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231把波函数看作普通的概率函数,在宏观世界不会得出荒谬结论

已有 279 次阅读 2023-12-23 17:33 |个人分类:构建物理学天文学全新架构|系统分类:科研笔记

231把波函数看作普通的概率函数,在宏观世界不会得出荒谬结论

Einstein对波函数的概率诠释持反对意见,他倾向于决定论性的描述。Schrödinger也极其反对“概率波”观点。他倾向于认为:波函数本身代表一个实在的物理上的可观测量,一个粒子可以想象为一个物质波包。在1927Solvey会议之后,以BohrHeisenberg为代表的观点成为量子力学的正统诠释。Copenhagen诠释的关键是波函数的统计诠释,它的两个理论支柱就是Bohr的互补性原理和Heisenberg的不确定度关系。以EinsteinSchrödinger为代表的另一方,针对Copenhagen诠释提出了很尖锐的批评。这集中反映在两篇著名的文献中,后来被称为Schrödinger猫佯谬和EPR佯谬。Schrödinger猫佯谬一文中,首次提出“纠缠态”一词,并用一个假想试验来说明,把叠加波函数的概率诠释应用于宏观世界,会得出何等荒谬的结论。他对量子力学规律是否适用于宏观世界,提出质疑。EPR一文则针对波函数的概率诠释,以叠加态来说明“波函数对物理实在的描述是不完备的”,并坚持定域实在论的观点,用纠缠态来说明“量子力学对物理实在的描述是不自洽的”。后来,Bohm用两个自旋为1/2的粒子的自旋纠缠态,把EPR佯谬更为简明地表述出来。

20世纪60年代中期,这场争论有一个很大转折。Bell基于定域实在论和存在隐变量的观点,分析了自旋单态下的两个自旋为1/2的粒子,对于这两个粒子的自旋沿不同方向的投影的关联,他得出了一个著名的不等式。根据这个不等式,可以在实验上检验究竟是正统量子力学正确,还是定域实在论正确。A.Aspect等人的实验观测以及后来所有有关实验都证明,量子力学的预言是正确的,而定域实在论给出的不等式和隐变量的观点与实验相悖。

针对Schrödinger提出的“量子力学规律对于宏观世界是否适用”的问题,ZehZurek等提出用退相干的机制,来说明为什么在宏观世界中实际上观测不到Schrödinger猫所处的那种纠缠态。他们认为,只当体系与世界其它部分完全隔绝的情况下,其量子态的相干叠加性才能得以保持。事实上,宏观体系不可避免与周围环境相互作用,在一般条件下,宏观体系将非常快速地失去其量子态的相干叠加性。近年来,实验工作者还做了一系列有价值的工作,相继在介观尺度和宏观尺度上实现了Schrdinger猫态。

与任何一门自然科学一样,量子力学应该被看成一门还在发展中的学科。除了量子信息论领域之外,量子力学正逐步渗透到生命科学领域,其前景实在难以预测。尽管迄今所有实验都肯定了量子力学的正确性,但这只表明:它在人类迄今实践所及的领域是正确的。

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