人工智能通识-科普-薛定谔猫和维格纳的朋友

我们的世界根本上是粒子组成的，而粒子是基于概率和随机的，当波函数坍缩的时候才以粒子的形式出现，而促成波函数坍缩的的，正是智能观察者。

哥本哈根是北欧国家丹麦的首都，100年前哥本哈根聚集了多位量子力学领域的先驱，包括尼尔斯波尔Niels Bohr、维尔纳海森堡Werner Heisenberg、沃尔夫冈泡利Wolfgang Pauli等。

哥本哈根解释是1925年由波尔和海森堡提出的量子力学解释。哥本哈根解释指出： 物理系统在被测量之前没有明确属性，量子力学只能预测结果产生的概率而不是结果本身，测量行为会影响系统，让概率坍缩为一个可能的结果，这个过程叫做波函数的坍缩 。

哥本哈根解释可以说是量子力学最正统的理论，也是近百年来影响最大的量子力学学说。但同时，对它的反对和质疑也从未停止。

1935年，奥地利物理学薛定谔家提出了一个假象实验，用来阐述哥本哈根解释导致的悖论：在一个封闭的箱子里，有一个放射源和一个感应器，只要有哪怕一个原子发生衰变就会触发感应器击破毒气瓶释放毒气，进而杀死躲在箱子中的小猫。

由于量子的不确定性，在被观测之前，放射源是一直处于衰变和不衰变的叠加状态，进而导致小猫处于死和生的叠加状态。

薛定谔猫的实验，实际上是 把微观的量子力学不确定性直接放大到猫这样的宏观层级，导致产生反常识现象 。

处于生和死两种状态混沌之中的一只猫，这似乎无法想象。然而对于量子力学来说这不是问题，因为“无法观察的物理量是无意义的”，同样讨论一只我们无法观察的猫处于什么状态并不是量子力学的研究范围，甚至我们都不应该去思考它。

薛定谔的猫的确处于一种生死叠加状态，但如果我们开箱观看，这个观察行为将立即导致叠加状态坍缩为任意一种可能结果，可能生也可能死 。

可以说你开箱后的第一眼杀死了里面可怜的猫，也或者救活了它。智能观察者的观察行为决定了猫曾经被毒死或者没有被毒死的历史。

具有薛定谔猫同样神奇的一个情况是 多重宇宙 。我们现在讨论多重宇宙的内容是没意义的。如果有一天我们掌握了打开多重宇宙的方法，当你打开另外一个宇宙看它第一眼的时候，就决定了这个宇宙中每个生物的历史命运，因为你的观察让整个宇宙脱离混沌状态，“一时明白起来”。

如果多重宇宙真的存在，那么人类的终极能力恐怕就是有选择的打开一个最完美宇宙，在那里圆周率恰好等于31415926，光速恰好是每秒30万公里，量子常数恰好是普朗克常数

当我们还在为薛定谔的那只猫纠结不清的时候，1961年，匈牙利物理学家维格纳Eugene Wigner的假想实验又把他的一个朋友放入了盒子里。

这下子搞大了。

处于生死叠加状态的人会是什么样的感觉呢？当我们打开箱子的时候，朋友将如何表述他的刚才的生死状态叠加经历呢？

多宇宙理论给出的解释是，当我们打开箱子的时候，只是选择了箱内情况多个版本中的一个，对于箱内朋友来说并没有什么不适应，如果他还活着那也是只是在这个箱子宇宙副本中他还活着。

这就像是如果其他高级生命掌握打开多宇宙技能之后，偶然的打开了我们的宇宙，它可能会觉得我是从生死混沌中坍缩出来的，但我并没有什么感觉，我的记忆不会不同，我的历史过往也不会有歧义。

然而多宇宙解释并不能让人满意，每秒钟就有数十亿智慧生命在不停地发起观察行为，而每个观察又可能导致无限多的其他宇宙版本出现，这个速度是以几何级数增长的，实在大到无法想象。更无法想象的是，仅仅因为我们多看某个原子一眼，就导致整个宇宙的无限次分裂复制，这也太小题大作了。

当量子理论从微观世界进入到宏观世界，当智能意识体从科学的可选项变为必选项甚至前提条件的时候，科学界遇到了诸多难题，或者说这些难题本身越来越明朗起来，而至于答案，那么应该也不那么遥远了。

从生死叠加的猫在开箱一瞬间坍缩为现实，从概率波函数坍缩为粒子，这一瞬可能就是时间的最小单位。

量子的混沌随机性，到叠加状态，到统计学概率，以及这些属性如何在从微观到宏观的跃迁中逐渐消失，进而演变进化出现智能现象，智能体再以观察行为导致其他量子的坍缩，这其中包含的知识可能就是科学的终极答案。

END

薛定谔创建的波动方程虽然和概率波是一个意思，但薛定谔当时的理解是：所有的运动都可以通过方程式计算出来，包括电子的动量、位置以及质量等等（他没有意识到自己的方程解出来就是概率波）。在索尔维会议上，薛定谔和爱因斯坦、德布罗意（物质波的提出者）、普朗克在同一战线上。然而另一方就是哥本哈根解释派，认为一切都是由表示概率的波函数决定的。于是他们就开始了争吵。爱因斯坦在寄给波尔的信中甚至说：“上帝是不会靠掷骰子来决定世界的。”但是很遗憾，海森堡提出了新的运动方程式，并提出了不确定性原理“Δx×Δp=h”。最后薛定谔没能计算出新的方程式，也没能求出电子某时刻的运动量等等，也就宣布哥本哈根解释的胜利。概率派的创始人波尔的理论物理研究所在哥本哈根，在这里云集的学者也都信奉概率解释，所以叫哥本哈根解释派

量子理论即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。

在牛顿力学（或者叫经典力学）体系中，能量的吸收和释放是连续的，物质可以吸收任意大小的能量。

后来发现，其实能量真实的吸收和释放，只能够以某个的量级(hv)为最小单位，一份一份的吸收和释放，h也就是量子力学里最常用到的普朗克常数，v为电磁频率。

由于普朗克常数的数量级很小（10的-34次方数量级），这就导致了牛顿力学在大尺度上和实验符合良好，但在小尺度上偏差很大。

所以薛定谔在普朗克的量子理论（能量一份一份的传递）体系上建立了薛定谔方程，从而开辟了量子力学的伊始。

扩展资料：

薛定谔的量子理论

奥地利著名物理学家薛定谔提出了一个广为人知的量子力学思维实验，意图从宏观角度阐明微观尺度的量子叠加原理，帮助人们形象理解。

理想实验中这样假设，有一只猫和装有放射性物质的瓶子同在一个盒子内，有50%的可能放射性物质会发生衰变产生毒气，此时猫咪就会被毒气毒死，也有50%的可能性放射性物质不衰变，猫咪不会死亡。

不考虑任何其他因素对这个系统产生干扰，猫咪的存活与否仅仅与放射性物质是否衰变有关。

而任何在盒子外的人，在不打开盒子观察的情况下，是不知道猫咪的生死情况的。猫有50%的可能性活着，也有50%的可能性死去。

在同一时间，同一地点下，这种生死叠加态对于盒子外的人来说，是并存的。

参考资料来源：百度百科——量子

参考资料来源：百度百科——量子理论

参考资料来源：科普中国网——理解量子

所有的量子理论都是由实验数据逆向工程得来的。例如,他们建造了第一个粒子加速器,我认为这是已故的50年代,在年底的60年代很多质子相撞在一起,和看到很多其他粒子产生的碰撞,他们使用了统计方法称为集团理论,组织粒子,并且想出了夸克。

没有人假设夸克会去寻找它。

问题是,只有1%的质子的质量占了3夸克内容,另外99%的质量是由虚拟夸克…通过海森堡测不准原理,虽然我们知道质子质量16位小数,测不准原理(一种矛盾修饰法)已成为一个黑色的魔法盒子来解决任何你不知道。3个夸克也占质子自旋的4-24%。每天看起来，3夸克模型都有更大的麻烦。

粉碎质子在一起,看到火花(夸克)出来,因此说,质子是由夸克是类似于摩擦两根棍子哄的火扑灭木材,因为木是由火、根据地球,火,空气、水模型的事只是一个世纪前的加速器。

弦理论是粒子数据的逆向工程。因为它“符合数据”而说它是可靠的理论，因此是不符合逻辑的。因此，这是一种假设，而不是理论。

量子理论，包括“标准模型”是不固定的，它是一个相互竞争的假设的集合。粒子加速器“重现了早期宇宙的条件”的想法是都市神话。这一点没有证据，也无法证明。

这里的问题是介于“现实主义”和“逻辑实证主义”之间。现实主义旨在构建一个“现实”模型，在这个模型中粒子或波可以被想象为“真实的东西”。“逻辑实证主义”是以实验为对象，将实验的因素、组成部分与其结果或数据联系起来，进行统计陈述。爱因斯坦的观点是认识论的“实在论”，而哥本哈根学派的观点是“逻辑实证主义”。

因此，为了解释什么是违反直觉的，爱因斯坦想要调用“隐藏变量”，这是不可见的，我们可能无法测量，但它们可能决定了实验可验证的粒子行为。

哥本哈根学派，以波尔、海森堡和其他在1920年到1955年间的****为代表，认为我们不能把粒子或波的“现实”说成是真实的现象;我们所能谈论的是量子波函数——如果有的话，这是我们可以接触到的，我们可以谈论的终极现实。因此,“实验结果”——我们看到在我们的示波器或云室或电脑显示器,我们收集的数据的统计检查(例如在CERN粒子加速器)是最重要的,最终同意了任何解释或精神建设我们可以制定。

哥本哈根认为，物质没有被观察之前，是波的形态，一旦被观察，物质波就会发生塌缩，变为我们真实用肉眼看到的实体。

其实，哥本哈根解释是基于一定哲学意义在里面。自古希腊以来，唯物者的中心思想：物质决定意识，但意识可以影响物质。

恰好，哥本哈根的解释与唯物主义者的论调相一致。

当然，关于电子是波还是粒子的论断，除了哥本哈根外，当然还有其他解释，比如埃弗莱特的多宇宙解释，盖尔茨曼等人的退相干理论等等。

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