量子力學中的 觀測 是指人的觀測嗎?若是,那麼我先用儀器記錄下來,再觀測記錄結果,還會影響觀測結果嗎?

時間 2021-05-06 22:38:17

1樓:遠離一切的理想鄉

不是指人的觀測

應該是指:

可以與現實世界發生資訊交換,

可以在客觀世界中留下存在的痕跡。

比方神棍們說,上帝是存在的!

我們可以反駁,那你讓上帝站出來證明一下?

神棍們說,上帝是無法觀測的!

這時我們就可以得出結論:上帝是不存在的!

因為上帝無法與現實世界發生資訊交換,

無法在現實世界留下痕跡。

2樓:慕仁心

簡單回答:微觀量子與巨集觀物體的觀測,是不同的。

巨集觀物體,可以忽略「觀測者效應」。微觀量子都是光子級別的大小,那麼,你的每次觀測方法和對目標量子會造成影響,且不可忽略。甚至每次觀測的結果都不同,可以用概率學的方法去處理實驗結果,到都不是「絕對結果」。

3樓:芙蘭朵露

從數學角度來說,任何粒子都是波函式,而量子力學中的任何操作,本質上都是乙個Operator(算符),這個算符是要作用在波函式上才能生效,就好像你單純寫個加號,沒有任何意義,必須得寫成1+1=2才算是個有意義的算式。量子力學的所謂觀測,就是對這些算符求期待值的過程。比如你可以對位置算符X求期待值,給你的就是粒子的位置;對動量P求期待值,給你的就是動量;對哈密頓H求期待值則會給你能量。

說起Decoherence,就必須講Coherent State。這裡不談太過複雜的定義,你可以簡單的把Coherent State理解為疊加態。用薛丁格的貓這個實驗來說,就是貓同時處在「不生不死」的Coherent State;但因為貓是乙個巨集觀物體,而我們知道,量子效應對於巨集觀物體是極其微小的,這也就意味著貓所處在的這個Coherent State極其脆弱。

哪怕乙個光子照進這個盒子,也會立刻破壞它的Coherent State,把疊加貓變成活貓或者死貓。這也就是所謂的「觀測改變了貓的狀態」,本質上描述的是乙個事情,只不過從Quantum Decoherence的角度來解釋。

這樣就可以回答題主的問題了:無論任何形式的測量,粒子的交換都是必要的。以現在人類的科技而言,全部測量手段都是通過光子和電子來完成的(未來也許能通過引力子測量?

)。而無論你用什麼儀器,當你打過去乙個光子的時候,粒子所處的那個Coherent State就被破壞了,因此你永遠無法觀測到之前的事情。

4樓:申成

是指人的觀測。你可以用儀器記錄下來然後再記錄結果。比如你用儀器記錄下光的波動性或記錄下光的粒子性。然後再觀測記錄結果。但是你能分清楚光的雙縫路徑嗎?還是不能。

5樓:nzczll

觀測的物理實質,是指存在乙個外界的物理作用,對乙個量子體施加了影響,就叫觀測。

你先用儀器記錄下來,當然就是觀測。

機械人去操作儀器,和用人去操作儀器,沒有本質區別,都是觀測。

所以,觀測完全和意識無關。

當然,儀器是人設計的,實際體現了人的思想意識在裡面,這個也是事實。

所以,這個問題,最終看你怎麼來理解。

人在觀測和思考宇宙,當然,這個宇宙呈現的面目,必然和人存在緊密聯絡,這個毫無疑問。人類不存在的宇宙,和人類觀測到的宇宙,是不是等價和相同,這個問題的答案,則沒有這麼簡單,至今無標準的答案。這個問題本來就沒有標準答案,只是看你怎麼來理解這個問題。

6樓:Kevin Wayne

波函式坍縮本質上是體系與環境相互作用的結果。量子力學中,「測量」的過程中存在乙個隱含條件,就是人為的觀測,必須以系統與環境之間的相互作用為前提,通過體系輸出的能量(例如反射的光子、溫度等資訊)才能實現,否則我們就無法獲得與任何這個系統相關的物理引數。這個過程與生命的(主觀)意識無關。

以「薛丁格的貓」為例,決定貓非生即死的因素在於物體與其環境之間複雜的相互作用,這些相互作用共同掩蓋了量子效應,比如貓的身體要反射光子(提供視覺資訊),它和外界還存在熱量交換(提供體溫等生命資訊),這些相互作用會不斷向周圍環境洩露貓的資訊。如果沒有這些客觀的相互作用,我們也無法通過主觀的意識去觀測到與這只貓相關的所有物理引數的變化。

薛丁格貓所代表的特殊量子現象涉及多個特殊經典狀態的疊加(例如生與死相疊加),這些狀態之間存在不可調和的矛盾。而從貓身上洩露的資訊則屬於經典物理範疇,都是一些特定的情形,比如死了或者活著,這意味著狀態的疊加在資訊洩露的過程中被破壞了,量子物理中稱此類過程為「退相干」。

這個問題本質上與麥克斯韋妖是乙個道理,二者都可以歸結為從孤立系統到開放系統之間的過渡帶來的各種複雜性。只是科學家們為了控制變數,就構建出了「孤立系統」的模型。這裡指的孤立系統與開放系統之間的差異,可以粗略地模擬成理想條件下的物理模型與充滿了各種複雜、不規則、雜訊的真實自然界的物理模型。

物體尺度越大就越容易發生退相干,因為它們洩露出的資訊更多,這解釋了為什麼物理學家往往習慣於將量子力學看成是一種微觀理論。

7樓:三銓三

大佬們說得沒錯但是講得太複雜了……

首先不是指人觀測,所以任何企圖把人觀測作為基礎的那些談量子力學的文章基本都是偽科學。

量子力學中的疊加狀態你可以認為是一種傳染病,兩個粒子其中乙個具有疊加狀態,另乙個不具有,那麼如果兩者碰撞,結果就是兩者都有疊加狀態。但是進入同乙個疊加狀態的粒子之間相互不會認為對方擁有疊加狀態。

也就是說乙個實驗你用儀器去觀測的話,儀器就也會進入疊加狀態,你再看儀器的話,你也進入了疊加狀態,然後別人再來問你實驗結果之前其實你也是在疊加狀態的,你其實會說出疊加的答案,把他也拉進了疊加狀態。

需要注意的是現實裡面幾乎任何環境都有極高的粒子濃度,不光是空氣之類的物質類粒子,還有光子等無質量的粒子,甚至還有虛擬粒子,傳遞那些看起來是隔空傳遞的力的粒子,比如電磁力。所以一台試驗裝置這麼大的東西,或者說任何大到肉眼能看見的東西,基本都是不可能避免被任何其他粒子接觸的,也無法防止它快速傳染整個宇宙都進入和它相符合的疊加狀態。

這裡面的問題在於量子是怎麼失去疊加狀態的,這裡確實有點關聯人的意識之類的科學和哲學問題。也就是說為什麼乙個疊加狀態的實驗結果,你擁有疊加狀態之前看它是有疊加狀態的,但是你也被傳染以後再看,它就又是沒有疊加狀態了。

還是拿貓來打比方,觸發用的那乙個原子實際上是把疊加狀態傳染給了毒氣罐,然後又傳染給了貓。

實際來說這個毒氣和貓會立刻通過各種電磁力和熱輻射把疊加效應傳遞給盒子,然後盒子傳給周圍的空氣,然後感染整個地球進入同樣的疊加狀態。所以這個實驗是沒法實際做的,你沒法確保盒子的隔離,保持自己不進入相同的疊加狀態,從而得到」貓是死活疊加狀態「這個答案。

但是如果你可以這麼做的話,比如你有個空間斷層做成的盒子,然後你在盒子裡放乙個儀器去觀測貓的死活。那麼結果很簡單,此時哪個儀器同樣進入疊加狀態,在你開啟盒子之前它同時顯示死和活。你甚至可以在這個盒子裡再放乙個同事進去,告訴他不停地大聲喊出來機器顯示的結果(當然盒子開啟之前你是聽不到的),即使這樣做,在你開啟盒子之前,其實他也會陷入疊加狀態,同時喊出兩種不同的答案。

在這個盒子內部你可以新增各種不同的東西,無論是人還是簡單的觸發開關,都對你開啟盒子的這個實驗沒有任何影響,開啟之前,盒子裡最每乙個因果鏈的步驟都處於疊加狀態。開啟之後每乙個因果鏈都會呈現出乙個相互自洽的狀態。這樣的盒子裡面甚至可以包括同樣的盒子,比如說如果此時把你和你的盒子都放進乙個更大的空間斷層盒子裡,那麼其實那個盒子被開啟,另乙個盒子外面的人觀測你之前,你對他來說也是處於疊加狀態的。

所以其實觀測乙個疊加狀態的東西無論是什麼,是裝置儀器還是人還是貓貓狗狗啥的,都沒有任何影響,它們都一樣的會被傳染上疊加狀態。

但是為什麼我們的主觀意識在被傳染疊加狀態之後只能感知疊加狀態中的一種可能性,這確實是乙個有點玄乎的問題。

8樓:物理小白

根據哥本哈根學派的解釋

測量是經典儀器跟量子客體的相互作用,兩個力學量我無法同時測準,可以說是算符不對易也可以認為測量過程中兩個力學量的測量彼此干擾,測不准也是必然結果。

另外測量分兩種,第一類測量跟第二類測量,第一類測量也是復合測量,一般指同事測量多個物理量,且多個物理量的測量中存在彼此打擾,每一次測量儀器給出不同的結果

第二類測量一般多指單個物理量的測量,第一次測量時,儀器給出確定的讀數,波函式發生塌縮,接下來的測量儀器讀數不變,波函式也不變。

9樓:季起子

先記錄後觀測也會影響結果。就是波形態的光子或電子不能被採集路徑資訊。在地球不能在火星不能在太陽上不知道能不能。

連你有採集路徑資訊的想法都是不能有的,只要你一定會知道路徑資訊那麼就會變成粒子態。就是這麼神

10樓:思考者

量子力學中的觀察並不是特指用人的眼睛看。觀察是物理學中的乙個術語,指的是兩個系統之間發生了相互作用。當乙個電子打到了螢光屏上,我們就可以說螢光屏觀察了電子,也可以說電子觀察了螢光屏。

換言而之,乙個系統只要被觀測,必然會受到影響。想要探測乙個系統的資訊,必然需要另乙個系統與之作用。相互作用的系統必然受影響。

11樓:

不是,是且不一定和生命有關。

觀測說的是measure不是observe,本質就是和測量物體作用的decoherence而已。

量子力學中的「觀測」的具體操作是什麼?

最近看了點張量網路的東西,感覺可以回答一下。簡單說,觀察結果應該是觀察者的狀態與被觀察者狀態的二元函式 觀察本質上就是相互作用 於是用網路來表示系統,用連邊來表示被鏈結的兩點的相互作用。兩個節點的相互作用狀態數就代表從這裡觀察時的熵。觀察可以被定義為把乙個大網路切斷成兩個網路的過程,觀察時切斷的連邊...

量子力學中的測不准理論,為什麼說一觀測就會 被打擾 ?如果可以發明出一種 不打擾 的觀測技術呢

IPPANZIN 假設有一種外星人生來就可以直觀地理解微觀領域,就像我們可以直觀地理解經典物理一樣 那麼當他們的科學家研究出了三大定律,外星人們也會為 測得準原理 而感到困惑。 披著羊皮的牛 測不准原理其實很簡單,只要懂加減乘除的知識就可以理解。但為什麼有時候晦澀難懂呢,主要是因為科學家不說人話。本...

量子力學到底是個啥東西,粒子的不可觀測性是因為人類的觀測水平還不夠高嗎?

老逼格 題主的不可觀測,應該是 觀測不可無干擾,或者是 觀測必有干擾量子力學是研究極小尺度世界的理論 在巨集觀世界中,我們觀測乙個物件,往往認為我們的觀測對它沒有任何影響比如你站在我面前,你的身高不會因為我是否觀測你而有任何變化我打量你一眼,也就是觀測你的身高,其實是我的眼睛接收了從你身上反射的光 ...