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科学探索

量子力学与现实的本质:测量不是揭示现实,而是创造现实

科学探索万象经验2023-11-01

我们都知道,物理学是基于实验观察的。我们通过与系统外部的仪表相互作用,来获得关于系统内部性质的信息。例如,我们可以用一个温度计来测量一个物体的温度,或者用一个电流表来测量一个电路中的电流。但是,这些相互作用并不是无损的。当我们用仪表来测量系统时,我们也会对系统造成一定的扰动,改变它的状态。这就是所谓的反馈作用。

在经典物理学中,反馈作用通常可以忽略不计,或者通过校准仪表来消除。但是,在量子物理学中,反馈作用却有着根本性的限制。根据海森堡不确定性原理 ,我们不能同时精确地知道一个系统的两个互补性质,比如位置和动量,或者能量和时间。这意味着,当我们用仪表来测量系统的一个性质时,我们必然会增加系统另一个性质的不确定性。这就是所谓的反馈不确定性。

那么,反馈不确定性对测量结果有什么影响呢?在经典物理学中,我们通常认为测量结果是系统性质的客观反映,与测量方法无关。换句话说,我们认为系统性质是存在于系统本身的现实元素,而不是由测量产生的。但是,在量子物理学中,这种观点却遇到了很多困难和悖论。