聖塔非研究所

準經典粗粒化和熱力學熵

2026-03-18 · 工作論文 · 更新 2026/03/18 下午04:01

摘要 我們對宇宙的日常描述是高度粗粒度的,只遵循完美細粒度描述所需變數的一小部分。由於我們有限的觀察和計算能力,經典物理學中的粗粒度是很自然的。但在封閉系統的現代量子力學中,一些粗粒度的測量是不可避免的,因為不存在重要的、機率性的、細粒度的描述。本文探討了這一事實的後果。量子理論允許各種粗粒度的描述,其中一些描述是相互不相容的。然而,對於大多數目的,我們感興趣的是「準經典描述」…

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論文資訊

  • 類型:工作論文
  • 編號:工作論文 #484
  • 日期:2026-03-18

摘要

我們對宇宙的日常描述是高度粗粒度的,只遵循完美細粒度描述所需變數的一小部分。由於我們有限的觀察和計算能力,經典物理學中的粗粒度是很自然的。但在封閉系統的現代量子力學中,一些粗粒度的測量是不可避免的,因為不存在重要的、機率性的、細粒度的描述。本文探討了這一事實的後果。量子理論允許各種粗粒度的描述,其中一些描述是相互不相容的。然而,對於大多數目的,我們感興趣的是「準經典描述」的小子集,這些描述是由守恆量(例如能量和動量)以及近似守恆量(例如重子數)的小體積密度的平均值範圍定義的。這些準經典量的近乎守恆導致近似退相干、可預測性和局部平衡,從而產生封閉的運動方程組。在任何描述中,資訊都會因粗粒度而被犧牲,粗粒度會產生退相干並產生歷史機率。在準經典描述中,在展示經典運動方程式所概括的湧現規律時,犧牲了更多資訊。適當的熵可以衡量資訊的損失。對於“準經典領域”,這與從統計力學獲得的通常的熱力學熵有關。對於我們宇宙的初始狀態來說它很低,並且從那時起一直在增加。