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物理学家能以最外行的方式解释为什么量子力学毫无意义吗?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-09-11 09:27:10

物理学家不会这么做。因为,作为物理学,量子力学很有意义。

当你面对一个给定的系统时,它会告诉你该做什么(建立一个具有一定结构的希尔伯特空间),如何表示系统的初始状态(希尔伯特空间中的一条射线)以及它如何表现(薛定谔方程)。最后,它告诉您如何预测您在该系统上要进行的任何测量的结果(使用Born规则,用自伴随算子表示您要测量的可观察对象)。

你需要对这个过程做一些改变当你在处理一个开放系统时,当你想要模拟波时,或者当事物变得相对时,但是有一些方法可以适应所有这些情况。而且——做得对——这个物理与实验相匹配。

在这些算法步骤中没有什么是没有意义的。有一些模棱两可的地方(例如,什么是度量?),但是当你完成这些的时候,你会发现度量发生在什么地方并没有实际的区别,只要度量发生在某个地方。

这甚至不是一个特别陌生的过程。一个物理学家会做一些非常类似的事情来建立和分析一个经典系统的物理,特别是当使用拉格朗日或哈密顿方法而不是直接处理力的时候。尽管大肆宣传,但做起来往往并不难。一些经典系统比量子系统更难处理。

量子力学困扰人们的问题是,上面概述的算法并没有给我们一个有意义的“外面有什么”的故事。或者,它可以,只是有很多这样的故事,没有人同意。大多数人认为一个故事很有道理,其他的都是无稽之谈。有些人认为它们都是荒谬的。一定会有一些人认为不止一个故事是完美的,尽管我一时想不出一个。

这些故事被称为“解释”,是试图理解上述算法为何有效的结果——也就是说,我们必须生活在一个什么样的世界里,才能让量子力学如此成功地描述它。

下面是其中一些“故事”的例子。
  • 世界就是粒子,由波引导。这些波的作用是非局域的,但物理定律是建立起来的,所以这不会造成任何问题。
  • 世界是一个波函数:一个生活在希尔伯特空间中的多维物体。它可能看起来不是这样的,但那是因为我们是这个波函数的一部分,这就是当一个波函数的一个比特看另一个比特时它看起来是这样的。
  • 世界是两种东西。量子和非量子的东西。大多数事物都以量子的方式运行,直到它们影响到非量子的东西。(如果你想知道,我们不是量子的东西。)
物理学家们试着不去担心这些,并且指出它的纯物理学是绝对可爱的,并且是完美的。
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