梅晓春教授评量子计算机等之殇

没有一个歪理的解释，算什么解释呢──一般量子力学教科书中，波函数被称为纯系综波函数，由纯系综波函数组成混合系综波函数──早期量子力学的基本原理中，并没有测量理论的地位，它是在后来加进去的。但它并且不是必要的，按照系综解释，就不需要测量理论（类似文革）。测量理论的波函数崩塌假设，没有真正解决问题，还导致更多的问题──从量子系综的角度（类似文革），哥本哈根解释的荒谬性是一览无余的──然而科学界也存在强权，学术权威主导一切，同时还受制于意识形态的世界划分（图穷匕见，看吧）。

量子力学系综解释由前苏联物理学家布洛欣采夫提出

布洛欣采夫名气不大，人又在信仰唯物主义的前苏联，与西方世界的意识形态格格不入（就像作者（梅晓春教授））──尽管量子力学系综解释比哥本哈根解释更为合理，却始终无法变成主流思想。而且被还日益边缘化，以至于现在几乎没有人提到，甚至没有人知道这种最接近真相的解释（看来梅晓春教授想要“以苏解马”哲学，而中国改革开放走进新时代，还要搞“一带一路”双赢共处）。

我们讨论系统中所有的粒子都处于相同的状态，如果粒子处于不同的状态，就要考虑波函数的叠加原理。比如氢原子中，有些电子处于基态，有些处于激发态，系统就不能用单粒子波函数来描述，就需要考虑波函数的叠加原理。假设系统中有一部分粒子用单粒子波函数A表示，另外一部分粒子用单粒子波函数B表示。

如果不考虑全同对称性，由于量子力学的基本运动方程关于波函数是线性的，总的波函数就用两个波函数的线性叠加A+B来表示。从量子系综的角度，波函数A和B代表系综里两个不同的系统。在任意时刻，体系只能处于其中的一个系统，不可能同时处于两个系统。从我们对世界基本认知的角度，如果一个粒子在某个时刻处于A态，它就不可能同时处于B态。这是一个最起码的逻辑，如果不承认这个逻辑，就可能陷入超自然的范畴（梅晓春教授说，国内有三个科学院院士参与其中）──氢原子中的一个电子处于基态，它就无法同时处于第一激发态。因为电子从基态进入激发态需要能量的，电子不能自发地从基态变成激发态（真空量子起伏不存在吗？）。

物理学上从来没有发现氢原子中的一个电子，可以同时处于基态和激发态，这种事情，违背基本的经验和逻辑──量子力学的哥本哈解释，就在这里陷入迷途──它根据波函数的叠加原理，认为一个微观粒子可以同时处于A态和B态。到底处于A态还是B态，在测量之前是不确定的。测量使粒子波函数崩塌到其中的一个态，而不是粒子只能处于其中的一个态──用波尔的话说：一个现象只有在被观察到时，才能称为是一个现象。如果没有进行观察，物理现象的客观性是不存在的──用广泛流传的话说：就是“月亮在没有被看到时是不存在的”──这种看法的荒谬性，不言而喻的，却被视为金科玉律，不遗余力地进行宣传（不类似“以苏解马”教育）。

微观粒子的全同性原理与纠缠态──宏观物体总是可以区分的。比如两个玻璃球，哪怕多圆多光滑，用显微镜观察，总可以看出微观结构上的差别。两个双胞胎兄弟，即使再相像，也是可以区分的。然而同类的微观粒子被认为是无法区分的──我们无法区分内秉状态相同的两个电子和两光子──所谓微观全同粒子，指粒子的质量、电荷、自旋等内秉量子数完全一样的粒子。粒子的能量，动量等可变的物理量，不是内秉量子性质，可以不一样。实验表明对量子系统的计算，必须考虑到全同对称性。这种对称性，体现在波函数对粒子坐标的交换对称性──假设有两个电子，电子1位于北京，电子2位于上海，按照全同对称性原理，可以认为电子1位于上海，电子2位于北京。

微观粒子的这个性质，与宏观物体完全不一样──它是微观粒子的本质特征──宏观物体比如两个双胞胎兄弟，老大在北京，老二在上海；不可能又说老大在上海，老二在北京。如果双胞胎兄弟是两个电子，我们就可以这样说──这种全同对称性，只是做量子统计计算时才需要的。计算量子几率时需要算两次，而经典统计只要算一次，但也并不意味着，真的瞬间可以把电子1从北京变到上海，把电子2从上海变到北京──把一个电子从北京运到上海，是需要通过另外的物理过程来实现的，不是通过全同性原理就能实现的──这里就能猜到纠缠态的猫腻──所谓的量子纠缠态，是微观粒子的全同对称性。潘建伟说：可以把一个人瞬间从合肥变到北京，利用的就是微观粒子的全同对称性。他把微观粒子的全同对称性，当成纠缠态。

潘建伟从来不提微观粒子的全同性，他总是用纠缠态来代替全同对称性，并用纠缠态来描述人！量子力学的基本原理中，根本没有纠缠态的概念，只有全同对称性概念（类似“以苏解马”哲学）──纠缠态概念，是爱因斯坦为了反驳波尔的哥本哈根解释，作为反面的东西而提出的。爱因斯坦将它称为鬼魅。想不到几十年后，纠缠态竟然变成正面的东西，堂而皇之地进入量子力学厅堂，并喧宾夺主，把全同性原理给边缘化──这样的结果，令人感到莫名其妙（看来梅晓春教授想要“以苏解马”哲学，而中国改革开放走进新时代，还要搞“一带一路”双赢共处）──微观粒子又分成费米子和玻色子，二者的统计性质不一样，具体体现在波函数的交换对称性不一样。

电子和质子是费米子，光子是玻色子。费米子的波函数交换是反对称的，波色子则是对称的。两个粒子之间，没有相互作用并不意味着没有关联，如果两个粒子的初始状态存在关联，如能量守恒与角动量守恒等，分开后二者的关联仍然存在。如果两个粒子之间存在相互作用，波函数就不能写成坐标分开的形式。如果说两个粒子存在纠缠的话，所谓的纠缠，应当理解为相互作用。如果两个粒子分离很远，二者间已经没有相互作用，就只能说存在关联。有全同对称性，没有纠缠，到此为止一切正常。然而现在却混肴了关联与纠缠的概念，把全同对性性说成纠缠，事情完全变味──是按照哥本哈根解释：

两个相互远离的粒子处于纠缠的状态──没有测量前，每个粒子的状态都是不确定的，测量使粒子从不确定状态，变成确定状态。尽管这两个光子相距非常远，相互之间没有相互作用──因此纠缠态的相互作用被认为是超光速的，甚至速度无穷大的超距作用（因为“以苏解马”不承认有类似虚数或复数超光速，到今天才知反马列主义）──荒唐──对一个粒子的测量，能够瞬时改变另外一个粒子的状态──导出各种奇奇怪怪，莫名其妙的理论，比如薛定谔猫佯谬，比如量子隐形态传输问题。量子力学被认为是非定域性的理论，微观粒子被认为不存在确定的轨道运动。量子纠缠作用被认为是超时空距离的、瞬间就能实现的过程──唯物论和因果律遭到彻底的破坏（看来梅晓春教授想要“以苏解马”哲学，而中国改革开放走进新时代，还要搞“一带一路”双赢共处）──由于测量在某种程度上可以看成是人的观察，延伸就得出人的观察，可以改变微观粒子的状态的结果──进一步延伸到宏观世界，得出“我们不看月亮，月亮就不存在”的谬论──这就是朱清时院士：“人类的主观意识是客观物质世界的基础，量子力学证明了佛学”说法的由来。

量子统计系综与多世界理论，不同于量子力学用几率振幅描述微粒子，是增加了波函数的全同对称性原理──这种量子力学，与经典统计力学是在一个层次上的理论──它不是描述单个微观粒子，而是描述大量微观粒子，使量子力学，不只有一种解释──哥本哈根解释只是其的一种，而且是最糟糕的一种──量子系综解释，波函数描述统计系综。在不同的时刻，只能出现其中的一个系统，不可能两个系统同时存在。在现实的测量过程中，每次只能测到其中的一项，再次测量时发现另外一项。在每一项中粒子的状态是确定的，根本不存在对粒子1的测量，突然改变粒子2 状态的事情。

经典统计物理学用几率描述宏观粒子，没有全同对称性；统计系综是一个假设的概念──它由大量的系统构成，每个系统则代表体系的一个真实的状态。这些系统具有完全相同的力学性质，其微观状态可能相同，也可能不同。当一个体系处于平衡状态时，系综的平均值是确定的。设经典统计系综描述N个宏观粒子，它的一个系统代表的一种可能的运动状态，可用3N维相空间中的一个相点来表示，由大量系统构成的系综，则是相宇中大量相点的集合。随着时间的推移，各个相点分别沿各自的轨迹运动，类似于流体的流动。

系综好比一本大书，系统则是书中的一页，其中有4000个不相同的常用汉字。把这4000个汉字进行任意排列，可以得到不同的页面。所有这些页面的订在一起，就构成一本书，称为汉字系综书。在这本书里，不但可以找到现有图书馆的任意一本书上，任意一页的内容，还可以找到未来出版的任意一本书的任意一页的内容。但任意时刻，只能翻到其中的一页，看到某页时就看不到其他页──量子统计系综，比经典统计系综多了全同对称性原理，就好比系综书的每一页有8千个汉字，其中有4000个字是相同的。用这8000个字进行任意排列，得到更多的页面。将这些页面钉在一起，就得到一本更大的书。但也存在某种限制，比如书中不允许有文字排列完全相同的两页存在──量子力学的语言就是泡利不相容原理。

平行宇宙埃弗雷特提出的多世界解释

采用量子统计系综，量子力学哥本哈根解释，大部分问题都烟消云散。比如根本不需要测量理论，因为波函数描述大量微观粒子，在任意时刻空间的任意点上可能都存在粒子，根本不存在测量导致波函数崩塌的问题──所谓的量子纠缠问题，根本不存在。量子力学除了哥本哈根解释，还有埃弗雷特提出的多世界解释──该解释认为，存在平行宇宙，每个宇宙用不同的波函数表示，都是真实的存在，但任何事情只能在其中的一个宇宙中发生。

在测量过程中，初始状态波函数描述的宇宙“分裂”成许多个相互不可观测的宇宙分支。不断测量导致宇宙不断分裂，最后出现无穷多的宇宙分支。多世界解释只是系综解释的变种（一家之言，量子起伏，有生于无、霍金辐射、彭罗斯的宇宙轮回等，都类似平行宇宙多世界解释）──它的每个宇宙分支就是系综里的一个系统──不同系综解释认为系综内的每个系统，不可能同时存在──多世界理论认为，测量产生的分支宇宙，是平行的。一个人可以在不同的分支宇宙中存在──多世界解释是为摆脱哥本哈根解释而生，却相似性多──它导致的荒诞性新问题──宇宙分裂自不必多言──量子力学系综解释，才是真正合理的──量子统计系综的运动方程，与经典统计系综的运动在形式上都是完全一样的，量子力学只是描述纯态的系综理论，量子统计力学则描述混合态系综──因此作者（梅晓春教授），劝那些不遗余力地鼓吹哥本哈根解释，相信超时空距离传输和量子纠缠的学者，先去读懂量子统计物理学，不要无知而无畏。

薛定谔猫徉谬和量子消相干──量子力学薛定谔方程的提出者薛定谔，不但不接受哥本哈根解释，还提出著名的薛定谔猫徉谬。薛定谔嘲笑哥本哈根解释──用纠缠态比喻一只猫，处于不可理喻的半死半活状态──猫徉谬其实是一个讽刺，一个假命题。但现在有些人却当真──猫是宏观物体，没有全同性，世界上没有两只完全一样的猫。因此猫的波函数，不能写成全同对称性叠加的方式，就没有所谓的纠缠态。但薛定谔猫徉谬，是将宏观物体与微观物体混肴。

量子力学的哥本哈根解释，认为量子力学描述单个微观粒子，在本质上是一个统计理论。它只描述大量微观粒子的统计系综，不描述单个微观粒子──统计系综解释，我们说一个系统中有许多猫，其中一部分是死的，一部分是活的，就不会有任何矛盾。

目前实验上实现了一些所谓宏观猫，似乎证明的确存在活猫和死猫的纠缠状态。然而这些实验中，所涉及的都不是真正的宏观态，而是多粒子多能级的系统──比如被捕陷与离子阱内的硼同位素离子，它们仍然是微观粒子组成的系统，具有全同对称性，而不是真正的宏观猫──按正统量子力学，微观粒子有二重性，即是粒子又是波，说明微观粒子是非定域的。如何从微观的非定域状态变成宏观的定域状态，量子力学引入消相干作用，认为量子系统与环境存在的相互作用导致消相干，使我们在宏观过程中看不到微观粒子的相干性──量子干涉有时很脆弱，稍不小心就会使相干态消失。

然而情况也并不总是这样──自由平面光波本来强度分布均匀，与狭缝相互作用后导致干涉条纹分布──所谓的非定域性起源于对波函数的本质和纠缠态的误解，量子相干性的本质，是微观粒子的全同对称。用统计方法计算物理量的平均值时，量子力学的计算结果与经典力学的计算结果一般是不一样的。量子相干性是一种统计性质，而不是单个粒子的瞬时行为。比如对于宏观物质气体和固体的比热，实验测量结果证明用量子理论计算，比用经典理论计算精确，超出经典理论的部分就是量子相干性的结果。

这种量子相干效应稳定存在，并没有因为是宏观物体而消失。又比如气体玻色子凝结，量子超流现象，约瑟夫结超导环，以及低温和高温超导现象等，都是宏观量子现象，量子相干性在其中起作用。我们需要将导体放在液氦或液氮中才能产生超导现象，恰恰是这种低温环境造就了相干性。环境因素的存在并没有消相干，而是量子相干效应存在于环境中。问题也取决于以什么基本单元来描述系统，如果以原子和分子为基本单元，由于存在全同对称性，系统就一定有量子相干性。如果以沙子或金属球为基本单位，由于没有全同性，系统就没有相干性，也就不存在消相干的问题。但单个沙子和金属球的某些性质中包含了量子相干性，比如它们热力学和电磁学参数。

综上所述所谓的量子纠缠态，实际上是微观粒子全同性的结果。由于微观粒子不可区分，才产生所谓的相互纠缠。物理学家没有正确认识微观粒子的全同性与纠缠态的关系，才导致微观粒子间存在鬼魅纠缠的误解。量子力学中真实的物理量用算符，对波函数的期望值来表示。将多粒子波函数写成线性叠加的形式，是为了满足这种量子统计的要求。真实的世界中不存在超时空的非定域相互作用过程──物理学家对量子纠缠态，是做过多的解读，把量子纠缠态理论引伸到宏观世界，声称可以隔空传输宏观物体，则更是荒谬可笑的无稽之谈。

贝尔不等式不成立的真正原因──有许多人认为爱因斯坦反对量子力学，其实根本不是这么回事──爱因斯坦提出光子的量子理论，是量子力学的开创者。爱因斯坦反对的是量子力学的哥本哈根解释，他与波尔就量子力学本质争论到死，从不妥协。

他与波多尔斯基和罗森，提出的EPR佯谬，试图证明量子力学不完备，哥本哈根解释是错的。爱因斯坦之所以说量子力学不完备，是因为他认为量子力学是统计理论，描述的是大量的微观粒子，而不是单个微观粒子。在统计理论的背后，应当还有一套描述单个微观粒子的确定性理论。这就像经典统计物理学理论的背后，是牛顿动力学理论，可以确定性地描述单个粒子。爱因斯坦与波尔的争论，促使玻姆提出的隐变量理论。在此基础上，贝尔于1964年提出贝尔不等式，可以用实验来进行检验量子力学的背后是否存在隐变量。

从上个世纪七十年代起，大量的实验证明贝尔不等式不成立。因此目前物理学家普遍认为，实验判定爱因斯坦错了，隐变量不存在。量子力学被认为具有非定域性，在其背后不可能有更深层的确定性描述理论，描述单个微观粒子。然而贝尔推导贝尔不等式时，用到的是经典统计方法。众所周知经典统计方法不适合于微观粒子。

量子力学采用的是几率波振幅的叠加方法，而经典统计方法采用的是几率的叠加方法，二者有本质的不同。原因在于微观粒子具有全同对称性，经典宏观粒子没有全同对称性。因此推导贝尔不等式的前提是错的，实验证明贝尔不等式不成立是自然的，没有什么可奇怪。如果实验证明贝尔不等式成立，等于证明微观粒子满足经典统计规律，那才奇怪──因此尽管实验证明，贝尔不等式不成立，但并没有证明隐变量不存在。量子力学并没有被证明具有非定域性，确定性和定域性是一个科学理论合理性的两个要素。支配单个微观粒子的运动，仍然是一个有待探索的问题──在高能加速器中，微观带电粒子都是按确定性理论（狭义相对论力学）预言的轨道运动的，谁能说微观粒子没有确定的运动轨道呢？2018年4月22日。