Re: [問題] 量子力學對"觀測"的詮釋?

[ijsfkira (ijsfkira)]

※ 引述《louis925 (稚空)》之銘言：
: 在量子力學裡，
: 我們總是假設一個 wavefunction 在被某個 observable 觀測之後
: 會崩潰到該 observable 的 eigenstate 上
: 然而什麼樣的步驟或東西在量子力學裡該定義為"觀測"和"觀察者"呢?
: 這個崩潰的過程到底是如何發生的呢?

以下簡短回覆不討論觀測和觀察者的界定...因為我覺得太困難討論清楚了

至於崩潰的過程...從量子力學開創 一直以來都有很多派說法啊

例如Bohm的領波詮釋

在這個詮釋中 有波函數這個物理量 但卻不是代表物質隨位置的機率分佈

而和另外一個guiding equation結合起來 告訴你物質"真正"的位置是如何被波函數影響

(也就是說 波函數的意義是告訴物體的真正位置該如何隨時間作變化)

所以就沒有塌陷的問題

其他的詮釋還有科幻作品最喜歡的多重宇宙詮釋


當然這些說法都不流行了 現在最流行的是Quantum Decoherence

就是說 波函數會隨Schrodinger equation變化 但是不會塌陷

觀測到的塌陷都是由於觀測系統和儀器 外在環境三者的交互作用

整個系統依舊根據Schrodinger equation隨時間變化

但由於交互作用使觀測系統在某些態會最容易出現

至於為什麼流行 我想主要是因為有人(去年的諾貝爾獎主Haroche)做出相關實驗的原因

而且塌陷讓人覺得最不舒服的地方之一

就是在於沒有一個物理準則和圖像

究竟為什麼巨觀古典的物體不會像微觀量子世界一樣有疊加態

為什麼貓不會又死又活 但電子卻可以在這又在那的

彷彿世界就被拆解成微觀量子和巨觀古典這兩個部分

Decoherence的答案就是一切都只是系統尺度和變化速度的問題


: 我們在量子力學中，總是用 wavefunction 來描述一個系統的狀態
: 並且用 Schrodinger equation 來計算一個 wavefunction 是如何隨時間演化的
: 但我們從來就沒有用 Schrodinger eq 來描述觀察的過程
: 觀察者總是獨立於系統之外，不被量子力學所描述
: 然而會導致波函數崩潰的觀測行為卻操控在觀察者手上
: 我甚至不清楚怎樣的物理過程應該界定為觀測
: 舉 Stern-Gerlach 實驗為例，
: 我們把銀原子的電子spin當作我們的要描述的系統，而磁場是觀測者
: 當電子經過磁場時，
: 磁場對電子的 spin 做觀測，由其 spin 上或下，來決定其所走的路徑
: 且在觀測完後，該 spin 就崩潰到所測得的 eigenstate 上。
: 但同樣的現象是不是也能把磁場包含進我們的系統中呢?
: 這樣整個過程只會有光子的波函數和電子的波函數交互作用，而沒有 spin 的崩饋。

: 甚至如果把世界上所有的物體都用波函數一起描述
: 那是不是就不再有觀察和波函數的崩潰這個過程了呢?

這就是量子宇宙學的大問題啊

就算quantum decoherence處理了讓大家覺得最不舒服的塌陷問題

但依然不太能處理這個問題

: 真正在做實驗的人，到底是如何界定觀測和交互作用的呢?
: 雖然量子力學已經修了好幾次了，卻很少有聽到教授提起這個部分
: 最近突然有機會完整讀完 Griffith 的量力的最後一章
: 他有提到這些問題，不過他似乎表示這部分仍然在研究中

因為不是做這一塊的大概教授自己也不知道進展

他們知道的多半就跟一般量子力學教科書的一樣多

特別又是在台灣...據我所知 好像沒有甚麼人是在做這方面的

當然可能是我孤陋寡聞 還歡迎有人來糾正我


: 不知道有沒有人有更進一步的看法或消息?
: 如果以上有理解或觀念錯誤，還請大家不吝指教
: 謝謝

您可以參考pipidog過去的文章

另外還有一個一直以來都很專注這方面的物理學家Zurek(惠勒的學生)

在這領域孤單辛苦耕耘了好幾十年 也算是這十幾年來有了些名聲
(當然一直以來我都很好奇他的故事和八卦

這也算是我發這篇文目地 想請問有沒有人知道)

他做了一套把decoherence講得非常詳細的工作(例如環境如何選出系統被觀測到的state)

但對我來說太詳細了 沒有好好搞懂過

他有很多篇統整性質的paper您有興趣可以參考



當然不只這一派啦

像因為Yang-Mill理論可重整性而得到諾貝爾獎的特霍夫特

最近幾年都在研究量子力學根本的問題

由於我不是很懂他在幹甚麼 只是聽過他的演講 就不多提

只是他認為量子力學只是某個更根本理論近似的結果或emergent的現象

你自己找找資料應該就可以了 他也會在一些網站上為他做的工作作辯護

我只覺得他的想法遠比上面提到的都還要奇特神秘...


另外Weinberg也說

他認為現今任何一個量子力學基本的解釋都有嚴重的缺陷 應該更認真看待其他的理論

我只能懷疑 是不是老了或成佛了又會開始再回過頭來想量子力學基本的問題XD?



但我個人的偏見是覺得 把這些東西搞懂對年輕物理學生的CP值實在是太低了...

尤其當現今物理學又有這麼多有趣又有比較多人做或在意的東西

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◆ From: 119.14.85.132
※ 編輯: ijsfkira        來自: 119.14.85.132        (02/16 23:21)
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※ 編輯: ijsfkira        來自: 119.14.85.132        (02/16 23:29)
推 henrypinge:簡單說就分兩派  一派說黑盒子能用就先用不要管黑盒子
→ henrypinge:裡面到底有什麼  除非黑盒子不適用了
→ henrypinge:另一派認為不能因為黑盒子能用就不管裡面有什麼
推 JAPTX4869:波函數不是物理量
→ ijsfkira:在領波詮釋的波函數是一個跟在一般量子力學學到完全不一
→ ijsfkira:樣的東西 我只好姑且稱之為一個"物理量"
推 louis925:感謝! i大說明!!
推 fragmentwing: 感謝這篇的存在