DH(退相干歷史理論(函式坍縮的一種解釋))

一種關於波函式坍縮的理論,不同於將意識放入神壇的“哥本哈根詮釋”、帶來了“量子自殺悖論”的“多世界詮釋”、已廢棄的“隱變數詮釋”(見詞條量子理論隱變數隱變數理論)、限定量子力學作用範圍而看上去近乎放棄的“系綜解釋”,相對而言退相干歷史還算是一個較好的解釋。

基本介紹

  • 中文名:退相干歷史
  • 外文名:Decoherent Histories
  • 簡稱:DH
  • 提出者:穆雷·蓋爾曼、詹姆斯·哈特爾等
簡述,起源,相關概念,精粒歷史,粗粒歷史,對雙縫實驗的解釋,

簡述

波函式坍縮”一直都是一個容易引起爭議的話題,其主要原因在於哥本哈根詮釋的方式很容易讓物理陷入一個唯心主義的領域,而在那之後,“意識可以干涉外部世界”似乎成為了一個公認的常識。
後來出現了許多關於雙縫實驗的解釋,除了比較常見的在簡介中提到的,還有著“非分配邏輯詮釋”、“量子機率詮釋”之類鮮為人知的小眾解釋。
事實上,關於波函式坍縮一直都沒有一個直指本質的解釋,這主要是因為後來證明關於它的研究對物理學的發展毫無益處,研究它只會浪費生命。因此正統物理學家放置了這一問題,只需要一個結果就夠了。
不過由於其中一些解釋的含義很容易吸引到人們的獵奇心理,比如為人類靈性披上一層璀璨外衣的哥本哈根詮釋,亦即“觀察者效應”,這個物理學名詞也變得普及了(或許吧)。
雙縫實驗而言:
多世界詮釋認為,宇宙會隨著觀察者一同落入疊加態,在不同的宇宙光子有著不同的可能,一個是從左縫通過,一個是從右縫通過,而波函式從未坍縮。
退相干歷史理論認為,宇宙一直都只有一個,而歷史是許多的。我們只是觀測到了一個大面的歷史而已。

起源

許多物理學家都對哥本哈根詮釋不太滿意,這其中包括費米
費米一直都不滿於這個怪異的解釋,他曾與他的學生穆雷·蓋爾曼(Murray Gell-Mann)討論過這個問題,可費米直到1954年去世時都沒有一個好的答案。
20世紀60年代,第二個人物詹姆斯·哈特爾(James B Hartle)出現了,當時他正在蓋爾曼手下讀博士,在加州理工大學。他對量子宇宙學進行了充分的研究和思考,有一個思想逐漸在他的腦海中成型。那個時候,費因曼的路徑積分方法已經被創立了20多年。
理察·費因曼(或譯理察·費曼)是個頗具直覺的物理學家,費因曼圖(費曼圖)更是一個重要的工具。但這裡我們要說的是路徑積分(或者叫“狄拉克-費因曼路徑積分)。根據最小作用量原理,自然似乎總會傾向於最省力的方式,經典案例中,從A到B的拋體運動所經的路線一定是A到B所有可能路徑中最省力的方式。但在量子領域,一切歸於機率,粒子不會有確定的線路,而是通過波動性同時通過了所有的路徑,只是幾率的不同而已。而對於路徑的求和,就是路徑積分
70年代時,多世界詮釋重新被德克薩斯大學的布萊斯·德威特(Bryce S. DeWitt)發掘出來,引起了眾人的興趣。此時,柴已填好。1984年,羅伯特·格里菲斯(Robert Griffiths)發布了一篇論文,此時,退相干歷史理論證實邁向舞台。

相關概念

精粒歷史

精粒歷史(fine-grained history),指十分精細的歷史事件,這種事件的機率無法求解

粗粒歷史

粗粒歷史(coarse-grained history),在巨觀上顯示出來的事件。而由於不同精粒歷史之間的互相抵消,粗粒歷史反而被確定了下來(類似於路徑積分對粒子路徑的求和,無論路徑多么複雜,其機率幅都會互相抵消,最終表述出來的路徑符合最小作用量原理),這個機率可以用密度矩陣來求出。

對雙縫實驗的解釋

正如之前所說,粒子在瞬時的位置,也就是精粒歷史,是無法被解出來的,此時我們根本不知道粒子的狀態。而它的粗粒歷史,也就是最終狀態,反而因為精粒歷史的互相抵消在巨觀上有了確認的事實。也就是說,世界線並未變動,人的意識也並未乾擾實驗,一切都只是精粒歷史的退相干而已。

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