量子力学中的远距离作用（三）

GRW/Pearle模型中崩溃机制及其特征的确切细节对它们假设的不可分割性和整体性的类型没有显着影响 - 所有这些模型基本上都假定了相同种类的不可分割性和整体性作为正统量子力学（请参阅第5.1.1节）。如果L-衡量相互作用（据称是L翼）在R翼中引起某些本地事件，例如指针的事件，则在L-和R翼之间处于距离之间的距离和R翼行动。在R测量过程中，即将测量的设备具有明确的测量结果。也就是说，如果L-衡量导致R粒子具有确定的Z旋转，则会在距离处进行动作，而这反过r测量。此外，如果L-衡量导致R粒子在R翼中（暂时）具有确定位置，则L-和R翼之间的距离的作用将独立于R - 粒子进行自旋测量。

上面的讨论基于距离的直观作用概念，它以距离的行动为前提与不可分割性和整体主义相兼容。在下一部分中，我们将在距离内提供更精确的作用特征，并根据这些特征重新考虑了GRW/Pearle塌陷模型中距离处的作用性质的问题。

5.2 Action-At-A-Distance可以与不可分割性和整体共存吗？

GRW/Pearle模型中距离的动作与牛顿动作在各个方面的距离不同。首先，与在距离处进行牛顿动作相比，此动作与测量事件之间的距离无关。其次，虽然牛顿的作用是对称的，但GRW/Pearle模型中的作用是（通常）不对称：L测量会影响R粒子的性质或R-衡量会影响L粒子的性质，这取决于不同首先进行测量（同时进行两个测量时，该动作将是对称的）。第三（对我们的考虑更为重要），与在l-测量结束之前，l-apparatus和r颗粒的状态在距离结束之前是不可分割的影响在不同的存在之间，因为案件应该是牛顿的重力。

粒子对状态和L测量设备的这种不可分割性，更普遍地说，崩溃理论中的非局部性是由于状态不可分割性引起的事实，导致许多哲学家和物理学家认为，波浪塌陷不涉及距离的作用。但是，在GRW/Pearle模型中是否有一个距离（以及其他各种量子理论）的问题取决于我们如何解释“在距离处的动作”一词。自然阅读了艾萨克·牛顿（Isaac Newton）和塞缪尔·克拉克（Samuel Clarke）关于距离行动的评论，距离的行动与不可分割性和整体主义之间可能存在和平共存。

牛顿著名地努力找出重力的原因。[12] 他说，在1692/3年1月17日给本特利的一封信中说：

您有时将重力视为重要的和物质固有的。祈祷不要将这种概念归因于我，因为我不假装重力的原因，因此需要更多的时间来考虑它。 （Cohen 1978，第298页）

他补充说，在1692/3年2月25日给本特利的一封信中，他补充说：

不可想象的是，无生命的事情应该在不进行其他事物的调解的情况下，没有物质的，没有相互接触的情况下进行操作和影响其他物质……该重力应该是天生的，固有的和必不可少的，以便一个人可以采取行动另一个在距离上的真空，而没有任何其他事物的调解，可以通过和通过它们的行动和力量从一个人到另一个事物传达，对我来说是如此荒谬，以至于我相信没有人在哲学上有任何人有能力的思维能力可以属于它。重力必须是由根据某些法律不断起作用的代理人引起的；但是，无论是物质还是非物质，我都考虑了读者的考虑。 （Cohen 1978，第302-3页）

牛顿追随者塞缪尔·克拉克（Samuel Clarke）同样在引力现象的原因方面挣扎。在他与莱布尼兹的著名争议中，他说：[13]

一个身体在没有任何中间手段的情况下吸引另一个身体，确实不是奇迹，而是矛盾。因为假设某事在不是。但是，两个尸体相互吸引的手段可能是无形的，无形的，并且与机制不同的手段……

他补充道：

毫无疑问，这种现象不是在没有能够产生这种效果的原因的情况下产生的。因此，哲学家可以搜查并发现这些原因，如果可以的话。是否机械。但是，如果他们无法发现原因，那么效果本身，现象或经验发现的事实是……越少吗？

牛顿和克拉克的评论表明，对他们而言，重力是律法的现象，即，根据牛顿的重力法，物体在距离上相互影响的现象，这种影响是由于某些手段所致，这可能是看不见的。与机制不同的无形性和不同的性质。在这种远距离行动的概念上，即使该领域是整体的，也没有理由排除量子领域中距离的行动可能性，或者相关系统的状态是不可分割的。也就是说，距离的动作可能被表征如下：

距离的作用是一种现象，其中一个系统的内在特性的变化会引起遥远系统的内在特性的变化，而与任何其他系统对遥远系统的影响无关，并且没有一个携带的过程这种影响在空间和时间上不断影响。

我们也可以以更宽松的方式在距离上表征行动：

在距离处的动作*是一种现象，其中一个系统的内在特性的变化会引起遥远系统的内在特性的变化，而没有一个过程在空间和时间上会影响这种影响。

虽然牛顿和克拉克没有对牛顿重力涉及的距离的动作的解释，但在上述量子领域距离的表征动作上，量子领域的整体性质和/或不可分割性的整体性质会解释涉及的系统状态。特别是，如果在EPR/B实验中，L-Apparatus指针在L测量之前具有确定的位置，并且R粒子在L测量过程中暂时具有确定的位置，则GRW/Pearle模型涉及在行动距离，因此在距离处进行*。另一方面，如果R粒子在L测量过程中永远不会具有确定的位置，则GRW/Pearle模型仅涉及距离的动作*。

5.3无折叠理论

5.3.1 Bohm的理论

1952 年，David Bohm 提出了一种确定性的“隐变量”量子理论，再现了正统量子力学的所有可观测预测（参见 Bohm 1952，Bohm、Schiller 和 Tiomno 1955，Bell 1982，Dewdney、Holland 和 Kyprianidis 1987，Dürr、Goldstein和Zanghì1992a，1997年，Albert 1992，Valentini 1992，Bohm and Hiley 1993，Holland 1993，Cushing 1994，以及Cushing，Fine and Goldstein，1996 。

与东正教量子力学和GRW/Pearle塌陷模型相反，在Bohm的理论波函数中总是根据Schrödinger方程来发展，因此它们永远不会崩溃。波函数不代表系统状态。相反，它们是影响系统状态的“量子场（在配置空间上）”的状态。[14] 同样，粒子始终具有确定的位置，并且在某个时候，粒子的位置及其波函数共同确定颗粒的轨迹在未来的所有时间。因此，粒子的位置及其波函数决定了任何测量结果的结果（只要这些结果记录在某些物理系统的位置，就像在任何实际测量中一样）。

Bohm的理论有多种版本。在Bell（1982）提出的“最小” Bohm理论中，[15]波函数被解释为“指导”领域（没有源或对粒子的任何依赖性），该领域确定性地控制粒子的轨迹到所谓的“指导方程式”（以波函数为角度表示粒子的速度）。[16] 系统状态是可分离的（任何复合系统的状态都完全由其子系统的状态确定），并且由粒子的位置完全指定。旋转以及未直接从位置得出的任何其他属性都不是系统的内在属性。相反，它们是由系统位置和指导领域决定的关系属性。特别是，EPR/B实验中的每个粒子都有在各个方向上“自旋”的倾向，而这些处置是粒子的关系特性，它们（通常）由指南和粒子相对位置确定进行测量设备和彼此。



图4。用船尾测量设备的EPR/B实验。 Stern-gerlach 1已打开，设置为测量L粒子的Z旋转，而Stern-Gerlach 2则关闭。左侧的水平线表示（冲动性的）Z-Spin测量在L粒子上的旋转单线状态下的六个L粒子的轨迹，而右侧的水平线表示相应的R粒子的轨迹。中心平面与Z轴正交对齐，因此出现在该平面上方的颗粒对应于Z-Spin的“ UP”结果，而在该平面以下的颗粒对应于Z-Spin的“下降”结果。小箭头表示“非最小” bohm理论（其中旋转是颗粒的内在特性）中颗粒的z旋转成分，并且与“最小” bohm理论无关（其中旋转不是颗粒的固有特性）。

要查看最低BOHM理论假定的非本地性的性质，请再次考虑EPR/B实验，并假设测量设备是施工式磁铁（S-G）磁体，准备测量Z-Spin。在实验的任何运行中，测量结果都取决于粒子的初始位置和测量顺序。这就是原因。在最小的BOHM理论中，旋转单重态表示指南的相关状态，而不是粒子对的固有特性。如果L-测量发生在R测量之前，则在发射时间处的引导场和L粒子的位置共同确定L粒子从S-G设备中脱离的处置或在对齐的平面上方或下方的S-G设备中出现z方向；在上方（下方）出现的地方，意味着关于z轴和l-apparatus“指针”指向“上升”（“ down”）的L颗粒z旋转“向上”（“ down”）（请参阅图4上面）。所有与Z方向正交对齐的中心平面上方排放的L粒子（如L粒子1-3）将被处置为“向上”旋转；如果在L-衡量之前发生R-衡量，则所有在此平面下排放的颗粒将被旋转。发射时间的R粒子共同确定R粒子在Z轴上出现（即Z-Spin'Up'）或Z轴（即Z-Spin'）的处置。根据'）根据中心平面的上方还是下方，独立于沿z轴的L粒子的位置。

但是，在L粒子上（较早的）Z-Spin测量后，R粒子的Z-Spin处置立即发生变化：R粒子1-3（见图4），以前已将其置于Z-Spin现在，“向上”将被放置在Z旋转下来，即，即以Z轴正交对齐的中心平面下方；以前已将Z-Spin“ Down”的R粒子4-6现在将被置于Z-Spin“ Up”，即出现在此中心平面上方。然而，l测量本身对R粒子状态没有任何直接影响：L测量不会影响R粒子的位置或直接从该位置得出的任何其他特性。它只会改变引导场，从而为R粒子提供新的自旋处置。但是这些处置不是R粒子的内在特性。相反，它们是R粒子的关系特性，它们位于颗粒和引导场状态的位置。[17] （请注意，在特定情况下，在与z轴正交对齐的中心平面上方排放L粒子，并在该平面下排放R粒子，L粒子上的较早的Z旋转将没有对R颗粒上Z旋转结果的影响。）

尽管没有连续的过程来承担L-测量结果对R翼事件的影响，但这种影响是否等于在距离上的行动的问题取决于该术语的确切表征。与GRW/Pearle崩溃模型相反，L测量结果对R粒子内在特性的影响取决于R-衡量：在此测量发生之前，R Praparticle的固有性没有变化特性。然而，L测量对R粒子的影响在远处。因此，最小BOHM理论所描述的EPR/B实验涉及距离的作用*，而不是在距离处进行动作。

Bohm的理论将量子领域描述为确定性。因此，单盘客观概率，即，它的机会分配给EPR/B实验中的单个自旋测量结果与相应的量子力学概率不同。特别是，在量子力学中，在早期的l-（r-）旋转测量中，结果“向上”和“向下”的机会都是½，在Bohm的理论中，这些机会是一种或零。然而，Bohm的理论假设在与同一指南的所有可能位置上，在所有可能的位置上，所谓的“量子平衡分布”。该分布是从量子力学波函数中计算出来的，通常将其解释为对这对的实际位置的无知。可能是由具有相同波函数的成对的集合所展示的动态考虑和统计模式激励的无知（有关更多详细信息，请参见Bohmian Mechanics上的条目，第9节）。该分布上的总和（或更一般的集成）重现了所有量子力学可观察的预测。

这是自然法则还是偶然事实（如果它是事实的话）？这些问题的答案各不相同（参见第 7.2.1 节，Bohm 1953，Valentini 1991a,b, 1992, 1996, 2002，Valentini 和 Westman 2004，Dürr, Goldstein 和 Zanghì 1992a,b, 1996, fn.15 和 Callender 2006 ）。

谈到不可分性问题，最小玻姆理论不涉及状态不可分性。回想一下，在该理论中，系统的状态不在于其波函数，而在于系统的位置，并且复合系统的位置总是分解为其子系统的位置。这里，波函数的不可分离性反映了引导场的状态。这种状态不是在普通的三空间中传播，而是在配置空间中传播，其中每个点指定两个粒子的配置。粒子对的引导场不能分解为控制 L 粒子轨迹的引导场和控制 R 粒子轨迹的引导场。粒子的轨迹、性质和配置的演化是不可分离的，因此，即使粒子彼此远离且不相互作用，粒子的轨迹、性质和配置也是相关的。因此，进程可分离性失败。

在非最小玻姆理论[18]中，N 粒子系统的行为由其波函数和粒子的固有属性决定。但是，与极小理论相反，在非极小理论中，自旋是粒子的固有属性。波函数总是根据薛定谔方程演化，它被解释为“量子场”（没有来源，也不依赖于粒子）。量子场通过“量子势”引导粒子，“量子势”是由量子场确定的实体，并且属性的演化是完全确定性的。 [19]

与最小玻姆理论一样，EPR/B 实验中波函数的不可分离性决定了粒子的轨迹、性质和配置的演化是不可分离的，但粒子的行为有些不同。在早期对 L 粒子的 z 自旋测量中，量子势不断变化，这种变化会导致 R 粒子的 z 自旋立即发生变化。如果 L 粒子开始沿 z 方向“向上”（“向下”）旋转，则 R 粒子将开始沿相同方向“向下”（“向上”）旋转（见图 1 中的小箭头）。 4).[20] 因此，L 测量会在 L 翼和 R 翼之间的距离处引起瞬时动作。然而，与最小玻姆理论类似，虽然在 z 自旋测量中出现在与 z 方向正交的中心平面上方或下方的 R 粒子的布置可能会瞬时改变，但 R 粒子的实际轨迹在测量 R 粒子的 z 自旋之前，沿 z 方向的变化不会改变。仅在 R 测量期间，R 粒子的自旋和位置才会相关，并且 R 粒子沿 z 方向的轨迹由其（固有）z 自旋的值决定。

人们对玻姆的理论提出了各种反对意见（详细列表和答复，请参阅玻姆力学条目，第 15 节）。一个主要的反对意见是，在波姆力学中，引导场影响粒子，但粒子不影响引导场。另一个常见的反对意见是，该理论涉及一种激进的非定域性，而这种非定域性与相对论不相容。虽然将玻姆理论与相对论调和起来可能非常困难，甚至不可能，但从上述讨论中不难看出，EPR/B 实验中极小玻姆理论所假设的非定域性类型似乎并不存在。比正统解释和 GRW/Pearle 塌陷模型所假设的非定域性更为激进。

5.3.2 模态解释

量子力学的模态解释旨在解决测量问题并使量子力学与相对论相协调。它们是非崩溃的、（通常）不确定性的隐变量理论。系统的量子力学状态（可以解释为表示它们的状态或有关这些状态的信息）总是根据酉和线性动力学方程（非相对论情况下的薛定谔方程）演化。系统的正统量子力学状态描述得到了一组属性的补充，这些属性取决于量子力学状态，并且应该足够丰富以解释确定的宏观事件的发生及其类似经典的行为，但有足够的限制来逃避所有已知的无隐变量定理。 （关于模态解释，参见 van Fraassen 1973, 1981, 1991, Chapter 9, Kochen 1985, Krips 1987, Dieks 1988, 1989, Healey 1989, Bub 1992, 1994, 1997, Vermaas and Dieks 1995, Bacciagaluppi, 1996，巴恰加鲁皮和 Hemmo 1996、Bub 和 Clifton 1996、Hemmo 1996b、Bacciagaluppi 和 Dickson 1999、Clifton 2000、Spekkens 和 Sipe 2001a,b、Bene 和 Dieks 2002 以及 Berkovitz 和 Hemmo 2006a,b 有关入门级评论，请参阅条目。有关量子理论模态解释的全面回顾和分析，请参阅 Bacciagaluppi 1996、Hemmo 1996a，第 1-3 章、Dieks 和 Vermaas 1998、Vermaas 1999 以及有关量子理论模态解释的条目。隐变量定理，请参阅 Kochen 和 Specker 1967、Greenberger、Horne 和 Zeilinger 1989、Mermin 1990 以及 Kochen-Specker 定理条目。）[21]

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