[论文解读] On Quantum Mechanics

Carlo Rovelli|ArXiv.org|Mar 2, 1994

Quantum Mechanics and Applications参考文献 1被引用 62

一句话总结

Rovelli 提出了一种量子力学的关联解释，从基于系统间信息理论关联的三个物理假说推导出形式体系。通过用与观察者相关的描述取代独立于观察者的状态概念，该框架解决了诠释性悖论，并表明不同观察者可以对同一量子事件给出一致但不同的描述，尽管描述方式不同，概率在不同观察者之间保持不变。

ABSTRACT

We reformulate the problem of the "interpretation of quantum mechanics" as the problem of DERIVING the quantum mechanical formalism from a set of simple physical postulates. We suggest that the common unease with taking quantum mechanics as a fundamental description of nature could derive from the use of an incorrect notion, as the unease with the Lorentz transformations before Einstein derived from the notion of observer independent time. Following an an analysis of the measurement process as seen by different observers, we propose a reformulation of quantum mechanics in terms of INFORMATION THEORY. We propose three different postulates out of which the formalism of the theory can be reconstructed; these are based on the notion of information about each other that systems contain. All systems are assumed to be equivalent: no observer-observed distinction, and information is interpreted as correlation. We then suggest that the incorrect notion that generates the unease with quantum mechanichs is the notion of OBSERVER INDEPENDENT state of a system.

研究动机与目标

• 通过重新思考其基础概念，解决量子力学中持续存在的诠释性不安。
• 用基于关系的、信息论的框架取代独立于观察者的状态概念。
• 从基于系统间关联的简单、物理上合理的假说出发，推导出量子力学的形式体系。
• 表明不同观察者可以对同一量子事件给出一致但不同的描述，且不产生矛盾。
• 提供一个统一的基础，调和哥本哈根诠释、多世界诠释和一致历史诠释等解释。

提出的方法

• 基于物理系统间的信息理论关联，提出三个不区分观察者与被观测系统的物理假说。
• 将量子系统建模为关系性实体，其中属性仅通过相互作用和关联来定义。
• 采用量子态表示系统间关系的信息，而非内在属性的观点。
• 从多个观察者的视角分析测量过程，以表明对同一事件的描述可以一致但不同。
• 证明事件序列的概率在观察者之间保持不变，即使个体描述不同。
• 从关系性假说重建量子力学的形式体系，避免波函数坍缩或引入优选观察者。

实验结果

研究问题

• RQ1 量子事件的观察者依赖性描述的物理基础是什么？它们如何保持一致？
• RQ2 能否从关于信息与关联的简单、物理上合理的假说出发，推导出量子力学的形式体系？
• RQ3 为何独立于观察者的状态概念会导致量子力学中的诠释性不安？
• RQ4 不同观察者如何描述同一量子测量过程？什么保持不变？
• RQ5 关系性诠释能否统一或补充现有诠释，如一致历史诠释或多世界诠释？

主要发现

• 独立于观察者的状态概念被识别为量子力学中诠释性不安的根源。
• 不同观察者可根据其与系统的相互作用，对同一组量子事件序列给出不同但同样有效的描述。
• 量子力学的形式体系可从基于系统间关系信息与关联的三个假说中重建。
• 事件序列的概率在观察者之间保持不变，即使个体描述不同，这与一致历史诠释的一致性相符合。
• 关系性方法通过消除绝对状态，解决了与波函数坍缩和经典性出现相关的悖论。
• 退相干并不使属性变为绝对；相反，一致历史的选择取决于观察者的相互作用，而非系统本身的内在属性。