七、双4维时空量子力学叠加态的物理本质

宏观定域性因果与量子非定域性因果的讨论

1、经典电磁连续作用物理态：卢瑟福原子质点模型：无量子跃迁，时空连续，能量连续，相互作用连续，运动连续，不超过光速。波函数ψ相位差连续变化，无相干性，是混合态。在相对论M⁴（x）空间，力的作用是因，状态改变是果，属定域性因果关联。态的叠加可用连续积分处理。图一：

图一 M⁴（x）空间，连续作用，质点模型，相位连续变化，无相干性，混合态。可建构平直空间连续函数非相干混合叠加态。

2、突变量子态：球模型自身空间结构突变跃迁，由此伴随产生类空间隔^[19][20]，能量也伴随量子化。定域作用的电磁势e^ɑ(x)被截断，连续作用被破坏，留下自由运动状态，形成非定域隔离，制造纯态、纠缠态，体现本征态波函数之间有固定相差。在双4维时空W(x,k)形成物质波叠加态ψ=Σψ_n，存在相干性。量子力学时空是非定域的。在W(x,k)空间，量子力学空间非定域是因，微观客体自由运动，态的平行存在是果。形成非定域性因果关联。图二：

图二 W(x,k)空间，非连续作用，非定域，纠缠态，纯态波函数有固定相位差，纯态相干。

3、平行存在的量子态（相干态），由图二回到连续作用的物理态（混合态）图一，必须补充加入连续电磁作用的势函数e^ɑ(x)，消除波函数固定相位差，让相干性消失。连续定域作用重新出现，纠缠态、纯态不存在，物理时空发生W(x,k)—M⁴（x）的转换，物理模型也从“球”演变到“点”，使得波函数从纯态恢复到混合态，原来不可直接观察的复数波函数（纯态）的值，隐藏在图一的连续图线中，并通过仪器作用得到显示。这就是量子测量的物理过程。

4、附议：

1）惯性系：惯性系之间的变换，不管是伽利略变换还是络伦兹变换，两个惯性系之间速度恒定（匀速运动），不考虑惯性系之间的连续变速运动，直观的理解是惯性系之间速度突变。络伦兹变换中的速度V是惯性系间的速度，不可对其作变速运动操作。不然，等于无意中引入了非惯性系，引入了引力场，破坏了络伦兹变换成立的前提条件^[19][20]。

2）量子跃迁：我们已经证明，每一个本征态所在时空相当于一个惯性系^[19][20]，量子力学本征态之间的量子突变，也类似于惯性系之间的速度突变。在双4维球模型中，它既规定了量子力学的非定域性，也规定了量子力学不包含引力场。狭义相对论与量子力学都是删除了引力的物理理论。它所在的空间都是平直空间。时空背景相关。

八、相位变换-相互作用-量子测量的关联分析

1、规范变换的启示

1）整体规范变换^[23]：假设ψ(x) =Σψ_n(x)，ψ_n(x)之间有固定相位差，类似加入了类空间隔，没有任何定域相互作用。而e^ɑψ(x)，相因子e^ɑ中ɑ是常数，变换后ψ_n(x)之间仍有固定相位差，类空间隔仍然存在，ψ_n(x)之间仍然没有相互作用，波函数纯态、纠缠态性质不变，有相干性。整体规范变换是自由电子波的坐标平移。

2）局域规范变换^[23]：e^ɑ(x)ψ(x) =Σe^ɑ(x)ψ_n(x) ，e^ɑ(x)中ɑ(x)连续变数，局域规范变换使得本征态之间固定相位差消失，类空间隔消失，纯态、纠缠态变成混合态，表明已经有连续电磁相互作用（或其它连续场G）加入。势u=e^ɑ(x)作用于波函数，就已经将电子（或其他粒子）置于电磁场E（或其它连续场G）中了。

而局域规范变换通过协变导数引进规范场A，体现电磁作用（或其他场作用），其实是消除局域规范变换引进的电磁场作用（或其他场作用），恢复类空间隔，由混合态回到纯态。电子（或相关粒子）再次自由运动，一方面“流的守衡”得到了保证；另一方面方便建立不变的拉格朗日密度，保证狄拉克方程的不变性^[24]。

也就是說，電磁作用力的存在，完全是為了使宇宙滿足局域U(1) 對稱性。強力與弱力也類似於此。它們對應更复雜的局域SU(3)和SU(2)對稱性。這兩種對稱性要求存在膠子和WZ玻色子以產生強力與弱力^[24]。

2、 一般相位变换^[6]

1）一般整体相位变换：e^ɑψ(x) =Σe^ɑψ_n，若ɑ=常数，固定相位差仍然保留，仍有纯态相干性，

是物质波坐标平移。还没有引入连续相互作用，是线性U过程。

一般局域相位变换：若变换e^ɑ(x)ψ(x)中，ɑ（x）不等于常数，e^ɑ(x)ψ(x) =Σe^ɑ(x)ψ_n(x) ，有定域连续相互作用引入，使得固定相位差消失，类空间隔消失。波函数自动由纯态变成混合态。但混合态ψ_n^k(x)与纯态ψ_n(x)数学形式不变。

如果不考虑引入协变导数，不引进各类规范场，就是不用考虑波动方程变换中的不变性，只是考虑测量显示。 

3）量子测量——非线性R过程

    测量引进相互作用的本质是通过非线性R过程，导致认知层次转变，物理时空转换，物理模型转变，波函数物理性质全空间的同时转换，并给出微观客体状态波函数不同物理时空表现形式的具体呈现。双4维中的纯态演变成实4维中的混合态，这里没有波函数塌缩，只有物质波存在形式在不同物理时空中的转化。

然而，在物理时空转换中描述对象物理本体不变，只有物理模型转换，本体并无断裂^[25]。

测量是波函数在相互作用中全空间同时发生改变（e^ɑ(x)ψ(x) =Σe^ɑ(x)ψ_n），物理时空全空间同时转换（类似空间坐标变换），没有坍缩波信息传播，更不表明微观客体直接超光速运动^[19][20][6]。单次测量结果a_k其值隐藏在连续曲线图一中。仪器不制造本征值，只是在图一连续作用中提取。