量子力学诠释问题

量子力学的建立不仅奠定了当代科学的基础,而且在推动当代技术革命方面取得了惊人的成功。然而,对于量子力学诠释(interpretation of quantum mechanics)——理解波函数如何刻画微观世界,人们迄今为止并未形成共识。量子力学发展的这种二元状态不仅带来了认识论方面的误导,而且依据备受争议的哥本哈根诠释建立起来的量子技术会有许多根本性问题。量子力学的哥本哈根诠释存在二元结构的问题:微观世界的运动用量子力学描述,是一个幺正演化,而观察或测量却依赖于量子系统外部的经典世界(仪器、观察者、环境),表现出来的波包塌缩是非幺正的。为此,包括爱因斯坦、薛定谔、温伯格等在内的一些著名学者对哥本哈根诠释提出了尖锐的批评。80年过去了,为克服量子力学的哥本哈根诠释二元论困境,人们提出各种各样的量子力学诠释,包括多世界诠释、量子退相干诠释、自洽历史诠释以及量子达尔文主义等。文章将简要介绍和评述这些量子力学诠释的基本思想、它们之间的逻辑关系及其实验检验的可能性。进一步澄清量子力学诠释中的基本概念,可以避免量子观念滥用导致的意识论上的问题和量子技术发展误入歧途。     

探索量子与经典的界限——宏观系统内Leggett Garg不等式的实验检验

正量子力学是现代物理学的支柱理论,它精确地描述了微观世界的粒子行为。以量子理论为基础,人类发展出半导体、激光、核磁共振、电子显微镜、量子信息等一系列重大技术。量子力学的应用极大促进了人类物质文明的进步,然而,关于量子力学的理解与表述却众说纷纭,至今争议不断~[1]。量子力学使用波函数描述系统状态,它允许     

量子理论的诞生和发展—从量子论到量子力学

简要叙述,从普郎克1990年首次对电磁波提出量子假设到狄拉克1928年对电子提出相对论性方程这段时间内,量子理论特别是量子力学诞生和发展的演化过程,内容分墨体辐射和量子假设;老量子论的兴与衰;第一条通向量子力学的路－对应原理,包括矩阵力学,狄拉克q－数;第二条通向量子力学的路－波粒二象性,波动力学;以及量子力学初步成长（指1927年的表象理论、不确定关系、氮原子及氢分子和1928年的狄拉克相对性电子理论）五个部分。     

量子理论的诞生和发展——从量子论到量子力学

简要叙述 ,从普朗克 190 0年首次对电磁波提出量子假设到狄拉克 192 8年对电子提出相对论性方程这段时间内 ,量子理论特别是量子力学诞生和发展的演化过程 .内容分黑体辐射和量子假设 ;老量子论的兴与衰 ;第一条通向量子力学的路———对应原理 ,包括矩阵力学 ,狄拉克的q -数 ;第二条通向量子力学的路———波粒二象性 ,波动力学 ;以及量子力学初步成长 (指 192 7年的表象理论、不确定关系、氦原子及氢分子和 192 8年的狄拉克相对性电子理论 )五个部分 .     

诺贝尔物理学奖百年回顾

 （续前期）１９３１年未发奖．１９３２年海森伯（ＷｅｒｎｅｒＨｅｉｓｅｎｂｅｒｇ１９０１－１９７６）因创立量子力学和应用该理论发现氢的同素异形体,获得了１９３２年度诺贝尔物理学奖．１９２５年,海森伯利用矩阵代数,建立了一套量子力学理论体系,这就是量子理论中的矩阵力学．７月２９日,他写成了《关于解释运动学和力学的量子理论》,标志着量子力学的正式创立,这一天也被称为“量子力学诞生日”．当时,许多物理学家都认为经典力学规律不可能正确地应用于原子中的高速运动,需要用新的思想来解释原子和分子中的微观过程．     

走向统一的自然力 强力、弱力和电磁力的大统一(Ⅲ)

<正>(3)量子电动力学量子电动力学是在量子力学和相对论的基础上发展起来的描述电磁力的基本理论。如果说电动力学是描述电磁力的经典场论,那么量子电动力学就是描述电磁力的量子场论。场是连续分布的、具有无穷维自由度的系统;场论是关于场的性质、相互作用和运动     

走近量子纠缠系列之二 玻尔和爱因斯坦之争

<正>现在,让我们再回到玻尔和爱因斯坦有关量子理论的争论——以下简称为"玻爱之争"。两人都是伟大的物理学家,对量子理论的发展都做出了杰出的贡献。分别因为解决光电效应问题和量子化原子模型而获得1921年、1922年的诺贝尔物理学奖。爱因斯坦和玻尔的争论主要是有关量子力学的理论基础及哲学思想方面。实际上,也正因为这两位大师的不断论战,量子力学才在辩论中发展成熟起来。爱因斯坦一直对量子论及玻尔一派的解释持怀疑态度,他提     

双光子Jaynes-Cummings模型中量子力学通道与量子互熵

用量子信息理论研究双光子JaynesCummings模型动力学.给出了表示原子态变化的量子力学通道,导出了量子互熵和原子约化熵,考察了初始场的位相相干性和原子能级的斯塔克位移对量子互熵的影响.结果表明:量子互熵周期性地演化,量子力学通道周期性地将原子初态的信息传送到终态,量子力学通道和量子互熵的特性依赖于初始场的位相相干性及原子能级的斯塔克位移. 关键词：     

强力、弱力和电磁力的大统一(Ⅲ)

 量子电动力学是在量子力学和相对论的基础上发展起来的描述电磁力的基本理论。如果说电动力学是描述电磁力的经典场论,那么量子电动力学就是描述电磁力的量子场论。场是连续分布的、具有无穷维自由度的系统;场论是关于场的性质、相互作用和运动规律的理论;量子场论则是把量子力学原理应用于场使其量子化后建立起来的场的理论。     

薛定谔猫佯谬与重离子耗散反应激发函数的测量

 量子力学的建立与相对论的提出,是20世纪物理学最伟大的成就,它们构成了现代科学的理论基础,也是当代人类物质文明的理论基础。有趣的是,一方面量子理论已经为无数的实验事实所证实,到目前为止甚至还找不到一个与它的预言相悖的实际事例;另一方面,量子力学的基本概念又与人们对现实宏观世界的传统认知极不协调。这种不协调实质上是对量子理论的根基的质疑。所以,从量子力学诞生前后一直到现在的近百年间,对量子理论的争议一天也没有停止过。其中,最著名的议题之一就是所谓的薛定谔猫佯谬。     

从量子电动力学的创立历史看物理学思维的特色和价值

<正>物理学是在人类的技术、语言和思维的极限之处的极限运动。——作者人们常说20世纪有两大成功的物理理论,即相对论和量子力学,而量子场论是狭义相对论和量子力学结合的产物。虽说这样一个简单的说法大体上是没错的,量子电动力学作为第一个量子场论理论确实是作为狭义相对论和量子力学结合的产物而诞生的,但是这个简单的说法并不足以揭示量子场论所具有的巨大价值和魅力,反而好像是说可以由相对论和量子力学的原理自然地导出量子场论。     

超导电性的量子特征

大量实验事实及量子力学理论已证明微观粒子的运动会表现出一系列量子化特征．因此,过去人们通常认为量子效应是微观粒子所独有的．在本文中,我们通过超导体的一些奇特现象,论述了超导电性的量子特征;阐明在一定条件下由大量微观粒子组成的宏观物体也具有量子化效应,宏观可测量也可以是量子化的,这种宏观量子效应仍可用量子力学理论来研究．     

量子生物学的一些问题

分子生物学取得重大成就之后.人们很自然地把生物科学从分子水平推向更深入的一个层次,即深入到量子水平来研究生物大分子及其运动规律,从而产生了量子生物学.它是量子力学与分子生物学相结合的边缘学科,其发展过程及与其他学科的关系: 最子化学→量子生物化学→ 经典生物学→分子生物学→量子生物学 生物物理→分子生物物理 量子生物学是用量子力学的理论来研究生物大分子的结构与功能,生物凝聚态的结构与功能,生物的化学反应以及各种转化(能量转化、物质转化、形态与结构的转化)的学科.由于量子力学的近似计算方法的改进和电子计算机的应…     

具有原子运动的双光子J-C模型中量子力学通道与量子互熵

用量子信息理论研究具有原子运动的双光子Jaynes_Cumming模型动力学.给出了该模型中表示原子态变化的量子力学通道，导出了量子互熵和原子约化熵，考察了原子运动及场模结构对量子互熵的影响，以及原子量子力学通道“开启”与“关闭”状态和原子与场纠缠程度的关系.结果表明量子力学通道特性强烈依赖于原子运动、场模结构以及原子与场的纠缠. 关键词： 双光子J_C模型 原子运动 量子互熵 量子约化熵 量子学通道     

三个课题组关闭了验证贝尔理论实验中的漏洞

正通常情况下,量子力学很难与经典世界的直觉相符。我们知道,经典粒子具有确定的位置和动量,而量子波函数仅能给出几率分布。除此之外,量子理论认为,无论两粒子相距多远,只要它们处于纠缠态,那么测量其中一个粒子,就可以瞬间改变另一个粒子的波函数。在量子世界里,这些反直觉效应还有很多,那么它们是错觉吗?有科学家提出,或许利用系统隐变     

利用两硬币量子博弈实现量子异或门

首先,引入两硬币量子博弈理论基本知识中,量子策略比经典策略更具优越性这一特点;其次,以经典异或门的逻辑关系及真值表为基础,结合量子力学基本理论,定义出量子逻辑异或门;最后,利用两硬币量子博弈模型对如何实现量子异或门提出了一套可行的理论方案.     

量子计算机理论中的量子叠加和量子纠缠

讨论了量子计算、量子通讯与量子计算机中的核心问题 量子叠加和量子纠缠. 从量子态表示量子信息为出发点, 指出有关量子信息的所有问题都可采用量子力学理论来处理. 其中信息的演变遵从薛定谔方程, 信息的传输就是量子态在量子通道中的传送, 信息处理就是量子态的幺正变换, 信息提取则是对量子系统实行量子测量.     

量子:过去与现在

 量子概念代表了人类认识微观世界的核心观念，不仅说明了微观实物粒子存在的基本形式，而且描述了波与场所具有的粒子性特征。以量子力学为核心的现代量子理论，完整地描述了微观世界的量子行为。时至今日，虽然在量子力学基础方面，量子力学的含义还没有定论，但量子力学已成为现代科学的重要基石，导致了激光、半导体和核能技术的产生，深刻地影响了当代人类社会的生产力。     

量子纠缠态分类

正1引言量子力学是20世纪初最伟大的物理发现之一。尽管来自各个领域的大量实验事实都证实了量子力学是正确的理论,但是人们对量子理论的一些基本原理的争论自始至今却从未间断。其中最著名的就是爱因斯坦等人对不确定原理的质疑所引出的量子力学完备性问题的争论~([1])。该文中爱因斯坦根据其对物理实在     

发掘量子噪声的价值

正量子体系的噪声是否可以用来做功?Philip Ball观察了这种试图"将缺陷变成性能"的新的研究方向,这些研究工作有可能将量子力学和热力学在更基本的层次上联系起来。噪声的"名声"不太好,但是物理学家早已经可以和噪声和平相处。通常噪声只是被看作轻微影响实验的、来自底层的、不可预测的东西,而且不可能真正被你了解,就像车轮上随机沾上的砾石。但是量子力学会产生另外一种噪声。它不仅是你现在所无法预知的,而且是你从原则上就无法预知的,因为量子理论的核心就包含了随机性。