根據相對論,一群觀察者附屬於某一個參考系,而根據那個參考系內的時間與空間測量規範,決定了屬於那個參考系的觀測結果。不同參考系的觀

来源: 2011-01-30 08:03:16 [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读:

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【感想】觀察者, 測量與物理學

分類: 物理與數學, 雜七雜八, 教育與人生 — pgluan2010 @ 10:57 上午

在相對論之前,物理雖也是一門實驗的科學,但對觀察者的角色並不是那麼強調。相對論是第一個強調觀察者會決定觀察結果的理論。根據相對論,一群觀察者附屬於某一個參考系,而根據那個參考系內的時間與空間測量規範,決定了屬於那個參考系的觀測結果。不同參考系的觀測結果雖然不同,但可以相互翻譯,達成一個在 「四維時空」 之中的共識。 

到了量子力學,情況變得更深奧了。根據哥本哈根詮釋,若還沒有觀測,就根本沒有 「粒子的位置在某處」 這回事。兩種物理量若在力學裡是共軛的,例如位置與速度,就會在觀測上具有排它性,無法同時測得精確結果。並不是我們沒有將位置與動量測量得精確,而是粒子並不具備「同時有位置與動量」這樣的屬性。只有在我們先決定了要觀測什麼(例如動量)之後,才能談觀測到某一結果的機率。「選擇要觀測什麼」賦予了被觀測系統那個要觀測的屬性。此外,選擇不同的物理量做觀測(也就是選擇 Hilbert 空間的一組基底)所得到的機率幅也是可以做相互轉換(翻譯)的,但相比於相對論的 Minkowski 空間,Hilbert 空間是一個更抽象與數學化的東西。 

現代物理似乎導向這麼一個觀念﹕沒有觀測,就沒有實相。觀測結果是觀察者或觀測儀器與被觀測對象(系統)一起創造出來的。