论波函数坍缩、爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论及量子力学与场论中的测量
摘要
我们首先在一阶量子化量子力学（QM）中考虑具有自旋 1/2 纠缠自旋的两粒子系统的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）悖论。如果测量由波函数坍缩支配，则思想实验表明若干基本原理，包括角动量守恒与海森堡不确定性原理，会被违背。我们得出结论：自旋部分的波函数坍缩不可能发生，因此该系统不会出现 EPR 悖论。QM 的幺正性本身足以排除“幽灵般的”超距作用。自旋波函数坍缩的缺失导致关于 QM 中测量如何运作的几个有趣结论：当波函数坍缩不发生时，（i）宏观测量设备发出的指示系统处于状态 S 的信号并不一定意味着它处于或曾处于 S；（ii）QM 在微观层面的不确定性传递为宏观测量设备信号的不确定性。我们推导了关于量子测量如何运作的两个一般性结果，并在自旋 1/2 测量中加以说明。与一阶量子化 QM 不同，在量子场论中我们无法完全排除波函数坍缩的可能性。然而，当我们坚持幺正性（从而排除波函数坍缩的可能性），并额外在波函数中计入测量涉及的所有自由度（包括设备、实验者等的自由度）时，就出现了对涉及纠缠光子极化的 Bell 不等式型实验的一致可接受理解，包括 EPR 悖论的缺失。实验者能够意识到其感知、却无法意识到广义薛定谔猫其他组分的能力，在解决测量问题中起作用。
引用
@article{arxiv.1910.11134,
title = {On Wavefunction Collapse, the Einstein-Poldolsky-Rosen Paradox and Measurement in Quantum Mechanics and Field Theory},
author = {Stuart Samuel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.11134},
year = {2021}
}
备注
The previous version had misconceptions about the existence of non-linear effects in quantum electrodynamics. The latest version contains additional results concerning wavefunction collapse in quantum field theory, and it is shown that the Measurement Problem is not an issue in unitary quantum field theory