爲什麼說量子疊加態可以讓因果關係顛倒?

tdjrx


首先題主是一個科學愛好者,起碼可以知道量子疊加態。但是題主許多概念不清,量子疊加態和因果顛倒沒有必然關係!

物質運動超越光速才能顛倒因果,所以題主是把相對論和量子力學中的某些概念混淆了!

量子疊加態是微觀世界很常見的一種現象,但是在宏觀世界就不存在,這也違揹我們的日常邏輯,量子態疊加通常用波函數表示。


在微觀世界裡,一個粒子的狀態可以是A也同時是B。波粒二象性就是一種疊加狀態,不去觀測光子的運動軌跡,那麼光子就具有波動性和粒子性的共同狀態。只有觀察行為才會導致這種疊加狀態坍塌。

量子疊加原理是微觀世界基本的現象,也是量子加密通信的基礎原理所在。但是這種疊加狀態體現在宏觀世界就顯得極其的毀三觀!

在量子力學的雙縫干涉實驗中,不去觀察電子時,它就可以同時經過兩條細縫;只有觀察行為才會導致電子的這種詭異性質消失。

在宏觀上的體現就是:小明從學校到家的路徑只有A和B。如果有一天,小明的媽媽問小明從哪條路回家,小明則會回答

“我同時經過兩條路回家”。小明的媽媽會以為他說胡話,如果第二天親自觀察小明回家路徑,就會發現小明果然撒謊了,因為他的確只經過一條路徑回家了。 但事實卻是:只要我們不去留意小明回家經過哪條路這件事,那麼小明真的是同時經過路徑A和B!

這就是量子疊加的詭異之處,薛定諤為了反駁玻爾等人的這種解釋,便舉例了“薛定諤的貓”予以嘲諷!

這也就是我們熟悉的那隻半死不活的貓!在沒有打開盒子之前,沒有人知道貓到底是死是活。你可能會說:“這不是廢話了,因為沒有打開盒子,看不見裡面的情況,自然不知道貓的生死,但是貓要麼死要麼活,絕對不會又死又活!” ......可是,微觀世界的疊加狀態就是這麼神奇,把這種神奇現象拓展到宏觀世界也就是說:那隻貓在沒有被觀察前,就是同時處於死和活的兩種狀態!只有觀察才會導致貓的生死疊加狀態坍縮成一面性,觀察行為導致貓的狀態變成了 要麼死 要麼活 其中確定的一個了!


量子疊加態並沒有違背因果,這種現象出現在微觀世界,只是在宏觀世界是很難察覺的到而已,所以不存在什麼因果悖論之說!


科學認識論


量子疊加態不是讓因果關係顛倒,而是讓你和你的歷史有可能產生干涉聯繫而已。

我們都知道單粒子(光子)量子干涉實驗,也就是狄拉克量子干涉。就是單粒流(每個粒子按順序排隊且還有一定時間間隔)射向對稱雙縫,或對稱多縫量子干涉器,在柵後屏上將產生干涉譜。但是隻要觀測了(就是設置了不對稱條件,也就是給定了約束條件),如在某個縫後設置單粒子檢測器,則干涉現象就消失。

還有就是著名的“薛定諤的貓”。不觀測不知貓的死活,只有觀測後才知貓的死活。這些似乎都是“結果決定論”,好像是“因果顛倒”,或叫“果決定論”。

其實是沒搞清楚量子疊加原理。量子力學是給定了一個“自洽”形式的狀態空間,或粒子的自在自洽運動信息空間。以一種“全域的、對稱的、虛的、沒做實”方式存在。當只有出現了“不對稱約束”時,這個信息空間就坍縮到一個明確空間上,或者說,給定了邊界條件了,量子力學方程有解了!以前可以說是“不定積分”,給了邊界條件,如設了“觀察哨”,則就是“定積分”,有固定解了!狀態坍縮了!

從某種角度說,每個人對量子系統的觀測結果都不一樣。要想取得一致觀測結果,必須設置“對稱觀測系統”。

例如,用量子糾纏雙光子探測目標,且可實現不測回波探測目標。關鍵是對保留糾纏光子,不要進行不對稱觀測(檢測)。

因果關係是物質相互作用空間上的一個本質邏輯。如果因果關係遭到破壞,也只能在物質粒子級別上的,自在和自洽運動空間發生,即量子世界裡。只要在物質的相互作用空間裡,物質是遵守各種守恆定律和因果關係的。這也就看出,廣義相對論是相互作用時空上的守恆規律;量子力學考慮、疊加上了一定的自在自洽運動空間的性質。因此,它們不調和。它們要在更本質的體系下統一!


譚宏21


如果知道為什麼,近一個世紀的愛因斯坦和玻爾之爭就解決了。量子力學的哥本哈根詮釋確實和因果律、現實性以及局域性發生不可調和的矛盾,這個問題八、九十年前的愛因斯坦和薛定諤就看出來了,玻爾、泡利、波恩和海森堡也看出來了,後來的大多數理論物理學家和實驗物理學家,從貝爾、阿斯佩克特、費曼、溫伯克到潘建偉等人,也都明白這個矛盾的不可調和。為此,他們分別形成兩大陣營,為這個問題爭論了近一個世紀,雖然量子力學略佔上風(否則題主不會提出這樣的問題),但是應該說還遠沒有解決。量子力學(當然是哥本哈根詮釋)之所以佔上風主要是因為得到大多數實驗的支持,當時任然無法在理論上和邏輯上調和這些矛盾。多年來,很多人提出各種各樣的說法,比如,玻爾斷定,根本“不存在量子世界,存在的只有對世界的量子描述”,用近乎不講理的方法爭辯。還有泡利說的“不用費腦筋想這些問題”,海森堡說的“探針尺寸太大,觀察干涉了量子”,還有後來提出的“觀測導致塌縮”,“量子的退相干”理論,貝爾臨死前傾向於放棄局域性假設,以及費曼的“沒有人懂量子力學”,潘建偉的“搞懂量子力學,死都願意”等等等等,就是因為得到大量實驗支持的新理論和人們長期形成的認知常識(因果、現實和局域)無法找到合理解釋的矛盾。實際上近一個世紀的理論物理學,就是人們企圖用各種方法調和這個矛盾的歷史,從愛因斯坦的統一場論,到波姆的隱變量理論,再到目前如火如荼的超弦理論(“弦”不就是一種隱變量嗎?),許多物理學家(比如格林、斯莫林等)就把調和這個矛盾列為現代物理學的五大問題之一。

總之,這個問題並沒有解決,至今沒有人能夠解釋為什麼,要麼你重新詮釋量子力學,要麼放棄因果律、現實性或者局域性(放棄全部或其中之一),重新建立對世界的經驗認知常識。近一個世紀以來,那些全世界最聰明的大腦,早就把這個事情想遍了,他們都沒弄明白,還有誰比他們更明白?需要等待新的事實,或者新的天才。


zcjing


惠勒的推遲決定試驗違反了因果關係,薛定諤的貓現象中,也存在著對因果關係的違背,放射源可以在你幾天後的觀測時,根據因你的觀測而導致的疊加態的坍縮,所隨機坍縮成的死貓或活貓,再來決定幾天前它要不要進行放射。

違反因果關係的原因,不在於狀態是不是疊加態,是不是由波函數描述,而在於哥本哈根學派所說的疊加態或波函數,不是對觀測到的狀態描述,而是對觀測前的狀態描述,但觀測又會導致這種描述發生隨機的改變。顯然,惠勒試驗和薛定諤貓現象中,違反因果關係的推遲決定都發生在觀測前。由於是觀測前的事件,不可觀測驗證的事件,觀測會改變的事件,所以,關於這個事件的因果關係,想怎麼描述,就可以怎麼描述,即使違反了因果律,你也無法通過觀測驗證說它不合理,因為你無法通過觀測來證實它不會存在。

哥本哈根學派的問題根源,是它描述了觀測前的,觀測又會改變的狀態,這顯然不符合物理學所應遵守的原則,這個原則就是,物理學,只能討論觀測到的現象。

解決困難的出路,是給波函數找到一個可以觀測驗證的解釋。

建議物理學家把玻爾、玻恩先放在一邊,趕緊去研究玻姆吧。


董加耕


在理性和邏輯的薰陶下,在認知經驗的侷限下,我們一直以為物質決定意識客觀決定主觀。而事實是主客相融心物一元,在宏觀世界意識對物質毫無作用所以固化了我們的認知觀念,在微觀世界則大不同,意識能夠使電子在波粒的疊加態中顯現粒子態,當人類圓滿了自己的認知本能後,自然和生命的真相將大白於天下。


陽光明貞


態的疊加並非導致量子力學非決定論的原因。根本原因在於,按照量子力學的觀念,在量子力學的體系中,刻畫對象運動特性可以同時運用的參數少於經典力學體系。這樣,量子力學對對象行為的描述就不如經典力學詳盡,無法對對象的發展作出肯定的預測。這個意思是說,對於一個已知初始狀態的對象,即使我們掌握了影響對象運動的全部因素,並且對這些因素做了精心安排,但我們依然無法對對象未來的狀態作出肯定的預測,而只能對對象發展成什麼狀態的概率作出預測。這就是量子力學學的所謂非決定論。


遠處之光


量子疊加態的坍縮不可以讓因果關係顛倒。你理解錯了,還是用經典物理宏觀世界去想象量子物理。薛定諤的貓,還有什麼觀察者意識決定了物質,都是初學者特喜歡討論的。想了解量子物理就真得下功夫從基礎學習,踏踏實實的,否則和修仙區別不大,特別容易走火入魔。


beorio


因為一切研究都無法擺脫宇宙空間的約束!又其是微觀!這才是人類無能為力的真實之理!空間才最後決定一切!一切再宏觀!也將包容於太空之中的一體化之內!這才是宇宙真理性的定數再偉大,就是太陽系銀河系也無能為力!愚人釋道!普渡眾生!有知而無智者莫評!


分享到:


相關文章: