快眼看书网

手机浏览器扫描二维码访问

第41部分（第1页）

丛生。

毕竟世上本没有路，走的人多了才成为路。

现在让我们跟着一些开拓者小心翼翼地去考察一条新辟的道路，和当年扬帆远航的哥伦布一样，他们也是意大利人。

这些开拓者的名字刻在路口的纪念碑上：Ghirardi，Rimini和Weber，下面是落成日期：1986年7月。

为了纪念这些先行者，我们顺理成章地把这条道路以他们的首字母命名，称为GRW大道。

这个思路的最初设想可以回溯到70年代的Philip　Pearle：哥本哈根派的人物无疑是伟大和有洞见的，但他们始终没能给出〃坍缩〃这一物理过程的机制，而且对于〃观测者〃的主观依赖也太重了些，最后搞出一个无法收拾的〃意识〃不说，还有堕落为唯心论的嫌疑。

是否能够略微修改薛定谔方程，使它可以对〃坍缩〃有一个让人满意的解释呢？

1986年7月15日，我们提到的那3位科学家在《物理评论》杂志上发表了一篇论文，题为《微观和宏观系统的统一动力学》（Unified　dynamics　for　microscopic　and　macroscopic　systems），从而开创了GRW理论。

GRW的主要假定是，任何系统，不管是微观还是宏观的，都不可能在严格的意义上孤立，也就是和外界毫不相干。

它们总是和环境发生着种种交流，为一些随机（stochastic）的过程所影响，这些随机的物理过程……不管它们实质上到底是什么……会随机地造成某些微观系统，比如一个电子的位置，从一个弥漫的叠加状态变为在空间中比较精确的定域（实际上就是哥本哈根口中的〃坍缩〃），尽管对于单个粒子来说，这种过程发生的可能性是如此之低……按照他们原本的估计，平均要等上10^16秒，也就是近10亿年才会发生一次。

所以从整体上看，微观系统基本上处于叠加状态是不假的，但这种定域过程的确偶尔发生，我们把这称为一个〃自发的定域过程〃（spontaneous　localization）。

GRW有时候也称为〃自发定域理论〃。

关键是，虽然对于单个粒子来说要等上如此漫长的时间才能迎来一次自发过程，可是对于一个宏观系统来说可就未必了。

拿薛定谔那只可怜的猫来说，一只猫由大约10^27个粒子组成，虽然每个粒子平均要等上几亿年才有一次自发定域，但对像猫这样大的系统，每秒必定有成千上万的粒子经历了这种过程。

Ghirardi等人把薛定谔方程换成了所谓的密度矩阵方程，然后做了复杂的计算，看看这样的自发定域过程会对整个系统造成什么样的影响。

他们发现，因为整个系统中的粒子实际上都是互相纠缠在一起的，少数几个粒子的自发定域会非常迅速地影响到整个体系，就像推倒了一块骨牌然后造成了大规模的多米诺效应。

最后的结果是，整个宏观系统会在极短的时间里完成一次整体上的自发定域。

如果一个粒子平均要花上10亿年时间，那么对于一个含有1摩尔粒子的系统来说（数量级在10^23个），它只要0。

1微秒就会发生定域，使得自己的位置从弥漫开来变成精确地出现在某个地点。

这里面既不要〃观测者〃，也不牵涉到〃意识〃，它只是基于随机过程！

如果真的是这样，那么当决定薛定谔猫的生死的那一刻来临时，它的确经历了死活的叠加！

只不过这种叠加只维持了非常短，非常短的时间，然后马上〃自发地〃精确化，变成了日常意义上的，单纯的非死即活。

因为时间很短，我们没法感觉到这一叠加过程！

这听上去的确不错，我们有了一个统一的理论，可以一视同仁地解释微观上的量子叠加和宏观上物体的不可叠加性。

但是，GRW自身也仍然面临着严重的困难，这条大道并不是那样顺畅的。

他们的论文发表当年，海德堡大学的E。

Joos就向《物理评论》递交了关于这个理论的评论，而这个评论也在次年发表，对GRW提出了置疑。

自那时起，对GRW的疑问声一直很大，虽然有的人非常喜欢它，但是从未在物理学家中变成主流。

怀疑的理由有许多是相当技术化的，对于我们史话的读者，我只想在最肤浅的层次上稍微提一些。

GRW的计算是完全基于随机过程的，而并不引入类如〃观测使得波函数坍缩〃之类的假设。

他们在这里所假设的〃自发〃过程，虽然其概念和〃坍缩〃类似，实际上是指一个粒子的位置从一个非常不精确的分布变成一个比较精确的分布，而不是完全确定的位置！

换句话说，不管坍缩前还是坍缩后，粒子的位置始终是一种不确定的分布，必须为统计曲线（高斯钟形曲线）所描述。

所谓坍缩，只不过是它从一个非常矮平的曲线变成一个非常尖锐的曲线罢了。

在哥本哈根解释中，只要一观测，系统的位置就从不确定变成完全确定了，而GRW虽然不需要〃观测者〃，但在它的框架里面没有什么东西是实际上确定的，只有〃非常精确〃，〃比较精确〃，〃非常不精确〃之类的区别。

比如说当我盯着你看的时候，你并没有一个完全确定的位置，虽然组成你的大部分物质（粒子）都聚集在你所站的那个地方，但真正描述你的还是一个钟形线（虽然是非常尖锐的钟形线）！

我只能说，〃绝大部分的你〃在你所站的那个地方，而组成你的另外的那〃一小撮〃（虽然是极少极少的一小撮）却仍然弥漫在空间中，充斥着整个屋子，甚至一直延伸到宇宙的尽头！

也就是说，在任何时候，〃你〃都填满了整个宇宙，只不过〃大部分〃的你聚集在某个地方而已。

作为一个宏观物体的好处是，明显的量子叠加可以在很短的时间内完成自发定域，但这只是意味着大多数粒子聚集到了某个地方，总有一小部分的粒子仍然留在无穷的空间中。

单纯地从逻辑上讲，这也没什么不妥，谁知道你是不是真有小到无可觉察的一部分弥漫在空间中呢？但这毕竟违反了常识！