量子力學的哥本哈根解釋

2020-12-04 科海拾貝2020

相對論先驅羅傑彭羅斯嘲笑量子力學:「對量子力學有許多不同的態度,這些態度數量之多,恐怕比量子物理學家的數量還多。這並不矛盾,因為許多量子物理學家同時持有多種不同的觀點。」毫無疑問,量子力學是一個出色的理論,出色的理論有什麼特點呢,其中一個重要的特點就是「數據壓縮」,即能用極少的信息來解釋很多問題,比如從世界各地的實驗室經過艱苦測定出來的20000個光譜線,薛丁格方程能將這些數據壓縮到僅剩3個數字,但應用薛丁格方程之後,會從兩個方面改變我們對世界的經典描述:

①,一個粒子的狀態是由波函數來描述的,而不是位置和速度。

②,這個狀態隨時間的改變是由薛丁格方程來描述的,而不是牛頓定律或愛因斯坦的定律。

一個物體竟然能出現在幾個不同的地方,為什麼我們從來沒有觀察到這個現象呢,為了解決這個困惑,波爾和海森堡想出了一個補救措施,被稱作哥本哈根解釋,具體而言就是說,如果某個物體沒有被觀測,那麼其波函數的變化是符合薛丁格方程的,但是,如果它正在被觀察,那它的波函數就會坍塌,這樣,你就會觀察到它只位於同一個地方,而不是同時位於許多地方,這個過程是在粒子被觀察的一瞬間發生的,而且有本質上的隨機性。這個解釋實際上把觀測推到了重要的位置,意識影響了物質。但不管怎麼樣,哥本哈根解釋與實驗室觀測結果十分相符,然而哥本哈根解釋缺乏數學上的嚴謹性,通常物理學理論都是有數學公式來描述的,而哥本哈根解釋中卻沒有數學公式來定義究竟什麼是觀測

相關焦點

  • 細說偉大的哥本哈根學派,哥本哈根解釋為什麼會正確
    哥本哈根學派對量子力學的解釋使得這種逃避成為可能。於是這種解釋被尊為該領域的「正統」解釋。尼爾斯·玻爾很早就認識到,物理學遇到了觀察者問題,而且這個問題沒有得到解決。事實上,作用量子的發現不僅向我們展示了經典物理學的自然極限,而且對是否客觀存在獨立於我們觀察的現象這一古老的哲學問題提出了新的可能性,使我們面臨一種迄今在自然科學中從未有過的境地。
  • 量子力學解釋時間的本質
    波函數哥本哈根解釋量子理論的主要原則之一是粒子的位置由波函數描述,它提供了在任意數量的不同位置或疊加中找到粒子的概率量子力學的這種觀點有時被稱為哥本哈根對量子力學的解釋。因為波函數的崩潰無法撤消,並且因為與波函數中包含的粒子的初始可能位置相關的所有信息在觀察和摺疊時基本上都會丟失,所以該過程被認為是時間不可逆轉的,它對所謂的「時間之箭」有影響,這是我們在日常生活中觀察到的單向時間方向。
  • 王孟源:宣傳中國的量子衛星,別把「哥本哈根解釋」混進來
    量子力學是量子力學,哥本哈根解釋是哥本哈根解釋;兩者是獨立的理論,甚至不在同一個學科裡:前者是實驗可以驗證的,所以是物理,後者則是對前者的邏輯解釋,屬於物理數學。愛因斯坦的確對前者和後者都有質疑,但是我們不應該像《墨子沙龍》那樣把兩個分別的反對意見混為一談。
  • 量子力學一道醜陋的傷疤,哥本哈根詮釋需要一個客觀的解釋
    但在我們認真了學習相對論之後,我們也漸漸接受它,甚至習以為常,而量子力學的誕生其實僅僅比相對論晚了十幾年,兩者幾乎誕生於同一時期,同是現代物理學的兩大支柱,但量子力學一路走來卻總是伴隨著質疑、甚至嘲笑,為很多物理學家所不容,其根本原因就是量子力學的正統解釋:哥本哈根詮釋挑戰了物理學的純潔性,或者說挑戰了唯物主義科學。
  • 哥本哈根學派的主要觀點有哪些?
    對於量子力學的詮釋大多數教材堅持的是哥本哈根學派的正統解釋,這種量子力學詮釋以玻恩機率假說為基礎,核心是玻爾的互補原理,最為本質的特徵是海森堡的不確定關係,但是這種詮釋同樣存在著某些爭議,即使是哥本哈根學派的兩位代表人物海森堡和玻爾之間也存在著不同的見解,只是這樣的差別並非原則性的。
  • 科學網—量子力學誰創立?
    河北大學科學技術史教授厚宇德認為:「在量子力學問世90年後的今天,人們認識到無論從技術領域的重要應用,還是從對其他學科、對人類思想的影響等角度去看,都難有其他科學分支像量子力學這樣對人類社會有如此巨大的影響和推動。然而對於如此重要的量子力學的創建歷史,卻存在著模糊不清甚至完全錯誤的認識。」
  • 量子力學的三大階段性
    以玻爾為代表的哥本哈根詮釋沒有跟隨經典力學的思路談論糾纏態兩個粒子分開之後如何運動,而是用薛丁格方程來討論波函數的演化。兩個粒子的波函數定義在六維空間(如果考慮到自旋,維數可能更高)裡。量子力學討論波函數在六維空間中的演化,完全不討論粒子在三維空間中的運動。
  • 量子力學的誕生
    量子力學的發現與完善過程充滿了神奇與巧合,如果沒有玻爾為其賦予靈魂,量子力學是否能誕生還真不好說。下面和大家聊聊量子力學的誕生過程。玻爾在哥本哈根的研究所成為研究原子模型的前沿陣地。以後有時間再給大家詳細介紹哥本哈根解釋。
  • 哥本哈根詮釋存在致命缺陷,量子多重宇宙如何能邏輯合理地解釋?
    儘管該方程由薛丁格提出,但是對該方程作出正確的解釋的人卻是當年已43歲的馬克斯·玻恩,玻恩因為對波函數的解釋,在1954年獲得了諾貝爾物理學獎。由玻恩所提出的"波函數的概率表達",之後發展為著名的「不確定性原理」,也稱為「測不準原理」。
  • 愛因斯坦與哥本哈根派之爭鹿死誰手,薛丁格的貓扮演了什麼角色?
    哥本哈根詮釋是什麼?在上世紀二三十年代,量子力學崛起,以波爾和海森堡為代表的的一群科學家,經過對發現的量子新穎特性研究,得出了一些嶄新的理論,因為這種理論是在哥本哈根研究出來的,因此被稱為哥本哈根詮釋。
  • 哥本哈根解釋?量子世界事物的發展規律?
    那麼今天小編向大家介紹一個在量子理論中很重要的概念,那就是哥本哈根解釋,也就是今天的主題。量子世界中事物發展規律的標準解釋稱為哥本哈根解釋,因為其主要部分是由工作於哥本哈根的丹麥物理學家尼爾斯·波爾發展的。
  • 3條哥本哈根學派關於量子力學的論述
    以玻爾為代表的量子力學的哥本哈根學派起源於1921年玻爾在丹麥哥本哈根創建理論物理研究所,該研究所成立後迅速成為當時國際上公認的物理研究中心,逐漸形成了以玻爾為核心、以哥本哈根的名字命名的學派。哥本哈根派對量子力學的創立和發展做出了傑出貢獻,代表人物有玻爾、海森堡、泡利和玻恩等。
  • 愛因斯坦與哥本哈根詮釋的世紀之懟,說明雙方理論水火不容嗎?
    光電效應並不是愛因斯坦發現的,早在1887年赫茲就發現了這種神奇現象,但後來一直沒人能夠解釋出這種現象。愛因斯坦第一個成功的解釋了這個現象,認為導致光電效應的不是一群連續波動的粒子,而是一群離散的粒子,他把這些粒子稱為光子(光量子)。
  • 量子力學與上帝的骰子
    他們對量子力學的解釋被稱為量子力學的「正統解釋」。哥本哈根學派的辯據,是基於計算的概率論。在量子世界裡,結果經常不是明確的,而只是一種概率。我們舉例來說明,例如「量子隧穿效應」。每天在旅館用早餐時,科學家們見面,愛因斯坦就描繪一個思維實驗,他認為從中可以清楚看出哥本哈根學派解釋的矛盾。玻爾在傍晚的時候就對這些理想實驗做出了解釋,他會在晚餐時分析給愛因斯坦聽。
  • 量子力學「多世界解釋」的艱難誕生 成為哥本哈根解釋最大對手
    量子力學「多世界解釋」的艱難誕生 成為哥本哈根解釋最大對手  Connor Feng • 2018-09-29 20:10
  • 當量子力學遇上貝葉斯理論,薛丁格的貓終於不用既死又活了
    貝葉斯理論的實際應用相當廣泛,就連一些量子力學理論專家,也開始將目光瞄準貝葉斯理論了。 量子力學如今已經廣泛應用到各個行業,它切實改變了我們的整個工業,而量子貝葉斯理論與量子力學的這些技術方面的應用無關。量貝理論重在重新解釋量子理論的基本部分的含義。 量子力學從1925年建立,至今已經接近百年,不論在實驗還是在實際應用上,都證明了該理論的準確性。然而在物理意義的詮釋上,爭議倍出,各家各有各的解釋,誰也不服誰。
  • 哥本哈根理論正確嗎?有沒有多重宇宙?
    哥本哈根解釋是從一個佯謬出發的。物理學中的任何實驗,不管它是關於日常生活現象的,或是有關原子事件的,都是用經典物理學的術語來描述的。量子論的哥本哈根解釋是從一個佯謬出發的。物理學中的任何實驗,不管它是關於日常生活現象的,或是有關原子事件的,都是用經典物理學的術語來描述的。
  • 量子力學的隨機性被推翻了?
    諸如「耶魯大學實驗推翻量子力學隨機性」「愛因斯坦又蒙對了」等等標題黨紛紛出現,仿佛戰無不勝的量子力學一夜之間陰溝翻船一樣,很多文青紛紛哀嘆宿命論又回來了。然而,事實真的如此?還是報導偏差歪曲了論文本意?
  • 貝爾不等式:愛因斯坦與哥本哈根學派的最終裁決者
    這次的EPR之爭起源於哥本哈根學派的海森堡提出著名的不確定性定理以及量子力學的機率解釋,海森堡通過對確定原子磁矩的斯特恩-蓋拉赫實驗的分析證明,原子穿過偏轉所費的時間△T越長,能量測量中的不確定性△E就越小。
  • 丹麥物理學家,哥本哈根學派的創始人
    1885年10月7日生於哥本哈根,1903年入哥本哈根大學數學和自然科學系,主修物理學。1907年以有關水的表面張力的論文獲得丹麥皇家科學文學院的金質獎章,並先後於1909年和1911年分別以關於金屬電子論的論文獲得哥本哈根大學的科學碩士和哲學博士學位。