深層解讀量子力學，觀測行為為何能導致波函數坍縮？

很多人都知道量子力學非常詭異，但到底有多詭異？從物理學家費曼的一句話就明白了，這句話就是：世界上沒有誰真的懂得量子力學。

這句話在如今仍舊適用，雖然一百多年過去了，但科學家們仍舊沒有完全弄明白量子力學。

量子力學有很多完全顛覆人類傳統認知的特性，比如說，人們的觀測行為會導致微觀粒子的波函數坍縮，為什么會這樣？觀測行為真的會讓波函數坍縮嗎？為什么會讓波函數坍縮？

量子世界，與我們所在的宏觀世界有著本質的區別，那里的一切都是不確定的，都是模糊的，物理學術語就是量子世界都處于“疊加態”，我們不能同時確定微觀粒子的位置和速度，粒子可以出現在任何地方，而且可以同時出現在兩個不同的地方。

如果這一切發生在宏觀世界， 人們早就瘋了！

既然這樣，科學家是如何描述微觀粒子的具體行為狀態呢？只能用波函數，用數學概念理解就是，用波來描述微觀粒子的狀態。顯然，這樣的狀態是不確定的，因為理論上波可以在任何地方，甚至可以在宇宙中的任何地方。

奇怪的是，當我們觀測微觀粒子到底在什么位置時，描述粒子狀態的“波函數”立刻就會發生坍縮，從不確定狀態變成確定狀態。

說白了，在觀測之前，微觀粒子可以出現在任何地方，甚至可以說它們無處不在。而在觀測的一瞬間，我們只會看到微觀粒子在某一個地方。

問題來了，我們的觀測為什么會讓微觀粒子出現“波函數”坍縮，進而變成確定狀態呢？

對此，不少科普人給出這樣的答案，認為人們的觀測行為會對微觀粒子的運動產生干擾，從而影響到它們的狀態。

這種解釋很容易理解，也容易被人接受，畢竟任何形式的觀測，都需要借助光子，光子必須撞擊到微觀粒子，我們才能觀測到微觀粒子。

但是，這個解釋看起來很完美，實際上仍舊是傳統的經典物理思維，仍舊被傳統思維深深束縛著，并不嚴謹。為什么？

原因很簡單，如果我們的觀測會影響到微觀粒子的狀態，意味著在我們實施觀測之前，微觀粒子的某種確定狀態已經存在了，既然存在確定狀態，就不會是“疊加態”，這與量子力學的基本原理發生了矛盾。更何況貝爾實驗早就表明，確定狀態不會在量子世界出現。

所以說，觀測行為影響微觀粒子狀態的觀點是站不住腳的。那么，觀測行為為何會導致波函數坍縮呢？

我們必須換一種思維方式，徹底擺脫經典物理學思維，否則很難理解波函數坍縮。但想要徹底擺脫談何容易？我們本身就生活在經典世界，自然會下意識地用經典物理思考量子世界。

其實，所謂的波函數坍縮，觀測等行為都是基本的原生定義。說白了，波函數坍縮無論如何是不可能改變的，一直存在，與人們的觀測與否沒有關系。人們的觀測行為只是看到了波函數坍縮而已，并不會導致波函數坍縮。

通俗來講，所謂的“坍縮”就是公理，是基本前提，也是假設。我們都知道公理，公理有很多，比如說相對論中的光速不變原理，就是基本假設，也是公理。

還有一個公理每個人都知道：兩點之間戲那段最短。

而公理本身不需要證明，也無法最終證明，任何公理都是如此，你需要選擇相信或者不相信，而沒有任何質疑的必要。

假設的東西本來就沒有質疑的必要，也沒有意義。

到這里，可能你一臉不屑，說了半天，原來是公理，而又說公理不需要質疑，也沒必要質疑。這顯得也太霸道了吧，好像有點避重就輕，故意逃避問題的感覺。

但事實就是這樣，任何科學理論都如此，因為任何科學理論都是建立在假設的基礎上，科學的本質其實就是假設，我們熟悉的牛頓定律和相對論都是如此。

如果我只是說這些，肯定有很多人不滿意。下面就盡可能通俗解釋一下為什么說波函數坍縮是假設，是公理。

當觀測行為發生時，深層意義就是，把一個整體系統強行分開成獨立系統，于是就沒有了所謂的疊加態，當然就會出現波函數坍縮。

這個整體系統包括我們觀測的微觀粒子，還有任何觀測儀器，比如說我們的眼睛，高科技儀器等。分開的獨立系統就是微觀粒子和我們的眼睛等觀測儀器。

而所謂的觀測行為并不是干擾了微觀粒子，本質上是觀測本身與微觀世界發生了糾纏，兩者成為一個整體，單獨的定義自然就不存在了。

我們還需要明白一點，所有的自然現象和物理實驗過程肯定是客觀的，不過我們描述實驗過程的方法以及終結出來的邏輯關系一定是主觀的。

說白了，“波函數為什么會坍縮”這個問題本身根本就沒有意義，為什么？因為波函數原本就存在，人們并不能通過觀測讓波函數坍縮，觀測行為只是發現了原本存在的波函數而已。

正如之前所說，所謂的波函數只是人們通過觀測行為而進行的主觀假設罷了。

當然，這并不是隨便的假設，這個假設之所以被主流科學界接受，就是因為波函數與實驗結果很吻合，而且還能進行各種預測，這不正與“光速不變原理”一樣嗎？

最后，我們不要陷入一種思維模式跳不出來。不知道你想過沒有，為什么我會覺得量子力學如此詭異？原因就在于我們不是在量子世界里生活，而是生活在宏觀世界。

如果人們一開始就生活在量子世界，就不會認為量子力學有詭異了。人們為何能心平氣和地接受牛頓經典力學，不就是因為我們生活在經典世界嗎？

所有的科學理論都是建立在假設基礎上推導出來，假設也可以理解為公理。當然任何假設都不是隨便臆想出來的，而是通過對客觀世界的不斷觀察總結出來的。

同時，假設肯定越少越好，任何任何假設都可能會出錯，假設的越多，出錯的幾率就越高！