大家好，你真的懂“量子”吗相信很多的网友都不是很明白，包括量子物理学冷知识也是一样，不过没有关系，接下来就来为大家分享关于你真的懂“量子”吗和量子物理学冷知识的一些知识点，大家可以关注收藏，免得下次来找不到哦，下面我们开始吧！
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量子物理中，“意识”导致波函数坍缩，这里“意识”到底指什么
这个问题延伸到量子力学的边缘之外了。
最主流的解释，“观察”导致波函数坍缩，意识不属于科学。但是，再深入一层，“意识”导致波函数坍缩，却正是量子力学和经典物理边界的核心问题之一。
以下说的“观察”，指用仪器记录，拍摄，量子世界，波长不在人眼范围，无处观看。
老老实实从波函数说起。微观粒子的运动状态可以完备地用量子态表述，量子态是希尔伯特空间中的一个态矢量。这个态矢量就是波函数。在量子力学中，一个波函数可以完全定义一个微观粒子的全部运动状态。
当这个波函数不被“观察”的时候，它如何用永恒存在的运动不断演化呢？通过薛定谔方程，我们可以得知它的能量，动量，角动量，波长，波包信息，振动频率等等经典物理信息。因此，量子态是一个确定的、连续变化的、由决定论方程严格预测的状态函数。
但是我们“观察”波函数时，我们看到的不是波函数，而是上面提到的这些可观测量。每一个可观测量都对应着一系列的本征态和本征值，观察的结果就只可能是这些本征值之一。
本征值是对应可观测量，可以产生确定观察结果的量子态。本征值由粒子的量子态与该本征值对应的本征态之间的“叠加率”所决定。本征态也是一种量子态，是希尔伯特空间中的矢量，每个本征值对应着一个本征态，这称为波恩规则。
薛定谔方程向波恩规则过渡的过程，就是量子物理向经典物理转化的过程，在这过程中，波函数转化为了可观测量，这就是波函数坍缩。
两者的边界在那里按照经典的观念，系统的状态是独立于观察之外的。但是波函数坍缩却告诉我们，观察时，我们得到何种结果，系统的量子态就突变为这个结果的本征态。这就说明了，波函数坍缩是与观察相关的，不独立于观察。
由此，波函数的演化似乎分成两种不同的模式，当我们不理它的时候，它满足薛定谔方程，是确定的、连续的、幺正的，当我们观察它的瞬间，它会瞬间地发生随机突变，这个突变不但在观察的瞬间发生，而且是由观察什么决定。观察时发生了两件事，第一，根据你观察的可观测量，会产生一系列本征态的选项；第二，根据波恩规则，量子态从这些选项中选择其一。
大众广为接受的观点是观察结果由观察手段决定，但系统的演化也是观察手段决定，这就非常的反我们熟悉的经典物理因果律了。
这也是波函数坍缩目前最有争议的部分。
如果理解为观察难免要对系统产生干扰，因而观察就不可避免地改变系统的状态。这个解释最容易理解，但这个思维属于典型的经典思维，不符合量子世界的特性。
如果说观察“干扰且改变了系统状态”，这就意味着在观察前，系统已经有一个确定的，不属于经典观察结果的“状态”了。反“不确定”原理？而且贝尔实验也明确地表明，在满足定域性的前提下，不可能存在一个确定的状态。所谓“观察干扰了系统的状态”是反实验结果的。
我不想推翻大师们任何的公设，因为它们都经过了千锤百炼的实验。但是如果觉得矛盾，一定有错误，这个错误，应该是我理解的错误，而不是理论的冲突，那么接着烧脑，继续思考。
“意识”导致波函数坍缩的诞生量子力学告诉我们，是观察改变了“量子态”，从态矢量的角度看，量子态不但是可叠加的，而且是可任意叠加的。我们可以根据我们的计算方便，把它随意地看作不同状态的叠加。难道一个系统的状态可以是随着我们的意愿变化的吗？
那么，意愿产生结果，那是意识造就现实吗？还是个纯物理过程？
用物理机制详细分析观察过程的第一人是伟大的科学家——冯诺依曼。他试图用物理过程解释观察结果-试图将“坍缩”这个神秘过程用某种明确的物理过程消解掉。但是，从系统的“由本征态组成的叠加态”这个起点，经由“系统与仪器的相互作用”、“观察者介入并接受仪器指示”、到最终的“我们在意识中认知到某一个特定结果”这个终点，他发现过程中间是无法被完全消解的。
因为由薛定谔方程的线性性质就可以推导出，在系统与仪器、仪器与观察者之间的物理相互作用过程中，一切叠加态都将会保留下来。然而最后我们所意识到的观察结果，却是一个确定的、单一的结果。
因而经过他对观察过程的详细分析，他只能消解掉其中的物理部分，而那些未消解的部分，被他归结为归结为“非物理”，也就是意识。他说，坍缩大概是与意识有关的。这就是“意识导致波函数坍缩”说法的由来。
为什么会诞生这样的说法，因为现在的量子力学，还不能对整个物理过程做出准确而详尽的描述。
目前量子力学主流的哥本哈根学派解释是，态矢量代表的不是物理状态，而是我们的认识状态-因为我们无法直接获取微观粒子的物理状态。因而量子力学不描述系统的物理变化过程，而是描述我们对系统认知的更新过程。这就是所谓的“认识论波函数”，至于独立于我们认知的系统“客观状态”，则是无需去考虑，毫无意义的。
它认为，微观世界与经典世界不同，态矢量适用于且只适用于微观世界。而微观粒子经过观察把信息传递给观察者，就必然会在其中某一点“坍缩”为经典状态。也就是说，在量子态的微观粒子、和只能接受经典状态信息的我们，这两者之间隔了一个“观察”。在跨越量子经典边界的时候，波函数就坍缩了。
与之相对的本体论波函数和隐变量理论这里跳过，集中火力谈“意识”论。
量子-经典界线到底应该在何处呢？哥本哈根学派对测量过程产生的变化不能精确，完备的诠释，冯诺依曼，决定攻克这一问题。
他把测量过程当做一个具体的，连续的，没有分界线的物理过程来进行详尽的分析，而整个分析的起点，就是假设量子力学不但对微观粒子有效，对宏观的测量仪器乃至于观察者同样有效。也就是说，不存在所谓的经典世界和量子世界的边界，它们都是由量子力学描述的。
他认为，测量不外乎是被测量的粒子和测量仪器之间的相互作用。这个假设非常合理，因为只有这种相互作用，才会发生粒子与观察者的因果关系，从而使得粒子的信息得以传递给观察者。
在整个过程过程中，不存在所谓的“经典”仪器，一切仪器，包括我们的感官，都是由量子微粒构成的，因此它们全部遵从量子定律。
物理定律应该是普适性的，但这种普适性应该仅限于物质世界，也就是说，一切宏观物质都是由量子微粒构成，因此我们必须假定即使是宏观物体，也会遵循量子力学规律，所谓的经典现象，是大量量子微粒在一起显示出来的综合效应，是一种“涌现”的现象。
我们没有理由相信量子力学对物质以外的现象也是普适的——对于精神和意识，没有任何证据表明它们也满足物理定律。对于意识而言，至今物理学还不敢说对它有一丁点的了解。因此，冯诺依曼断言，一定是意识的原因。
意识是这整个链条中唯一的一个可以不遵守物理规律的因素。所以必定是意识导致了波函数的坍缩！意识是存在于物质之外的那个神秘的“观察者”，因而它也就是波函数坍缩的唯一可能的罪魁祸首。
冯诺依曼对观察做出了明确的分析和回答，但这个答案无可避免地让意识直接决定物质世界了！
从多态叠加的量子态到单一确定的经典态，中间必然要经历某种独立于幺正演化的第二类过程才可能实现，在冯诺依曼这里，这个决定性的角色由意识扮演。冯诺依曼的诠释仍然是某种哥本哈根诠释，它只不过把原本无法确定量子经典边界，明确地划在了人的意识边界处。
冯诺依曼在这个问题上的最大贡献，是建立了一套具体的测量理论，把玻尔他们含糊处理的观察过程用物理的手段进行了分析，并且这种分析成为后人进行量子力学诠释问题研究的基础，成为了后人得以站在他肩膀之上的那个巨人。
至于“意识坍缩”，他却并没有深入探讨，而只是简短地对此评价到，“坍缩发生在从仪器到被意识接受的时刻”。然而，他的整个分析过程，绝大多数是纯粹的物理理论，而不仅仅是一个诠释。
其他科学家总结到：
量子力学的规则是正确的，但是它仅对一种系统正确，也就是说是所有的物质世界。在此之外存在的外部观察者却不能被量子力学所描述，诸如人类（也许包括动物）的精神。正是这种外部的观察者在它的大脑中展开的测量坍缩了波函数
求证按照冯诺依曼的逻辑，我们可以做一个思想推导：如果我们接受了“意识坍缩波函数”这种说法，那么一个逻辑必然就是，意识不但是创造了宇宙的现在状态，它还创造了宇宙的整个历史！因为宇宙早期还不存在意识生物的时候，按照这种逻辑显然是没有什么东西使它坍缩的，于是宇宙自诞生之日起就一直是一种模模糊糊，云山雾罩的概率云。
这种存在状态一直保持到宇宙中第一个意识出现，它看了一眼宇宙，于是宇宙就坍缩成了现在这个样子，包括它的一切历史，从大爆炸到原子的形成再到星云星系的整个演化，就都变成了现实。也就是说，在150亿年的现在，一个意识看了一眼，就导致了150亿年前，宇宙诞生了！
也即是说，现在，决定过去！
太荒唐了是吧，这里，我们暂停一下，先来到一个著名的思想实验-“魏格纳的朋友”。
还是薛定谔的猫，但是在盒子里，关上了一个人，这个人带着防毒面具，一小时后，在我们打开盒子之前，猫对我们来说是死是活？50%的概率，猫处于生于死的叠加态。但是，作为观察者的朋友呢？他看到了什么，那肯定是确定态，不同的观察者，不同的状态，这里就产生了巨大的理论冲突。
这也是哥本哈根诠释中二元对立的矛盾：决定论的波函数演化和突发的波函数坍缩之间的矛盾。玻尔们说从微观系统到我们的观察之间存在着某种量子-经典界线，导致了波函数的坍缩，但是他们也说不清楚这条界线到底划在何处。于是，不同的观察者就对这条界线的位置有了不同的解释，于是矛盾就产生。
这个思想实验，其实就是把冯诺依曼的测量因果链用一种非常形象的形式向我们表达出来了。冯诺依曼首次提出意识可能与坍缩有关，而魏格纳随后把这个论述具体化，明确化了。因而，持有“意识使波函数坍缩”这类观点的诠释，一般被统称为“冯诺依曼-魏格纳诠释”（简称VW诠释）。
物理学一直把意识排斥在科学之外，但是VW的诠释却显然比哥本哈根的理论更加符合一个物理理论的特征：它明确，没有任何含糊空间，因而就更加容易被证伪。而反观哥本哈根诠释，它的模糊不清给了它随意解释的空间，面对任何实验，它都可以随意地变形从而逃过被证伪的命运，正如波普尔指出的，“不可辩驳绝非理论之善，而是理论之恶”。
VW明确认为没有客观世界，它是由我们的意识创造的！这种观点，常识上过于极端，那么的反科学，结果而只能是一种小众理论。
VW同样有缺陷，猫自己作为观察者，那么它就不会是不死不活了，直接自己给自己确定态。
没多少科学家可以接受这说法，但是冯诺依曼是当代顶级科学家，位高权重，为了反击，只有求助于更牛的物理学大师找反击武器，谁呢？爱因斯坦的“隐变量理论”——找到隐藏在概率背后的真正的规律，在波函数的背后，仍然有更深层的现实和规律没有被发现，波函数只是一个展现在我们面前的表象。
最为著名的，也是最接近成功的隐变量理论是德布罗意-玻姆理论，又叫做玻姆力学，哥本哈根诠释中强调波粒的互补性，对量子系统而言，波动和粒子是两种互补的性质，它们共同构成了系统的所有性质，然而却同时是互斥的，不可能在同一个观测中出现。而玻姆力学则强调波粒的共存。在玻姆力学中，除了波函数以外，每个粒子都像是经典粒子那样，有着确定的位置和动量。在这里，波函数不再是玻恩所诠释的那样，是一种概率波，而是作为一种真实的物理波存在。
但是，玻姆力学也不完美，因为经典物理的三个特性，它完美的支持了决定论和实在论，却违反了定域性……
似乎一路说下来，全都是不完美或者有缺陷的理论呢？因为我们来到了科学之墙的边缘，探讨的是科学还未覆盖的领域。
量子力学有多种学说，哥本哈根学派还不能精准解释一切，因此，其他学说有其存在并且合理的缘由。
虽然“意识”导致波函数坍缩听上去很荒诞，彻底反常识，但是费曼说过“谁要是懂量子力学，那么他就是真的不懂量子力学。”
至于提问者，歪打正着，正好问到了量子力学最无法解释的现象，哥本哈根诠释的最软肋之处，也或许，提问者就是一个新物理大师呢？
没有知识基础的人可以读懂量子力学吗
没有量子方面基础的人也可以学习量子力学，只是学习时间要比别人长，有的地方理解不到位，容易走弯路浪费时间或放弃学习。只要你努力坚持学习，没有克服不了的困难，一定能实现梦想。
量子的重要应用是量子通讯、量子计算和量子测量。学习量子力学最好的方法是：一是打牢数学基础，数学是学好量子力学的工具。二是理解量子力学物理原理和思想方法。
一、数学知识
对于数学知识需要面比较广，主要是数学思想和方法。可以在学习中用到相关知识再系统学习。
1、数学分析：积分和微分，常微分和偏微分方程等。
2、数学物理方法：复变函数及特殊函数，如球谐函数，贝塞尔函数等。
3、线性代数：线性空间，子空间，正交，基，矩阵和线性变换，本征值和本征向量。
4、数理统计：概率论、参量估计等。
二、物理思想方法
1、掌握用算符和态描述物理系统的方法的过程，重点理解量子态、几率、波函数和测量理论及薛定谔方程。
在量子力学中：几率就是一种量子状态在其表象中出现这种量子态的概率，几率密度积分就是概率。波函数模的平方表示概率密度。
2、掌握量子力学的基本假设及基本原理。深入理解量子叠加、量子纠缠等基本思想内容。
在量子力学中：（1）一个物理体系的状态由态函数表示，态函数的任意线性叠加仍然代表体系的一种可能状态；（2）状态随时间的变化遵循一个线性微分方程，物理量由满足一定条件的、代表某种运算的算符表示；（3）测量处于某一状态的物理体系的某一物理量的操作，对应于代表该量的算符对其态函数的作用；（4）测量的可能取值由该算符的本征方程决定，测量的期待值由一个包含该算符的积分方程计算。
三、理论学习与实际应用相结合
1、选择两本以上入门教材。最好国内和国外各选择一本，精读不同内容。因为每个人理解量子方面的内容受不同思想影响不同，教材对量子力学侧重面不同。
2、有实验条件的可以做一些基础实验，能加深对量子力学的理解。如干涉实验和其他测量实验等。
量子力学真的不符合常识吗
施郁
（复旦大学物理学系教授）
谢谢邀请。
所谓常识，据我理解，是很多人在长期的生活中都得知的、不需要专门去深度学习的知识。
所以“量子力学真的不符合常识吗？”这个问题本身需要探究一下。它的字面意思是：量子力学真的不符合“很多人在长期的生活中都得知的、不需要专门去深度学习的知识”吗？这个问题就有问题了J，因为一般人在日常生活中是不会获得量子力学知识的。所以用个不是完全合适的比方，这个问题问得有点像“苹果真的不符合北方大米的性质吗？”
上面说了那么多，实际上包含一层深意：量子力学的使用范围与常识是不一致的，所以不存在符合不符合的问题。
量子力学是物理学家研究物质的微观结构所提出来的理论框架。在它适用的范围内，系统的行为是几率性的，必须引入量子态的概念来描述。而人们的常识通常是关于我们生活的宏观层次上的现象和规律。
当然，宏观物质是由微观物质构成的，在一定的条件下，也可以使得宏观物质服从量子力学规律，但是这些条件就超出了人们常识所涉及的情况。
作为一个有意义的问题是，量子力学规律怎么过渡到宏观规律。这方面还在研究进展之中。
最后，所谓“常识”的概念也可以拓展一下。对于熟悉量子力学、研究量子力学的科学工作者，量子力学规律已经非常熟悉，也成为了一种“常识”。如果这么拓展“常识”的概念，那么量子力学与之倒是挺符合的:)。
你真的懂“量子”吗
即使是量子领域的专家，也要花费大量的时间去学习和研究这一领域，因为量子世界与我们熟悉的经典世界存在很大不同的特性和规律。
在量子物理中，波粒二象性、量子叠加态、量子纠缠等都是非常重要的概念。量子计算机是一个比较新的领域，在该领域中，量子比特和量子门等是必须要了解的基本内容。
关于你真的懂“量子”吗的内容到此结束，希望对大家有所帮助。
