“为什么会这样呢?”陈秋荷问。
“在二维平面,如果两条直线不平行,它们一定会相交。但是在三维空间,两条不平行的直线不一定相交只需要让它们在高度上错开一定距离即可。所以说,维度越低,相交的可能性越大维度越高,相交的可能性越低。所以说,在电子双缝实验中,由于电子的相空间维度不高,所以它所在的世界一般会相交,会相互投影,因此这两个世界可以相互察觉、相互关联,可以相互叠加,相互干涉,这就是相干。”杨教授说。
“如果系统很复杂呢?”陈秋荷问。
“如果是很多粒子组成的物体,它的相空间维度会急剧上升,向量之间的干涉程度急剧降低正如三维空间中互不平行的直线不一定相交。比如薛定谔猫,组成它的粒子数量达到10的27次方,如此庞大的粒子系统,世界之间的关联被抹消,所以你看不到死活叠加的猫!粒子数增多,向量相干程度就减这个过程,就叫退相干!”杨教授说。
“怪不得课本中说微观粒子主要体现出波动性,会发生干涉宏观物质主要体现粒子性,不能发生干涉。”陈秋荷说。
“电子双缝实验中,既然粒子确定地走了双缝,那为什么我们观测时,它就不干涉,不观测,它就干涉?”胡克昊问。
“很简单,宏观的仪器,宏观的你,都是由无数粒子构成的。当你观测电子的时候,就和它发生了关系,彼此关联成一个系统,你和仪器的极高维相空间就被引入,与粒子同处一个希尔伯特空间,你们之间就发生了退相干,电子双缝的那两条路线不再叠加、不再纠缠,所以不会干涉了!”杨教授说。
“根据这种解释,人的意识在观测里面起到什么作用?”胡克昊问。
“这里就不涉及到意识让波函数坍缩的问题。退相干和意识让波函数坍缩这是两种不同的理论,这是从另外一个角度解释,不需要意识的掺合与介入。”杨教授说。
“如果人的介入发生了退相干,为什么在延迟实验中,加入第二块半透镜之后,实验员还是能够观察到光子同时经过两条路线发生了干涉,这与现在的解释不符啊?”胡克昊问。
“这因为延迟实验中,如果光子和人组成的系统已经发生了退相干,光子就会表现为粒子,经过两块半透镜都有反射或透射的可能性,实验员最终不知道观察到的光子来自哪条路线,光子的行踪就没有泄密,没有被人的意识所察觉,所以光子的波函数就没有必要坍缩,就会同时走两条路线发生干涉”杨教授说。
“这样看来,意识又在波函数坍缩里面起作用,与您的解释矛盾啊”胡克昊说。
“这在学术界,很难找到能解释所有现象的一种理论。”杨教授说。
“既然延迟实验中,光子和人组成的宏观系统没有发生退相干,历史可以改变,那么如果作为宏观系统的陈秋荷也参与延迟实验,她作弊的历史能不能改变?她想抹去这个污点。”胡克昊说。
“我看是没办法,陈秋荷同学考试夹带的纸条是一个宏观物体,与延迟实验中的光子不同,不存在叠加态,已经失去了相干性,没法像延迟实验那样改变历史。”杨教授说。
“陈秋荷同学,在我们生活的世界中,已经发生过的事情就成为了历史,没法改变。你以后做每一件事情都要想好,很多时候机会只有一次,不要乱来。”胡克昊对陈秋荷说。陈秋荷虚心接受了教诲。