小明在密室裡測量了乙個量子的狀態,在我們未詢問之前,他是不是處於同時知道所有量子狀態的狀態?

時間 2021-06-01 17:41:21

1樓:bluetrees

我想小明測量後,記住了測量結果是關鍵,如果沒有記住,那麼他就處於知道A和知道B的疊加態。

記住這件事情,就好像在雙縫干涉實驗裡面弄個探測器探測某條縫隙有沒有電子通過,探測的過程大概就是「記住了」某個時刻有沒有電子通過,如果沒有記住,比如沒有任何顯示屏,或者沒有延時效應的玩意,大概就是擺個探針在那裡就不會有任何影響了。

2樓:三銓三

嚴謹的答案已經有專業的解釋過了,我說一些更科普性質的。

答案是不是,因為量子力學裡的「觀測」是對外行來說乙個誤導性很強的詞語,它不是你認為的含義。

乙個量子A在被觀測之前一直都是處於「同時是所有量子狀態」的狀態S。如果A被B觀測,也就是說A和B產生了互動,此時A相對於B已經失去狀態S,發生了坍縮。這個相對於很關鍵,因為如果A和B還未和任何其他粒子產生互動,那麼此時A和B共同的系統依然處於疊加狀態S。

薛丁格貓之類的問題,其實就是把粒子B換成乙個龐大的系統,但是其實本質沒有區別。無論B包含了多少個粒子,結論都是相通的。A相對於B來說已經失去疊加態S,但是B如果還沒有和C互動,那麼對於C來說A和B都是疊加態S。

但問題在於你如何防止B與任何其他粒子產生互動,在外面套一層盒子明顯不行,因為貓會和周圍的空氣互動,然後空氣會和盒子互動。就算你抽了真空,貓會發散紅外輻射,輻射會和盒子互動等等問題。

所以說實際上來說,你是無法防止小明與你產生互動的,你無法防止小明被你「觀測」,所以就算你不問他,他也不會處於疊加狀態。

是的,如果我們這個宇宙之外還有人的話,那麼整個宇宙對他們來說都處於疊加態。或者說我們全宇宙都在乙個薛丁格貓的盒子裡。當然這裡「宇宙」的定義就是宇宙內的粒子和宇宙外的粒子無法產生任何互動。

3樓:melonsyk

這些都是不願意承認意識可以處於疊加態所產生的問題。

然而只要意識是物理的,這種疊加態就不可避免。

不是「同時知道所有量子狀態」,而是處於「知道 A」和「知道 B」的疊加。「知道」本身已經是意識的量子態的一組人為選定的基了。小明不可能既知道 A 又知道 B,因為 A 和 B 是互斥事件;但他可以是「知道 A」和「知道 B」的疊加,因為在量子物理裡互斥事件只是正交基而已,就像「東」和「南」,小明可以處於「東南」態。

量子物理另乙個經典的例子就是,位置也是人為選定的基,科普所說的乙個粒子「既在 A 又在 B」不準確,應該是「在 A」和「在 B」的疊加。

用量子的邏輯思考經典悖論問題時,時刻警惕我們有沒有被特殊的基限制,使得大量的量子態空間被忽略。就像本來360°都可以走,結果只看了東南西北四個方向,乙個物體往東南去了,就說「誒,它不見了」。

4樓:Prongs

這是Wigner's friend悖論(薛丁格貓的拓展版,這裡增加了黑箱內人的觀測)

這個悖論確實讓人頭大。

對箱內的人而言,他知道自己得到的是乙個純態;

對箱外的我們而言,我們只知道他進行了觀測,結果一定坍縮了;卻不知道是哪個純態,所以只能寫成混態。這表明了混態具有某種主觀性,或者說和你手上的資訊量有關係。

仔細想想這個悖論還會有很多問題,也使得部分物理學家(馮諾依曼等)認為人的意識在觀測中起到了某種作用。

我目前更願意把此悖論看成是當前量子理論的某種缺陷,期待著更好的理論出現。

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