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      深度長文:量子世界里,觀測為何會導致波函數(shù)坍縮?

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      觀測為啥會讓量子態(tài)坍縮?科學家們至今還沒完全搞懂,但有一點可以肯定——他們知道的,比咱們普通人想象的要清楚得多。



      很多人一聽到“量子坍縮”,就覺得頭大,總覺得這是那種玄之又玄、只能靠猜的東西。其實不然,量子力學雖然詭異,但它不是玄學,它有自己的一套規(guī)則,只是這套規(guī)則和我們日常生活的經(jīng)驗,完全不在一個頻道上。

      咱們今天就拋開那些晦澀的公式,用最接地氣的話,一點點掰扯清楚,觀測到底是怎么讓量子態(tài)“塌”下來的。

      首先,咱們得先搞明白兩個最基礎的概念,不然后面說啥都是白搭。這兩個概念,就像是量子力學的“敲門磚”,一個叫量子態(tài),一個叫可觀測量。

      先說說量子態(tài)。



      咱們平時看宏觀世界的東西,比如一個杯子,它就在桌子上,位置是確定的,速度也是確定的,你一眼就能看明白它的狀態(tài)。但微觀粒子不一樣,比如電子、光子,它們就像是“調皮的小精靈”,你沒辦法用確定的位置和動量去描述它們。

      在量子力學里,微觀粒子的運動狀態(tài),是用“量子態(tài)”來描述的,這個量子態(tài),說白了就是希爾伯特空間里的一個“態(tài)矢量”,不用太在意希爾伯特空間是什么,就把它理解成一個“存放量子狀態(tài)的容器”就行。而咱們最常聽到的“波函數(shù)”,就是量子態(tài)最常見的一種表達方式。

      簡單說,一個波函數(shù),就能把一個微觀粒子的所有運動狀態(tài)都說明白。



      你知道了量子態(tài),就知道了這個微觀粒子的一切;反過來,這個微觀粒子的所有信息,湊到一起,就是它的量子態(tài)。就像你認識一個人,知道他的身高、體重、性格、愛好,就知道了他這個人;而他的所有特質,合起來就是他本身。

      再說說可觀測量。這個就好理解多了,說白了就是“我們觀察的時候,能看到的東西”。比如粒子的位置、動量、能量,這些都是可觀測量——就像咱們看杯子,能看到它的顏色、形狀、位置,這些就是杯子的“可觀測量”。

      量子態(tài)和可觀測量的關系很簡單:量子態(tài)里,藏著所有可觀測量的信息。就像一個百寶箱,里面裝著所有你能看到、能測量的東西,只是你不打開它,不知道里面具體是什么。

      搞懂了這兩個概念,咱們再來說說量子力學的核心問題——其實就兩件事,一個是“演化”,一個是“觀察”。

      “演化”就是說,給定一個微觀粒子的初始量子態(tài),我們怎么知道它未來某個時刻的狀態(tài)?比如一個電子,現(xiàn)在處于某個量子態(tài),過一秒鐘、一分鐘,它會變成什么狀態(tài)?這就是演化問題。

      “觀察”就是說,我們知道了一個粒子的量子態(tài),當我們去觀察它、測量它的時候,會得到什么結果?這個結果出現(xiàn)的概率是多少?

      比如我們測量一個電子的位置,它可能出現(xiàn)在A點,也可能出現(xiàn)在B點,那么它出現(xiàn)在A點的概率是多少,出現(xiàn)在B點的概率又是多少?這就是觀察問題。

      對應這兩件事,量子力學有三個核心公設,這三個公設,就是解釋“觀測導致坍縮”的關鍵。咱們一個個說,都用大白話,不搞復雜的公式。

      第一個公設,薛定諤方程。



      這個方程的地位,就相當于經(jīng)典力學里的牛頓第二定律——牛頓第二定律告訴我們,宏觀物體怎么運動;薛定諤方程就告訴我們,微觀粒子的量子態(tài)怎么演化。

      你可以把微觀粒子的量子態(tài)想象成一個“波包”,就像水面上的波紋。薛定諤方程就是用來描述這個波包的:它的形狀怎么變,傳播速度有多快,振幅有多大,頻率和波長是多少。而且,這個演化過程是確定的、連續(xù)的,就像水面上的波紋,慢慢擴散、慢慢變化,一切都能被精確預測——這就是薛定諤方程的作用。

      這里要注意一點,量子態(tài)的演化,在沒有被觀測的時候,是完全遵循薛定諤方程的,是確定的、可預測的。就像一個沒人打擾的波紋,它會按照自己的規(guī)律變化,不會突然發(fā)生什么意外。

      第二個公設,波恩規(guī)則。這個規(guī)則,解決的是“觀察的時候,我們會得到什么結果”的問題。

      咱們剛才說過,可觀測量對應著一系列的“本征態(tài)”和“本征值”。什么是本征態(tài)?就是當你測量某個可觀測量時,能得到確定結果的量子態(tài)。比如你測量電子的位置,某個本征態(tài)就對應著“電子在A點”這個確定結果,這個“電子在A點”,就是本征值。



      波恩規(guī)則告訴我們:觀察的結果,只能是這些本征值中的一個,而且這些本征值往往是離散的——這就是“量子”這個詞的由來,比如電子的能量,只能取某些特定的值,不能取中間值,就像臺階一樣,只能一步一步走,不能站在臺階中間。

      那具體會得到哪個本征值呢?這就和量子態(tài)與本征態(tài)的“重疊程度”有關。你可以把量子態(tài)和本征態(tài),想象成兩個箭頭,箭頭之間的夾角,就決定了這個本征值出現(xiàn)的概率。

      如果兩個箭頭完全重合(夾角為0),那么你測量的時候,就一定會得到這個本征值,概率是100%;如果夾角越大,概率就越低;如果夾角是90度(兩個箭頭垂直),那么這個本征值出現(xiàn)的概率就是0——也就是說,你永遠不可能測量到這個結果。

      舉個通俗的例子,就像你扔骰子,骰子的每個面,就相當于一個本征態(tài),扔出每個面的概率,就相當于量子態(tài)和本征態(tài)的夾角。你扔骰子的時候,雖然不知道會出哪個面,但每個面出現(xiàn)的概率是固定的,這和波恩規(guī)則的道理是一樣的。

      第三個公設,就是咱們今天的核心——投影公設,也就是大名鼎鼎的“波函數(shù)坍縮”。這個公設,也是最詭異、最有爭議的一個,它把“演化”和“觀察”攪在了一起。

      咱們先說說它的奇怪之處。在經(jīng)典世界里,觀察是客觀的,比如你看一個杯子,杯子的狀態(tài)是獨立于你的觀察的——不管你看還是不看,它都在桌子上,不會因為你看了它,就變成別的樣子。

      但投影公設告訴我們,在量子世界里,情況完全不一樣:當你觀察一個微觀粒子的時候,你得到了某個結果,這個粒子的量子態(tài),就會瞬間“突變”成這個結果對應的本征態(tài)。



      這句話里,有兩個關鍵點,咱們必須搞清楚。

      第一個關鍵點:量子態(tài)的突變,是和觀察相關的,它不獨立于觀察。也就是說,沒有觀察,就沒有這種突變;一旦有了觀察,突變就會發(fā)生。

      第二個關鍵點:這種突變,和薛定諤方程描述的演化,是完全相悖的。薛定諤方程描述的演化,是連續(xù)的、確定的;而這種突變,是瞬間的、隨機的——前一秒,量子態(tài)還在按照薛定諤方程慢慢演化,下一秒,因為你的觀察,它瞬間就變成了另一個狀態(tài),沒有任何過渡。

      這里有個小知識點,很多人都以為波函數(shù)坍縮是玻爾、海森堡這些哥本哈根學派的人提出來的,其實不是,提出這個概念的,是馮諾依曼——一個超級厲害的數(shù)學家、物理學家。

      馮諾依曼把量子態(tài)的演化,分成了兩種模式。

      第一種模式,是“U過程”:當我們不理會微觀粒子,不觀察它的時候,它的量子態(tài)遵循薛定諤方程,連續(xù)、確定地演化。第二種模式,是“R過程”:當我們觀察它的瞬間,量子態(tài)會瞬間、隨機地突變,這個突變,就是波函數(shù)坍縮。



      你觀察的時候,其實發(fā)生了兩件事:第一,根據(jù)你觀察的可觀測量,會出現(xiàn)一系列的本征態(tài)選項,就像你扔骰子,會有1到6六個選項;第二,根據(jù)波恩規(guī)則,量子態(tài)會從這些選項中,隨機選一個,然后坍縮成這個選項對應的本征態(tài)。

      說到這里,你可能會覺得費解:觀察怎么會影響粒子的狀態(tài)呢?難道我們看一眼,就能改變一個粒子的運動狀態(tài)?這也太離譜了吧?

      其實,很多人都有一個誤解,包括一些不嚴謹?shù)慕炭茣紩f:“因為觀察的時候,我們不可避免地會對粒子產(chǎn)生干擾,所以粒子的狀態(tài)就被改變了,這就是坍縮。”

      我明確告訴你,這個解釋是錯的,而且錯得很離譜——這是典型的經(jīng)典思維,用宏觀世界的經(jīng)驗,去解釋量子世界的現(xiàn)象。



      為什么錯?因為這個解釋的前提是:在觀察之前,粒子已經(jīng)有一個確定的狀態(tài)了,我們的觀察,只是干擾了這個狀態(tài),讓它發(fā)生了改變。但量子力學告訴我們的是,觀察改變的,是“量子態(tài)”,而不是粒子的“客觀狀態(tài)”——而且,量子力學從來沒有說過,量子態(tài)就是粒子的客觀狀態(tài)。

      更重要的是,貝爾實驗已經(jīng)明確證明了:在滿足定域性的前提下,微觀粒子不可能存在一個確定的客觀狀態(tài)。也就是說,“觀察干擾了粒子的客觀狀態(tài)”這個說法,從根本上就是不成立的——因為粒子本身就沒有一個確定的客觀狀態(tài),談何干擾?



      舉個例子,就像薛定諤的貓,在我們沒有打開箱子觀察的時候,貓?zhí)幱凇凹人烙只睢钡寞B加態(tài)——不是說貓真的一半死一半活,而是貓的量子態(tài),是“死態(tài)”和“活態(tài)”的疊加。當我們打開箱子觀察的瞬間,貓的量子態(tài)就坍縮了,要么變成“死態(tài)”,要么變成“活態(tài)”。

      你能說,是我們打開箱子的動作,干擾了貓的狀態(tài)嗎?不能,因為在我們打開箱子之前,貓根本就沒有一個確定的“死”或“活”的狀態(tài),我們的觀察,只是讓它的量子態(tài)坍縮成了其中一個確定的狀態(tài)而已。

      這里就引出了一個更詭異的問題:觀察到底是什么?是我們的意識在起作用嗎?還是說,觀察只是一個純粹的物理過程?



      其實,在量子力學的基本假設里,觀察、坍縮、R過程,都是“原生概念”——也就是說,它們是公理,是不需要解釋的,是量子力學的基礎。就像幾何里的“兩點之間線段最短”,這個公理不需要解釋,我們只需要承認它、使用它就行。

      從“閉嘴計算”的角度來說,量子態(tài)就是我們用來預測觀測結果的工具,而坍縮,就是這個工具使用手冊里的一環(huán)。它很有用,能幫我們準確預測觀測結果,但我們只知道它有用,不知道它背后的根本原因——這就是目前的現(xiàn)狀。

      不過,馮諾依曼曾經(jīng)試圖搞清楚這個問題,他是第一個用物理機制詳細分析觀察過程的人。他想把“坍縮”這個神秘的過程,用明確的物理過程解釋清楚,把它“消解”掉。

      他的思路是這樣的:從粒子的疊加態(tài)開始,到粒子和觀測儀器相互作用,再到我們人類介入,接受儀器的指示,最后到我們的意識里認知到這個結果。他想把這個過程,全部用物理規(guī)律來解釋。

      但最后他發(fā)現(xiàn),這個過程是無法完全消解的。因為根據(jù)薛定諤方程的線性性質,粒子和儀器相互作用、儀器和觀察者相互作用的過程中,所有的疊加態(tài)都會保留下來——也就是說,粒子、儀器、觀察者,會共同處于一個巨大的疊加態(tài)里。

      但我們最終感受到的,卻是一個確定的、單一的結果——比如我們看到儀器的讀數(shù)是1,而不是“1和2的疊加”;我們看到貓是死的,而不是“既死又活”。

      所以,馮諾依曼只能消解掉這個過程中的物理部分,而那些無法消解的部分,他只能歸結為“非物理”的東西——也就是意識。



      這就是“意識坍縮”理論的由來:馮諾依曼認為,波函數(shù)的坍縮,大概是和我們的意識有關的——是我們的意識,讓量子態(tài)從疊加態(tài),坍縮成了確定的狀態(tài)。

      這個說法,聽起來很玄乎,很多人都不認同,覺得“意識怎么可能影響物理世界?”但不得不說,這是目前為止,對坍縮最合理的解釋之一——至少,它能解釋為什么我們看到的結果是確定的。



      現(xiàn)在網(wǎng)上有很多人,言之鑿鑿地說“觀察是個純物理過程”,其實這些人,大多都沒有仔細想過這句話意味著什么。如果觀察真的是純物理過程,那就意味著量子力學是不完備的——因為觀察過程在量子力學里,是作為公理存在的。

      一個完備的物理理論,應該能描述所有的物理過程,而不是把某個物理過程,當成公理來強行規(guī)定。量子力學把觀察過程當成公理,就說明它對這個過程,還無能為力——所以,說觀察是純物理過程,其實是站不住腳的。

      除了意識坍縮,還有幾種主流的詮釋,它們對“觀測導致坍縮”的解釋,完全不一樣。咱們一個個說,都用大白話,不搞專業(yè)術語堆砌。

      第一種,哥本哈根詮釋——這是最主流、最被廣泛接受的一種詮釋,也是玻爾、海森堡這些人提出的。



      哥本哈根詮釋的核心觀點是:量子態(tài),不是粒子的客觀狀態(tài),而是我們對粒子的“認識狀態(tài)”。也就是說,量子力學不描述粒子的物理變化過程,只描述我們對粒子的認知更新過程。

      簡單說,我們不知道粒子的客觀狀態(tài)是什么,也不需要知道——量子態(tài)只是我們用來預測觀測結果的工具,是我們對粒子認知的一種表達。而“波函數(shù)坍縮”,其實就是我們獲得觀測信息后,對自己認知的一種更新。

      比如,在我們觀察之前,我們對粒子的認知是“它處于疊加態(tài)”,所以我們用疊加態(tài)的量子態(tài)來描述它;當我們觀察之后,我們獲得了確定的結果,我們對粒子的認知就更新了,量子態(tài)也就坍縮成了這個確定結果對應的本征態(tài)——這就像我們猜一個謎語,猜之前,我們不知道答案,只能給出各種可能的猜測;猜之后,我們知道了答案,之前的猜測就都被推翻了,只剩下一個確定的答案。



      哥本哈根詮釋還認為,微觀世界和經(jīng)典世界是完全不同的:量子態(tài)只適用于微觀粒子,而微觀粒子通過經(jīng)典儀器把信息傳遞給我們的時候,就會在量子世界和經(jīng)典世界的邊界上,發(fā)生坍縮,變成經(jīng)典狀態(tài)。

      也就是說,微觀粒子是“量子的”,我們人類是“經(jīng)典的”,中間隔著一個經(jīng)典儀器。當微觀粒子的信息,通過儀器傳遞給我們的時候,波函數(shù)就會坍縮,從疊加態(tài)變成經(jīng)典的確定狀態(tài)——這就是為什么我們永遠看不到“既死又活”的貓,看不到“既在這兒又在那兒”的電子。

      第二種,多世界詮釋——這是一種非常瘋狂、非常有想象力的詮釋,很多科幻小說、科幻電影,都借鑒了這個理論。

      多世界詮釋的核心觀點是:量子態(tài)就是粒子的客觀狀態(tài),量子力學描述的,是真實的物理過程——也就是說,疊加態(tài)是真實存在的,波函數(shù)從來沒有坍縮過。

      那為什么我們觀察的時候,只看到一個確定的結果呢?



      多世界詮釋認為,在我們觀察的瞬間,宇宙會發(fā)生“分裂”——分裂成多個平行宇宙,每個平行宇宙里,都有一個“你”,每個“你”,都會看到一個不同的觀測結果。

      比如,你觀察一個處于疊加態(tài)的電子,電子可能出現(xiàn)在A點,也可能出現(xiàn)在B點。在你觀察的瞬間,宇宙就分裂成了兩個:一個宇宙里,電子出現(xiàn)在A點,你看到的結果就是A點;另一個宇宙里,電子出現(xiàn)在B點,那個宇宙里的“你”,看到的結果就是B點。



      也就是說,所有可能的觀測結果,都會發(fā)生,只是它們出現(xiàn)在不同的平行宇宙里,而我們,只能感知到自己所在的這個宇宙里的結果——波函數(shù)沒有坍縮,只是我們的意識,被限制在了其中一個平行宇宙里。

      這個說法,聽起來很離譜,但它在理論上是自洽的。而且,多世界詮釋不需要引入“意識”這個非物理的概念,也不需要把觀察當成公理——它認為,觀察就是一個純粹的物理過程,是粒子、儀器、觀察者之間的相互作用,只是這種相互作用,導致了宇宙的分裂。

      當然,多世界詮釋也有自己的問題:它無法解釋波恩規(guī)則——為什么某個觀測結果出現(xiàn)的概率,是由量子態(tài)和本征態(tài)的夾角決定的?雖然有很多科學家在這方面做了努力,但至今還沒有取得決定性的突破。

      第三種,隱變量理論——這種詮釋的受眾比較少,它的核心觀點是:量子力學是不完備的,在波函數(shù)背后,還有一些我們沒有發(fā)現(xiàn)的“隱變量”,這些隱變量,決定了觀測結果。



      簡單說,微觀粒子的狀態(tài),其實是確定的,只是我們不知道這些隱變量是什么,所以才覺得它是隨機的、處于疊加態(tài)的。一旦我們發(fā)現(xiàn)了這些隱變量,我們就能精確預測觀測結果,就像經(jīng)典力學一樣,沒有任何隨機性。



      但遺憾的是,貝爾定理已經(jīng)告訴我們:如果隱變量存在,那么它必然是非定域的——也就是說,兩個相距很遠的粒子,它們的隱變量之間,會有超距作用,這和相對論是沖突的。而相對論,已經(jīng)被無數(shù)實驗證明是正確的,所以隱變量理論,一直處于比較尷尬的地位。

      總結一下這三種詮釋,其實就是三種不同的“世界觀”:

      哥本哈根詮釋:沒有所謂的“客觀物理現(xiàn)實”,我們能關注的,只有觀測到的物理現(xiàn)象;

      多世界詮釋:物理現(xiàn)實是存在的,而且是多重的,每個平行宇宙,都是一個真實的現(xiàn)實;

      隱變量理論:物理現(xiàn)實是單一的,只是它隱藏在波函數(shù)背后,而且是非定域的。

      我們平時認為的“唯一的、確定的、定域的現(xiàn)實”,在量子力學里,是根本不存在的——這就是量子世界的詭異之處,也是它最迷人的地方。

      回到我們最初的問題:為什么觀測會導致坍縮?其實,科學家們至今也沒有一個統(tǒng)一的答案,因為不同的詮釋,對這個問題的解釋完全不同。

      但為什么說,科學家們知道的,比我們想象的要清楚得多呢?這就要提到一個非常重要的理論——退相干理論。



      很多人對退相干理論有一個很大的誤解,認為它是一種詮釋,其實不是的——它是一種純粹的動力學理論,是在量子力學的框架內,對觀察過程做出的分析。它沒有解決“坍縮”的根本問題,但它理清了很多之前模糊不清的地方,讓我們對觀察過程,有了更清晰的認識。

      咱們用通俗的話,說說退相干到底是什么。退相干理論的核心是:觀察,其實就是觀測儀器(或者觀察者)、微觀粒子、周圍環(huán)境,三者形成量子糾纏的過程——這個過程,是完全遵循薛定諤方程的,是連續(xù)的、確定的,沒有任何神秘的地方。

      舉個例子,我們用一臺儀器,去測量一個處于疊加態(tài)的電子。電子有兩個狀態(tài),我們暫且叫它“+”態(tài)和“-”態(tài);儀器一開始處于“就緒狀態(tài)”,讀數(shù)為0;當儀器和電子相互作用后,如果電子是“+”態(tài),儀器的讀數(shù)就變成1;如果電子是“-”態(tài),儀器的讀數(shù)就變成2。



      如果電子一開始處于“+”態(tài)和“-”態(tài)的疊加態(tài),那么根據(jù)薛定諤方程的線性性質,電子和儀器相互作用后,不會出現(xiàn)“儀器讀數(shù)是1和2的疊加”,而是電子和儀器,共同處于“電子+、儀器1”和“電子-、儀器2”的疊加態(tài)——這就是量子糾纏。

      什么是量子糾纏?



      簡單說,就是兩個(或多個)粒子,它們的量子態(tài)無法分開描述,只能作為一個整體來描述。就像一對雙胞胎,它們的命運緊密聯(lián)系在一起,不管相距多遠,一個人的狀態(tài)發(fā)生變化,另一個人的狀態(tài)也會瞬間發(fā)生變化——電子和儀器糾纏后,就變成了這樣,你不能單獨說電子的狀態(tài)是什么,也不能單獨說儀器的狀態(tài)是什么,只能說它們共同的狀態(tài)是什么。

      而我們觀察儀器的時候,其實是在把這個“電子+儀器”的整體系統(tǒng),強行分成“電子”和“儀器”兩個部分來對待。但此時,單獨的電子和單獨的儀器,已經(jīng)沒有獨立的量子態(tài)了——從數(shù)學上看,它們的量子態(tài)已經(jīng)“消失”了,變成了一種“混合態(tài)”,也就是我們看到的概率分布。

      所以,退相干理論告訴我們:觀察并不是觀察者對粒子產(chǎn)生了什么干擾,而是觀察者、粒子、環(huán)境,三者糾纏在一起,導致粒子的量子態(tài)“失去了相干性”,也就是我們所說的“坍縮”——其實,嚴格來說,這并不是坍縮,而是量子態(tài)的相干性消失了,變成了混合態(tài),我們只能看到一個確定的結果。

      退相干理論,解決了觀察過程中的一個關鍵問題——“偏好基問題”。什么是偏好基問題?就是為什么我們觀察到的結果,總是確定的經(jīng)典結果,而不是疊加態(tài)?為什么我們看不到“既死又活”的貓,看不到“既是1又是2”的儀器讀數(shù)?



      答案就是:因為微觀粒子會和周圍的環(huán)境發(fā)生糾纏,環(huán)境會“破壞”粒子的疊加態(tài),讓粒子的量子態(tài)失去相干性,變成經(jīng)典的確定狀態(tài)。我們生活的環(huán)境,充滿了各種粒子,微觀粒子一旦和這些環(huán)境粒子發(fā)生糾纏,就會快速退相干,所以我們永遠看不到疊加態(tài)——這就是為什么,疊加態(tài)只能在實驗室里,在非常極端的條件下(比如極低的溫度、極高的真空度)才能觀察到,在日常生活中,我們根本看不到。

      但退相干理論,也有它的局限性——它解決了“偏好基問題”,但解決不了“輸出值問題”。什么是輸出值問題?就是為什么我們觀察的時候,會得到某個特定的結果,而不是其他結果?為什么這個結果出現(xiàn)的概率,是由波恩規(guī)則指定的?

      比如,電子和儀器糾纏后,共同處于“電子+、儀器1”和“電子-、儀器2”的疊加態(tài),為什么我們看到的儀器讀數(shù)是1,而不是2?為什么讀數(shù)是1的概率,是由電子量子態(tài)和“+”態(tài)的夾角決定的?

      這個問題,退相干理論無法回答,它只能告訴我們,疊加態(tài)會退相干成混合態(tài),但無法告訴我們,混合態(tài)會“選擇”哪個結果——這個問題,歸根結底,還是要依賴于我們之前說的那些詮釋。

      如果我們認同哥本哈根詮釋,那么答案就是“這就是坍縮”,是我們的認知更新導致的;如果我們認同多世界詮釋,那么答案就是“所有結果都發(fā)生了,我們只是處于其中一個平行宇宙”;如果我們認同意識坍縮理論,那么答案就是“是我們的意識,選擇了其中一個結果”。

      說到這里,你可能還是覺得很困惑——說了這么多,到底觀測為什么會導致坍縮?還是沒有一個確定的答案。



      其實,這就是量子力學的現(xiàn)狀:我們知道觀測會導致量子態(tài)的變化(不管我們稱之為坍縮,還是退相干),我們知道如何預測觀測結果,我們知道不同的詮釋對這個問題的解釋,但我們不知道這個現(xiàn)象背后的根本原因——不知道觀測到底是什么,不知道坍縮到底是什么,不知道量子態(tài)到底是什么。

      但這并不意味著量子力學是“偽科學”,恰恰相反,量子力學是目前最成功的物理理論之一,它的預測,已經(jīng)被無數(shù)實驗證明是正確的——從半導體芯片,到激光,再到量子通信,我們日常生活中的很多技術,都離不開量子力學。

      很多人都說“量子力學很詭異”,其實詭異的不是量子力學本身,而是我們的認知——我們生活在宏觀世界,習慣了宏觀世界的規(guī)律,當我們用宏觀世界的經(jīng)驗,去理解量子世界的規(guī)律時,自然會覺得詭異、難以理解。

      就像幾百年前,人們認為地球是平的,認為太陽繞著地球轉,當哥白尼提出日心說的時候,人們也覺得詭異、不可接受——但事實證明,日心說是正確的,只是人們的認知,還沒有跟上科學的發(fā)展。



      量子力學也是一樣,它只是揭示了微觀世界的規(guī)律,這些規(guī)律,和我們的日常經(jīng)驗不符,但這并不代表它們是錯誤的。我們之所以覺得觀測導致坍縮很詭異,只是因為我們還沒有真正理解量子世界的本質——而科學家們,正在一步步接近這個本質。

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