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了解量子力学:一切弄清楚了吗?

时间:2024-06-08 百科知识 版权反馈
【摘要】:尼耳斯·玻尔知道,实际上测量发生在我们周围世界的物理实验室中,但不能说明它们何以发生以及怎么能如此简单地宣告。但是,在这样的一个理论结构中,我们看到并依赖第三层的宏观确定论与那第一层的支持量子力学的偷偷摸摸的确定论全然没有关系。但是,如果玻姆的量子力学翻版的主要目的在于恢复世界的确定论,那么其结果也就变得可疑。

了解量子力学:一切弄清楚了吗?

48.我们还有什么没弄清楚?

测量问题的去相干“解答”已经由完全不作为解答的某个东西草草了结。去相干说测量装置产生确定的结果而不是量子叠加。但是它不告诉你你正在进行的任何个别测量会得到的各种可能结果是什么。概率仍然为王。似乎有希望的东西之中的这一严重的疏忽正在结束我们的故事吗?

并非果真如此。去相干所做的在于示明,奇异的和完全不真实的量子叠加实际上从未遇见过。去相干使它们消失,留下一个确定的混合并且是古典地认可的“半死半活”态的非混合状态的混合,即这种非混合态并不对应于我们的大尺度世界中任何可观察的事物。

去相干不曾做的在于告诉你,任何个别的猫将不是死的就是活的,任何个别电子自旋将不是“上”就是“下”。但因为去相干是一个扎根于标准量子力学之中的现象而不是其他什么,它不可能告诉你任何测量的结果。如果我们坚信量子力学是自然界的根本性的和完备的基本理论,那么我们必须接受这样的结论:这样的预言不能够出现。量子力学是一个概率的理论。它认为,如果你测量不知出处的电子的自旋,那么结果将是有一半时间它是“上”而另一半时间是“下”。不能够从量子力学探出进一步的信息。实际上去相干说明为什么你得到或上或下的结果,为什么你得到半上半下的结果,这后者看上去是由那些较早的和较简单的分析预言的,而从未以任何可触知的方式产生。然而,如果量子力学不能告诉你在任何一个实验中将得到的或上或下的哪个结果,也就没有办法提出一个答案,去相干“只不过”是复杂系统的一个量子力学的技术细节。

因而去相干完善了量子力学的哥本哈根解释,它使测量过程成为真实的物理过程而不是玻尔的宣告。尼耳斯·玻尔知道,实际上测量发生在我们周围世界的物理实验室中,但不能说明它们何以发生以及怎么能如此简单地宣告。这始终是他的解释的一个真正的裂缝,而去相干就是要解决这个问题。并且,你不需量子力学以外的任何东西说明测量何以发生。然而,测量本身保留着概率的行为,并且量子力学的所有奇异的方面,如非局域性和定义基本实在的不可能性等,都仍将要艰难处理。如果你仍然认为,最终应当有某种方式知道将发生的任何个别测量的结果,你将必须预期这方面的知识要超出量子力学。但是,如果你接受量子力学中一切都有,那么去相干对于测量问题所提供的大部分答案恰如你能期望的那样。(www.xing528.com)

由于去相干的适当论证,我们看到,量子力学的基本不确定性如何导致一个几乎严格确定论的大尺度世界,其中测量一旦完成就被永久固定,并且其中结果遵循与试验相一致的原因和古典物理学的可靠规定。坚持寻找某种“说明”量子力学的确定论的理论,按照玻姆和其他隐变量狂热者一直期望的方式,是探究一个不再需要的基础。如果量子力学,它作为非确定论的理论,建立了一个近严格确定论的世界,那么为什么还要以支持量子力学的理论形式增加确定论的新层次?

任何这样的理论会给这世界的逻辑结构一个奇怪的三层形式:基础层应该是某种隐变量的确定论——我们能近于直接地理解但又强调量子力学表观概率性的确定论;第二层是量子力学,然后我们用去相干去建立一个第三层——一个宏观世界,它不是精确确定论的,但对于所有的意图和目的它能以那种方式处理。但是,在这样的一个理论结构中,我们看到并依赖第三层的宏观确定论与那第一层的支持量子力学的偷偷摸摸的确定论全然没有关系。隐匿的确定论应该产生量子力学的表观概率性,并且这概率的但仍是逻辑的理论,能够自然地说明那个能控制爱因斯坦所谓的“我们的感觉世界”的古典确定论。

你绝不能证明玻姆的理论是错误的,因为实际上它是标准量子力学的一个数学改造。但是,如果玻姆的量子力学翻版的主要目的在于恢复世界的确定论,那么其结果也就变得可疑。量子力学能给你任何实际需要那样的确定论,所以玻姆坚持,这也是爱因斯坦的主张,在已经变得没有意义的量子力学下面必有某种东西。某些人可能仍然渴望这样的一种理论,但他们不再能提出这样做的任何可靠的实际理由。

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