张伟康
2024-08-22 08:44
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在量子力學中，觀測導致塌縮，應該如何理解？這篇短文，是我個人的一個通俗的解答。
1、隻有本征態才能被人類觀察到。
2、本征態好比是一個坑。粒子在空中飛舞，不落到某個坑裡面，我們就看不到這個粒子。隻有粒子落到一個坑裡面，我們才能看到這個粒子。
3、飛舞的粒子，就是混合態，不是本征態。
4、觀察，是給飛舞的粒子一個作用力，使得這個粒子落下來，掉進一個坑裡面。
5、粒子掉進一個坑裡面，這種行為，我們就稱之為是塌縮。我們就說，觀察會導致塌縮。
塌縮隻是一種說法，不是物理實質。物理實質是，粒子呈現出一個本征態的性質，就是塌縮。好比是粒子落入一個坑中。
本征態，其實是人類觀察到的態，好比是坑。其實我們人類觀察到的是粒子落入瞭坑，不是觀察到那個粒子本身。人類是不是真的觀察到瞭那個粒子，不好說，實際不是確定的，沒人能夠確定。人類其實隻是觀察到粒子處於一個本征態，就好比是人類觀察到一個粒子落入一個坑中。
粒子不會永遠呆在一個坑中。落入一個坑，在一個極短的時間內，它又會飛舞起來。下一次可能落入另外一個坑。就是粒子呈現出另外一個本征態。就再一次塌縮。
就這麼回事。難理解嗎？其實不難。之所以顯得很難，那是人們的誤讀，把你誤導瞭，導致你很難理解。
某種意義上來說，我們觀察到的是粒子處於那個坑中，而不是觀察到的那個粒子本身。這樣來理解，塌縮就很容易理解。實際沒有什麼神奇的塌縮。實際隻是一個粒子掉入瞭一個坑中。
物理實際是以觀察到的屬性來代替粒子本身。觀察到粒子的屬性是紅色，我們就說這個粒子是紅色粒子。觀察到粒子屬性是綠色，就說這個粒子是綠色粒子。但粒子本身到底是紅色還是綠色，其實我們不能確定的。物理學實際是以觀察到的屬性，來代替物體本身。物理學是研究觀察到的物體的屬性，而不是研究物體本身。一定要明白這一點。這是物理學的其中一個最本質的特征。不能理解這一點，你就永遠不能明白量子力學的實質是什麼。
我們存在一種思維誤導，總是把物體呈現出來的屬性，等同於是物體本身。這其實是一種錯誤的觀念。物體呈現出來的屬性，其實不能100%等同於是物體本身。物體的屬性是多變的，不是隻有一種屬性。是不是這個道理？既然明白這個道理，那你又為什麼非要把其中某個屬性等同於其本身呢？顯然這樣等同看待是不對的。
量子力學是討論粒子呈現出來的屬性，而不是討論粒子本身。粒子存在多種屬性，你永遠無法把屬性和粒子本身100%等同起來。在一個問題中，粒子是紅色。在另一個問題中，粒子又會是綠色。這個難理解嗎？顯然不難理解，現實中這種情況事例多的是。粒子就是具有一種變色龍的能力。
但一到物理學，我們為什麼要把紅色等同於這個粒子呢？顯然不對，顯然是我們自己的腦袋出瞭問題，而不是粒子本身出瞭問題。
愛因斯坦和玻爾之間的爭論，說上帝擲骰子，太哲學化，不容易理解。其實，這個問題可以通俗地解釋為，粒子是否具有變色能力？愛因斯坦說粒子不具有變色能力。玻爾說粒子具有變色能力。這裡的所謂變色，就是指粒子可以具有多個本征態，粒子可以在多個本征態之間隨機遊走。粒子就好比是變色龍。
這個問題，還和自由意志是否真實存在，這個問題存在關聯。變色龍的變色，是不是具有變色龍具有自由意志的表現？粒子能夠變色，是不是說粒子具有一種自由意志？說自由意志，你不能理解。但可以換個說法，粒子和變色龍的變色，是不是具有完全的隨機性，這樣更同意理解這個問題的實質。
完全的隨機性，其實就是和自由意志有關。如果不存在完全的隨機性，宇宙真的是一部大機械，存在拉普拉斯妖，可以掌控宇宙未來的一切，如果這樣的話，是不可能存在真正的個體的自由意志。不具有完全隨機性的粒子，不可能演生出具有真正自由意志的一個系統。人體本質上也不過是大量粒子構成的一個系統。人體自由意志的來源，物理本質上，正是來源於粒子在量子層面上的屬性的完全隨機性。量子力學為自由意志的存在，奠定物理基礎。