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量子力学的诠释聚焦点就在于怎么理解波函数和坍缩

更新时间:2024-03-07 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

虽然答案讨论了经验主义的哲学观点,但并不完整,而且我认为对爱因斯坦隐变量理论的评价存在误解。HMj物理好资源网(原物理ok网)

首先,我想表达一下我的哲学倾向。 我读哥德尔的书也最多。 从实用的角度来看,我会倾向于波普尔的“三个世界理论”(唯物主义和唯心主义的终结者)。 我打算尽可能客观,但如果存在一定的偏见,那就是哥德尔的错。HMj物理好资源网(原物理ok网)

量子力学和哲学都很复杂。 为了理解它们,当简单语言和精确语言出现矛盾时,我会优先使用简单语言,避免过多的术语,以免答案变成康德式的。 。 。HMj物理好资源网(原物理ok网)

很多高票答案都给出了“是理想主义”或“不是理想主义”的明确答案,但我认为存在一定程度的主观选择。 如果客观来看的话,事情并没有那么简单。 我们来讨论一下得分情况。HMj物理好资源网(原物理ok网)

量子力学(波函数和矩阵力学)的正统描述非常抽象,对“物理本质”有不同的解释。 每个解释实际上都对应于(至少)解释者的哲学观点。HMj物理好资源网(原物理ok网)

1、量子力学解释的重点在于如何理解波函数和塌缩:HMj物理好资源网(原物理ok网)

中文维基百科给出波函数塌缩的定义为HMj物理好资源网(原物理ok网)

它是指某些量子力学系统与外界发生一定的相互作用后,波函数发生变异,成为一种本征态或有限数量的具有相同本征值的本征态的线性组合的现象。HMj物理好资源网(原物理ok网)

简单理解,开箱观察前处于既死又活的叠加状态的猫,在开箱观察时就塌陷成一只确定的死猫。 这是一个波函数塌缩的过程。 最广泛接受的哥本哈根解释将观测过程描述为波函数的塌缩,并认为这是一个真实且基本的物理过程; 其他解释可能认为,波函数的塌缩是一个更深刻的物理过程的出现和结果,即爱恩斯坦一直坚持的观点。HMj物理好资源网(原物理ok网)

所以原来的问题就相当于问了下面的问题:HMj物理好资源网(原物理ok网)

1997 年的一篇文章进行了一项小规模调查[1]。 量子物理学家接受的解释(与量子力学的正统描述不矛盾的理论)包括,按投票顺序:HMj物理好资源网(原物理ok网)

前三种解释我之前已经知道,稍后会详细回顾。 一致性历史和GRW都绕过了测量的问题,所以我们暂时不讨论它。 还有其他的解释,我不太明白……HMj物理好资源网(原物理ok网)

至于很多答案中涉及到的退相干,我认为并不是新的解释物理学家巴,而是量子力学分析的结论,解决了量子力学如何转变为经典力学的问题。 波函数塌缩突变的后果是否能够得到明确解释仍存在巨大争议[2]。 我个人认为,由于退相干无法独立于某些量子力学解释来回答波函数塌缩后果的问题,因此它应该被视为无法解释。HMj物理好资源网(原物理ok网)

2、哲学概念的判断标准:HMj物理好资源网(原物理ok网)

我认为,如果要判断一个解释是否基于唯心主义,你需要确定:HMj物理好资源网(原物理ok网)

这样我们就可以充分地区分不同的哲学观点。 (注:这里的存在是哲学意义上的存在)HMj物理好资源网(原物理ok网)

我认为“波函数塌缩是否是一个真实的过程”这个问题与是否唯心无关。 与这个问题相关的是,物理学的基本原理(万物理论)是决定论还是非决定论(假设万物理论首先存在,否则大批物理学家就该别玩了,不是人人都是狄拉克)。HMj物理好资源网(原物理ok网)

由于意识形态的影响,国内教科书对唯心主义的描述过于简单化。 实际上有无数的哲学流派。 欧洲哲学流派大致可分为两个传统,一是洛克-伯克利和休谟的经验主义,二是笛卡尔-斯宾诺莎-莱布尼茨-康德的“数学”理性主义。 。 两个学派都有自己的唯心主义和唯物主义哲学观点。 即使他们都是唯心主义者,他们不同的哲学观点也有很大不同。 马克思的唯物主义体系是各种流派的混合体。 罗素评论说“任何关于这个体系的简单陈述无疑都是错误的”[3],所以我打算不详细讨论马克思唯物主义的标准,我也不会来这里。HMj物理好资源网(原物理ok网)

根据前面提到的标准,我尝试对可能的解释进行粗略划分,但并不完整:HMj物理好资源网(原物理ok网)

(首先,我们承认人类观察到的粒子的存在;同时,我们必须保证它们不与自身或量子力学相矛盾)HMj物理好资源网(原物理ok网)

观察到的粒子是被感知的,因此它们在观察之前就存在。 因为它们无法被感知,所以粒子和波函数都不存在——伯克利学派的经验唯心主义。 颗粒物质在观察之前就已存在。 经过观察,粒子的存在与物质世界和知识世界有关。 波函数仅作为知识存在——波普尔的三世界理论。 波函数作为物质的固有属性,在观测前后都存在,不受人类认知形式的限制。 观察到的粒子并非物质本身所固有的——康德学派在德国唯心主义观察之前,“上帝”能够感知粒子和波函数,因此粒子和波函数一直存在——真正的伯克利主教并没有出现在量子的主流解释中物理学,但也有类似的思想实验和解释者观察到的粒子作为事实上的物质存在。 粒子在观察之前就已经存在,而波函数不是事实上的物质,因此不存在——唯物主义的观点。 观测之前的波函数是事实物质,观测引起它的变异——这是早期阶段。 薛定谔认为波函数是电荷密度在空间中的色散的观点也是唯物主义观点,但这种观点现在应该不流行了。HMj物理好资源网(原物理ok网)

然而,物理学家不一定深入探讨哲学问题,比如存在到底是什么。 物理学家不在乎,因此有许多可能的哲学流派可以解释。HMj物理好资源网(原物理ok网)

3. 量子力学三种解释背后的哲学概念(按时间顺序)HMj物理好资源网(原物理ok网)

(一)哥本哈根解释HMj物理好资源网(原物理ok网)

是流传最广的解释,每个版本都包括波函数塌缩。 因此,在哥本哈根解释中,波函数塌缩是一个真实的物理过程,波函数被认为是概率波,是非确定性的。HMj物理好资源网(原物理ok网)

但波函数是否确实存在还是只是一个抽象概念,目前还没有定论。 对波函数的理解分为不同的哲学概念:HMj物理好资源网(原物理ok网)

有些人不讨论波函数本体:HMj物理好资源网(原物理ok网)

务实的狄拉克:别废话了,算算算! “闭嘴并且”HMj物理好资源网(原物理ok网)

还有更多经验主义的比如玻尔和费曼:任何不能通过实验验证的东西都是形而上学。HMj物理好资源网(原物理ok网)

本体论者也不同意:HMj物理好资源网(原物理ok网)

有些人是实在论者(海森堡可能是)并且允许真实的波函数。 但物理存在与概率波的概念并不相符,因此只能作为非物理的客观存在而存在。HMj物理好资源网(原物理ok网)

主观主义者认为,波函数只是一种计算工具,并不真正存在。HMj物理好资源网(原物理ok网)

不可知论派认为,无论如何衡量存在就足够了。 至于波函数,你认为它是真实的吗?HMj物理好资源网(原物理ok网)

总体而言,我认为哥本哈根学派绝对不是唯物主义的,可以粗略地认为是唯心主义的,但实际上它并不能很好地涵盖所有人。 其中,实在论者、主观论者和不可知论者对波函数的看法完全唯心主义,分别可以对应康德的德国唯心主义、贝克莱的经验唯心主义和休谟的不可知论。HMj物理好资源网(原物理ok网)

这样 @HMj物理好资源网(原物理ok网)

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如果我们接受哥本哈根解释,那么量子理论确实是唯心主义的。HMj物理好资源网(原物理ok网)

但我不同意哥本哈根学派都是经验唯心主义的笼统断言。 玻尔对波函数实证主义的态度不能被视为唯心主义。HMj物理好资源网(原物理ok网)

许多哥本哈根学派相信量子力学是完整的,这是一个在数学上无法证明的“信念”。 事实上,量子力学可以很好地解释我们目前的观察结果,因此它很可能是完整的。 然而,哥本哈根解释并不是标准答案。 因此,现在说量子力学是非决定论的、完备的、唯心主义就是真理还为时过早。 未来的报告将对偏差负责。HMj物理好资源网(原物理ok网)

(2)德布罗意-玻姆理论,又称炸鸡决定论()解释HMj物理好资源网(原物理ok网)

最不受欢迎的,被发现两次,并且不被主流量子串扰社区所容忍......HMj物理好资源网(原物理ok网)

隐变量理论认为,量子力学不是一个基本的、完整的理论,而是一些更基本、完整的理论的出现或​​近似。 还有更精妙的隐变量理论等待我们去发现。 德布罗意-玻姆理论是一种隐变量理论。HMj物理好资源网(原物理ok网)

比较著名的是爱因斯坦的局部隐变量理论,它导致了EPR悖论。 当然,最后人们认为爱因斯坦失败了,EPR悖论中预言的量子纠缠也被实验观察到了。HMj物理好资源网(原物理ok网)

主流不喜欢隐变量理论,认为概率波是最好的。 冯·诺依曼在平台上说,“我证明了隐变量理论是不可行的”(后来格蕾特错了,但女人的小手臂就是扭不动大腿)。 最后,贝尔定理(Bell)的发布证明局域性原理(物体只受周围力的影响,不能以超过光速的速度运动)与量子力学的预测不一致,因此两者只有一个是正确的。 因此,所有局部隐变量理论都与量子力学的正统表达相矛盾。 大多数基于贝尔测试设计的实验仍然倾向于相信量子力学而不是局域性原理。HMj物理好资源网(原物理ok网)

但据说贝尔支持玻姆的理论。 与爱因斯坦的方案不同,玻姆的理论是非局部隐变量理论。HMj物理好资源网(原物理ok网)

在该理论中,微观粒子可以具有确定的位置和动量,因此它们的运动可以用清晰的轨迹()来描述,但对于粒子位置和速度的测量仍然必须遵守不确定性原理。 粒子由波函数引导,并通过与量子势的相互作用表现出非局域完整性 ( )。 波函数根据薛定谔波动方程演化并且永不塌缩。 该理论可以完全重现与传统统计量子力学相同的实验结果。HMj物理好资源网(原物理ok网)

该理论放弃了局域性原理,但保留了决定论和实在论。HMj物理好资源网(原物理ok网)

在这个理论中,波函数存在并被视为“真实场”。 粒子是波函数在观察者看来的形式——波包,而不是实体。 接近康德的唯心主义和波普尔的“三个世界”理论。 在这一理论发展的早期,德布罗意提出了导波的概念,最近的实验也观察到了类似的现象[5]。 而这与物质波的概念是一致的,也使得波函数塌缩的解释非常符合先验直觉。 我个人认为这是一个美丽的理论。HMj物理好资源网(原物理ok网)

一种常见的批评(最常见的批评实际上是无知)是奥卡姆剃刀认为它可以简单地解释而不必那么复杂。 我反驳这一点。 哥本哈根的解释并不比玻姆的理论简单。 另一种批评是,粒子在这个理论中并不存在,这可能会引起一系列问题,这也导致了下面多世界解释的发明。HMj物理好资源网(原物理ok网)

(3) 多世界解释HMj物理好资源网(原物理ok网)

它因各种科幻电影而广为人知。HMj物理好资源网(原物理ok网)

这种解释认为波函数是真实的,但塌缩不是。 这是决定论的主张,但不是经典力学和爱因斯坦的决定论。 在最原始的版本中,测量不会带来崩溃,而是带来“分裂”的宇宙。 在一个宇宙中,猫死了,而在另一个宇宙中,猫还活着。 既死又活,并不存在悖论。HMj物理好资源网(原物理ok网)

玻恩的统计解释认为,波函数是一种统计分布而不是概率波,不能用来描述个体。HMj物理好资源网(原物理ok网)

适应玻恩规则的多世界解释的简单版本得出:HMj物理好资源网(原物理ok网)

爱因斯坦强烈支持统计解释,但没有认真对待多世界解释。 他认为一眼分裂宇宙就像一眼怀孕一样不可靠,但我个人认为这是一个误解。HMj物理好资源网(原物理ok网)

当然,多元世界的解释也演化出了许多其他不同的版本。 我读过的最疯狂的报告甚至放弃了叠加态(想找也找不到原文,如果有人知道请留言),采用德布罗意-玻姆理论+多态的融合世界解释中,多个世界中的《阿凡达》中的粒子彼此确定性地相互作用,使得所有粒子都满足波函数的统计分布,但单个世界中的测量结果却显得随机。 这种解释更接近统计力学。 当我们无法获得所有信息时,即使是受决定论影响的个体也会表现出随机性。我个人认为这是非常有趣的。 这是对波函数物理学的理解。HMj物理好资源网(原物理ok网)

多世界解释承认波函数是真实的,但与玻姆的理论不同,多世界解释是“纯波”,或者可能像康德的东西。 更好的哲学解释是波普尔的“三个世界理论”,世界1物理现实包括所有物理世界,世界3我们的客观认知只能反映世界1中的某个物理世界而不是全部。HMj物理好资源网(原物理ok网)

多世界解释常常被认为不是科学,甚至不是形而上学,因为它不符合波普尔证伪主义中对科学的“可证伪性”要求。 我姑且同意,毕竟只有不可观察的世界才能成为其他世界; 如果真如斯宾诺莎所说,存在一个“神”或者“宇宙”本身,能够感知所有世界,那么对于神而言,多世界的解释是不存在的。 真正的解释是德布罗意-玻姆理论,但世界已经变得更高维度,并且在某些维度上变得不连续。HMj物理好资源网(原物理ok网)

4. 爱因斯坦为什么不喜欢哥本哈根学派?HMj物理好资源网(原物理ok网)

说到量子理论,就不得不提到爱因斯坦。 作为量子力学的先驱,爱因斯坦拒绝接受哥本哈根解释并鄙视它。 爱因斯坦和玻尔对哥本哈根解释的争论最为激烈。 主要原因是波函数的坍缩是一个真实的物理过程,与爱因斯坦的哲学思想相悖。 在大多数人的心目中,爱因斯坦是一位严格的决定论者。 事实上,他并没有那么天真。 最近,Sai先生发表了一篇文章[6],系统地讨论了这个问题。 让我补充一些爱因斯坦的哲学观点。HMj物理好资源网(原物理ok网)

说的有失偏颇:HMj物理好资源网(原物理ok网)

但注意,这正是爱因斯坦等人的隐变量理论,也是洛克的观点(即唯物经验主义)!HMj物理好资源网(原物理ok网)

洛克的唯物经验主义有太多的缺陷,强迫症患者绝对无法忍受。 爱因斯坦的观点不是洛克的观点。 而且爱因斯坦的经验主义思想出自休谟,不知道比洛克先进多少。HMj物理好资源网(原物理ok网)

维基认为爱因斯坦是新康德主义、逻辑实证主义和决定论的混合体(我不知道官方翻译)[7]。HMj物理好资源网(原物理ok网)

从爱因斯坦与玻尔的争论以及他在普林斯顿与哥德尔的关系来看,爱因斯坦对实在论的态度应该是笛卡尔-斯宾诺莎-莱布尼茨-康德这一派的态度,这是理性的。 主义,它被认为是一种先验的物理假设,而不是经验的假设。 除此之外物理学家巴,毫无疑问爱因斯坦具有决定论倾向。 但这种决定论并不否认非决定论理论,而是认为物理基本定律是决定论的。 我认为这种观点可能与理性主义有关。 理性主义和非决定论看似矛盾,但仔细想想,我并没有发现什么严重的矛盾。HMj物理好资源网(原物理ok网)

哥本哈根解释必须要么直接否定实在论(如果真是这样,在我看来,研究物理的意义就只有使用了),要么就必须相信概率是物质的本质。 爱因斯坦似乎认为这个论点是武断的,而且实际上没有证据。 一个强有力的反对意见是,即使物理基本定律是确定性的,它们在更高层次上仍然可能是不确定性的。 因为更高层次的客观概念只存在于更高层次,不再出现在基本规律中。 有统计力学背景的爱因斯坦自然不相信量子力学是完整的。HMj物理好资源网(原物理ok网)

至于定域性原理,我认为是爱因斯坦画了钢丝。 爱因斯坦认为,如果我们不承认定域性原理,就必须承认“幽灵般的超距作用”的存在。 艾老师最牛的理论相对论已经说光速是速度的极限了。 他怎么能做出打自己脸的事情呢? 但限速真的需要就地原则吗? 求证明。HMj物理好资源网(原物理ok网)

参考HMj物理好资源网(原物理ok网)

【1】《The of:Many or Many Words?》,Max,1997:HMj物理好资源网(原物理ok网)

/pdf/quant-ph/.pdfHMj物理好资源网(原物理ok网)

【2】 A. . 还有-到-。 & 媒体。 1 2007 年。HMj物理好资源网(原物理ok网)

-3-540-35773-5HMj物理好资源网(原物理ok网)

【3】罗素《西方哲学史》HMj物理好资源网(原物理ok网)

【4】各种维基百科HMj物理好资源网(原物理ok网)

【5】,Y.; , A。; 普罗蒂埃,S.; ,J。; 福特,E.HMj物理好资源网(原物理ok网)

:一种波浪形式——水平?HMj物理好资源网(原物理ok网)

(PDF)。HMj物理好资源网(原物理ok网)

消息HMj物理好资源网(原物理ok网)

。 2010,41(1):14-18。HMj物理好资源网(原物理ok网)

【6】HMj物理好资源网(原物理ok网)

你还相信爱因斯坦反对量子力学吗?那你就不知道“上帝不掷骰子”是什么意思 - 赛先生 - 传送门HMj物理好资源网(原物理ok网)

【7】的 , 的HMj物理好资源网(原物理ok网)

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