相对论时空中的概率分布坍缩

空间概率分布的坍缩由给定时空点上的测量触发。通常假设这种坍缩沿着等时超曲面发生，例如 t = 0。然而，这种朴素瞬时坍缩过程与相对论不一致，因为不同惯性参考系的等时超曲面是不同的。试图在若干不同参考系中实现瞬时坍缩，会导致概率守恒的破坏以及给定体积元内概率的标量性质的破坏。这一问题不仅影响量子力学的哥本哈根诠释，也影响其他诠释——那些诠释仍须以与相对论时空几何一致的方式指明概率在何时何地发生变化。20世纪80年代，Schlieder、Hellwig 和 Kraus 提出，概率分布沿测量点的过去光锥坍缩可避免这些困难，并导致洛伦兹不变的坍缩图景。他们的提议很少受到关注并遭到一些负面批评。本文中，笔者认为所提出的过去光锥坍缩不仅是合理的，而且为概率守恒的洛伦兹不变性所迫使，并且对量子力学中的空间概率分布和机会博弈（例如，散落在某空间区域内的纸牌游戏的概率分布）中的那些分布同样有效。笔者考察了针对过去光锥坍缩图景提出的反对意见，并表明这些反对意见不成立。最后，笔者提出了两种可能的干涉仪实验，可作为对过去光锥坍缩的直接检验，一种使用原子干涉仪，另一种使用光学干涉仪。