韦德体育注册 深层解读诡异的量子力学，观测为何会导致“波函数坍缩”？

正如著名物理学家理查德·费曼所言，“没有人真正懂得量子力学！”这句话或许是最直接的回应。然而，这样的回答并不足以满足我们的好奇心，我们并不是非要精通量子力学不可，而是尽管我们对其知之甚少，却仍想了解为何它如此令人费解。

那么，让我们深入探讨一下，在量子世界的神秘现象中，我们的观察行为是如何导致波函数坍缩的，换言之，我们的观察是如何改变结果的。

微观世界，即量子世界，与我们日常所见的宏观世界大相径庭。在那里，一切事物都显得模糊不清，用专业术语来说，它们都处于“叠加态”。我们无法同时确定一个粒子的位置和速度。而在宏观领域，我们能轻易地测量一个物体的位置和速度。

该如何描绘量子世界中的粒子行为呢？答案很简单：波函数，我们可以用它来描绘一个粒子的运动状态。

当我们尝试观察微观粒子，其“波函数”会从一个不确定的叠加状态突然坍缩到一个确定的状态。换言之，在我们观察之前，微观粒子可能存在于任何地方，或者说无处不在；然而，在我们观察的那一刹那，粒子便固定在了一个特定位置。

那么，观察行为是如何导致微观粒子的波函数坍缩到确定状态的呢？

许多科普资料会做出这样的解释：观察行为会干涉微观粒子，改变其运动状态。这是因为我们只能通过粒子反射回来的光线来观察微观粒子。这样的解释相对易于理解，但实际上，它仍然局限于传统的思维模式中，并不严谨。

如果观察行为真的改变了微观粒子的运动状态，这意味着在观察发生之前，粒子已经有了某种确定的状态，而非“叠加态”。同时，贝尔的实验也告诉我们，量子世界中并不存在这样的确定状态。

显然，观察行为改变微观粒子运动状态的说法是站不住脚的。

在量子领域，“观察”和“坍缩”是基本的、与生俱来的概念。在现行的量子力学理论框架下，“坍缩”是不可动摇的。简单来说，“坍缩”就像是一个公设、一个公理，是量子世界的基本前提，就如同相对论中的“光速不变原理”一样。

所谓公理，不需要问“为什么”，我们只能选择接受或不接受。

你可能会说：“这也太霸道了，不给问为什么，只有接受或不接受！”然而，事实就是如此，所有科学理论都是建立在这样的基础上，无论是相对论还是牛顿的经典力学都是如此。

不过，这样的解释可能还不能让你满意。接下来，让我尽量为你揭示为什么会这样。

在我们进行观察行为时，实际上是将整个系统（包括微观粒子、我们的眼睛或观察仪器）强行割裂，分成两个独立的部分，这样一来，所谓的“叠加态”就变得没有意义。

也就是说，所谓的观察并非干扰了微观粒子，而是观察行为与系统产生了纠缠，导致我们无法再对其进行孤立描述。

物理实验的过程和现象都是客观存在的，但人类描述实验的方式和逻辑关系却是主观的。

因此，“波函数为何坍缩（或观察行为为何导致坍缩）”这个问题实际上没有实际意义，因为我们无法在实验中直接观察到波函数。正如之前所说，波函数仅仅是根据实验过程由人类主观设定的。

波函数的概念之所以被广泛接受，是因为它能够进行准确预测，与实验结果高度吻合。科学家们自然乐于接受这样的设定，正如他们接受相对论中“光速不变原理”一样。

至于实验为何会产生这样的结果，目前我们还无从得知。可能我们只能向上天寻求答案。

反观人类对量子力学的困惑，我们或许可以这样思考：为何我们会觉得量子世界如此奇怪？根本原因在于我们生活在宏观世界中，若我们自出生起就处于量子世界，那么宏观世界对我们而言也将显得怪异。我们之所以能平静地接受牛顿的经典力学，是因为我们正生活在一个符合经典力学的世界里。

任何科学理论都建立在一定的公设之上，没有公设便没有科学理论。当然，这些公设（或公理、假设）并不是凭空产生的，而是基于对客观世界的观察和大量实验的总结。

作为理论基础的公设当然是越少越好，因为假设越多，出错的几率也就越大。公设就像一颗定时炸弹，随时可能爆炸，颠覆整个物理学界，甚至摧毁已经建立的物理学大厦。