物理学地球观是什么,地球物理学专业排名( 二 )


【女儿可以既在又不在客厅里吗?】但在量子力学里就不一样了 。量子力学就像说你的女儿既在客厅又不在客厅,你要去看这个女儿在不在,你就实施了观察的动作 。你一观察,这个女儿的存在状态就坍缩了,她就从原来的,在客厅又不在客厅的叠加状态,一下子变成在客厅或者不在客厅的唯一的状态了 。所以量子力学怪就怪在这儿:你不观察它,它就处于叠加态,也就是一个电子既在A点又不在A点 。
你一观察,它这种叠加状态就崩溃了,它就真的只在A点或者真的只在B点了,只出现一个 。那有人就会说了:这是诡辩,你怎么知道电子不观察它的时候,它既在A点又不在A点呢?好,这就是量子力学发展过程中,很多实验确证的事情,其中一个最著名最重要的实验,就是干涉实验证实 。【电子同时在两处】电子在没有观测的时候,没有确定的状态 。
所以这件事是量子力学最诡异的事情 。懂了这个,就懂了量子力学最诡异的东西,而且随后我们就能来证明:量子力学离不开意识,意识是量子力学的基础 。单体的叠加态:薛定谔的猫刚才说的是量子力学第一个诡异之点,现在我们来看看这个诡异之点往下推论,能够推出什么结果 。最后结果会使大家认识到,意识是量子力学的基础,物质世界和意识不可分开 。
这个实验是量子力学的创始人薛定谔提出的,被称为“薛定谔的猫” 。【既死又活的叠加态猫】现在我来说薛定谔的实验是什么:把一只猫放进一个封闭的盒子里,然后把这个盒子接到一个装置上,这个装置包含一个原子核和一个毒气设施 。原子核有百分之五十的可能性发生衰变,衰变的时候就会发射出一个粒子来,这个粒子一发出来就会触发毒气设施,毒气一触发就会杀死这只猫,就是说猫也处于这种既死又活的迭加状态 。
这是他想象中的一个实验 。这个问题一提出来,物理学家一个个都惊呆了,原来以为只有微观世界才有这种态叠加,就是状态不确定,既处于这个状态,又不处于这个状态 。现在宏观世界也一样了,猫不就是这样吗?有一只既死又活的猫 。这与我们的经验严重违背 。这个实验实际上就是“女儿在客厅里,女儿不在客厅里”变了个样子说出来 。
这个猫是死了还是活着?既死又活是同时存在的,量子力学认为两者同时存在 。那么怎么可能既死又活同时存在呢?人不能想象这种状态,于是大家就把这个实验进一步讨论下去 。【从不确定到确定可避免意识参与吗?】1963年获得诺贝尔物理学奖的维格纳想了一个新的办法,他说:我让个朋友戴着防毒面具也和猫一起呆在那个盒子里面去,我躲在门外,对我来说,这猫是死是活我不知道,猫是既死又活 。
事后我问在毒气室里戴防毒面具的朋友,猫是死是活?朋友肯定会回答,猫要么是死要么是活,不会说是半死不活的 。他这个说法一出来大家就发现,问题在哪儿呢?一个人和猫一起呆在盒子里,人有意识,意识一旦包含到量子力学的系统中去,它的波函数就坍缩了,猫就变成要么是死,要么是活了 。也就是说猫是死是活,只要一有人的意识参与,就变成要么是死,要么是活了,就不再是模糊状态了 。
维格纳总结道,当朋友的意识被包含在整个系统中的时候,叠加态就不适用了 。即使他本人在门外,箱子里的波函数还是因为朋友的观测而不断地被触动,因此只有活猫或者死猫两个纯态的可能 。维格纳认为,意识可以作用于外部世界,使波函数坍缩是不足为奇的 。确实只能这样认为 。因为外部世界的变化可以引起我们意识的改变 。大家想过没有,牛顿第三定律说作用力与反作用力是相等的 。

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