从“多宇宙”到“退相干”

一 田中

田松

量子物理所描述的微观世界（量子实在）与经典物理所描述的宏观世界（经典实在）有着巨大的差异,从而让人感到困惑,需要解释。经典实在与人类的日常经验是相协调的,可以用日常语言进行描述。物理学试图将在这个实在进行扩展,但是在超宏观的宇宙尺度上,以及微观的亚原子尺度下都遇到了障碍。量子物理所描述的对象已经不是物理实体,而是物理＂现象＂。这些现象不可能构建成为经典实在中的单一的可视模型,而必须采用两种矛盾的模型,这就是玻尔的互补原理。

guobin ouyang

本篇文章把"测量"拆成三个可证的部分: $$ \boxed{\;\begin{aligned} &\textbf{效应}:\ 0\le E_k\le I,\ \textstyle\sum_kE_k=I\ \Longrightarrow\ \text{计数比}\ p_k=\operatorname{tr}(\rho E_k)\ \text{仍归一};\\ &\textbf{无信号}:\ \operatorname{tr}_B\bigl[(\text{远端任意测量})\bigr]=\operatorname{tr}_B\rho_{AB}\quad(\text{与远端选择无关});\\ &\textbf{退相干}:\ \text{环境正交}\iff\text{系统约化态对角}. \end{aligned}\;} \tag{0.1} $$ **五条正面结果**: 1. **效应(定理 1.2)**:把投影放宽为效应,Born 比值的三条性质全部保留。 2. **无信号(定理 2.2)**:远端测量的选择不改变本地的边缘统计。 3. **退相干(定理 3.2/推论 3.4)**:环境态正交时非对角元精确为零;不正交时每次记录乘 $\kappa_1$,$N$ 次后 $\mathcal V(N)=\kappa_1^N$,半衰期 $N_{1/2}=\ln2/(-\ln\kappa_1)$——**有限次记录不能完全退相干**。 4. **Naimark 膨胀(定理 1.4)**:任意 POVM 都可由等距嵌入 $V\lvert\chi\rangle=\sum_i(\sqrt{E_i}\lvert\chi\rangle)\otimes\lvert i\rangle$ 在扩大空间上的**投影**测量实现,故 POVM 不引入新的测量概念。 5. **$\kappa_1$ 的三重身份(推论 3.5)**:同一个数同时给可见度衰减、半衰期、与环境学到的信息量 $\chi(N)=h\bigl(\frac{1-\kappa_1^N}2\bigr)$——退相干与信息泄露是同一件事。 **一处记账**:把"测量"实现为效应族(而不是投影族)是**结构选择(I)**;它放宽了可实现读出的范围,但不改变归一性。 ---

王元灼

“测不准原理”作为量子力学的基础,在量子化学、结构化学、无机化学等学科中一般都作了介绍,但综观各种教科书及参考书,对此原理之论述都不够全面,本文对测不准原理的几个问题作些较全面的综述,仅供参考。

裘祯

生活在日常的现实中，我们对宇宙和物质运动规律的许多认识是错误的。在本期的“特别策划”栏目里，几位科普作家将带着你作一次改变人类日常经验的旅行。你有没有想过：为什么我们未曾见过一件事“倒序发生”呢？例如，一只掉在地上打碎的玻璃杯，为什么不能还原成原来的形状，重新回到饭桌上呢？……

Li Wang, Xiangming Hu, 华中师范大学物理系,武汉 430079

摘要 原子相干对吸收的相长干涉导致电磁诱导吸收，这是一类新的相干效应. 以三个电偶极跃迁构成N型链，中间跃迁作为探测跃迁的四能级系统为例，揭示耦合场线宽抑制电磁诱导吸收的强度. 这并非与电磁诱导透明系统中耦合场线宽产生或者增强吸收的情形相矛盾，线宽仍然是抑制系统的相干性. 关键词: 电磁诱导吸收 / 耦合场线宽 / 原子相干 / 退相干 Abstract Keywords: / / / 作者及机构信息 王 丽, 胡响明 1. 华中师范大学物理系,武汉 430079 基金项目: 国家自然科学基金(批准号：10074018)资助的课题. Authors and contacts Wang Li, Hu Xiang-Ming 1. 华中师范大学物理系,武汉 430079 参考文献 施引文献