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如何(不)理解速度的弱测量

量子物理 2025-03-12 v2 物理学史与哲学

摘要

迄今为止,通过添加隐变量来完成量子力学的最详尽的尝试是德布罗意-玻姆(导波)理论(dBBT)。它赋予粒子在一切时刻确定的位置。其演化由确定性动力学支配。然而,按构造,个体粒子轨迹原则上通常无法被探测。近来,这一传统认知似乎因所谓的弱测量而受到质疑。由于测量装置与被研究系统之间的特征性弱耦合,它们允许在不实质扰动量子系统的情况下对其进行实验探测。因此很自然地认为,尤其是速度弱测量提供了实际观测粒子轨迹的可能。若属实,此类主张不仅将在实验上证明量子力学的不完备性:还将为标准形式的 dBBT 提供支持,将其从无穷多经验上等价的粒子动力学替代选择中甄别出来。本文考察这一可能。我们的结果是消解性的:弱速度测量并不构成支持标准 dBBT 的新论证,更谈不上经验证据;绝不能朴素地将弱位置与真实位置等同。弱速度测量容许一种直白的标准量子力学解释,独立于对任何粒子轨迹与速度的承诺。这一点通过仔细重构弱速度测量描述所依赖的物理论证得以揭示。结果表明,要使弱速度测量可靠,必须已经预设标准形式的 dBBT:在此意义上,它们不能为 dBBT 及其标准引导方程提供任何新的论证,无论经验的还是其他的。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.10395,
  title  = {How (Not) to Understand Weak Measurements of Velocities},
  author = {Johannes Fankhauser and Patrick M. Dürr},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.10395},
  year   = {2025}
}

备注

Published version; 33 pages, 3 figures, small technical corrections