物理学哲学分享 http://blog.sciencenet.cn/u/赵国求 研究员,武汉市学科带头人,专著十部,国内外发表论文六十余篇。

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宏观物体的退相干

已有 4433 次阅读 2008-7-31 07:39 |个人分类:物理学哲学

2、宏观物体的退相干

有学者从宏观物体退相干的视角讨论了上述悖论。认为:我们谈到的宏观的猫的死和活,只是代表两种集体状态,而人们说的‘宏观的猫’,意味着猫由许多微观粒子组成。因而Schroedinger猫态完整的描述必须包含无穷多内部微观自由度,不能粗略地简化为

=α|活>+β|死>                               (6.8

其正确的形式应包含对应于死活的内部状态|Dj>、|Lj(j=123 ……N),即

=α|活>× |Lj+β|死>× |Dj             6.9

这时,如果谈论猫的死与活而不管其内部如何,就应使用猫的约化密度矩阵

P = tr><ψ|

=|α|2|活><活|+|β|2|死><死|

+αβ|死><活| Lj|Dj+h·e            (6.10

因为对任一归一化的态|Lj|Dj|≤1,当N时,退相干因子FNt= Lj|Dj>,将有可能趋于0。宏观Schroedinger猫的相干叠加在极短时间的演化也会失去相干性。[2]

不难看出,改写猫的波函数的目的:(6.8)式到(6.9)的转变,实际上是在为猫的纯量子态 混合态 经典概率态的转变创造条件。将量子概率向宏观经典概率的转化放在猫身上,而其触发条件则是N,退相干因子FNt)→0;很多内部态分量中之一,|Lj>和|Dj>变成正交,内积等于0”。这虽然消除了客观唯心主义(上帝),但却是,一方面为相干性留有余地(无穷的振荡过程的存在),另一方面又加进了一个人为的约定:|Lj>和|Dj>变成正交。

际上,在Schroedinger猫悖论中,锤的状态变化,瓶的状态变化亦不能等同原子衰变状态的变化,宏观的锤和瓶亦不存在|动>+|不动>、|破>+|不破>突变的叠加量子态。宏观的锤和瓶及毒药仍然需要一个退相干过程,否则,宏观真实作用就无法实现。这仍然需要构造宏观集体态和内部态的纠缠,否则,量子概率就无法过渡到宏观经典概率。毒药的状态(纯量子态)就不能回复到宏观的真实作用状态。这样,猫即使不顾集体主义精神,按上述思路独自退相干回到现实世界,也无济于事。何况构造锤和瓶宏观集体态和内部态的纠缠,按上述思路自动退相干,恐怕比还要难。



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