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量子力学

 海纳山藏 2018-01-23

在传统物理里,“观察”在很多情况下会影响一个物理现象,例如用温度计去测量温度时,温度计需要跟被测物体达到同一温度,这样温度计就有可能轻微的改变物体的温度,影响测量的精确度,不过这些影响大部分可以通过完善测量仪器缩小。

但在量子力学里,“观察”具有特殊的意义——传统物理的“观察”不会影响物体状态的变化,而量子力学里的“观察”让一个之前不定的物理参数(比如位置)从一个概率分布(波函数,wave function)变成一个具体的位置, 这个过程叫波函数坍缩(wave function collapse), 也就是说观察引起波函数坍缩。

爱因斯坦也是特别不喜欢这一点(量子力学的“观察”),他问了“月亮是因为一个老鼠看了一眼才存在的吗?” (”Does the moon exist because a mouse looks at it?”)

量子力学总结出来的规则包括波函数坍缩的现象,这是绝大部分物理学家公认的,但是这些规则到底代表什么却一直没有达到共识,当前物理学界仍然有多种主流的看法(interpretation of quantum mechanics),最流行的是玻儿和海森堡(Niels Bohr & Werner Heisenberg)提出的“哥本哈根解释”(Copenhagen interpretation)。在哥本哈根解释里,如上所述:观察引起波函数坍缩, 但在平行宇宙解释(many-worlds interpretation)里,波函数坍缩只是一个表面现象并不实际存在,不同的可能性在不同的宇宙里同时存在。

大部分物理学家都认为观察可以是任何仪器而不只限制是人,但也有少部分物理学家包括著名的John von Neumann认为有意识才有观察(这个听起来是没有道理的,也是跟很多实验结果不一致的)。

很多“伪科学”也偷换概念,把量子力学里的观察变成人类的观察。“伪科学”的意思不是科学(例如“善良”), 世界上有很多事物都不属于科学范畴,既然不属于科学,也可以属于其他,但明明不是科学却要贴着科学的标签,当然就是“伪科学”。一定要把量子力学里的观察变成人类的观察然后进行各种推理,这就是“伪科学”。

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