对于双缝干涉实验,也就有了非常符合我们日常经验的解释。干涉不是要求必须有某些东西同时穿过两条缝隙吗?没错,那个同时穿过双缝的东西就是引导波,而在空间中形成干涉的也是引导波。而粒子则在这种引导波的指引下,沿着确定的轨迹运动,最终一个一个地到达屏幕,渐渐积累起来形成干涉条纹。一切都那么简单自然。当我们观察路径信息时,很自然地只能观察到一个粒子:因为它本来就是有着确定的位置的粒子啊。如下图,就是玻姆力学计算出来的双缝干涉中所有粒子的可能轨迹:人们发现,计算结果与实验结果符合得非常好。
玻姆力学提出了一个符合人们经典直觉的模型,但是它的接受度却很低,可以说是跟意识坍缩理论同样都属于小众理论。哥本哈根学派对玻姆力学的主要攻击点在于,它比裸量子力学多了一个运动方程:粒子在引导波的引导下的运动方程。因而玻姆力学就过于复杂,完全破坏了量子力学的简洁。并且,玻姆力学并没有提出一个独立于量子力学的理论预言,它虽然能够重现量子力学的所有预言,但是,在更复杂的理论框架下,却没有提出更多的预言。这一点,就连爱因斯坦也不满意,称之为“一张无法兑现的支票[3]。” 根据奥卡姆剃刀原理,它应该被剔除掉。
然而,我们站在毫无偏见的角度上对它进行解读,却会发现哥本哈根学派的这种指责犯了严重的双重标准的错误。首先,玻姆力学虽然没有独立于哥本哈根的独立预言,但是它却可以兼容所有的现有实验结果,一点都不比哥本哈根来的弱。如果我们把缺乏独立预言作为一个黑点来指责玻姆力学,那么同样的指责也可以加之于哥本哈根诠释:因为后者同样也不能提供独立于前者的预言!我们没有理由对玻姆力学的要求更加苛刻,而对哥本哈根诠释网开一面。其次,虽然玻姆力学比量子力学多了一个运动方程,但是它却不需要坍缩的假设,也不需要量子-经典边界的假设,同理也就不需要在观察时用到投影假设和玻恩规则。也就是说它用一个额外的方程取消了观察的特殊地位。因而它并不比量子力学来的更加复杂。没有理由对它应用奥卡姆剃刀,而放过了根本哈根诠释中同样无法实证的坍缩、量子-经典边界、以及两类对立的演化过程。
因而,从这个角度上讲,玻姆力学其实不失为一个很好的物理理论。
但是,爱因斯坦却对它坚决反对,因为引导波作为一个波动,必然会受到全局的边界条件的影响,因而玻姆力学是一个非定域的理论。我们前面章节曾经提到,经典力学的三大支柱之一就是定域性。玻姆力学虽然拯救了决定论和实在论,但是却触碰了爱因斯坦的另外一个不可动摇的底线:定域性。
那么,定域性意味着什么?爱因斯坦又为何会对定域性这样在意呢?
参考文献:
1. 事实上,他的思想实验并没有直接采用薛定谔猫的套路,但是基本精神是一样的,这里为了有趣,我稍加引申。
2. 事实上,在他第二年提出了那个从根基上改变量子力学的理论时,他仍然不为人所关注,直至沉寂了20多年以后,才被人重新提起。这是后话,我们后面还会花很大的篇幅介绍他的理论。
3. 意即该理论承诺了一个确定的粒子,却没有办法提出一种方法检验这种粒子的存在。
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