縱觀整個(gè)人類(lèi)歷史,從未有任何一個(gè)理論能夠像量子力學(xué)這樣“詭異”!無(wú)論是量子糾纏、量子坍縮還是觀察者效應(yīng),都讓量子力學(xué)看起來(lái)不像是科學(xué)!尤其是觀察者效應(yīng),讓人感覺(jué)似乎意識(shí)可以直接作用到量子身上。
毫無(wú)疑問(wèn),量子力學(xué)是目前能具體描述原子和亞原子粒子層面物質(zhì)的最好的理論,但同時(shí)它也是最讓科學(xué)家無(wú)奈的理論,因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)中,我們是否選擇測(cè)量粒子的某些屬性,將會(huì)改變實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
簡(jiǎn)單來(lái)講,如果我們放任量子去自己運(yùn)動(dòng),與量子在我們的觀察下運(yùn)動(dòng),所產(chǎn)生的結(jié)果存在巨大的偏差,這種偏差已經(jīng)大到了科學(xué)無(wú)法解釋的程度。
舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,假設(shè)我們手中有一把可以發(fā)射電子的手槍?zhuān)覀冸S意朝一個(gè)靶子射擊10槍。在沒(méi)有任何觀察者存在的情況下,電子的運(yùn)動(dòng)軌跡完全是隨機(jī)的,所以幾乎不可能有電子射中靶子。
但如果我們認(rèn)真瞄準(zhǔn)靶子再設(shè)計(jì),由于人類(lèi)的意識(shí)本身就是觀察者,所以觀察者效應(yīng)就出現(xiàn)了,在10次射擊中每個(gè)電子基本上都能射中靶子!而這就是量子力學(xué)的神奇之處。
當(dāng)然,許多人對(duì)此嗤之以鼻,認(rèn)為這完全就是在吹噓,因?yàn)闊o(wú)論怎么看這都跟我們宏觀世界的物理定律相違背!所謂的觀察者效應(yīng),只不過(guò)是一些科學(xué)家在故弄玄虛罷了,反正對(duì)于普通人來(lái)講,根本不可能知道量子是如何運(yùn)動(dòng)的。
盡管這種理解完全情有可原,因?yàn)樵诹孔恿W(xué)創(chuàng)立初期,就連許多科學(xué)家都無(wú)法理解這種現(xiàn)象。但讓人無(wú)奈的是,微觀世界的量子的確遵循著這種顛覆性的物理規(guī)則,而觀察者效應(yīng)也是已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)證明的事實(shí)!
但這個(gè)觀察者效應(yīng)與許多人所理解的觀察者效應(yīng)其實(shí)是不同的,因?yàn)樗^的觀察者并不是特指人類(lèi),所以觀察者效應(yīng)從本質(zhì)上來(lái)講與人類(lèi)的意識(shí)沒(méi)有關(guān)系,更不存在意識(shí)能夠作用到量子身上的說(shuō)法。
事實(shí)上,觀察者效應(yīng)的本質(zhì)就是量子坍縮。
我們知道,量子的世界與我們認(rèn)知中的宏觀世界存在巨大的差異,比如宏觀世界中,一個(gè)物體不可能同時(shí)存在于兩個(gè)不同的地方,但在量子世界中,量子則能夠同時(shí)存在兩個(gè)不同的地方,這是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明的事實(shí)。
所以,與其用位置來(lái)描述一個(gè)量子的屬性,科學(xué)家們更傾向于狀態(tài)這種說(shuō)法,而量子本身就是不同狀態(tài)的疊加。
為了讓人們能夠直觀理解量子不同疊加態(tài)的概念,薛定諤提出了著名的薛定諤的貓這個(gè)假想的實(shí)驗(yàn),讓人們明白了一只貓?jiān)诹孔宇I(lǐng)域竟然可以同時(shí)包容生和死兩種完全不同的狀態(tài)。
但量子的世界遠(yuǎn)比我們想象的要復(fù)雜,因?yàn)楹芏嗔孔泳邆淞硕喾N狀態(tài)的疊加,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止兩種。
當(dāng)然,并非所有量子時(shí)刻都處于多種狀態(tài)的疊加之中,在觀察者的介入下,量子坍縮就出現(xiàn)了,于是便存在了我們所熟悉的觀察者效應(yīng)。
事實(shí)上,量子力學(xué)所謂的觀察者并不單只某種生命或者工具,它指的是我們對(duì)量子狀態(tài)一個(gè)測(cè)量過(guò)程,或者可以說(shuō)是一個(gè)可以記錄測(cè)量結(jié)果的儀器。
簡(jiǎn)單來(lái)講,所謂的觀察者就是能夠從量子的多種疊加態(tài)中分離出來(lái)一個(gè)并將其記錄下來(lái),而這個(gè)被記錄下來(lái)的唯一狀態(tài)就被認(rèn)為是量子坍縮后所形成的狀態(tài)。
因此,有科學(xué)家認(rèn)為,觀察者效應(yīng)從本質(zhì)上來(lái)講其實(shí)就是一個(gè)對(duì)量子狀態(tài)的篩選,當(dāng)觀察者與量子之間建立某種未知的聯(lián)系時(shí),就能夠從量子的多個(gè)疊加態(tài)中篩選出一個(gè)來(lái),從而形成我們認(rèn)知的結(jié)果。
但這并不代表著量子本身的其它疊加態(tài)就消失了,事實(shí)上這些疊加態(tài)依然存在,它們只是不適合觀察者所導(dǎo)向的結(jié)果罷了。
所以,無(wú)論是觀察者效應(yīng)還是量子坍縮,其本質(zhì)是讓量子的狀態(tài)能夠被我們所感知,并非是量子因?yàn)橛^察者而改變,意識(shí)更加不可能作用于量子!因?yàn)闊o(wú)論我們?nèi)绾斡^察,量子的疊加態(tài)總是存在的,只不過(guò)我們的觀察導(dǎo)向了我們想要的結(jié)果而已!
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