哥本哈根效应
5 请求:哥本哈根量子力学学院的想法
1.哥本哈根效应
1、哥本哈根解释(哥本哈根效应)是对量子力学的一种解释。根据哥本哈根解释,在量子力学中,量子系统的量子态可以用波函数来描述。这是量子力学的一个关键特征。波函数是专门用于计算粒子的位置或运动的数学函数。状态的概率、测量的作用导致波函数崩溃,原始的量子态概率地崩溃为测量。
2、哥本哈根解释主要由尼尔斯·玻尔和维尔纳·海森堡于1927年在哥本哈根合作研究时提出。这种解释扩展了德国数学家、物理学家马克斯·玻恩提出的波函数的概率表达式,后来发展成为著名的不确定性原则。他们的解释试图回答量子力学提出的一些复杂问题,例如波粒二象性和测量问题。从此,量子理论中的概率性质不再是猜想,而是作为定律而存在。量子理论和这种解释对于整个自然科学和哲学的发展和研究起着非常重要的作用。
2. 5Q:哥本哈根量子力学学院的思考
1、量子力学的解释主要是指波函数物理意义的解释。目前比较流行的一种是所谓哥本哈根学派的标准解释,另一种流行的则是多元宇宙解释。还有一种现在很少有人提及的解释,就是德布罗意-玻姆的导频波量子势解释,也就是所谓的“隐变量解释”。
2.我认为解释必须遵循一个原则。这个原则是解释必须是可测量和可验证的。否则,如果无法得到可衡量的验证,就等于毫无根据、武断的胡说八道。
3、标准的解释是,在观察之前,微观粒子是用波函数描述的,处于不确定状态,或者处于各种确定状态的叠加,就像薛定谔的猫一样。在被观察到之前,处于死与活的叠加状态,这种叠加状态,或者说用波函数描述的状态,是按照薛定谔方程演化的。但这种叠加态是无法观测到的。一旦观察到,它会立即塌陷成你所看到的确定状态。生与死叠加的猫会立刻崩溃成你看到的那只确定的死猫,或者崩溃。你看到的是一只明确定义的活猫,而不是死猫和活猫的叠加。这就是观测造成的波函数塌缩。
4、有人说标准解释只适用于微观粒子,不适用于猫这样大的宏观物体。但如果我们在薛定谔的推论中找不到任何逻辑问题,为什么我们要说标准解释不适用于那只猫呢?
5、显然,标准解释中对粒子观测前状态的描述,即生死叠加状态,是无法通过观测来验证的,这显然违反了上述原理。声称其状态是生死叠加状态,然后又声称这种生死叠加状态无法观察到,难道是无理无据的废话吗?没有观察,也根本观察不到。怎么能说一定是生死叠加的状态而不是其他的状态呢?
6. 爱因斯坦认为,微观粒子在被观察之前就应该处于独特且确定的状态。如果猫死了,即使没有观察也应该死了。玻尔反驳说,没有观察,你没有权利说观察前的猫一定是死猫。我认为玻尔的反驳是完全合理的,符合之前的原则。然而,玻尔也应该把这个反驳应用到自己身上。在没有观察的情况下,他没有权利声称猫在观察之前,一定处于生与死的叠加状态,而不是其他状态。
7、有人认为只有标准解释才能解释双缝干涉。但用不可观测的特性来解释可观测的干涉现象是否存在逻辑矛盾呢?既然无法被观察到,就不应该有可观察到的表现,人们也不应该通过可观察到的表现来最终认识到它的存在。如果我们通过对双缝干涉现象的观察和分析能够认识到波函数的存在,那么这个波函数就应该是可观测的。
8、将不可观测的特性引入物理学会产生一系列奇怪的理论。例如,人类意识也参与物质世界本身的事务。月亮只有欣赏时才是月亮。当你忽略它时,它就处于“月亮”和“非月亮”的状态。叠加状态。一位中国科学院院士因此皈依佛门。
9. 另一个例子是量子纠缠现象。两个纠缠粒子之间存在着神秘的相互作用。一个粒子由于人类的观察而从叠加态塌陷到确定态,而另一个粒子即使没有观察,也会由于纠缠而自动同时从叠加态塌陷到确定态。请告诉我,我们如何知道该粒子是否因纠缠而塌缩?如果不观察,怎么知道它是否因为纠缠而塌陷呢?一旦你观察它,你如何辨别它的崩溃是由于纠缠还是观察造成的?量子纠缠,在标准解释的语言环境下,也是一个无法验证的奇怪理论。那么,这些量子纠缠实验到底验证了什么?我认为这些实验只是证明光在某些情况下表现得像电磁波的另一种方式。由于电磁场在任何方向上都有分量,因此两个电磁波的偏振之间的相关性,即使在两个不同方向上测量时,也会大于两个粒子自旋之间的相关性,因为粒子本身的自旋方向,如果它存在于一个方向,则一定不存在于其他方向。但这两列电磁波之间不可能有任何联系。
10.还有惠勒发现的“延迟现象”。光子通过半透镜(相当于双缝)后,根据你用什么方法观察它,然后就可以确定光子之前通过半透镜的情况。移动路径,然后决定是否应该干涉。在薛定谔猫现象中,放射源可以根据你观察到的猫的生死状况来决定是否应该在几天甚至几年前发射辐射。显然,违反因果律的延迟决策都发生在你既没有观察到也无法观察到的时空区间内。惠勒的“延迟现象”也得到了实验的证实,但我认为,如果把光理解为电磁波,这个实验就可以在完全不违反因果律的情况下得到解释。
11.多元宇宙理论认为,当你不看薛定谔的猫时,它处于生与死的叠加状态。一旦你看它,它就变成了你看到的死猫,但这并不意味着它是活的。这种状态下的猫不存在,它仍然存在,但它存在于我们之外的另一个宇宙。我想问,通过观测可以证实另一个宇宙的存在吗?如果我们能观察到它,就意味着其中一些,比如光,到达了我们的宇宙,并与我们的眼睛或接收仪器相互作用。它已经可以与我们宇宙中的事物互动。它会是我们宇宙之外的另一个宇宙吗?如果它的存在无法被观察和证实,那么说它存在岂不是毫无根据的无稽之谈吗?如果我们能观察到另一个宇宙,我们也能观察到活态的猫,那么这种生与死的叠加也能被观察到。
12. 当不可观察的特性被引入物理学时,物理学就变成了形而上学。
13. 当前的当务之急是找到对波函数可以测量和验证的解释,并且观测不会导致波函数崩溃。
14. 这种解释实际上已经存在,即玻姆的量子势或德布罗意的导波理论。量子势是从波函数导出的物理量。我们直接讨论德布罗意对波函数的解释。德布罗意认为波函数描述的是实际的波,他称之为导波。导航波存在于微观粒子周围,引导其运动,使粒子表现出干涉等波动特性。这样,标准解释带来的奇怪问题就不再存在了。
15、有人认为,通过贝尔不等式的实验验证,已经证明所有隐变量理论,包括量子势和导波,都与量子的实际行为不一致。我认为爱因斯坦和玻尔争论的量子纠缠实际上无法通过实验来验证,而贝尔不等式的实验验证实际上只是证明了光在某些情况下也可以表现为电磁波,但这并不意味着我们不能提供一个对粒子有时表现出的波特性的可观察和可验证的解释。
16. 玻姆和德布罗意的观点并没有得到所有人的认可,包括爱因斯坦也不同意标准解释。除了与贝尔关于实际上不可观测的量子纠缠理论不一致之外,我认为主要有以下两个原因。
17. 原因之一是量子势或导航波的传播速度比光速快。我相信超光速不会导致时间逆转,也不会导致因果混乱。详情请看我在“爱思想”网站“科学哲学”栏目下发表的一篇文章,标题为《伽利略的脉搏》。在狭义相对论中,具有静止质量的物体要达到光速,所需的能量将达到无穷大。而且,实验发现,具有能量的电磁场和引力场的传输速度不超过光速。但导航波既没有质量,也没有能量,传输速度超过光速,应该不违反狭义相对论。而且,所谓的量子纠缠的速度也比光速还要快。
18.第二个原因是导频波中既没有质量也没有能量,那么它到底是什么?我认为质量(惯性,或者产生重力的能力)和能量只是客观存在物体的一个属性。没有这样的属性,并不意味着这样的客观存在的物体不存在。没有这个属性并不意味着没有其他属性。导航波具有频率和波长等物理量。没有质量和能量的客观存在是神秘的,这难道不神秘吗?如何检测它的存在?如果它和具有质量和能量的客观实体之间存在着清晰明确的相关性,比如导航波和它所连接的电子或光子(那两个著名的德布罗意关系),它自身的演化就符合一个明确确定的方程(薛定谔方程),通过测量具有质量和能量的实体(例如电子或光子)的状态变化,可以确定其存在,就像我们可以通过测量施加在电荷上的力来确定电磁场一样。同一事物的存在,那么这种没有质量和能量的客观存在就没有什么神秘的了。
19、我认为,在传热现象中,还存在一个既没有质量也没有能量的客观实体,它决定了传热的方向和路径。至少在气体的传热过程中,这种客观存在穿过空间,影响气体分子之间的碰撞,从而通过气体分子的碰撞将热量从高温区传递到低温区。
20. 导航波或量子势是可测量的并且不会隐藏任何东西。但由于历史原因,被称为隐变量理论,这有些不公平。相反,标准解释中提到的波函数和叠加态才是真正隐藏的东西。无法观察到。一旦被观察到,波函数或叠加态就会崩溃。多元宇宙理论中的那些宇宙无法探测到它们的存在,否则它们就不是我们宇宙之外的其他宇宙了。
21. 无法观察到的事物无法在物理学中讨论。这是物理学必须遵守的原则。无法通过观察验证的观点几乎就像是胡言乱语。