本站之前已經發了好幾篇文章介紹貝葉斯理論。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。
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量子貝葉斯理論的誕生
2002年,美國的Carlton Caves、Christopher Fuchs和英國的RüdigerSchack,三人合作發表了一篇題為《作為貝葉斯概率的量子概率》的短論文,這標誌著量子貝葉斯理論的起源。三人都是經驗豐富的量子理論專家,在這篇論文中,他們將量子理論與貝葉斯概率結合起來,「量子貝葉斯模型」(Quantum Bayesianism),簡稱「量貝模型」(QBism)。
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。例如比較常見的詮釋有:哥本哈根詮釋、多世界詮釋、導航波或導向場詮釋、自發塌縮理論等等。量貝理論的出現,為量子力學又增加了一種新的詮釋視角。
量貝理論的基本論點很簡單:量子態不是現實的元素,量子概率是個人置信度的數值衡量。
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量貝理論與哥本哈根詮釋
在量子力學的諸多解釋中,量貝理論的解釋與哥本哈根詮釋有許多相似之處,但也有很重要的區別。
量貝理論和哥本哈根詮釋的區別在於它們對波函數、概率以及塌縮的解釋。
哥本哈根詮釋認為波函數是客觀存在的,但「測量」會破環這種客觀存在,使原本的量子疊加態塌縮到一個具體位置上。量貝模型則認為波函數並非客觀實在,而是取決於每一個代理人,它依賴於代理人的知識與經驗,它只是觀察者所使用的數學工具,是主觀的。波函數的塌縮也不是一個物理過程(測量引發的態的變化),而是在獲取新信息後通過貝葉斯定理對概率的重新估值。
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拯救薛丁格的貓
物理學史上有一隻著名、而又悲慘的貓——薛丁格的貓。這隻貓被放在一個精心設計過的盒子裡,貓和原子同生共死:原子完整貓就活著,原子衰變貓就死亡。問題是原子的波函數是處於疊加態的,這裡可憐的貓則成了「既死又活」的恐怖狀態。
按照哥本哈根詮釋,在測量前,貓就是處於「既死又活」的疊加態,只有進行了測量,貓才能塌縮「死」或「活」狀態之一。而根據量貝模型,原子和貓糾纏的波函數並不意味著貓處於「既死又活」的狀態,它只是告訴代理人在打開箱子時,他能合理地期望會得到什麼結果。在量貝模型下,薛丁格的貓總算可以擺脫「既死又活」的悲慘命運了。