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量子力学能证明现实不存在吗?

科学探索万象经验2023-05-08

物理学家已经证明,客观现实并不存在。据说,这是一种源自量子力学的见解。不仅如此,它还被实验证实了。这是真的吗?如何用量子力学实验证明现实不存在?

故事始于1961年匈牙利物理学家尤金·维格纳。维格纳是第二代量子物理学家的一员,在那个时代,量子力学的数学基础已经确定并被实验证实。当时,物理学家们开始转向研究量子场论,最终产生了标准模型。但他们仍然无法理解在量子力学中进行测量意味着什么。

量子力学的工作方式是,一切都用波函数来描述,通常用希腊字母ψ来表示。波函数随时间的变化由薛定谔方程给出,但是波函数本身是不可测量的。相反,从波函数可以计算出测量结果的概率。例如,量子力学可能会预测一个粒子击中屏幕左侧或右侧的概率为50%。在粒子撞击屏幕之前,它处于这两种状态的“叠加”状态,这意味着它既不在这里也不在那里。但是一旦你测量了粒子,你就有100%的概率知道它在哪里。这意味着在测量之后,你必须更新波函数,这种更新也被称为波函数的“坍缩”。什么是测量?量子力学不会告诉你,这就是问题所在。

维格纳用一个思想实验来说明这个问题,这个实验现在被称为“维格纳的朋友”。假设维格纳的朋友Alice在实验室里做粒子撞击屏幕实验,而维格纳在实验室外等候。在实验室内,粒子以50%的概率击中屏幕的左或右。当Alice测量粒子时,波函数会坍缩,它要么向左要么向右。然后她打开实验室门,告诉维格纳她测量到了什么。

但维格纳会如何描述这个实验呢?只有当他的朋友告诉他时,他才知道粒子是向左还是向右。因此,根据量子力学,维格纳必须假设在他知道发生了什么之前,Alice处于两种状态的叠加状态。但Alice明确知道粒子撞向哪边,对她来说她的测量结果从来都不是叠加的,而对于维格纳来说却是叠加的。所以他们对发生的事意见不一致,现实似乎是主观的。