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66662周前
到一开始的问题,量子力学目前的确还无法回答在测量之前,粒子是否还存在的争论,即便是做实验也无法解答这一问题。就以最经典的电子双缝干涉实验为例,如果只发射一个单电子,它抵达荧屏时就会表现成点状图案。这是因为电子和荧屏撞击就相当能量干扰,导致电子的波函数坍塌。所以电子的波动性消失才在荧屏上留下粒子性的点状。而我们要想知道电子在抵达荧屏前到底是什么样,就只能在荧屏前加一个测量装置,而一测量电子同时又变成粒子性。 所以不管我们怎么搞,电子永远都是呈现给我们波函数坍塌之后的状态。至于波函数在坍塌之前是什么样没有人知道,所以就有物理学家感慨,大自然貌似阻止人类窥探粒子真实的样子,探寻波函数的本质也是了解现实世界起源的基础。 出于人类本能的探索欲,物理学家才对这一问题前赴后继的研究,可目前依旧无解。而如今物理学已经转变了思路,既然我们不知道波函数在坍塌之前是什么样,但我们能知道它坍塌的结果,而结果和起初的状态是通过坍塌的这一过程来衔接的。或许我们只要搞懂波函数坍塌的物理过程,就会搞清楚波函数原本的样子。 目前主流学界关于波函数坍塌过程有四种解释。 · 最经典的说法是哥本哈根学派的诠释。该学派认为测量行为和波函数坍塌应该视为一个整体的系统测量即坍塌,所以不应该将测量行为独立于坍塌之外。但在其他学派看来,哥本哈根学派永远只是描述现象从不直面本质。 · 第二种比较流行的诠释是罗杰·彭罗斯提出的引力坍塌。这种诠释认为,如果一个量子物体处于多个位置的叠加状态,每个位置状态都会通过它们的引力相互作用"感觉"到其他的位置状态,就好像这种引力导致物体测量自己迫使它坍缩。 · 第三种诠释是自发坍塌说,简称GRW模型。GRW模型认为,波函数坍塌是自发进行的,因为波函数总是会受到某些未知因素的干扰,这些干扰就会诱导波函数自发的坍塌成可观测的状态之一,也就是本征态。 自发坍塌的快慢取决于量子系统的尺度。如果系统尺度比较小比如说次原子粒子,那么它自发坍塌的时间就比较长,所以很长时间都会保持波函数原来的状态。而如果系统十分大比如说宏观物质,那么系统内的波函数就会瞬间坍塌(系统内干扰的因素太多)。 GRW也是解释宏观物质为什么没有量子效应(量子退相干)的理论之一。 · 第四种:诠释则是冯诺伊曼-魏格纳诠释,也就是著名的意识假说。冯诺伊曼认为量子力学不但对微观粒子有效,对宏观的测量仪器乃至观察者同样有效,
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