近期热门的精选读物《第一推动丛书·弦理论之争系列》,幽默有趣非常动人!(54)

2023-07-21 来源:旧番剧
为寻求量子力学的形式主义与日常生活经验之间可靠而又完全清晰的联系所做的研究无疑会一直进行下去,直到问题得以解决,现在还很难说到底哪种现有方法会最终得到大多数人的认可。要是物理学家们今天就投票,我认为不会有哪种方法获得压倒性的优势。不幸的是,实验数据帮不上什么忙。吉拉蒂—里米尼—韦伯的方法确实给出了在某些情况下不同于标准的阶段一—阶段二量子力学的预言,但偏差非常之小以至于无法用今天的技术加以验证。其他3种方案的情况就更加糟糕了,因为它们更加明确地抗拒实验检验。它们都与标准方法一致,因此对可进行的观测和测量,都只能给出同样的预言。它们之间的区别只在于幕后发生的事情不同。也就是说,它们之间的区别只表现在用量子力学解释实在性的潜在性质时的不同。
即使量子测量问题还没有解决,在过去的几十年间,一种基本框架却一直在发展中,尽管还不完善,却得到了广泛的支持,被认为很可能是可行的解决方案的一个组成部分。这就是所谓的退相干。
退相干和量子实在性
当你初次遇到量子力学的概率时,自然的反应会是它并不比掷硬币或轮盘赌中的概率更为奇妙。但当你了解量子干涉时,你会意识到概率是以一种更为基本的方式进入量子力学中的。在日常例子中,各种与概率有关的结果——正面与反面,红与黑,一个抽奖数字与另一个抽奖数字——都可以这样理解:最终一定会出现这种或那种结果,而每一种结果都是一段独立而又确定的历史的最终产物。掷硬币时,有时旋转运动正好使得正面向上,有时又恰好是反面向上。每种结果50%的概率并不只与最终结果——正面还是反面——有关,还与导致每种结果的历史有关。你有一半的机会掷出正面向上的硬币,也有一半机会使硬币反面向上。这两种历史本身完全分离,各自独立。不同的硬币运动既不会彼此增强也不会彼此抵消,两种历史全都是独立的。
但在量子力学中,事情是不一样的。电子从双缝到探测器所走过的各种路径并不是分离的、孤立的历史。各种可能的历史混合起来产生可观测结果。有些路径会彼此增强,有些路径会彼此削弱。正是各种可能历史之间的量子干涉使得探测屏上出现明暗相间的图样。因此,量子物理概率概念与经典物理概率概念之间的区别在于,前者可归结为干涉效应,而后者则并非如此。
退相干性是一种普遍存在的现象,通过压低量子干涉——也就是说强烈地削弱量子概率和经典概率之间的核心差异,退相干架起了小小世界的量子物理和没那么小的世界的经典物理之间的桥梁。早在量子理论的早年岁月,人们就已经认识到了退相干的重要性,但其现代形式则可追溯到德国物理学家迪尔特·泽尔1970年的一篇开创性文章,
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