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#1 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 6日 13:33
forecasting
好久之前在physicsstack上问这个问题,被他们投票关掉了。当时觉得无论哪种解释,都有不妥当的地方。今天偶尔看杨振宁先生的文章(见附图),也提到这个问题,所以在这里再提出来。

Von Neumann在数学上用算子或算符来刻画测量,其实是把测量及其结果作为公理处理。具体可看相关文章。

我以为既然测量是被测粒子或者物质与测量仪器相纠缠,那么通过两个子系统纠缠之前的态相乘(直积)可得出整个系统的量子态,应该能看出测量是什么。但整个系统的最后结果是纠缠态的话,那么就只有相信多世界理论或者平行世界理论的解释了。这的确让人很沮丧。

不然就得接受态坍缩。态塌缩是一个很怪异的想法:没有经过什么真实物理过程,就从一个叠加态塌缩到一个本征态。

所以测量在量子力学里到底是什么?如果承认态塌缩,就得有一个真实的物理过程,即动力学过程,就得证实,否则就是臆想,随便解释。如果不承认塌缩而认为是仪器和被测客体是纠缠,那么得按照纠缠来解释结果。
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#2 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 6日 13:56
FoxMe
我也没搞懂。书上是当作一条公理。

#3 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 6日 14:05
Celsius
你怎么测量? 用眼看用仪器测,最起码得有光子,都会对已有量子态造成干扰

#4 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 6日 16:06
TheMatrix
forecasting 写了: 2024年 2月 6日 13:33 好久之前在physicsstack上问这个问题,被他们投票关掉了。当时觉得无论哪种解释,都有不妥当的地方。今天偶尔看杨振宁先生的文章(见附图),也提到这个问题,所以在这里再提出来。

Von Neumann在数学上用算子或算符来刻画测量,其实是把测量及其结果作为公理处理。具体可看相关文章。

我以为既然测量是被测粒子或者物质与测量仪器相纠缠,那么通过两个子系统纠缠之前的态相乘(直积)可得出整个系统的量子态,应该能看出测量是什么。但整个系统的最后结果是纠缠态的话,那么就只有相信多世界理论或者平行世界理论的解释了。这的确让人很沮丧。

不然就得接受态坍缩。态塌缩是一个很怪异的想法:没有经过什么真实物理过程,就从一个叠加态塌缩到一个本征态。

所以测量在量子力学里到底是什么?如果承认态塌缩,就得有一个真实的物理过程,即动力学过程,就得证实,否则就是臆想,随便解释。如果不承认塌缩而认为是仪器和被测客体是纠缠,那么得按照纠缠来解释结果。
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测量这个词的用法有点歧义:
1,observable - 位置,动量,这些是算符。
2,最后结果,这是众多本征态中的一个。这个过程是塌缩。

1似乎没有什么困扰了 - 一个好用的数学,能够描述现象的演化,接受起来没什么困扰。

2有困扰。

#5 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 6日 17:13
verdelite
答案在我的签名档里面。

#6 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 6日 20:52
弃婴千枝
verdelite 写了: 2024年 2月 6日 17:13 答案在我的签名档里面。
你研究了几十年电动力学,研究出不用量子力学如何接受最简单的氢光谱线了没有

这个可是高中物理就提到了的

#7 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 6日 20:53
verdelite
弃婴千枝 写了: 2024年 2月 6日 20:52 你研究了几十年电动力学,研究出不用量子力学如何接受最简单的氢光谱线了没有

这个可是高中物理就提到了的
约5年。
目标定为2025年。
今年需要解决电动力学的问题。

#8 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 6日 21:22
forecasting
forecasting 写了: 2024年 2月 6日 13:33 好久之前在physicsstack上问这个问题,被他们投票关掉了。当时觉得无论哪种解释,都有不妥当的地方。今天偶尔看杨振宁先生的文章(见附图),也提到这个问题,所以在这里再提出来。

Von Neumann在数学上用算子或算符来刻画测量,其实是把测量及其结果作为公理处理。具体可看相关文章。

我以为既然测量是被测粒子或者物质与测量仪器相纠缠,那么通过两个子系统纠缠之前的态相乘(直积)可得出整个系统的量子态,应该能看出测量是什么。但整个系统的最后结果是纠缠态的话,那么就只有相信多世界理论或者平行世界理论的解释了。这的确让人很沮丧。

不然就得接受态坍缩。态塌缩是一个很怪异的想法:没有经过什么真实物理过程,就从一个叠加态塌缩到一个本征态。

所以测量在量子力学里到底是什么?如果承认态塌缩,就得有一个真实的物理过程,即动力学过程,就得证实,否则就是臆想,随便解释。如果不承认塌缩而认为是仪器和被测客体是纠缠,那么得按照纠缠来解释结果。
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而且测量一定导致被测物体和仪器纠缠,也是没说明或推导的

#9 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 6日 21:33
萧武达
空间和扰动 - nothing else

#10 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 6日 23:47
Caravel
FoxMe 写了: 2024年 2月 6日 13:56 我也没搞懂。书上是当作一条公理。
有很多理论,哥本哈根就是别解释,Penrose认为引力诱导了塌缩,目前没有实验证据

#11 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 7日 05:50
forecasting
孔乙己说,窃书不算偷书。

Copenhagen interpretation

https://plato.stanford.edu/ENTRIES/qm-copenhagen/

https://en.wikipedia.org/wiki/Copenhagen_interpretation

脑子得进多少水才会说诠释不是解释?

#12 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 7日 06:29
pinfish
冯老板的坍缩理论是目前为止最符合实验而且简洁优美逻辑自洽的做法。
诠释如果没有超出这个理论的新结果的话是没有意义的

#13 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 7日 10:52
forecasting
pinfish 写了: 2024年 2月 7日 06:29 冯老板的坍缩理论是目前为止最符合实验而且简洁优美逻辑自洽的做法。
诠释如果没有超出这个理论的新结果的话是没有意义的
可塌缩不是一个物理过程或者动力学过程,却有原因:测量或观测!这不怪异吗?塌缩没有经过时间,就变成了其中一个本征态。你要是觉得不怪异,我只能说你很大方大条。

#14 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 7日 22:46
cozofxx
假设你是运行宇宙模拟的上帝,测量这玩意儿就是一定的边界条件下,一定精度要求下,解得相应的一组本征值。
所以所谓纠缠,couple,就是上帝打算测度的物理现象和测量工具,及其环境的量子态之间的作用。
这里面,人类不是上帝,因此能够测度的精度的有效数字是很有限的,意思就是能够测度的相关量子态个数及其叠加是很有限的,因此,人类的测度永远都是更大尺度,更多量子态的叠加的一种局域近似。这种近似,必然带来不确定性。

假设你测度量的有效数字是个非常非常大的,大到很可怕的数字,这个数字里就有可能包括一切宇宙内部的量子态,及其叠加。从这个意义来说,
就是一叶知秋,只要做一个局域的,精度极其高的测量,宇宙万物的态就大致确定了。但是,这是不可能的,有效数字越多,信息就越多,你取得这些
信息所耗费的能量就越大。而人类能够调动的能量是非常非常有限的。因此,既然不可能搞清所有的扰动项,哥本哈根学派的概率解释,就是对这种无可奈何的但又经济有效的局域近似和模拟。

当然,上帝即使存在,也必然是经营有限尺寸的超算,不过人类的算力和上帝的相比,小到可以忽略。
forecasting 写了: 2024年 2月 6日 13:33 好久之前在physicsstack上问这个问题,被他们投票关掉了。当时觉得无论哪种解释,都有不妥当的地方。今天偶尔看杨振宁先生的文章(见附图),也提到这个问题,所以在这里再提出来。

Von Neumann在数学上用算子或算符来刻画测量,其实是把测量及其结果作为公理处理。具体可看相关文章。

我以为既然测量是被测粒子或者物质与测量仪器相纠缠,那么通过两个子系统纠缠之前的态相乘(直积)可得出整个系统的量子态,应该能看出测量是什么。但整个系统的最后结果是纠缠态的话,那么就只有相信多世界理论或者平行世界理论的解释了。这的确让人很沮丧。

不然就得接受态坍缩。态塌缩是一个很怪异的想法:没有经过什么真实物理过程,就从一个叠加态塌缩到一个本征态。

所以测量在量子力学里到底是什么?如果承认态塌缩,就得有一个真实的物理过程,即动力学过程,就得证实,否则就是臆想,随便解释。如果不承认塌缩而认为是仪器和被测客体是纠缠,那么得按照纠缠来解释结果。
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#15 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 8日 04:36
forecasting
cozofxx 写了: 2024年 2月 7日 22:46 假设你是运行宇宙模拟的上帝,测量这玩意儿就是一定的边界条件下,一定精度要求下,解得相应的一组本征值。
所以所谓纠缠,couple,就是上帝打算测度的物理现象和测量工具,及其环境的量子态之间的作用。
这里面,人类不是上帝,因此能够测度的精度的有效数字是很有限的,意思就是能够测度的相关量子态个数及其叠加是很有限的,因此,人类的测度永远都是更大尺度,更多量子态的叠加的一种局域近似。这种近似,必然带来不确定性。

假设你测度量的有效数字是个非常非常大的,大到很可怕的数字,这个数字里就有可能包括一切宇宙内部的量子态,及其叠加。从这个意义来说,
就是一叶知秋,只要做一个局域的,精度极其高的测量,宇宙万物的态就大致确定了。但是,这是不可能的,有效数字越多,信息就越多,你取得这些
信息所耗费的能量就越大。而人类能够调动的能量是非常非常有限的。因此,既然不可能搞清所有的扰动项,哥本哈根学派的概率解释,就是对这种无可奈何的但又经济有效的局域近似和模拟。

当然,上帝即使存在,也必然是经营有限尺寸的超算,不过人类的算力和上帝的相比,小到可以忽略。
否认测不准关系式,不要紧,但是归因于测量不精确,是局域近似和模拟就让人很颠倒,你是哲学家

#16 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 14日 05:00
cozofxx
forecasting 写了: 2024年 2月 8日 04:36 否认测不准关系式,不要紧,但是归因于测量不精确,是局域近似和模拟就让人很颠倒,你是哲学家
那是因为你从来没想明白过啥是测量。实际的,物理的测量,必然是有限精度的。不光精度有限,测量过程中所牵涉的时间,空间的相应尺度,也都是有限的。所以测量本身就是一种局域近似,这道理,凡是好好做过本科物理实验的人都能整明白。另外,就是你完全归纳错了我的话,我根本就没有否认测不准关系。

#17 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 14日 09:56
╭∩╮( ̄▽ ̄)╭∩╮
quantum of energy, it's well described. the key is energy, not light, not electrons, not EM waves, not nothing else, but energy, which not accidently a sqrt of speed of light

#18 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 16日 08:08
forecasting
cozofxx 写了: 2024年 2月 14日 05:00 那是因为你从来没想明白过啥是测量。实际的,物理的测量,必然是有限精度的。不光精度有限,测量过程中所牵涉的时间,空间的相应尺度,也都是有限的。所以测量本身就是一种局域近似,这道理,凡是好好做过本科物理实验的人都能整明白。另外,就是你完全归纳错了我的话,我根本就没有否认测不准关系。
算了,你好好学本科物理吧。帖子招民科,也说明我的帖子层次不高。 :lol:

#19 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 16日 17:21
Caravel
cozofxx 写了: 2024年 2月 7日 22:46 假设你是运行宇宙模拟的上帝,测量这玩意儿就是一定的边界条件下,一定精度要求下,解得相应的一组本征值。
所以所谓纠缠,couple,就是上帝打算测度的物理现象和测量工具,及其环境的量子态之间的作用。
这里面,人类不是上帝,因此能够测度的精度的有效数字是很有限的,意思就是能够测度的相关量子态个数及其叠加是很有限的,因此,人类的测度永远都是更大尺度,更多量子态的叠加的一种局域近似。这种近似,必然带来不确定性。

假设你测度量的有效数字是个非常非常大的,大到很可怕的数字,这个数字里就有可能包括一切宇宙内部的量子态,及其叠加。从这个意义来说,
就是一叶知秋,只要做一个局域的,精度极其高的测量,宇宙万物的态就大致确定了。但是,这是不可能的,有效数字越多,信息就越多,你取得这些
信息所耗费的能量就越大。而人类能够调动的能量是非常非常有限的。因此,既然不可能搞清所有的扰动项,哥本哈根学派的概率解释,就是对这种无可奈何的但又经济有效的局域近似和模拟。

当然,上帝即使存在,也必然是经营有限尺寸的超算,不过人类的算力和上帝的相比,小到可以忽略。
不是有效数字的问题,上帝或许也不需要无限精度。而是为什么会有locality这种性质,测量需要相互作用,相互作用都是local的,这点非常关键。想不明白就搞不清楚测量。

#20 Re: 量子力学的测量该怎么解释?

发表于 : 2024年 2月 19日 02:10
cozofxx
Caravel 写了: 2024年 2月 16日 17:21 不是有效数字的问题,上帝或许也不需要无限精度。而是为什么会有locality这种性质,测量需要相互作用,相互作用都是local的,这点非常关键。想不明白就搞不清楚测量。
locality只是一定精度下的一种近似。在完全的波动表象下面,没有绝对意义上的locality。当然,这背后更深刻的图像,应该是宇宙这个模拟,本身也是基于离散的finite state machine。