如题所述
休.艾弗莱特提出了一个思想实验，为了回答在薛定谔猫实验中猫的观察到底有没有同样的功能。在实验中，将一个朋友与猫关在同一盒子内，朋友只在盒子内部观察，不论猫死或活，他都会保持冷静，不会采取任何干涉行为。然后，实验开始一小时后，我们知道盒子里的猫有50%概率被毒死，50%概率仍然活着。于是我们提出疑问：在我们打开盒子前，猫是死的还是活的？
与原版薛定谔猫实验不同的是，盒子里多了一个旁观者，这个改变让猫的叠加态在理论与观察者之间产生了差异。哥本哈根精神认为，没有被观察的现实不是现实，猫仍然是处于死与活的叠加态。但对观察者而言，他的观察导致波函数坍缩，猫被提前确定为或死或活的确定态。我们向观察者提问以求证，却发现观察者与我们的理论预言产生冲突。这个思想实验暴露了哥本哈根诠释中的矛盾，即决定论与突发坍缩之间的矛盾。
休.艾弗莱特在提出这个思想实验时并未引起广泛关注。直到五年后，著名物理学家魏格纳重新讲述这个故事，它获得了巨大关注。这个故事成为了“魏格纳的朋友”思想实验，但它至今仍然不甚清晰。然而，翻开历史，我们发现那个被忽视的小人物 - 即使休.艾弗莱特在生前并未成为理论物理界的巨头，但他的理论已经几乎覆盖了量子力学的半壁江山。
说到底，这个思想实验揭示了哥本哈根诠释中的二元对立矛盾：微观系统与我们的观察之间存在的量子-经典界线导致了波函数的坍缩，但这条界线的位置却不清楚。不同的观察者对界线的位置有不同的解释，矛盾由此产生。
那么，这条量子-经典界线应该在哪里？冯诺依曼对此进行了探讨。他将测量过程视为一个具体的物理过程，假设量子力学不仅适用于微观粒子，也适用于宏观的测量仪器以及观察者。这意味着不存在所谓的经典世界与量子世界的边界，它们都是由量子力学描述的。
在测量一个粒子的自旋状态时，我们假设存在一个自旋1/2的粒子，每次测量都有两种可能结果：上旋或下旋。为了测量粒子，我们还需要一个测量仪器，用一个指针显示结果。当粒子上旋时，指针偏向左侧；当粒子下旋时，指针偏向右侧。观察者是我们自己。通过指针的左偏或右偏，我们可以知道粒子是上旋还是下旋。无论粒子、仪器还是观察者，都由量子力学描述。粒子、仪器和观察者都可以用量子态描述。
冯诺依曼认为，测量是被测量的粒子与测量仪器之间的相互作用。这个假设合理，因为它使得粒子与观察者之间产生因果关系，使得粒子信息传递给观察者。在初始状态下，粒子处于上旋状态，仪器没有读数，假设它是就绪状态。粒子通过仪器时，粒子与仪器的相互作用导致仪器指针左偏。同样，如果粒子一开始是下旋状态，指针会右偏。
对于一般情况，粒子处于上旋和下旋的叠加态。量子力学演化规则要求，上旋的叠加态导致仪器指针左偏，下旋的叠加态导致右偏。因此，在观察者不看仪表时，系统共同处于（粒子上旋、指针左偏、观察者高兴）和（粒子下旋、指针右偏、观察者沮丧）的叠加态。当仪表和粒子完成相互作用（完成测量）后，作为观察者的我们开始观察仪表。此时，系统共同处于（粒子上旋、指针左偏、观察者高兴）或（粒子下旋、指针右偏、观察者沮丧）的叠加态。
整个过程按照量子力学规则必须如此演化。然而，这一演化的结果是荒谬的：现实世界中我们只能得到一种结果，要么粒子上旋、指针左偏、观察者高兴，要么反之。我们无法想象两种情况的叠加态。原因是，我们整个过程中并没有引入二元对立的过程，量子态不会自发切换为经典态。
冯诺依曼指出，物理定律应该普遍适用于物质世界，包括宏观物体和人类（也许包括动物）的精神。他断言，意识是导致波函数坍缩的唯一可能因素，因为它是物质之外的那个神秘的“观察者”，波函数坍缩的唯一可能罪魁祸首。
然而，这个答案让意识直接决定物质世界更加尴尬。从多态叠加的量子态到单一确定的经典态，中间必然经历某种独立于量子力学演化规则的第二类过程。冯诺依曼的诠释虽然对观察进行了明确分析，但物理定律对物质以外的现象（如意识）的普适性仍然模糊。
冯诺依曼的贡献在于建立了一套具体的测量理论，将观察过程用物理手段进行分析，为后人研究量子力学诠释问题提供了基础。至于“意识坍缩”，他并未深入探讨，只简单评价说坍缩发生在从仪器到被意识接受的时刻。然而，他的分析过程大多为纯粹的物理理论，而不是仅仅是一种诠释。
物理学家Schreiber总结道，量子力学规则正确，但只适用于物质世界，即整个物质世界。人类（和可能的动物）精神是无法用量子力学描述的外部观察者，它们在大脑中进行测量，导致波函数坍缩。
冯诺依曼相信意识与坍缩有关，但态度相对模糊。魏格纳随后扩展并详细分析了这一观点，他的“魏格纳的朋友”实验形象地表达了这一过程。
魏格纳坚信意识与物质是截然不同的，观察是形成印象的过程。在“魏格纳的朋友”实验中，当打开盒子时，我们并不知道猫的状态，它是叠加态，对猫的两种预期同时存在于意识中。然后我们询问朋友猫的生死，朋友的回答立刻排除了另一种可能，猫态坍缩了。在我们问朋友之前，猫态的描述仍然是叠加态，然而朋友的回答已经形成确定印象，这意味着波函数坍缩在意识中发生。
结论是，有意识的生物与无意识的仪器在量子力学中有着不同的作用。因此，意识是导致波函数坍缩的罪魁祸首。魏格纳的朋友思想实验将冯诺依曼的测量因果链以直观形式展现，而冯诺依曼和魏格纳的理论统称为“冯诺依曼-魏格纳诠释”。
冯诺依曼-魏格纳诠释明确化了哥本哈根
19、波函数坍缩是意识引起的吗?世界是真实的吗?
结论是，有意识的生物与无意识的仪器在量子力学中有着不同的作用。因此，意识是导致波函数坍缩的罪魁祸首。魏格纳的朋友思想实验将冯诺依曼的测量因果链以直观形式展现，而冯诺依曼和魏格纳的理论统称为“冯诺依曼-魏格纳诠释”。冯诺依曼-魏格纳诠释明确化了哥本哈根 ...
波函数如何坍缩
达尔文（进化论之父达尔文的孙子）提出：意识导致波函数坍缩。1935年 薛定谔建议用态区分原理来说明波函数的坍缩。1949年 约尔丹指出波函数坍缩过程不是观察者心中的精神作用，而必定是一个真实的宏观物理过程。20世纪50年代 路德维希认为测量仪器是一个处于热力学亚稳定状态的宏观系统，在受到微观系统的扰动时...
量子力学里的“波函数坍塌”是由于人的意识导致的吗?
测不准定律是粒子世界其他特征的根源。而既然量子世界存在不确定测不准的特性，量子纠缠和波函数坍塌等一系列理论，就必然从中引申出来。因此可以认为，不确定性原理（测不准定律）是量子力学种种诡异现象的根源，波函数坍塌、量子纠缠的一些特性，都是源于这个前提的。这个前提就是观测必然对量子造成扰动，...
为什么冯·诺伊曼会说量子力学的波函数坍缩和“意识”有关?
因此，魏格纳就提出，意识是可以作用于外部世界的，并且使得波函数发生坍缩。他还进一步解释了其中的原因，他认为外部世界的变化会引发意识的改变。因此，根据牛顿第三定律，也就是作用力与反作用力，意识也可以引发外部世界的改变。无论是冯诺依曼还是魏格纳，他们的看法都足够颠覆。但是也存在着一些问题。首先...
为什么冯·诺伊曼会说量子力学的波函数坍缩和“意识”有关?
因此,只有电子“被意识”到,电子的波函数才会坍缩。如果电子没有“被意识”到,那电子就会一直处于叠加态。 不仅仅是冯·诺依曼提出了这样的想法和理论,其实还有一位叫做魏格纳的科学家提出了一个著名的思想实验:魏格纳的朋友。 这个思想实验就是用来证明波函数坍缩与“人的意识”有关。魏格纳的朋友 要想了解魏格纳...
爱因斯坦为什么认为波函数坍缩不可能是真实过程?
薛定谔方程计算结果表明波函数分布在空间广大区域，而测量粒子位置时在很小区域得到粒子坐标，∴物理学家用波函数《坍缩》来解释这种理论与实验矛盾现象。个人理解《坍缩》就是量子理论与实验测量之间的转换。正象傅氏变换中复频率、负频率仅是理论结果，实践中只能测量到正频率，似乎可认为复频率、负频率《...
波函数坍塌是什么意思
在量子力学中，波函数坍缩是一个复杂而神秘的现象。它不仅挑战了我们对现实的理解，还推动了科学界对量子世界的探索。尽管波函数坍缩的真实性尚未完全确定，但这一现象无疑为我们揭示了量子世界的奇妙之处。未来，随着科学技术的进步，我们或许能够更加深入地理解波函数坍缩，为人类带来更多的科学突破。
量子物理中,意识导致波函数坍缩,“意识”是指什么?
但是，量子力学的艰深之处，也让人叹为观止。著名物理学家费曼，就曾经说过这么一句话，叫：“没人真正懂量子力学”。比如说，在量子物理里，人类的“意识”，可以导致波函数的坍缩，让结果固定下来；这点可能难以让我们理解，尤其是受到了严谨唯物主义训练的中国人。客观世界的所有...
波函数坍缩是什么意思?
最重要的是，“波函数坍缩”是真实存在的吗?还是仅仅是对一种现象的“特殊”解释，这种现象也许可以用一些更容易理解的机制来更好地解释，比如量子退相干，近几十年来这种观点已经成为主流?所有这些问题，以及其他许多问题，都是量子力学中臭名昭著的测量问题的一部分。针对这个问题有很多解决方案;这是我们...
意识波粒二象的详细论证(3)
意识具有波粒二象性的革命性认识是以著名的单电子双缝实验为可靠的实验基础,以数学家冯·诺依曼对双缝实验整个过程的严谨数学分析而论证出只有意识才能导致波函数坍缩这一重要结论,在此基础上进一步逻辑推导出意识必然具有波粒二象性的全新认识。 单电子双缝实验是量子力学最根本最重要的一个实验,2002年,美国《物理世界...
