艾泽是起什么作用?
首先,我们先来了解一个概念——位移扩散。 假设我们现在有无数个一摸一样的粒子,每个粒子的质量都是m,颜色都是红。我们让这些粒子以光速运动,并且每个粒子都要带上一片纸,纸上写着它的位置和颜色。那么,由于没有物体速度可以超过光速的,所以根据相对论,时间对于不同的粒子肯定是加速流逝的;同时,因为每一个粒子都具有相同的初速度,所以经过相同的时间后,它们的位置相差多少取决于它们初始时颜色的差异(由纸上的信息决定)。假如所有粒子的颜色都以一定的概率分布,我们就能够用足够多的粒子复现整个空间中所有可能的颜色的分布。
现在,我们再把这一堆粒子看成是一个整体,那么它具有的质量和颜色都决定了这个“系统”的状态。我们让这套系统以一定的方式运动,并记录不同时间的状态,就可以得到时间对于这一套系统的作用。如果我们重复进行这样的操作N次,我们就可以把N个这样的一套系统进行叠加,从而得到N对(t+Δt)时刻状态进行的 N次测量结果,其中Δt可以非常小,但是必须保证NΔt是大于时间的,换句话说,这是在一个极其短的时间内对同一个系统的N次测量。
这种通过大量复制同一个系统然后对整个系统进行加权的统计方法避免了单个系统在某一瞬间特定状态的测不准问题,而得到了更加准确的结果。这就是量子力学的位移扩散原理。 理解了位移扩散原理之后,我们就来分析本问题。首先我们要确定是什么导致了测不准。从问题描述里我们知道,如果电子是在某个特定的波函数下运动的,那么必然会导致它对动量的偏导存在。而根据海森堡测不准关系,当我们对某一个变量进行测量,必然会导致另一个变量产生波动,因此我们可以推断,只要我们对电子的运动进行了任何性质的测量(不论是不是量子力学体系),都会导致电子的动量出现波动,其数值会介于我们最初给定的值周围。而这个波动的大小正比于我们对电子所处状态的知晓程度。
现在我们来看问题是否解决了。答案是否定的,因为我们并没有解决什么是“对一个量子体系的测量”这个问题。如果要使我们的结论更具一般性,我们需要引入量子监听的观念。