 |
 |
 |
 |
 |
 |
||
 |
 |
 |
 |
 |
小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 專業(yè)學科區(qū) » 物理 » 基礎物理 » 對量子測量問題的一種解釋或解決
| 查看: 2479 | 回復: 12 | |||
fyl7鐵桿木蟲 (正式寫手)
|
[交流]
對量子測量問題的一種解釋或解決 已有7人參與
|
||
|
我并不知道我的觀點究竟只是一種解釋，還是對問題的解決。說“解釋”呢，是因為它只是利用量子理論的一些基本假設（當然除了測量假設）所做的推導，換句話說，量子測量假設不是一條獨立的假設。說“解決”呢，是因為這個觀點可能會結束關于量子理論的許多爭論。 學過量子力學的人大概都知道那個神秘的“態(tài)塌縮”概念，它是以玻爾為首的學派所提出的“哥本哈根詮釋”對測量問題的解釋�！皯B(tài)塌縮”的引入，或者說量子測量假設的提出原則上“承認”了一種非幺正過程的存在，這明顯與量子理論幺正演化假設是矛盾的。但是，量子測量假設卻與實驗結果是吻合的，沒有哪個測量實驗能夠給出一個“量子疊加態(tài)”。 近些年來，“退相干”的思想變得越來越重要。它的基本要素是“開放系統(tǒng)”，即自然界中幾乎沒有一個孤立的系統(tǒng)，當然整個宇宙可能除外。關于退相干的歷史，我了解的并不多，只是知道它與Everett的“多世界詮釋”有關。退相干的推廣可能要歸功于一個叫Zurek的人，尤其是他提出了一種“environment-induced superselection”機制，嘗試解釋量子測量問題。簡單說，首先一個測量儀器與一個量子系統(tǒng)發(fā)生作用，我們可以通過儀器的指示讀出測量后系統(tǒng)所處的狀態(tài)，這實際上是說儀器與系統(tǒng)之間建立了“關聯(lián)或糾纏”。當然，這里我們把儀器也作為一個量子體系來看待，只是它在我們眼中顯得“更經(jīng)典”而已。當把這個測量過程放到一個大的環(huán)境中時，環(huán)境與儀器的作用會導致儀器處于確定的狀態(tài)上，我們根據(jù)儀器的確定狀態(tài)就可以讀取測量后量子體系的狀態(tài)。具體的細節(jié)，有興趣的讀者可以參看Zurek的一篇題為“Decoherence and the Transition from Quantum to Classical – Revisited”的介紹性文章�？偠灾@種機制是說，環(huán)境“選擇”了儀器的狀態(tài)，從而得出確定的測量結果。當然經(jīng)過多次測量，我們就可以得出相應結果的幾率。 Zurek的機制不是完美的，它也存在很多“專業(yè)性”的毛病，比如利用“partial trace”得出幾率的方法利用了“循環(huán)論證”。也就是說，這個機制實際上是對環(huán)境進行了測量，這根本沒有解決測量問題。其它的一些問題，有興趣的讀者可以參閱下面要提到的我的文章。盡管Zurek的機制并沒有解決測量問題，但是退相干的思想?yún)s是極其重要的，因為它提供了一種“從幺正中得出非幺正”的方法。上面提到的partial trace是其中的一種，但并不是唯一的一種。我的工作就是提出另一種退相干的方法，從而嘗試解釋測量問題。 說的再簡單些，退相干實際上給我們提供一種對系統(tǒng)的“粗�；╟oarse grained）”的近似描述。這種近似的原因是，我們無法精確地跟蹤大量粒子（或自由度）的演化。在Zurek的機制中，環(huán)境提供了大量的我們無法描述的自由度，通過partial trace，我們可以將這些自由度忽略掉。那么是否存在另外一種“忽略”的方法呢？ 為了讓讀者更清晰地理解我的方法，我舉一個簡單易懂的例子。一根長長的水管，當我們遠遠地看著它的時候，它看起來只是“一條線”；只有當我們走近去看它，它的另一個維度才顯現(xiàn)出來。這就是說，同一個根管子，當觀察的條件不同時，我們給出的描述是不同的。很明顯，遠處觀察得出的描述是近處觀察得出描述的一種“粗�；苯疲戳硗庖粋�維度被忽略了。與partial trace不同，這種忽略不是我們“沒有任何緣由地”將那個維度給trace掉，而是源于我們觀察條件的限制。 現(xiàn)在，我們回歸正題，嘗試描述一個開放系統(tǒng)，即一個量子系統(tǒng)與它的環(huán)境組成的封閉系統(tǒng)。原則上說，這種封閉系統(tǒng)在所有的幺正演化下是“遍歷（ergodic）”的，即從某一個狀態(tài)開始演化，我們可以得到任何一個狀態(tài)。這相當于我們從“近處”觀察這個封閉系統(tǒng)，觀察條件是所有的幺正演化。那么，如果我們僅僅依靠一部分幺正演化呢？顯然，這次觀察條件降低了，相當于我們從“遠處”觀察同一個封閉系統(tǒng)。答案是明顯的，我們一定會得到一個關于封閉系統(tǒng)的粗�；�。這就是我的工作的核心思想，即找到那部分幺正演化可以描述量子測量。這部分演化所依賴的條件就是[O,U]=0，其中O是觀測量，U是演化算符。將所有滿足這個條件的幺正演化組成一個群G，利用它就可以給出封閉系統(tǒng)（其中環(huán)境是測量儀器）的粗�；枋�。由于群G很難被描述，通過引入一種random phase幺正算符，我們可以得到另一個有效的群G’。這實際上是一次進一步的random phase近似。簡單說，幺正演化中會存在相位因子。當存在大量的幺正演化時，這些相位因子的細節(jié)我們將無法精確考察，只能進行隨機化處理，這種隨機化得作用就相當于partial trace。通過這兩次近似，我們可以構造出不依賴random phase的密度算符，從而得到測量所得的統(tǒng)計系綜。 具體的細節(jié)，可以參看我的文章http://arxiv.org/abs/1409.7167v1。其中利用了一些比較抽象的數(shù)學描述，比如等價類，商空間等等，但基本思想還是很容易理解的。文章結論是，量子測量的確定結果或統(tǒng)計系綜是由儀器中所包含的大量自由度引起的，它們與被測量的系統(tǒng)進行著我們無法精確跟蹤的相互作用。因此“遠遠”地看，我們只是看到了儀器的表觀所指示的狀態(tài)。另外，宏觀系統(tǒng)中大量的自由度也可以用來解釋為什么它們大都顯得是“經(jīng)典的”，原因也是我們只是“遠遠”地看；而我們只能“遠遠”地看的原因是，我們自己也是由大量自由度組成的宏觀系統(tǒng)，詳見我的文章。 總的說來，我的工作對整個量子測量問題以及宏觀系統(tǒng)的經(jīng)典性質給出了一種全局性的考察。其基本思想是退相干，核心思想是“觀察條件”的不同導致描述的不同。如此，量子測量假設并不是獨立的假設，而只是其它假設的推論以及近似（退相干）而已。 |
回復此樓» 猜你喜歡
工科材料085601 279求調劑
已經(jīng)有7人回復
-
【考研調劑】化學專業(yè) 281分，一志愿四川大學，誠心求調劑
已經(jīng)有6人回復
-
一志愿南昌大學，327分，材料與化工085600
已經(jīng)有4人回復
-
一志愿吉林大學材料學碩321求調劑
已經(jīng)有14人回復
-
材料學碩297已過四六級求調劑推薦
已經(jīng)有5人回復
-
材料080500調劑求收留
已經(jīng)有6人回復
-
296求調劑
已經(jīng)有7人回復
-
一志愿武漢理工材料工程專碩調劑
已經(jīng)有7人回復
-
295復試調劑
已經(jīng)有5人回復
-
一志愿 南京航空航天大學大學 ，080500材料科學與工程學碩
已經(jīng)有4人回復
» 本主題相關價值貼推薦，對您同樣有幫助:
- 有沒有人研究量子技術用于導航，地磁、弱磁測量的？
已經(jīng)有42人回復
- 量子力學中的動量算符竟是如此復雜
已經(jīng)有31人回復
- 關于--熒光量子產(chǎn)率--測定的具體問題求解�。�！
已經(jīng)有17人回復
- 《自然•通訊》雜志報道北大量子材料科學中心江穎等發(fā)現(xiàn)一種新奇的二維冰結構
已經(jīng)有6人回復
- 光催化反應的量子產(chǎn)率怎么測啊？
已經(jīng)有5人回復
- 關于量子力學和量子場論的關系的一系列疑問
已經(jīng)有31人回復
- 本人對量子力學的重新詮釋
已經(jīng)有65人回復
- 量子點的熒光顯微鏡測試
已經(jīng)有9人回復
- 有關量子產(chǎn)率的測定
已經(jīng)有22人回復
- [求助]用全量子理論解釋一個你熟悉的物理現(xiàn)象
已經(jīng)有18人回復
- 關于量子塌縮（quantum collapse），大家是怎么理解的，現(xiàn)在最新的研究是怎樣的��？
已經(jīng)有8人回復
- 【求助】問幾個關于量子力學的基本問題
已經(jīng)有11人回復
fyl7
鐵桿木蟲 (正式寫手)
- 應助: 40 (小學生)
- 金幣: 15325.7
- 紅花: 10
- 帖子: 882
- 在線: 76.2小時
- 蟲號: 448055
- 注冊: 2007-11-01
- 性別: GG
- 專業(yè): 理論物理
3樓2014-09-27 11:34:24
霄居主人
至尊木蟲 (著名寫手)
- 應助: 0 (幼兒園)
- 金幣: 12309.9
- 散金: 25
- 紅花: 1
- 帖子: 1682
- 在線: 140.3小時
- 蟲號: 1416886
- 注冊: 2011-09-25
- 性別: GG
- 專業(yè): 光學
4樓2014-09-28 14:59:25
metaliium
銀蟲 (正式寫手)
- 應助: 69 (初中生)
- 金幣: 2368.1
- 散金: 25
- 紅花: 12
- 帖子: 439
- 在線: 118.4小時
- 蟲號: 1916175
- 注冊: 2012-07-30
- 專業(yè): 凝聚態(tài)物性 II ：電子結構
2樓2014-09-27 06:11:21
474327768
鐵桿木蟲 (知名作家)
- 應助: 39 (小學生)
- 金幣: 7738.8
- 散金: 10
- 紅花: 7
- 沙發(fā): 2
- 帖子: 9470
- 在線: 333.2小時
- 蟲號: 2018113
- 注冊: 2012-09-21
- 性別: GG
- 專業(yè): 凝聚態(tài)物性 II ：電子結構
5樓2014-09-28 19:02:02
xichangzjw
鐵桿木蟲 (正式寫手)
- 應助: 9 (幼兒園)
- 金幣: 3962.3
- 散金: 3000
- 紅花: 8
- 帖子: 735
- 在線: 525小時
- 蟲號: 2595530
- 注冊: 2013-08-13
- 性別: GG
- 專業(yè): 力學
6樓2014-09-28 19:16:10
  |
7樓2014-09-28 20:28:57
feng884619
木蟲 (正式寫手)
- 應助: 16 (小學生)
- 金幣: 4693.8
- 散金: 30
- 紅花: 2
- 帖子: 504
- 在線: 278.3小時
- 蟲號: 412536
- 注冊: 2007-06-25
- 專業(yè): 基礎物理學
8樓2014-10-03 19:42:41
|
|
9樓2014-10-04 11:28:59
racoon01
專家顧問 (著名寫手)
-
專家經(jīng)驗: +213 - 物理EPI: 25
- 應助: 212 (大學生)
- 金幣: 24355.2
- 散金: 27
- 紅花: 71
- 帖子: 2438
- 在線: 643.2小時
- 蟲號: 1282452
- 注冊: 2011-05-01
- 專業(yè): 中國近代史、現(xiàn)代史
- 管轄: 物理
10樓2014-10-04 12:09:46
相關版塊跳轉
我要訂閱樓主 fyl7 的主題更新
| 最具人氣熱帖推薦 [查看全部] | 作者 | 回/看 | 最后發(fā)表 | |
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 材料080500調劑求收留 +6 | 一顆meteor 2026-03-13 | 6/300 |
|
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 296求調劑 +3 | www_q 2026-03-18 | 7/350 |
|
|
|
[考研]
 295復試調劑
+5
|
簡木ChuFront 2026-03-19 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 298-一志愿中國農業(yè)大學-求調劑 +8 | 手機用戶 2026-03-17 | 8/400 |
|
|
|
[考研] 279分求調劑 一志愿211 +7 | chaojifeixia 2026-03-19 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 304求調劑 +5 | 曼殊2266 2026-03-18 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 329求調劑 +6 | 想上學吖吖 2026-03-19 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 0703化學調劑 ，六級已過，有科研經(jīng)歷 +12 | 曦熙兮 2026-03-15 | 12/600 |
|
|
|
[考研] 復試調劑 +4 | z1z2z3879 2026-03-14 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 一志愿中海洋材料工程專碩330分求調劑 +7 | 小材化本科 2026-03-18 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 一志愿天大材料與化工（085600）總分338 +5 | 蔡大美女 2026-03-13 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 0817調劑 +3 | 沒有答案_ 2026-03-14 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 材料專業(yè)求調劑 +5 | hanamiko 2026-03-18 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 一志愿西南交大，求調劑 +4 | 材化逐夢人 2026-03-18 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 312求調劑 +8 | 陌宸希 2026-03-16 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 材料工程專碩274一志愿211求調劑 +6 | 薛云鵬 2026-03-15 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 326求調劑 +4 | 諾貝爾化學獎覬?/a> 2026-03-15 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 304求調劑 +4 | ahbd 2026-03-14 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 277材料科學與工程080500求調劑 +3 | 自由煎餅果子 2026-03-16 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 0703化學調劑 290分有科研經(jīng)歷，論文在投 +7 | 膩膩gk 2026-03-14 | 7/350 |
|