作业帮为什么波函数被观察了之后会崩溃?（量子力学）
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/18 04:01:52
为什么波函数被观察了之后会崩溃?（量子力学）
为什么波函数被观察了之后会崩溃?（量子力学）
为什么波函数被观察了之后会崩溃?（量子力学）
20世纪早些年,量子力学理论在解释原子层面现象方面的成功掀起了物理学革命.在原子领域下,物质运动不再遵守经典的牛顿力学规律.在量子理论解释它们取得瞩目成功的同时却引发了爆炸性激烈的争论.它到底意味着什么?量子理论指出宇宙并不像经典理论描述的那样,决定宇宙状态的是所有粒子的位置和速度,而是一种叫作波函数的数学对象.根据薛定鄂方程,该状态按照数学家称之为“统一性”的方式随时间演化,意味着波函数在一个被称为“希尔伯特空间”的无穷维度空间中演化.尽管多数时候量子力学被描述成随机和不确定,波函数本身的演化方式却是完全确定,没有丝毫随机性可言的.
关键问题是如何将波函数与我们观测到的东西联系起来.许多合理的波函数都导致看似荒谬不合逻辑的状态,比如那只在所谓的量子叠加下同时处于死和活两种状态的猫.为了解释这种怪异情形,在20实际20年代,物理学家们做了一种假设：当有人试图观察时,波函数立即“坍塌”成经典理论中的某种确定状态.这个附加假设能够解决观测发现的问题,然而却把原本优雅和谐统一的理论变得七拼八凑,失去统一性.随机性的本质通常归咎于量子力学本身就是这些不顺眼假设的结果.
许多年过去了,物理学家们逐渐抛弃了这种假设,转而开始接受普林斯顿大学毕业生Hugh Everett在1957年提出的一种观点.他指出“波函数坍塌”的假设完全是多余的.纯粹的量子理论实际上并不产生任何矛盾.它预示着这样一种情形：一个现实状态会逐渐分裂成许多重叠的现实状态,观测者在分裂过程中的主观体验仅仅是经历完成了一个可能性恰好等于以前“波函数坍塌假设结果”的轻微的随机事件.这种重叠的传统世界就是第三层多重宇宙.