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(二)、D—L—P解释(丹尼尔:A.Daner,洛田杰尔:A.Loinger,普洛斯佩里:G .M .Prosper)
如果把多世界解释否定“波包塌缩”作为解决测量难题的一种选择路线,那么承认“投影假设”,寻找“波包塌缩”有别于冯·诺伊曼观点的原因,则是另一种基本研究路线。D—L—P解释就是后一种研究路线的产物。
D—L—P解释的基本思路是:
1、测量后,波函数从纯态到混合态的演变,是一个真实的宏观不可逆物理过程,解决“波包塌缩”的钥匙在热力学或统计热力学中(参见1945年,约尔丹《量子力学中的测量过程》)。
2、路德维希(G.Ludwig)将测量仪器看作是一个热力学亚稳态宏观系统,测量中仪器受到被测微观系统的扰动,向一个热力学稳态演化,最终达到热力学稳定平衡状态,并显示测量结果。
3、在(2)的基础上,1958年格林利用其设计的理想探测器,进一步证明量子测量中仪器的作用包含两方面:一是充当谱分析仪,鉴别以本征值为标志的物理上可分离的微观系统;二是测量仪处在宏观热力学亚稳态,且不同子空间正交,在向热力学稳态演化过程中,相应的跃迁矩阵元等于0,保证在宏观上探测到这一信号。
设被测微观系统为系统Ⅰ,测量仪器为系统Ⅱ,在微观系统与测量仪器相互作用之前,Ⅰ+Ⅱ的波函数为
ψ0Y0=∑Cr
上式中r为求和指标,
e-iHintt∑CrY0=∑Cr
其中,Yr=e-iHinttY0是相互作用之后测量仪器的状态,而e-iHⅡtYk则是仪器可能的状态。
4、如果测量经历的时间足够长,测量仪器的状态可以认为是各态历经的,相互作用之后,最终系统将处于宏观平衡态,干涉项将不再出现。
5、由于(4),D—L—P解释不需要仪器Ⅲ,更不用抽象的自我,“波包塌缩”现象是在微观粒子系统同宏观测量仪器相互作用过程中不断演化“发生”的。这是D—L—P理论的优点。但值得指出的是,D—L—P理论认定宏观测量仪器同微观粒子系统的相互作用改变了仪器的状态,仪器是在各态历径中鉴别了微观系统的本征态和本征值的。这纯粹是一种无法实验验证的假设。
如果认定宏观测量仪器同微观粒子系统的相互作用本质上是连续的,且改变的不是仪器的状态,而是被测系统的状态,并使被测系统的状态由纯态变成混合态,仪器鉴别的正是被测系统混合态中包含的纯态成份。理论分析表明“波包塌缩”困难同样可以消除,这就是量子力学曲率解释解决“波包塌缩”困难的思想方法。量子力学曲率解释不需要D—L—P理论各态历经假设。测量仪器本来就是谱分析仪。
其实,D—L—P理论各态历经假设,丹尼尔也似乎觉得过于特设,为使理论更具普遍性,1966年丹尼尔等人就用非稳量子统计力学取代了它。
D—L—P理论只是对“波包塌缩”作了有别于冯·诺伊曼观点的解释,对波函数的物质性及测不准关系却没有作出超出哥本哈根的理解。粒子和波如何集微观粒子于一身的难题仍然没有解决。此外,仪器是要重复使用的,每次测量之后,我们必须假设仪器能自动返回热力学亚稳态,并以纯态身份迎接下一次测量,但这似乎既有违纯态到混合态演化不可逆的测量规则,也有违热力学第二定律。
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