荷马再度点头:冯·诺依曼对康普顿-西蒙实验的误读及其余波
量子物理
2023-03-01 v1 物理学史与哲学
摘要
冯·诺依曼在其著作《量子力学的数学基础》中断言:康普顿-西蒙实验表明,在测量任意自伴算子时态矢量必然坍缩。将冯·诺依曼的叙述与康普顿-西蒙论文对比,我们发现冯·诺依曼将该实验误读为两次相继的测量(给出相同结果),而该实验仅在同一照相底片上测量了两个角度。但需注意,在测量加性守恒量时态矢量必然坍缩;否则守恒定律可能被破坏。进而,解释坍缩的数学问题在指明仪器性质之前并未被完全定义。若仪器不具有“经典描述”,该问题不可解,即便测量仅是近似的(Fine、Simony、Brown、Simony 与 Busch);但若具有,则对于加性守恒观测量,该问题在薛定谔动力学(含时变哈密顿量)下可解。该解是对 Sewell 解的修正,表明态矢量已坍缩,但不揭示坍缩态的本征值。坍缩是不可逆的,源于加性守恒定律与量子测量公设的相互作用。事实上,由 Wigner 阐发的量子测量问题,或许更应被理解为确立二者彼此相容的问题;它与实际测量关系不大。
引用
@article{arxiv.2302.14610,
title = {Homer nodded once more. Von Neumann's misreading of the Compton-Simon experiment and its fallout},
author = {R. N. Sen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.14610},
year = {2023}
}
备注
40 pages, 1 figure