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全局诠释与哥本哈根诠释差别一览

已有 3997 次阅读 2021-1-7 17:08 |个人分类:量子力学|系统分类:论文交流

时机

量子力学是关于微观世界的理论。

哥本哈根诠释提出的时代,即1927年,人类对微观世界相互作用的认识还非常少,还几乎不了解基本粒子,所以只能从现象出发,唯象地提出理论。随后的几十年里,人类在粒子物理,高能物理方面的大量理论和实验研究取得了大量的成果,我们已经对基本相互作用,基本粒子有了很多的理解,而这些理解在原始的量子力学哥本哈根诠释中没有体现,甚至相干性这样的关键性质都没有包括。

全局诠释已经充分考虑了后续理论和认识的发展,自然包括对相干性的讨论。

理论基础

哥本哈根诠释:量子化假定,物质波假定,薛定谔方程,波函数概率描述,测量坍缩假定,测不准原理,对应原理。后来的退相干理论。

全局诠释:基于标准模型的标准世界观,包括基本粒子的概念。全局诠释详述并扩展了标准模型中粒子的概念,详述和论证了薛定谔方程及波函数的物理意义,认为物质波不需要假定,是相互作用的自然特征。没有提出任何额外假定。相干性是自然的,不需要额外提出讨论。

量子化

哥本哈根诠释:基本假定。

全局诠释:自然涌现。

薛定谔方程

哥本哈根诠释:物质波的波动方程。隐含了量子为理想物质波假定。

全局诠释:物质波的扩散方程。其解是全局解,包括全空间的信息。是相互作用传播速度处理成无穷大之后的近似方程。一般得到本征解,是系统的优势振动模式。

波函数

哥本哈根诠释:概率波幅,其模方是该值的出现概率,即数密度。

全局诠释:能量密度,某种波动物理量的振幅,如位移,电场强度,等。

如果把量子的能量当成一整份,全局诠释的波函数图像与哥本哈根诠释是相容的。

粒子图像

哥本哈根诠释:点粒子,有无法分离的波动行为,即波粒二象性。

全局诠释:波,包括驻波,能量对时空的扰动模式。一般是本征态,即优势振动。

光子图像

哥本哈根诠释:一次量子化中没有光子概念,波粒二象性。

全局诠释:低能是电磁波,高能是粒子(局域的波),与标准世界观一致,即能标不同,物理表现不同。

测量

哥本哈根诠释:概率抽样,过程不连续。

全局诠释:是相互作用,一般会引起系统状态变化,是具体的相互作用结果。

量子纠缠,非局域性

哥本哈根诠释:没有讨论。但薛定谔方程的解是全局的,所有物理现象自然是全局的,即非局域的,包括波函数,测量。后来Bell实验证明了存在类空远程相关,认为量子存在非局域行为,违背局域性原理。

全局诠释:类空相关是正常的波动相干性质,具有全局属性,需要逐步建立,建立过程不违背局域性原理。

通过改变光源相干性,以及光子的产生与测量在时间上的分离,可以在实验上判别两种诠释。

实在性

哥本哈根诠释:测量之前的客观实在没有意义,不可讨论。

全局诠释:测量之前有客观实在,但是测量可能改变系统,包括对粒子内禀属性的测量。实在性是相对的。

实在的相对性是全局诠释提出的新概念。

决定论

哥本哈根诠释:波函数和测量是本质概率的,世界的未来是概率的。

全局诠释:未来不可精确计算,但应该是确定的。

不可尽知决定论也是全局诠释提出的新概念。

延迟选择实验

哥本哈根诠释:并未给出解答,认为神秘,未来可以改变过去。

全局诠释:是正常的相干现象。只要在波动特征相干范围内,所有部件和路径都有贡献,是逐渐反馈相干的结果,不能按照光路前后区分因果。

哲学体系

哥本哈根诠释:一般认为是唯心论,不可知论,非决定论。量子化概念来源于古典原子论。

全局诠释:物理的标准世界观。认为唯心唯物是一致的,不可尽知决定论兼容决定论和不可知论(非决定论),原子论与连续论也不矛盾,但各自概念都需要略作拓展。




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