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找一个朋友
1932年,物理学家约翰·冯·诺依曼决定拆解双缝实验,对各个方面加以数学分析,从而确定是哪个阶段导致了波函数坍缩。
测量过程的某些方面一定是特殊的。
他研究了正在生成的粒子,研究它如何离开发射器,如何接触狭缝,如何穿过狭缝,如何出现在另一侧等,并计算了相关的波函数。
最后,令他大为恼火的是,他发现没有哪个阶段是特殊的。
量子力学实验的每个部分在物理学上都是等价的。
[1]
这极大地损害了哥本哈根诠释,因为既然不能证明是什么东西导致了波函数坍缩,那么为什么会出现坍缩呢?玻尔和海森堡耸耸肩,爱因斯坦挠了挠他的卷发,薛定谔关上了卧室的门。
我们最好不要问里面发生了什么。
最终,匈牙利物理学家尤金·维格纳就测量问题提出了引起最广泛讨论(最不具代表性)的解决方案。
他扩展了薛定谔的猫实验,把科学家本人纳入其中。
我们把猫关在密闭的盒子里,它处于一种死与活的叠加态;当科学家朋友打开盒子,会发现猫坍缩成一种本征态或另一种本征态。
两种可能性各占50%。
现在假设实验是在一个封闭的房间里进行,而维格纳等在房间外。
如果认真对待哥本哈根诠释,那么粒子既触发了探测器,又没有触发探测器,既杀死了猫,又没有杀死猫。
在维格纳看来,他的科学家朋友会打开盒子,同时发现一只死猫和一只活猫。
维格纳的朋友也将处在叠加态,既看到一只活猫而感到如释重负,又看到一只死猫而感到惊恐万分,寻找刷子和抹刀。
只有当维格纳打开实验室的门,弄清楚里面究竟发生了什么以后,他朋友的波函数才会坍缩。
[2]
但这是荒谬的。
维格纳的朋友不可能处于叠加态,因为从来没有人观察到这样的人类大脑。
在任何时候人类都不可能同时观察和不观察。
意识总是处于本征态。
因此,维格纳说,意识一定是坍缩的波函数。
根据维格纳的说法,在谈论测量的时候,我们实际上是在谈论一个正在观察的有知觉的头脑,因为头脑不存在叠加态,所以它观察到的粒子也不存在。
需要明确的是,维格纳并不是在量子牛油果(3)领域获得网络文凭的小人物。
他获得过诺贝尔奖,是众所周知的追求实际的物理学家。
他并不喜欢把意识引入辩论中,但他别无选择。
小心谨慎
意识在过去是一个谜,现在仍然是。
但由于实验的其他部分都可以被描述,所以波函数坍缩只可能发生在有意识的头脑中,这也是我们没能完全理解的地方。
维格纳的解释暗示了一些非常离奇的事情。
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