如果波函数在我们的宇宙中永不坍缩会发生什么?

时间:2022-01-12 08:57:56   作者:
波函数坍缩不是一个物理过程。如果是这样,它将违反我们所知道的一切物理学:测量行为将替换一个系统的波函数无处不在,在任何时候(包括过去)与一个新的波函数。所以你测量那个电子的位置,它的波函数,被一个波函数代替,代表它的坍缩状态,不只是在你测量的位置,你做那个测量的时候,而是在离这里10亿光年,10亿年前。

不,波函数坍缩是数学上的虚构。这是一个非常有用的部分,但仍然是虚构的,就像虚拟粒子是一个有用的数学虚构。

实际上,量子力学是非局域的。(这就是贝尔不等式的要点。)我们所说的测量是量子力学系统和经典仪器(或类似经典仪器的东西)之间的相互作用。这种测量仪器的存在以这样一种方式限制了量子力学系统的波函数,使它对应于该测量的本征态。

如果我们事先知道测量的结果,我们就会知道波函数是如何被限制的。但我们没有。我们所拥有的只是从早期测量中得到的观测值,从这些观测值中,波函数只是部分地得到了重建。这将告诉我们下一次测量的各种可能结果的概率,而不是它的实际值。当我们知道实际的测量值时,我们就用一个新的方法来代替我们对量子系统的数学描述,并考虑到测量所提供的信息。这个步骤“波函数的非酉演化”不是用量子物理方程来描述的。从字面上说,它相当于把一个电子有多个可能位置的宇宙,替换为一个不同的宇宙,在这个宇宙中,电子被限制在一个经典确定的位置。

但这种非幺正演化并不是实际发生的。这是我们数学模型不完善的结果:一个宇宙模型中,电子快乐地自由地运行,不受测量仪器的影响,另一个宇宙中,电子在某个时间点的位置被测量仪器的存在限制在一个特定的经典位置。
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