王涛
如何理解量子力学?(12)连续的测量
2025-11-2 18:36
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              对于量子力学的理解,在于对于测量结果的理解。在前边的博文中,我一直在强调宏观仪器对微观世界的测量。如果制备的微观客体是相同的,那么接下来的测量,如果测量一个物理量,每一次测量,测量的结果是多种可能的。很多人可能会奇怪,这里的制备的微观客体是一样的,是怎么做到的。

    这里边有一些很重要的结果,就是测量的物理量,测量的结果都是这个测量物理量对应算符的本征值。这个理论和实验是相符的。所以,我们可以只讨论一个测量结果的情况。(把其它测量结果的情况淘汰掉,这个过程就是预选择)然后在这个测量的结果上,我们接着再测量,就会发生一些很有意思的结果。

    如果我们测量的还是以前的那个物理量,那么这次测量的结果,就还是第一次测量的结果。这看起来几乎是必然的。但是我想说,只有实验结果才会告诉我们什么是正确的。逻辑的结果,往往都不是正确的。

    这个看起来简单的结果很有意思,也极其重要。

    这说明,第一次测量,导致这个测量的微观客体,彻底的发生了变化。第一次测量的量子客体,测量这个物理量,会测量很多个结果。而第一次测量后,再去测量这个物理量,就一直是一样的。这说明了,第一次测量前后,微观客体发生了完全不一样的改变。这是和宏观世界完全不同的结果。宏观世界的测量,是一个一对一的对应过程,几乎不会破坏测量的物体。

   所以,对微观世界的测量,是一个很不可思议的事情。

   在算符假说中,算符会自带一个本征方程,不仅有本征值(物理观测结果),还带着本征态(这是什么?)。

   毫无疑问,这个本征值,和这个本征态是彼此对应的。本征值,是宏观仪器测量微观客体物理量的结果,所以这个本征态,与微观客体有关。当第一次测量之后,继续测量这个物理量,就一直都是这个本征值,那么只能意味着一个结果,就是这个微观客体,和这个本征态产生了对应关系。

   在历史上,是薛定谔为了研究微观客体的波动性,相信有一个波动方程来描述微观世界,所以就会有一个描述波动的函数。

   但是,在逻辑上,我们知道,这里边的关键,就是这个本征函数。在薛定谔的几篇建立量子力学的文章中,说的就是这个事情,这几篇文章的题目就是《量子化就是本征值问题》。

   这个事情,在量子力学中,几乎处于一个核心的位置。测量导致了微观客体的变化,是一个奇妙的过程,我们至今都不知道发生了什么。

   

              

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