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怎样理解粒子叠加态和波函数的坍缩

 亭姝pm0h5w8vqz 2019-10-05

牛顿认为自然宇宙空间是永远不动不变的绝对空间,时间是永远均匀流逝的绝对时间,牛顿坚持光的粒子性,也是对绝对空间的坚持,因为波动性是连续性的表现,存在于波动空间中的相对运动将颠覆任意参照系的同时性。

爱因斯坦承认“光速不变”,并认为光具有“波粒二象性”,这就不能排除任意参照系是存在于光波中。随之,德布罗意提出的实物粒子的“波粒二象性”也可以解释为一切参照系存在于波动的空间中,因为真空中粒子的波动无法用惯性解释。引力波的发现进一步证明了宇宙空间存在的波动。

如果假设粒子存在于波动的空间中,那么,反映微观粒子波粒二象性的波函数描述的粒子运动也就包含了空间的波动,也就说,用以建立波函数的时空坐标系在宇宙空间之外!若如此,我们就必须接受一些经典物理学所不能接受的现象:

1不确定性关系。根据经典物理学理论,由于空间的波动,空间中粒子的运动反映在空间外坐标系中为波动与直线运动的“合成”。但是根据力学原理,波能量对粒子的作用始终垂直与于粒子运动方向,所以,波速与粒子相对运动的速度无关,波只改变粒子运动的方向。这就是说,粒子在垂直于速度方向的位移“不是在坐标系时间中进行的”。因此,在坐标系确定的时间,粒子的空间位置是不确定的,或者说,在坐标系确定的位置,粒子的运动方向和速度以及动量等物理量都是不确定的。

2粒子的叠加态。由于空间的波动,反映在坐标系中的空间是不均匀的,并且坐标系中任意位置的空间“密度”是不断变化的,就像被反复挤压的弹性物体。但是空间的这个变化不是随坐标系时间的流逝变化的,因为这个变化垂直于坐标系时间方向,根据时空关系,空时比不变,那么在空间“密度”相对大的位置,存在相对坐标系时间“变慢”或“滞留”的时间,就是说,在坐标系的任意位置,由于空间相对“密度”的不确定,空间相对时间的膨胀量也是不确定的。那么,在坐标系的任意位置,都存在无数“可能”的平行时间。而物体的状态是由空间和时间确定的,因此,在坐标系看来,空间中任意位置的粒子会“同时”(坐标系时间)相对“时间膨胀量不同的“平行空间”而存在无数不同的“态”。

3波函数的“坍缩”。我们可以把宇宙空间反映在宇宙之外的时空坐标中加以认识,就像我们可以把整个太阳系画在纸上,但我们不可能在宇宙外观察宇宙空间,因为我们只能存在于宇宙空间中。所以,当我们对空间中的粒子进行观察,用以建立波函数的时空坐标系将随观察者回到宇宙空间中,并与观察者所在空间位置的时空(观察者也存在于波动中)重合,空间被观察者视为与坐标系“一致”的均匀空间,粒子相对观察者所在时空的“定态”,被认为是相对坐标系的状态,粒子“同时”(坐标系时间)相对其他时空的一切可能态在坐标系中消失,也就是说波函数会在观察的那一刻“坍缩”。当然,观察者所在空间位置时空在不断改变。所以,每次观察,粒子的“态”会有所不同,但都是相对一定时空的“定态”。

以上三点已经出现在基本的量子理论中,也就是说,量子理论可以证明我们的假设成立,即粒子存在于波动的空间中。在此基础,用空间外坐标系来理解量子的叠加态和波函数的“坍缩”,量子也就不再诡异。

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