波函数坍缩

当一个科学实验做得正确时,它将给出一个可测量的结果。在每一个时刻,系统(实验)将处于几种可能的状态之一。在最后,实验将处于最终状态。在每一个时间点上,系统的状态都可以被测量出来。

量子力学做的实验也是这样的。与经典力学不同的是,在每一个时间点上,都有几种状态叠加(重叠)来描述实验所处的状态。这些状态被称为特征态。与经典力学相同的是,如果做了一次测量,就会有一个结果。这个结果就是其中一个特征态的特征值。这意味着,测量将把几种可能的状态加在一起,还原成单一状态。测量之后,系统将处于被测量的状态。在哥本哈根的解释中,这种还原被称为波函数坍缩。坍缩是量子系统在时间上进化的两个过程之一。另一个是通过薛定谔方程的连续演化。

Werner Heisenberg在1927年发表的一篇论文中最先解释了这种情况。这个结果是有争议的。Erwin Schrödinger用思想实验"薛定谔的猫"来说明这一争议。

问题和答案

问:一个正确的科学实验的可测量结果是什么?
答:正确完成的科学实验的可测结果是系统在每个时间点上的状态。

问:量子力学与经典力学有什么不同?
答:在量子力学中,几个状态叠加(重叠)来描述一个实验所处的状态,而在经典力学中,在任何给定的时间点只能测量一个状态。

问:当测量完成后会发生什么?
答:当测量完成后,会有一个单一的结果,即其中一个特征状态的特征值。这意味着,测量将通过把几个可能的状态加在一起,把它们减少到一个单一的状态,在测量之后,系统将处于这个被测量的单一状态。

问:什么过程将多个可能的状态减少到一个单一的状态?
答:将多个可能状态减少到一个单一状态的过程被称为波函数坍缩。

问:量子系统随时间演变的两个过程是什么?
答:量子系统随时间演化的两个过程是通过薛定谔方程的连续演化和波函数塌缩。

问:谁首先对量子系统的这种情况作出解释?
答:维尔纳-海森堡是最早对量子系统解释这种情况的人之一,他在1927年发表了他的发现。

问:埃尔温-薛定谔是如何证明这种关于波函数塌缩的争议的?
答:埃尔温-薛定谔用他的思想实验 "薛定谔的猫 "来证明这个关于波函数塌缩的争议。

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