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如果你進(jìn)入原子或亞原子尺度的世界，你就來到了量子物理學(xué)的范疇。但請做好心理準(zhǔn)備，用我們?nèi)粘５难酃鈦砜?，量子物理學(xué)中的一些事物看起來“毫無章法”，有的似乎完全說不通。 物理學(xué)家自然不喜歡這種感覺。量子力學(xué)的詮釋就代表著許多物理學(xué)家試圖讓量子物理“說得通”的努力。換句話說，它可以理解成物理學(xué)家在嘗試找到量子力學(xué)的數(shù)學(xué)理論與現(xiàn)實(shí)世界的某種“對應(yīng)”。從更深層的角度來看，每種詮釋都反映著某種世界觀。 這里簡單總結(jié)了8種量子力學(xué)的詮釋，它們有些可能更為“主流”，另外一些則更“小眾”；一些說法有待未來通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，而其他的也許一直只能是一種猜想或假說。 你最支持哪種？（文末可參與投票。）   可以這么說，哥本哈根詮釋是目前量子力學(xué)的一種“標(biāo)準(zhǔn)語言”。它的一種表述是，亞原子粒子可以用遵循薛定諤方程的波函數(shù)描述出來。 在哥本哈根詮釋的視野下，一個波函數(shù)會根據(jù)薛定諤方程平穩(wěn)地移動，直到它與物體相遇，比如探測器。而我們測量和“看”到的則是在某個特定位置的單個粒子，也就是說，當(dāng)延伸在整個空間中的波函數(shù)遇到探測器時會突然坍縮。 但問題是，在量子力學(xué)中，沒有真正的物理來描述這種坍縮是如何發(fā)生的。我們常聽到量子測量問題（measurement problem）的說法?；蛟S可以這么理解，測量問題就像是一堵高墻，將我們和量子領(lǐng)域徹底分隔開來，讓我們看不見那些波函數(shù)，而只能看到粒子。哥本哈根詮釋的觀點(diǎn)認(rèn)為，我們沒有辦法真的到達(dá)量子領(lǐng)域，而真正重要的是測量。 現(xiàn)實(shí)就在觀測中——就讓我們“閉嘴，開始算”。  與哥本哈根詮釋截然不同，多世界詮釋認(rèn)為波函數(shù)是物理上真實(shí)的，這種詮釋說的是，如果薛定諤方程恰恰就是一種對現(xiàn)實(shí)的描述，那么現(xiàn)實(shí)應(yīng)當(dāng)是什么樣子的。 當(dāng)你對同時處于不同位置的疊加的粒子進(jìn)行測量時，被測量的粒子事實(shí)上在不同版本的現(xiàn)實(shí)中在所有那些位置出現(xiàn)。換句話說，如果一個粒子同時處于兩個位置的疊加，然后它與探測器相遇，這樣一來，它就將探測器變成了在兩個地方測量粒子的疊加，而當(dāng)你從探測器中觀測到結(jié)果時，你又變成了在兩個地方觀測結(jié)果的疊加。然而這兩種“現(xiàn)實(shí)”顯然是互斥的，這就意味著，你所處的兩個“現(xiàn)實(shí)”分叉成了兩個不同的分支。 這聽起來像是，如果你在這個現(xiàn)實(shí)里做了什么糟糕的決定，別擔(dān)心，也許在另一個現(xiàn)實(shí)中，你仍然可以獲得一個完美的結(jié)果。多世界詮釋也是經(jīng)常被流行文化借用的一種。 盡管收獲了一些支持者，但這種理解也帶來了一個問題——它讓概率失去了意義。比如，無論一個粒子是以怎樣的概率同時存在于兩個地方，當(dāng)它被測量時，現(xiàn)實(shí)都會100%地“分裂”。  為了解決多世界詮釋在概率上的問題，一些科學(xué)家發(fā)展出了宇宙學(xué)詮釋。這種詮釋建立在永恒暴脹的背景下，它認(rèn)為，如果有無窮個宇宙，那么多世界詮釋一定成立，因?yàn)橛袩o窮個“你”正在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而現(xiàn)實(shí)將會按照概率的比例進(jìn)行分裂。這樣一來，經(jīng)典概率就仍然存在意義。  量子力學(xué)具有一種非常奇特的特性，被稱為非定域性（non-locality），簡單理解就是，粒子的一些性質(zhì)與非常非常遙遠(yuǎn)的地方的某些“東西”有關(guān)。這種奇異的性質(zhì)帶來了一種“隱變量”的猜想：也許粒子的性質(zhì)具有一些“秘密”的變量，它其實(shí)是一種確定的狀態(tài)，只是我們不知道而已，而直到我們測量才會發(fā)現(xiàn)。 雖然隱變量的猜想被貝爾定理駁回了，但并非給它“判了死刑”?？茖W(xué)家在隱變量理論的基礎(chǔ)上提出了“非定域隱變量理論”，也就是德布羅意-玻姆詮釋。這種詮釋認(rèn)為粒子是真實(shí)存在的，它們在我們看不見的導(dǎo)波的引導(dǎo)下運(yùn)動。 
量子貝葉斯主義將貝葉斯概率納入了量子力學(xué)中。貝葉斯推理認(rèn)為，當(dāng)出現(xiàn)新的可用證據(jù)或信息時，一個假設(shè)為真的概率（先驗(yàn)）也會根據(jù)這個新證據(jù)的符合程度發(fā)生變化（后驗(yàn)）。簡單來說，當(dāng)你得到了有關(guān)某個態(tài)的新信息時，它會更新你所測量的事物的概率。  量子力學(xué)的數(shù)學(xué)實(shí)際上允許“順時而動”和“逆時而動”的解存在，但我們通常會忽略后者——畢竟我們一般認(rèn)為時光不會逆流。然而，交易詮釋卻保留了兩種解，你得到的性質(zhì)可能取決于發(fā)生于你的未來的事情。 在關(guān)系性詮釋中，量子系統(tǒng)的態(tài)與觀測者有關(guān)，也就是說，態(tài)是觀測者與系統(tǒng)之間的關(guān)系。這種詮釋受到了狹義相對論背后“觀察者的參考系”想法的啟發(fā)。量子物體的性質(zhì)不再是最受關(guān)注的方面，相反，這種詮釋關(guān)注的是一切由性質(zhì)之間的關(guān)系所定義的東西。 選題策劃：杭州小張 選題創(chuàng)意來源：DoS - Domain of Science, The Interpretation of Quantum Mechanics, Youtube 文字：Takeko 圖片設(shè)計(jì)：一條龍服務(wù)中的那條龍Takeko 圖片來源：Pixabay, Wikimedia Commons https://www./watch?v=mqofuYCz9gs http://www.phyast./~rovelli/Papers/quant.mec.uu |
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