關於「波函數坍縮」，有沒有通俗點的解釋？

01-05

謝邀。

首先我必須強調，如果想從這個問題開始，接下來就想了解更多的量子力學，還是請參考我在「作為非物理專業的學生，量子物理大學課程應該如何學？若要學習量子物理，還應該有哪些知識基礎？」這個回答裡面的想法。

看到你在@趙永峰的回答下面的回復，如果你一定想知道的話，我這樣跟你解釋吧：

量子力學可以用波動的形式來表述，對應的方程叫「薛定諤方程」，方程的解都可以叫「波函數」。
量子力學裡面的的「態」滿足「態疊加原理」，那麼如果有波函數 ψ 是方程的解，φ 也是方程的解，那麼理論上來說（經過歸一化之後）， ψ+φ 也可以是方程的解（我知道「半死不活」的狀態你懂），但是你也要知道，3.1415926φ+10086 ψ 也可以是方程的解，φ-1024ψ 也是方程的解。
經過一次測量，系統就不再處在「疊加態」，而是會落到某一種如 ψ 、φ 這樣的「本徵態」。本來有無限的可能，而現在只有一種可能可能性了，所以就叫「塌縮」。
不解釋「為什麼」會這樣，不建議思考這種問題。

波動方程解的物理解釋一直以來都是一個哲學問題。

看起來概率波的表示符合我們所觀測的現象。實際上每次觀測，你只可能觀察到一個唯一的結果，而不是一種模稜兩可的結果（因為世界既是波又是物質）。這種觀測結果唯一化的過程叫做所謂坍縮。坍縮的意思就是一個原本很多種可能的空間變成了一個只有更少可能的空間。坍塌，縮小的意思。

至於說為什麼如此，我只能說波函數一定不是世界的本質。概率波解釋的不錯，但存在唯一性問題。也就是所謂薛定鍔的貓的死活問題。

至於所謂退相干。我不懂，我覺得那是為了解釋概率波的正確性生造出來的一個概念。

俗人一個，給你最通俗的解釋：

你（用觀測）捏住了一個震動中的音叉（量子）。

請問你幾歲了？

人類在嬰兒階段是很容易理解量子力學的，因為在那個階段的人類缺乏「客體永久性」。

嬰兒最初完全是以轉瞬即逝的感覺印象來看這個世界：他們生活在此時此地，對於他們能夠直接知覺到的範圍之外的任何東西，他們沒有任何的意識。物體進入他們的視野，他們認為物體是憑空冒出來的；物體離開了他們的視野，他們則認為物體已經消失不存在了。

嬰兒就是一張白紙，沒有人教他們什麼。他們是以最原始的方式來看待世界的。而他們所認為的世界，是符合量子力學的，而不是經典力學。

不過，孩子們很快就會認為，事物不會無緣無故地出現或者消失。此時，對於突然出現在他們視野中的物體，他們會去探析它出現的原因；對於消失在他們視野中的物體，他們會去尋找它。

而當他們上了大學，學習了物理，客體永久性的概念就根深蒂固了。這時候，他們幾乎就不可能理解量子力學了。

為什麼說「沒有人懂量子力學」，而不是說「沒有生物懂量子力學」？因為只有人才有這種教育、只有人才有大學、只有人才有物理學……當然，據說猩猩更不懂量子力學。但人本來是懂量子力學的，人是被自己教成不懂量子力學的。

其實就算給你一個很通俗形象的例子，你的理解也會和你真正想要的產生偏差，否則怎麼說「如果一個人對量子物理不感到困惑，那他一定是沒有理解量子物理」。所以還是用盡量通俗的語言給你講清楚比較好。（以下的敘述有很多不嚴謹的地方，專業人士打臉請輕一點）

波函數坍縮是哥本哈根派對量子過程的物理解釋，另外我們經常聽說的平行宇宙、退相干等理論屬於不同的解釋。

先讓我們看一下薛定諤假想的那隻可憐的既死又活的貓，當原子衰變時這隻關在箱子里可憐的貓就會被毒氣殺死，否則就會幸運的活下來。而這個原子衰變與否的幾率都是50%，當我們不去觀測時，我們永遠沒有辦法知道這隻貓是死是活。（貓：我不要面子的啊？）

你可能會認為貓死了或者活著兩件事中的一件肯定已經發生了，就像一個賭徒等待著看到骰子的那一刻——大還是小是確定的，只是我們沒法確切地知道而已。量子力學會告訴你，不，在你沒有觀測的時候哪件事都沒發生——或者說這兩件事同時發生了。你可以會開始感到疑惑，什麼是同時發生？貓還能處於死亡和活著的疊加態？

我們把主角從貓換成電子，假設在一個電子面前有兩條縫，電子通過兩條縫上形成了干涉條紋。那麼問題來了，難道電子有「一分為二」的能力同時產生通過兩條縫？電子在干涉的時候的確是處於通過左縫和通過右縫的疊加態，否則你根本不會在屏幕上觀測到干涉條紋，電子在這個時候表現的是波動性。

你肯定會想：我不信，電子肯定只通過了其中一條縫，至於是左縫還是右縫我得測量一下。然後你想方設法設計了精妙的實驗，在測量的時候你發現：果然，電子只通過了其中一條縫（假設是左縫）。然而有趣的事情發生了，我的干涉條紋怎麼不見了？電子在這個時候表現了粒子性。

在你用儀器測量的時候，電子此時就確定的只通過了其中的一條縫，這個時候發生的便是波函數坍縮，與此同時，電子的干涉條紋也消失了。因此，那隻貓在波函數坍縮之前，的確處於既死又活的波的疊加態，在觀測之後，貓的死活也就被確定下來（注意是確定，不是死亡或活著這件事發生，貓就算死亡了，也是發生在過去）。也就是說，在觀測之前，貓的確是處於死和活的疊加態，而不是其中的一種狀態？！順著這個思路走下去，你會得到一些令人難以置信的結論：

我的觀測行為改變了貓的狀態，但是這個狀態卻可能是發生在過去（比如貓的死亡），也就是說在未來的某一次觀測行為能影響過去的事情的發生？然而你想的沒錯，的確有可能。
為什麼我們的觀測行為會使波函數坍縮，而那兩條縫或者毒氣裝置不會？那麼貓會不會使波函數坍縮？如果答案是肯定的是因為貓有生命嗎？
如果如果將一個戴著防毒面罩的人和貓放在一起，人會處於既知道貓死了又知道貓活著的量子疊加態嗎？如果不會那麼是什麼原因導致波函數坍縮？是因為人的意識嗎？
如果是因為人有意識，人和動物有無意識的臨界點是什麼？為什麼意識能對物質世界產生影響？什麼是意識？
如果意識能對物質世界產生影響，那麼世界是唯心的嗎？

這些結論的終點似乎太過於驚世駭俗讓人不安。另外一種解釋平行宇宙理論認為，存在無數個平行的宇宙，這些宇宙相互之間無法影響。貓的死活在我們特定的這一個宇宙是確定的，電子在我們這個世界的確通過了左縫而在另一個宇宙通過了右縫，在我們觀測之前看到的疊加態只是一個投影，在我們用儀器觀測後改變了整個系統的複雜度，兩個平行宇宙間的聯繫已經被切斷（即退相干了），我們就只能觀測到其中的一種確定的結果。

當然這個假說推測下去也會有一些同樣令人驚奇的結論，這個和上面那些結論都不建議深究，反正你也找不出答案（手動滑稽）。

「抉心自食，欲知本味，創痛酷烈，本味何能知？痛定之後，徐徐食之，然其心已陳舊，本味又何由知？」——魯迅《野草·墓碣文》

解釋已經有人說了，我說點理解。個人認為這個解釋說明這個道理，你觀察它了，它就不再是你觀察之前的「它」。「觀察是主體（觀察者）與客體（觀察對象）相互作用的過程」（老師上課講的，引用下。具體不知道是誰的理論）。波函數坍縮就是描述我們觀察這一過程：觀察之前，系統處於多個量子態的疊加，觀察之後，我們和系統發生了相互作用，我們對系統有了了解，產生了某種知識（偏見）。

可以看到，我們對世界的認識都來源於觀察，但觀察這一行為本身就破壞了觀察對象。我們能保證觀察對象在觀察之後跟觀察之前一樣嗎？答案是否定的。所以我們的知識本質上都是一種經驗，一種對這個世界根深蒂固的偏見。真正主宰世界的天道是不可知的，世界本身是不可知的。舉一個例子，比如說世界上所有人都是盲人，那麼盲人對天上飄下來的雪花有何見解？你問他，他會告訴你，雪花落在手上涼涼的，是一種液體，跟石頭這種有形狀的固體完全不同。那麼，請問盲人對了嗎？盲人錯了嗎？注意用手接雪花這一觀察，你再找任何盲人觀察結果都是相同的（實驗的可重複性）。

從亞里士多德到牛頓到現代的相對論和量子力學，我們都自認為世界是按我們構造的理論運行的。但結果呢？亞里士多德失敗了，牛頓失敗了，可以想像這種失敗還會一次又一次發生。這說明我們的構造的理論並非上帝設計這個世界時採用的藍圖，不過是對我們已經取得的經驗的一次次總結，統一，當實驗精度越來越高，研究的實驗現象越來越多，現有的理論早晚有破缺的一天。

那好，世界的本源不可知，我們在某種程度上都是盲人，我們認識世界的努力還重要嗎？我覺得重要，牛頓力學被證明不足但是仍然在其原有的領域發揮著巨大的作用，盲人不知道雪花是白色的但他的觀察的結果本身可以重複並用於指導他人。人類每一次認識論上的挫敗都意味著我們知識和經驗的更新和爆發，人類不是上帝，我們不需要知道世界的本源（天道），我們和其他生物一樣，只是依據自身的經驗來生存。生命需要的只是生存。

他們的解釋好爛。

我給個通俗解釋：

分蘋果，兩個人分一個蘋果，在拿到蘋果之前，每個人都一半幾率得到這個蘋果。

一旦蘋果分下去了，那麼誰拿到蘋果就確定了。

由原來50%的幾率，塌縮為現實的結果，到底誰拿到了蘋果。

為什麼叫波函數，因為他們認為物質本質就是波。

為什麼叫塌縮，因為在分到蘋果之前，每個人都有希望。而現實的結果卻是只有一個人能享用，另一個人只能看著流口水。美好的希望破滅了。所以叫塌縮。

其實最重要的一點，量子力學還只是他們的一個設想。不可全信。也許本質並非如此，他們只是發現了一個類似的東西。