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我們的世界根本上是粒子組成的,而粒子是基于概率和隨機的,當波函數(shù)坍縮的時候才以粒子的形式出現(xiàn),而促成波函數(shù)坍縮的的,正是智能觀察者剖淀。
哥本哈根解釋Copenhagen interpretation
哥本哈根是北歐國家丹麥的首都,100年前哥本哈根聚集了多位量子力學領(lǐng)域的先驅(qū)纤房,包括尼爾斯波爾Niels Bohr纵隔、維爾納海森堡Werner Heisenberg、沃爾夫?qū)堇鸚olfgang Pauli等炮姨。
哥本哈根解釋是1925年由波爾和海森堡提出的量子力學解釋捌刮。哥本哈根解釋指出:物理系統(tǒng)在被測量之前沒有明確屬性,量子力學只能預(yù)測結(jié)果產(chǎn)生的概率而不是結(jié)果本身舒岸,測量行為會影響系統(tǒng)绅作,讓概率坍縮為一個可能的結(jié)果,這個過程叫做波函數(shù)的坍縮蛾派。
哥本哈根解釋可以說是量子力學最正統(tǒng)的理論俄认,也是近百年來影響最大的量子力學學說。但同時洪乍,對它的反對和質(zhì)疑也從未停止眯杏。
薛定諤的貓Schr?dinger's cat
1935年,奧地利物理學薛定諤家提出了一個假象實驗壳澳,用來闡述哥本哈根解釋導(dǎo)致的悖論:在一個封閉的箱子里岂贩,有一個放射源和一個感應(yīng)器,只要有哪怕一個原子發(fā)生衰變就會觸發(fā)感應(yīng)器擊破毒氣瓶釋放毒氣巷波,進而殺死躲在箱子中的小貓萎津。
由于量子的不確定性,在被觀測之前抹镊,放射源是一直處于衰變和不衰變的疊加狀態(tài)姜性,進而導(dǎo)致小貓?zhí)幱谒篮蜕寞B加狀態(tài)。
薛定諤貓的實驗髓考,實際上是把微觀的量子力學不確定性直接放大到貓這樣的宏觀層級,導(dǎo)致產(chǎn)生反常識現(xiàn)象弃酌。
處于生和死兩種狀態(tài)混沌之中的一只貓氨菇,這似乎無法想象儡炼。然而對于量子力學來說這不是問題,因為“無法觀察的物理量是無意義的”查蓉,同樣討論一只我們無法觀察的貓?zhí)幱谑裁礌顟B(tài)并不是量子力學的研究范圍乌询,甚至我們都不應(yīng)該去思考它。
薛定諤的貓的確處于一種生死疊加狀態(tài)豌研,但如果我們開箱觀看妹田,這個觀察行為將立即導(dǎo)致疊加狀態(tài)坍縮為任意一種可能結(jié)果,可能生也可能死鹃共。
可以說你開箱后的第一眼殺死了里面可憐的貓鬼佣,也或者救活了它。智能觀察者的觀察行為決定了貓曾經(jīng)被毒死或者沒有被毒死的歷史霜浴。
多重宇宙Many-worlds interpretation
具有薛定諤貓同樣神奇的一個情況是多重宇宙晶衷。我們現(xiàn)在討論多重宇宙的內(nèi)容是沒意義的。如果有一天我們掌握了打開多重宇宙的方法阴孟,當你打開另外一個宇宙看它第一眼的時候晌纫,就決定了這個宇宙中每個生物的歷史命運,因為你的觀察讓整個宇宙脫離混沌狀態(tài)永丝,“一時明白起來”锹漱。
如果多重宇宙真的存在,那么人類的終極能力恐怕就是有選擇的打開一個最完美宇宙慕嚷,在那里圓周率恰好等于3.1415926哥牍,光速恰好是每秒30萬公里,量子常數(shù)恰好是普朗克常數(shù)....
維格納的朋友Wigner's friend
當我們還在為薛定諤的那只貓糾結(jié)不清的時候闯冷,1961年砂心,匈牙利物理學家維格納Eugene Wigner的假想實驗又把他的一個朋友放入了盒子里。
這下子搞大了蛇耀。
處于生死疊加狀態(tài)的人會是什么樣的感覺呢辩诞?當我們打開箱子的時候,朋友將如何表述他的剛才的生死狀態(tài)疊加經(jīng)歷呢纺涤?
多宇宙理論給出的解釋是译暂,當我們打開箱子的時候,只是選擇了箱內(nèi)情況多個版本中的一個撩炊,對于箱內(nèi)朋友來說并沒有什么不適應(yīng)外永,如果他還活著那也是只是在這個箱子宇宙副本中他還活著。
這就像是如果其他高級生命掌握打開多宇宙技能之后拧咳,偶然的打開了我們的宇宙伯顶,它可能會覺得我是從生死混沌中坍縮出來的,但我并沒有什么感覺,我的記憶不會不同祭衩,我的歷史過往也不會有歧義灶体。
然而多宇宙解釋并不能讓人滿意,每秒鐘就有數(shù)十億智慧生命在不停地發(fā)起觀察行為掐暮,而每個觀察又可能導(dǎo)致無限多的其他宇宙版本出現(xiàn)蝎抽,這個速度是以幾何級數(shù)增長的,實在大到無法想象路克。更無法想象的是樟结,僅僅因為我們多看某個原子一眼,就導(dǎo)致整個宇宙的無限次分裂復(fù)制精算,這也太小題大作了瓢宦。
當量子理論從微觀世界進入到宏觀世界,當智能意識體從科學的可選項變?yōu)楸剡x項甚至前提條件的時候殖妇,科學界遇到了諸多難題刁笙,或者說這些難題本身越來越明朗起來疲吸,而至于答案前鹅,那么應(yīng)該也不那么遙遠了。
從生死疊加的貓在開箱一瞬間坍縮為現(xiàn)實舰绘,從概率波函數(shù)坍縮為粒子捂寿,這一瞬可能就是時間的最小單位。
量子的混沌隨機性蔓彩,到疊加狀態(tài)驳概,到統(tǒng)計學概率,以及這些屬性如何在從微觀到宏觀的躍遷中逐漸消失更卒,進而演變進化出現(xiàn)智能現(xiàn)象蹂空,智能體再以觀察行為導(dǎo)致其他量子的坍縮俯萌,這其中包含的知識可能就是科學的終極答案绳瘟。
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