量子力学中的叠加、纠缠与不确定性
1. 叠加、纠缠与局域因果性的限制
在量子力学领域,不同的物理学家对一些核心概念有着不同的侧重点。薛定谔认为纠缠比叠加更为基础,在他职业生涯的某些阶段,他相信量子态可能直接描述了一种物理实体。而费曼则觉得简单的双缝实验就包含了量子力学的本质,即概率振幅的计算,这也是他研究量子理论的基础。
纠缠系统的特征行为可以通过不可区分的可能历史的干涉来理解,这种干涉在复合系统的状态叠加中有所体现。不过,当与额外的量子系统(辅助系统)发生纠缠时,干涉可能会“丢失”,就像在某些实验中粒子路径变得可区分一样。
纠缠量子系统的经验特征是,在适当的实验条件下会出现“四阶”(振幅上)的特别强的干涉效应,这种效应在联合探测事件中才能观察到,例如在汉伯里 - 布朗 - 特威斯实验中。
2. 量子不确定性与测不准原理
量子力学发展历史中需要解决的一个基础问题是,海森堡关系所描述的一对物理量同时确定值的先验限制的概念起源。这些定量关系在干涉现象中有所体现,比如在双缝实验中,它们反映了量子行为与经典行为的差异。
双缝实验中,系统探测的概率密度呈现出波状,这常被视为量子力学形式上的一种模糊性,也就是所谓的“波粒二象性”。然而,阿尔弗雷德·兰德在1960年指出,这种不太精确的描述价值有限,“二象性”这个词只是描述性的,并没有解释任何东西,而且它还阻碍了人们对量子理论的深入理解。
海森堡、帕斯库尔·约尔丹和尼尔斯·玻尔等物理学家对波粒二象性有着不同的观点。约尔丹认为不同的实验会迫使光的波粒二象性中的一方变得不确定和不可观测;海森堡则认为粒子图像和波图像是同一物理现实的不同方面;而玻尔认为波和粒子的描述都
量子力学核心概念:叠加、纠缠与不确定性
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