在吸纳了测不准原理的新狭义相对论中看量子态的叠加与坍缩

作为在基本概念层面实现狭义相对论和量子力学兼容互补的努力，我们构建了一个吸纳了测不准原理的新版本的狭义相对论，其中爱因斯坦-洛伦兹质量公式得到了进一步完备化的扩展。新公式指出，粒子的质量m是它的运动速度u和一个无量纲的随机涨落变量ζ的二元函数（见附图）。在决定粒子质量的两个变量中，速度u表达了粒子的宏观运动状态，而变量ζ则描述着粒子的量子状态，这个新发现的隐变量是在公式的推导过程中自然涌现的，它将物理过程中的随机性和几率概念带入了相对论。

ζ的定义域为0≤ζ≤1，所以即使速度u一定，粒子还要按ζ值处在一系列不同的状态。对于自由运动的粒子，从0到1的无数个ζ状态是叠加在一起的。当粒子受到外界作用时，它便随机的被固定在某个ζ值表现出单一状态，即发生态的坍缩。可见，这种叠加态的个数原则上有无限多，如果以ζ=1为“正常”态、以ζ<1为“异常”态来划分，则可类比“薛定谔猫”的或死或活两种状态；而态的坍缩也不是来自薛定谔方程的波函数坍缩，而是一个起因于海森堡测不准原理的随机涨落变量的坍缩，它更简单更直接。

看一下(1-1)式，在ζ=1时它有极大值形式(6)，这正是经典的狭义相对论中的质量-速度关系式，处于这种状态的粒子具有人们熟知的正常表现。当ζ<1时，粒子将出现在异常的高速度-低质量（HSLM）状态，处于这种状态的粒子在不同环境下将出现各种反常现象（例如，在加速电场中可以形成超高能电子，在垂直磁场中运动时能够以小半径径迹逃逸等等），这些反常现象违背洛伦兹不变性和能量守恒定律。

粒子处于ζ<1状态的几率P_s由(7)式计算，可以看到，在目前可观测能区粒子出现在HSLM状态的几率非常微小，而最可能出现的是ζ=1的“正常”状态，经典的质量-速度关系式就是对这种最可几状态的描述。但是，在宇宙大爆炸的极早期特别是在暴涨期，粒子以极端接近光速运动[u→(1- 4.64×10^-39)c]时，它们出现在HSLM状态的几率P_s可趋近于1，所带来的影响是什么？这是个值得进一步深入探讨的话题。

值得一提的是，对量子规范场论做出巨大贡献的Gerard 't Hooft教授却在质疑态叠加原理，不久前在接受《科学的美国人》的采访中他说：“量子力学的核心在于你可以考虑状态的叠加。这就是它的全部。我会争辩说，状态的叠加并不是真实存在的。……我相信在微观世界中，叠加态同样是没有意义的”。但愿特霍夫特教授在看到这个满足测不准原理要求的扩展的爱因斯坦-洛伦兹质量公式以后，他会对量子态叠加问题另有考虑。