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「量子力學」如何天翻地覆的改變我們對世界的理解?(五) ---- 泛科學
2023/11/03 10:52:12瀏覽126|回應0|推薦2

2018/04/12 文 / Brian

諾貝爾獎得主萊格特就說:「如果說塌縮是由有意識的觀察者所導致的會不會更好?」其實量子力學初建立時,人們對測量理論的看法就有所分歧,玻爾認為測量是微觀系統和宏觀儀器相互作用的結果、海森堡認為測量是指留下一個永久的「紀錄」、維格納認為當一位有意識的觀察者介入後才完成了測量。和經典的不同,量子中的「測量」此一行為是創造性的,它簡直創造了被測量的物理實在。約當(矩陣力學的三位創始人之一,因為加入納粹黨沒獲諾貝爾獎)就宣稱: 「觀測不僅會干擾被觀測量,而且產生了它!我們強迫電子出現在特定的位置。一般來說,原先它既不在這也不在那,它尚未決定一個確切位置……每一次觀察不僅僅是一種干擾,而是一種尖銳的侵犯:『我們自己產生了測量結果。』」

唯心主義者認為塌縮是由人類的意識所造成的,但貓狗或是昆蟲是否擁有意識,能否引發波函數的塌縮,他們卻不願意繼續探討。曾有物理學家問狄拉克塌縮是如何產生的,他回答:「自然會自己做出選擇。」那究竟大自然是怎麼做出選擇的呢?他又說:「當機率不再有干涉時。」這想法就是後來的量子退相干,退相干能夠解釋為什麼不會觀察到干涉現象,但是退相干能否解釋波函數塌縮的後果,這議題至今仍舊存在巨大爭議。退相干是一種標準量子力學效應,它不是一種量子力學詮釋,而是利用量子力學分析獲得的結果。 如霍金所說:「在魚缸裡的金魚感知到的『現實』並不真實,因為彎曲的表面會讓金魚眼中的『現實』世界變得扭曲。金魚看見的世界與我們所謂的『現實』不同,但我們怎麼能肯定它看到的就不如我們真實?就連我們自己終其一生,也在透過一塊扭曲的鏡片(望遠鏡)打量周遭的世界呢。」

關於物理學,我們還不了解的是……

愛因斯坦認為有個客觀的物理實在,不同觀察者都從自己的角度看問題;而玻爾則認為對於想要研究的問題不同,觀察者會設計各種相異的實驗,而這些實驗創造了物理實在。最後貝爾不等式的實驗驗證為這場世紀辯論帶來終結,宣告玻爾是對的,測量的過程創造了一個特定的結果粒子在對它進行測量之前沒有一個確定的位置,是測量的過程給出了一個具體數值,測量「創造」出了一個結果。 這種挺像魔法的儀器「創造說」不太令人滿意,但是維格納的唯心論想法也有荒謬之處,以薛丁格的貓為例,是你「看的行為」看死了貓,而非毒藥,這變得非常荒謬,宏觀事件的線性組合會非常奇怪。現在人們普遍接受的說法是:測量的本質是某些宏觀體系受到了影響,在測量發生的時刻,宏觀體系與微觀體系相互作用,並留下一個永久記錄。宏觀體系不允許處於由不同態所構成的線性組合的態,當然宏觀和微觀之間並沒有明確的分割線,但是由退相干理論,在極短的時間內它就會回到普通的經典態。

最後以海森堡的一段話為量子力學作結: 「我們不能再獨立於觀察過程來談論粒子的行為。作為最後的結果,量子理論中的數學法則不再處理粒子本身,而是我們對於粒子的了解。也不能再客觀地詢問這些粒子是否在空間和時間上存在。科學不再是自然界的客觀觀察者,而是將自己視為人與自然之間相互作用的演員。分析、解釋、分類的科學方法已經意識到了它的局限性。方法和對象不能再分開。」 這大概要說是哥本哈根學派的瑕疵,我們應該對測量的本質和波函數的塌縮有更深刻的理解。

( 知識學習隨堂筆記 )
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引用
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