退相干历史

退相干历史由穆雷盖尔曼(Murray Gell-Mann),詹姆斯哈特(James Hartle)与罗伯特格里菲斯(Robert Griffiths)在1984年提出，是用来解释量子力学中波函数坍塌的理论。

根据科普读物《上帝掷骰子吗？-量子物理学史话》（以下简称《上》）中的介绍，再加上网上的一些资料，我总结此理论的概念如下。

首先由若干个概念列出：

1.量子相干性：量子相干性，或者说“态之间的关联性”。其其一是爱因斯坦和其合作者在1935年根据假想实验作出的一个预言。这个假想实验时这样的：高能加速器中，由能量生成的一个电子和一个正电子朝着相反的方向飞行，在没有人观测时，两者都处于向右和向左自旋的叠加态而进行观测时，如果观测到电子处于向右自旋的状态，那么正电子就一定处于向左自旋的状态，即而无论两者相隔多远的距离，他们之间的旋转方向一定存在高度的关联。

2.精粒历史(fine-grained history)：按照《上》中给出的类比例子，我总结其概念为在在一个系统内，一段时间内的所有组成此系统的基本元素(或者称组成部分)的状态的变化之集合就是此系统的精粒历史。我给出的例子也是《上》中的那个足球赛的例子，比如一场举行在某事某地的足球比赛，其精细历史就是在这场足球赛中举行的这段时间里组成此足球赛的所有部分(想《上》中所说的，这里你可以认为所谓部分就是比如所有的这段时间内，在球场这个区域内的所有基本粒子以及其他任何可以想象得到的部分)的状态的变化的集合。

3.粗粒历史(coarse-grained history)：即有了观察者的缘故，观察者将此系统的精细历史进行了简化而只得到某些宏观的论断，对照上边的足球赛的例子，粗粒历史可以认为是此时此地球赛的比分，观众的人数，天气温度，以及任何其他的宏观的事实。

好，现在开始进入正题。

退相干历史理论的一个重要的前提是，观察者无法真正观察到系统的任何精细历史，并且在任何精细历中同时发生，或者说是处于纠结状态的。如《上》第十二章中所说：,,,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，而是相互纠缠在一起的，他们之间有干涉项。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！这也就是说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”，因为这两种历史是“相干”的！

再此重要的假前提下，退相干理论说，粗粒历史中的某些事件是可以使用经典的概率公式进行加减运算的，因为这些粗粒事件已经退相干了，即他们已经不像精细历史下的事件是相互纠结在一起的了。比如《上》在此处举的例子薛定谔猫实验为例，在一定时间内，关着猫的密室这个总体的空间内, 精粒历史应该是此空间内所有的基本粒子再次实验时间内的状态的变化这一事实，而这些基本粒子的状态的变化是不可测的；而在粗粒历史中，观测者可以问猫死还是猫活，或者其他的问题，这些也是同样时间段内发生的事实。在精粒历史中无法使用经典概率公式计算，而在粗粒历史下，就可以使用经典的概率公式进行计算。比如，粗粒历史下猫死的概率与猫活的概率之和是100%，在精粒历史下任意时间点上，所有基本粒子之间关系复杂(不一定仅仅由于量子纠结)，因此要计算某些概率是不可能的。(例子是我根据《上》中的足球赛的例子引申出来的一个例子，不一定正确)