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第42部分(第1/4 页)

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?〃,那么它必然等于所有〃净胜两球〃的历史概率的总和,也就是P(2:0)+P(3:1)+P(4:2)+…这看起来似乎是天经地义。

但让我们回到量子论中来。稀奇的是,在量子论里,这样的加法并不总是能够实现!拿我们已经讨论得口干舌燥的那个实验来说,如果〃电子通过左缝〃是一种历史,〃电子通过右缝〃是另一种历史,那么〃电子通过左缝或者通过右缝〃的可能性是多少呢?我们必须把它放到所谓的〃密度矩阵〃D中去计算,把它们排列成表格!

在这个表格中,呆在坐标(左,左)上的那个值就是〃通过左缝〃这个历史的概率。呆在(右,右)上的,则无疑是〃通过右缝〃的概率。但等等,我们还有两个多余的东西,D(左,右)和D(右,左)!这两个是什么东西?它们不是任何概率,而表明了〃左〃和〃右〃两种历史之间的交叉干涉!要命的是,计算结果往往显示这些干涉项不为0。

换句话说,〃通过左缝〃和〃通过右缝〃这两种历史不是独立自主的,而是互相纠缠在一起,它们之间有干涉项。当我们计算〃电子通过左缝或者通过右缝〃这样一种情况的时候,我们得到的并非一个传统的概率,干脆地说,这样一个〃联合历史〃是没有概率的!这也就是为什么在双缝实验中,我们不能说〃电子要么通过左缝,要么通过右缝〃的原因,它必定同时通过了双缝,因为这两种历史是〃相干〃的!

回到我们的足球比喻,在一场〃量子联赛〃中,所有可能的历史都是相干的,1:0这种历史和2:0这种历史互相干涉,所以它们的概率没有可加性!也就是说,如果1:0的可能性是10%,2:0的可能性是15%,那么〃1:0或者2:0〃的可能性却不是25%,而是某种模糊的东西,它无法被赋予一个概率!

这听上去可真不美妙,如果这些概率不能相加,那么赌球的人或者买足球彩票的人一定都不知所措,没法合理地投入资金了。如果不能计算概率, 那我们还能做什么呢?但是且莫着急,因为奇妙的事情马上就要发生了:虽然我们无法预测〃1:0或者2:0〃的概率是多少,然而我们却的确可以预言〃胜或者平〃的概率是多少!这都是因为〃退相干〃机制的存在!

魔术的秘密在这里:当我们不关心一场比赛的具体比分,而只关心其胜负关系的时候,我们实际上忽略了许多信息。比如说,当我们讨论一种历史是〃胜,胜,平,负,胜,负……〃,而不是具体的比分的时候,我们实际上构建了一种〃粗略的〃历史。在每一轮联赛中,我们观察到的态Ak都包含了无数种更加精细的态。例如当我们说第二轮球队〃胜〃的时候,其中包括了1:0,2:1,2:0,3:1……所有可以归纳为〃胜〃的具体赛果。在术语中,我们把每一种具体的可能比分称为〃精粒历史〃(fine…grained history),而把类似〃胜〃,〃负〃这样的历史称为〃粗粒历史〃(coarse…grained history)。

再一次为了简便起见,我们仅仅考察一场比赛的情况。对于单单一场比赛来说,它的〃粗粒历史〃无非有3种:胜,平,负。如果〃胜〃的可能性是30%,〃平〃的可能性是40%,那么〃非胜即平〃,也就是〃不败〃的可能性是多少呢?大家对我们上面的讨论还记忆犹新,可能会开始担忧,因为量子论或许不能给出一个经典的概率来,但这次不同了!这一次,量子论给出了一个类似经典概率的答案:〃不败〃的概率=30+40=70%!

这是为什么呢?原来,当我们计算〃胜〃和〃平〃之间的关系时,我们实际上计算了所有包含在它们之中的〃精粒历史〃之间的关系!如果我们把〃胜〃和〃平〃放到矩阵中去计算,我们的确也会得到干涉项如(胜,平),但这个干涉项是什么呢?它是所有组成两种粗粒历史的精粒历史的干涉之和!也就是说,它包括了〃1:0和0:0之间的干涉〃,〃1:0和1:1之间的干涉〃,〃2:0和1:1之间的干涉〃……等等。总之,每一对可能的干涉都被计算在内了,我们惊奇地发现,所有这些干涉加在一起,正好抵消了个干净。当最后的结果出来时,〃胜〃和〃平〃之间的干涉项即使没有完全消失,也已经变得小到足以忽略不计。〃胜〃和〃平〃两种粗粒历史不再相干,它们〃退相干〃了!

在量子力学中,我们具体可以采用所谓的〃路径积分〃(path integral)的办法,构造出一个〃退相干函数〃来计算所有的这些历史。我们史话的前面

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