如果哪天人有技術觀測而不改變被觀測對象,那麼目前的理論就需要更新換代。歷來不是如此嗎。


小弟沒有任何相關專業知識的基礎,只是突然想到一種有點"玄"的假設可能。

我為自己的話負責,也請大神多指點。(暢所欲言嘛,煩請輕噴)

所謂試驗結果是粒子穿過三維空間下的縫引起的一種可見現象。

當條件(觀察)確定,而現象確定。

那條件到底是什麼呢?是傳播過程中的時間還是傳播路徑的變化從而引起現象的確定與不確定呢?

(總會有原因導致這樣的事情吧,好吧這裡我真的是認真貫徹了因果論)

可不可能是因為微觀下的粒子不受三維時空間的既定限制(即人類已知的或經驗下的三維時空間理論限制)——(請允許我的思想起飛)

多維條件下,(抱歉我不知道怎麼描述意思能更準確)反映到三維里,路徑應該不止一條吧。也許粒子在多維空間里走的其實是固定的線,只是截圖到三維中的時候發生了一些小變化。導致了我們觀察時候的不確定。而截圖這件事我們稱之為「觀察」,因為咱們就在三維中,跑不出去,所以無論怎麼觀察只是有變和不變兩種,其實如果我們能到四維中觀察,可能就是一種了吧。

2016.4.14,話說不寫出來寶寶心裡堵阿,寫出來了,自己都感覺虛~~~


是三體人的智子在作怪吧...


從唯物角度講,觀測儀器已經與光產生物理反應,只是大家還沒搞明白這些反應的原理,從唯心角度看萬物皆虛幻 一切本是空,薛定諤那個神棍已經說了,你現在知道的和看到的與你不知道沒看的時候是不一樣的。然而這並沒有什麼卵用。


我沒有重複過這個實驗但是我想請各位把那個觀測設備換成長焦鏡頭之後放在發射源、雙縫、成像設備這三組成的球型空間之外再觀測。我相信結論會是不一樣的。

就我個人而言,我並不相信也不承認所謂的觀察導致的坍縮,最起碼用「觀察」一詞是不負責任和惟心的,另外真實的情況到底是不是坍縮還是另一回事!是不是「科學界」認為沒有必要去印證一個「已經被定論」的理論也是有待考慮的


不懂。

第1種情況儀器沒有動。第2、3種情況儀器動了。

情況不同,選擇不同。

說不定電子還是光子在另一個空間根本沒有動,或者走的不是這條路,只不過是我們的動了。


我覺得,觀測儀器打開,會產生一個微弱的電磁場,電子運動到附近時會改變原來的運動軌跡,導致波函數坍縮。從而只表現出粒子性。


我記得是粒子本身在干涉自己,你可以理解為當時的粒子分成兩個或X個,然後自己干涉自己,就有了即使一個一個的發射電子最終仍然會形成干涉條紋的現象。當然這只是別人的理論猜想。


我覺得這個跟觀察者有沒有智慧無關,坍塌不坍塌也是相對的。

你提出的第三點,「儀器不顯示只記錄,但是人不要看記錄」。 如果儀器會根據記錄結果有進一步的動作,(記錄結果是因,儀器的下一步動作是果),那照樣會坍塌(從儀器的眼中)。而我們人根本不知道儀器幹了什麼,所以我們人看到的結果是 照樣有干涉現象。


如果把觀察儀器換成人眼呢,1:人站在那裡觀察這個過程 2:人站在那裡閉眼

還會不會產生干涉條紋


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