Я изучаю основы квантовой физики и читал, что все объекты имеют волновую функцию, но единственная причина, по которой в макромире ничего не накладывается друг на друга, заключается в том, что они постоянно взаимодействуют с окружающей средой, которая действует как наблюдатель, поэтому волновая функция находится в постоянном состоянии коллапса.
Если это так, то как насчет камня в вакууме? Поскольку в космосе нет окружающей среды, нет и наблюдателя, поэтому будет ли астероид накладываться друг на друга, а затем испытывать коллапс волновой функции, когда мы видим его в телескоп?
Извините, если это глупый вопрос.
Это не глупый вопрос. Наше ограниченное понимание квантового мира привело к множеству таких вопросов, ответы на некоторые из которых были неожиданными!
На ваш вопрос, а также на другое замечание, сделанное здесь, вакуум, к сожалению, не является простой пустотой. На самом деле это невероятно сложно, поскольку частицы (иногда виртуальные) постоянно появляются и исчезают. Этим занимается квантовая теория поля, и если вы хотите разобраться в этом, прочтите книгу Пескина и Шредера.
Вам не нужен наблюдатель, чтобы происходили явления, и астероид в пустом пространстве не будет накладываться друг на друга (при условии, что их на самом деле было 2). Квантовая теория поля все еще является развивающейся теорией, которая, к сожалению, еще не завершена, но в этой области (КЭД и КХД) она довольно хорошо развита, и достаточно результатов экспериментов ЦЕРН, Фермилаб и других показали существенное улучшение понимания стандартной модели. которая описывает взаимодействия обычной материи.
Более того, каждая частица астероида взаимодействует с другими частицами того же астероида. Вы не можете правильно распространить квантовые теории на макрообъекты из-за невероятного количества эмерджентных свойств, которые исходят от коллекций частиц. Кроме того, нет оснований полагать, что совокупность частиц ведет себя как одна большая версия своих составляющих. Физика конденсированного состояния — это область, которая имеет дело со многими из этих возникающих свойств. Фононы — отличный пример зарождающейся физики, которой не существует на фундаментальном уровне. У Шредера есть замечательная книга по термодинамике.
Надеюсь, это поможет ответить на ваш вопрос и даст пищу для размышлений.
На камень в космосе по-прежнему падают фотоны из разных источников, поэтому он по-прежнему взаимодействует с окружающей средой, что предотвращает возникновение макроскопической суперпозиции.
Если вы устраните источники фотонов (т.е. предположим, что камень находился в пустой Вселенной и при нулевой температуре), то вы больше не сможете увидеть камень, так что здесь тоже нет проблем.
Наблюдение, измерение и взаимодействие не коллапсируют волновую функцию. В квантовой механике система может присутствовать в разных вариантах. Например, астероид может находиться в двух (или более) разных местах. Две разные версии астероида в принципе могут взаимодействовать, становясь разными, а затем снова соединяться таким образом, что то, что произошло между ними, влияет на результат. Это называется квантовой интерференцией.
Если две версии системы не могут подвергаться интерференции, то вы не сможете обнаружить, что существуют две версии. Измерения, наблюдения и многие другие взаимодействия предотвращают помехи. Все, что требуется, — это чтобы информация о различных состояниях системы просачивалась в другие системы. В результате часть информации, необходимой для создания помех, распределяется по нескольким системам. Исходная система не может подвергаться вмешательству без этой информации. Это объясняет тот факт, что вы не можете видеть две разные версии одной и той же системы, и поэтому устраняет необходимость постулировать коллапс. Это спорная позиция, потому что многие физики приняли плохие философские идеи. См. «Ткань реальности», глава 2, и «Начало бесконечности» Дэвида Дойча,
В случае с астероидом взаимодействие с фотонами предотвращает интерференцию между различными версиями астероида, см.
Анна В