量子力學如何解釋觀測者能看見雙縫干涉現象?
其實這是一個涉及人的意識的產生機制本源問題,並不是簡單的拿量子力學的哥本哈根詮釋來解釋就行了。
現代有不少科學家探索意識本源。著名科學家彭羅斯和哈梅羅夫的客觀還原意識理論,在人的大腦神經元里有一種細胞骨架蛋白,是由一些微管組成的,這些微管有很多聚合單元等等,微管控制細胞生長和神經細胞傳輸,每個微管里都含有很多電子,這些電子之間距離很近,所以都可以處於量子糾纏的狀態。在坍縮的時候,也就是進行觀測的時候,起心動念開始觀測的時候,在大腦神經里,就相當于海量的糾纏態的電子坍縮一次,一旦坍縮,就產生了念頭。彭羅斯的理論是客觀還原,即塌縮產生了意識。
沿著這個思路來看雙縫干涉實驗。在雙縫實驗中,如果不用高速攝像機, 我們人眼看到是光以波的形式傳播,通過雙縫後呈現在屏幕上不是兩條光斑,而是很多條光斑,間接說明了光是以波的形式傳播。但是當打開高速攝像機的那一刻,奇蹟出現了,屏幕上的多條光斑立刻變為兩條光斑,也就是說,高速攝像機記錄下來的光是按粒子形式傳播的,好像單光子有思維一樣,知道科學家想要幹什麼,就是不讓他們探知。
首先說明一下我對光量子的理解,光量子並不是一個實體小球,而是由一個或者多個中心能量聚集,能量向四周無限擴散的真空渦旋組成。
我們感應的正常的光的信息,是外部光量子和我們人體的起感應外部微觀量子的體內的量子相互影響(我這裡起了個專有名詞「遊離態量子比特」,具體可以看我的文章,內容太長,這裡不再複製粘貼過來了),造成了量子退相干後形成的信息(量子退相干在某種意義上就是量子塌縮),即光視覺意識。
特別說明的是,使得遊離態量子比特產生的量子相干的,也並不一定是光量子中心的能量,雙縫干涉中,能量因為干涉產生的能量疊加同樣可以使得體內的遊離態量子比特產生量子相干,並且可以很快到退相干形成信息,而這個信息只是體內遊離態量子比特與光的能量疊加相互感應產生的「感應信息」。
即干涉條紋中的明亮之處,我們肉眼看到的明亮,並不是光量子的中心聚集的能量的感應,也就是這並不是光量子與體內遊離態量子比特之間的量子退相干造成的信息,而是光量子「非中心」能量疊加與體內遊離態量子比特相互影響產生的退相干形成的「感應信息」,這個用高速攝影機無法感應到,但是如果低速攝影曝光足夠長時間,也可以顯影出來。
所以,我直接覺得,可能會有人設計出一種實驗,通過檢測光的干涉,來測量量子糾纏的各種問題,如量子糾纏的傳輸速度(這是非信息傳輸,應該不是超距作用)。
題主你的解釋不對。這個實驗可以換成一個完全沒有人參與的實驗,整個裝置還是按照原實驗設計,但是將光屏換成曝光底片。人只負責搭建實驗裝置,而且整個過程只有接通激光器的電源時才有光線出現,其他時刻保持裝置在黑暗中。而且,人只負責在實驗室外接通激光器電源。實驗結束以後,觀察曝光底片上的曝光條紋,可以發現一個驚人的結果——條紋和之前實驗的干涉條紋一模一樣!!
量子力學對於干涉是這樣解釋的。光子在離開發射源以後,能到達光屏的通路只有兩種類型——它們正好分別過兩個洞。這樣我們就能藉助量子力學來解釋干涉了。考慮某一個光子,它要沿著兩種類型的通路穿過屏上的洞,對於光子來說,它沿著的通路是它所佔據的量子態。對於干涉來說,量子態是相干的,所以我們要把量子態疊加起來,這樣就能獲得一個干涉態!那麼按照量子力學,我們只要知道光子的波函數就能計算出干涉條紋了。這裡強調一下,我們求解出來的電磁波其實就是光子的波函數,因此用量子力學計算的結果和經典電磁理論計算的結果基本一致。
這裡要指的是,經典電磁理論雖然給出了干涉結果,但是經典電磁理論認為干涉是兩列光波之間的干涉,但是量子力學認為干涉是單個光子的自我干涉!目前有更加精細的實驗可以證明量子力學的干涉理論是正確的。
此外,量子力學還預言了電子的干涉,這是經典物理無法理解的事情。電子的干涉比光子干涉要更有意思,因為它意味著電子和光子一樣也可以用場來描述!不過更有趣的事情是,電子場的量子理論要比光子場的量子理論要早二十年就被物理學家找到了!就說這麼多吧。
推薦閱讀:
※寒假去哪裡旅遊較好?
※對父母怨恨,極度缺乏耐心,很容易情緒失控怎麼辦?
※人活著很沒勁,為什麼又害怕死去呢?
※為什麼中國人是龍的傳人,但龍在小說和電視中大都是反派的形象呢?