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90、费曼图(2 / 2)


费曼图令人难以置信的精度不禁让人们猜测,这些奇怪的图形似乎不仅仅是帮助进行理论计算的工具,它的每一条线、每一个顶点都有相应的物理解释,因此更像一个个真实发生的物理过程。在实验过程中,我们只观测到了联系初态与终态的一系列概率幅,而中间的过程并没有去直接观测,因此这个中间过程是允许存在其它的解释的,但是毫无疑问,费曼图的解释是目前为止最成功的。

在费曼图中有一种非常引人注目的特征,因为费曼图描述的过程是一个系统初态与终态之间的情形,现实中只有初态与终态经过了测量过程,而这个中间的演化过程并没有被观测,因此费曼图代表的这些过程可以不是可观测量。既然可以不是可观测的量,那就没有什么物理规律可以限制它的行为。

在物理学中有两个可观测的物理量无法突破的天然屏障:一个是光速,任何信息载体的传播速度都不可能超过光速;而另一个是不确定关系,一对量子论中的不可对易算符不能同时通过测量得到本征值,最常见的就是动量与坐标、能量与时间,它们的不确定度的乘积不能小于某个与普朗克常数相对应的物理常数。

但是费曼图描述的并不是可观测量,事实上它包含可观测部分与不可观测部分,因此费曼图的描述过程可以超光速,也可以违反海森伯不确定关系。事实上,超光速部分与违反不确定关系的部分在费曼图中起到核心作用,是至关重要的,排除了这些不可观测部分的影响,整个理论将毫无意义。

于是我们看到了一种奇异的场景:尽管我们不能直接观测到超光速现象与违背不确定关系的现象,但是不可观测并不意味着不存在,更不意味着没有任何物理效应。

逻辑源于经验,当我们只习惯于宏观现象时,对微观世界里的一些突破与进展往往会觉得很迷茫,像费曼图这样的匪夷所思的逻辑也可以成立吗?答案当然是肯定的,因为微观世界里的经验显然与我们的普通世界不同。

当我们熟悉了微观世界的各种规则,像鲍林的化合物共振态以及费曼的费曼图就会变得非常合理。在这里我们学会了一种全新的逻辑:理论上所有可能的存在方式事实上都是存在的,而如果我们对这种事物进行观测,得到的是每一种可能方式以一定的比例贡献的总和。


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