量子力學的全局近似詮釋(概要)

2020-09-03 雷奕安

量子力學已經建立一百多年了,但是很多基本概念仍然不清楚,或者爭論不休,比如薛丁格方程的物理意義,波函數的物理意義,測量問題,非局域性問題,等等。

借鑑更基本的量子場論,即標準模型,的圖像和理解,考慮到薛丁格方程的近似屬性,從薛丁格方程的物理意義出發,我們可以從直觀和常識的角度重新詮釋量子力學,並對常見的難以理解的量子力學現象,提供符合直覺的物理圖像。我們認為,量子力學是一套宏觀近似理論,即物理體系在一定時間空間範圍內的整體行為,其時空有效範圍,即其波動性的相干範圍。這一圖像的應用範圍可以拓展到粒子的定義,粒子內稟屬性的物理意義,實在性的意義,等基本物理概念。

《量子非局域性?還是量子全局效應?》一文中,我們說到量子非局域性實際上應該是一種全局效應的外觀表象,還說所有的量子現象都應該是全局效應。

這一理解可以解決量子非局域性難題。無論在我們已經建立,經過無數實驗驗證的基本理論中,還是邏輯上,違背愛因斯坦局域性原理的非局域性都不應該存在,無論在量子層面,還是宏觀層面。

但是,這一理解還有更重要的意義。因為這意味著,量子行為並不特殊,而是我們常識中能夠理解的各種物理現象的一種特殊整體表現模式,可以在適當的宏觀體系中重現。

我們把這一理解叫做量子力學的全局近似詮釋,簡稱全局詮釋。即,非相對論的量子力學理論,描述的是物理體系的某一全局性質,即使該體系是某一體系的子體系。

在體系中,物理信號或者擾動在相干性有效範圍內重複反饋,從而建立起某一全局模式。該全局模式,一般是體系的本徵模式或者其疊加。全局性的有效範圍就是相干性的有效範圍。相干性消失,系統就退化成經典的局域系統。

所有量子現象是連續物理過程的量子化湧現(emergence)。本徵態就是量子態。本徵態的出現是系統拓撲結構和相互作用共同作用的結果,是自然的物理現象。在連續的物理體系中,也會自然出現,如能量離散化,角動量量子化。

所有物理量都是連續的,量子化是湧現。不需要量子化假定。

波動性是自然的。所有的場中,變化和相互作用以波動的形式存在。

粒子性是波動性被約束的結構,是複雜相互作用場的相對穩定結構(structure)。不存在基本粒子,只有複雜相互作用場的相對穩定結構。

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