基本介紹
- 中文名：退相干歷史
- 提出者：穆雷蓋爾曼
- 概念：.量子相干性
- 類別：理論
簡介,其他信息,
簡介
退相干歷史由穆雷蓋爾曼(Murray Gell-Mann),詹姆斯哈特(James Hartle)與羅伯特格里菲斯(Robert Griffiths)在1984年提出，是用來解釋量子力學中波函式坍塌的理論。
根據科普讀物《上帝擲骰子嗎？-量子物理學史話》（以下簡稱《上》）中的介紹，再加上網上的一些資料，我總結此理論的概念如下。
首先由若干個概念列出：
1.量子相干性：量子相干性，或者說“態之間的關聯性”。其其一是愛因斯坦和其合作者在1935年根據假想實驗作出的一個預言。這個假想實驗時這樣的：高能加速器中，由能量生成的一個電子和一個正電子朝著相反的方向飛行，在沒有人觀測時，兩者都處於向右和向左自旋的疊加態而進行觀測時，如果觀測到電子處於向右自旋的狀態，那么正電子就一定處於向左自旋的狀態，即而無論兩者相隔多遠的距離，他們之間的旋轉方向一定存在高度的關聯。
其他信息
2.精粒歷史(fine-grained history)：按照《上》中給出的類比例子，我總結其概念為在在一個系統內，一段時間內的所有組成此系統的基本元素(或者稱組成部分)的狀態的變化之集合就是此系統的精粒歷史。我給出的例子也是《上》中的那個足球賽的例子，比如一場舉行在某事某地的足球比賽，其精細歷史就是在這場足球賽中舉行的這段時間裡組成此足球賽的所有部分(想《上》中所說的，這裡你可以認為所謂部分就是比如所有的這段時間內，在球場這個區域內的所有基本粒子以及其他任何可以想像得到的部分)的狀態的變化的集合。
3.粗粒歷史(coarse-grained history)：即有了觀察者的緣故，觀察者將此系統的精細歷史進行了簡化而只得到某些巨觀的論斷，對照上邊的足球賽的例子，粗粒歷史可以認為是此時此地球賽的比分，觀眾的人數，天氣溫度，以及任何其他的巨觀的事實。
好，現在開始進入正題。
退相干歷史理論的一個重要的前提是，觀察者無法真正觀察到系統的任何精細歷史，並且在任何精細歷中同時發生，或者說是處於糾結狀態的。如《上》第十二章中所說：,,,換句話說“通過左縫”和“通過右縫”這兩種歷史不是獨立自主的，而是相互糾纏在一起的，他們之間有干涉項。當我們計算“電子通過左縫或者通過右縫”這樣一種情況的時候，我們得到的並非一個傳統的機率，乾脆地說，這樣一個“聯合歷史”是沒有機率的！這也就是說為什麼在雙縫實驗中，我們不能說“電子要么通過左縫，要么通過右縫”，因為這兩種歷史是“相干”的！
再此重要的假前提下，退相干理論說，粗粒歷史中的某些事件是可以使用經典的機率公式進行加減運算的，因為這些粗粒事件已經退相干了，即他們已經不像精細歷史下的事件是相互糾結在一起的了。比如《上》在此處舉的例子薛丁格貓實驗為例，在一定時間內，關著貓的密室這個總體的空間內, 精粒歷史應該是此空間內所有的基本粒子再次實驗時間內的狀態的變化這一事實，而這些基本粒子的狀態的變化是不可測的；而在粗粒歷史中，觀測者可以問貓死還是貓活，或者其他的問題，這些也是同樣時間段內發生的事實。在精粒歷史中無法使用經典機率公式計算，而在粗粒歷史下，就可以使用經典的機率公式進行計算。比如，粗粒歷史下貓死的機率與貓活的機率之和是100%，在精粒歷史下任意時間點上，所有基本粒子之間關係複雜(不一定僅僅由於量子糾結)，因此要計算某些機率是不可能的。(例子是我根據《上》中的足球賽的例子引申出來的一個例子，不一定正確)
