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意识是量子力学观察者的必要条件吗?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-11-30 09:03:19

我们在量子力学中所谓的“观察”是指量子系统和经典仪器之间的相互作用。

那个经典装置的性质是没有定义的。它可以是人,猫,摄像机,砖头。重要的是,这种相互作用将量子系统的一个可观测值限制在一个“本征态”,一个独特的、确定的值。在其他任何时候,当量子系统不以这种方式与经典仪器相互作用时,它的可见状态代表了所谓的许多可能值的叠加。

通过一个不平凡的例子,考虑一下由阴极发射的电子,通过有两个狭缝的屏幕,并被荧光屏吸收的双缝实验。最初,电子被限制在一个位置本征态:阴极的位置。在过程中,电子可以有许多可能的位置;未被注意的。带有狭缝的屏幕限制了电子的位置,但不是唯一的状态;而是两种可能位置的叠加。然后,电子又可以有许多可能的位置。但一旦它接触到荧光屏,就会产生经典的可观察到的闪光,电子在被吸收时的位置就会被确定。

在任何时候都没有任何意识参与其中。电子的旅程是由它与发射、屏蔽和吸收它的经典物体的相互作用决定的。

当然,我们可以论证“古典客体”是一种理想化。自然界中不存在真正的经典物体,即使是宏观物体,如电子枪的阴极或荧光屏,最终也是量子态叠加的多粒子量子系统。虽然技术上是正确的,但它也具有误导性。宏观物体(具有大量量子自由度的物体)的量子自由度接近完美。结果,它们几乎一直处于本征态,强调的是“几乎”这个词:在这种情况下,它意味着你可以在宇宙的整个生命周期中等待无数次,但你仍然无法观察到这些物体的任何量子行为。

以免我们忘记,有意识的观察者也是量子物体,由大量但有限数量的粒子组成,所以如果我们吹毛求疵地认为荧光屏可以处于两种状态的叠加,那么有意识的观察者也可以。

但实际上,这从未发生过。永远。也许会有一些中间系统,比如,由100或1000个粒子组成,表现出介于量子和经典之间的行为,但是没有荧光屏,没有猫,没有摄像机,没有人类物理学家会表现出这样的行为。
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