[论文解读] Reconsideration of the Uncertainty Relations and Quantum Measurements

Spiridon Dumitru|arXiv (Cornell University)|Apr 1, 2008

Quantum Mechanics and Applications参考文献 50被引用 4

一句话总结

本文挑战了量子不确定关系的常规解释（CIUR），认为其基础假设存在不可修复的缺陷，必须被抛弃。文章提出一种信息传输模型，将量子可观测量视为随机变量，为量子测量提供一种简化且自然的理论框架，独立于传统的不确定关系原理。

ABSTRACT

Discussions on uncertainty relations (UR) and quantum measurements (QMS) persisted until nowadays in publications about quantum mechanics (QM). They originate mainly from the conventional interpretation of UR (CIUR). In the most of the QM literarure, it is underestimated the fact that, over the years, a lot of deficiencies regarding CIUR were signaled. As a rule the alluded deficiencies were remarked disparately and discussed as punctual and non-essential questions. Here we approach an investigation of the mentioned deficiencies collected in a conclusive ensemble. Subsequently we expose a reconsideration of the major problems referring to UR and QMS. We reveal that all the basic presumption of CIUR are troubled by insurmountable deficiencies which require the indubitable failure of CIUR and its necessary abandonment. Therefore the UR must be deprived of their statute of crucial pieces for physics. So, the aboriginal versions of UR appear as being in postures of either (i) thought-experimental fictions or (ii) simple QM formulae and, any other versions of them, have no connection with the QMS. Then the QMS must be viewed as an additional subject comparatively with the usual questions of QM. For a theoretical description of QMS we propose an informationtransmission model, in which the quantum observables are considered as random variables. Our approach directs to natural solutions and simplifications for many problems regarding UR and QMS.

研究动机与目标

• 识别并整合长期被忽视的量子不确定关系常规解释（CIUR）中的缺陷。
• 论证CIUR的基础假设存在不可修复的缺陷，必须将其摒弃，作为量子物理基石的根基。
• 将量子测量（QMS）重新构架为一个独立的理论领域，与标准量子力学相分离。
• 提出一种信息传输模型，将量子可观测量视为随机变量，以实现对QMS更自然的描述。
• 通过一个简化且一致的理论框架，解决UR和QMS中长期存在的问题。

提出的方法

• 汇集并综合数十年来对CIUR的批判性意见，形成对其基础缺陷的决定性批判。
• 拒绝CIUR作为根本上不成立的理论，认为其无法作为量子物理的基础。
• 引入一种信息传输模型，将量子可观测量建模为随机变量。
• 利用该模型独立于不确定关系来描述量子测量。
• 将不确定关系重新解释为思想实验或纯粹的数学公式，与实际测量无有效关联。
• 建立一个全新的QMS理论框架，避免依赖CIUR，并解决以往的不一致问题。

实验结果

研究问题

• RQ1 量子不确定关系常规解释（CIUR）累积的缺陷是什么？它们是否真的不可修复？
• RQ2 尽管多年来屡次受到批评，为何CIUR仍保持主导地位？
• RQ3 量子测量能否有意义地与不确定关系分离？如果可以，应如何进行理论描述？
• RQ4 何种替代形式体系可取代CIUR，以提供对量子测量的一致且自然的描述？
• RQ5 将量子可观测量视为随机变量，如何能简化对QMS的理解？

主要发现

• 量子不确定关系的常规解释（CIUR）在根本上存在缺陷，无法修复，必须彻底抛弃。
• CIUR的所有基本假设均存在无法逾越的缺陷，使其在科学上无法成立。
• 不确定关系要么是思想实验的虚构，要么仅仅是数学公式，与实际的量子测量无有效关联。
• 量子测量必须被视为一个独立的理论领域，与标准量子力学相分离。
• 所提出的将可观测量视为随机变量的信息传输模型，为UR和QMS中长期存在的问题提供了自然且简化的解决方案。
• 新框架消除了对CIUR的依赖，为描述量子测量提供了一个连贯的替代方案。