S.青梅在物理学中最令人困惑的话题围绕着量子理论。窘境被视为最有名的薛定谔的猫的问题，在黑洞蒸发信息丢失的问题。理查德·费曼说，“我认为我可以肯定地说，没有人能理解量子力学。”大多数物理学家刚刚习惯了它。毫无疑问，量子理论是成功的实用水平。但考虑到它比用于计算在实验室实验中可能出现的结果的概率，并把它作为一个基本描述的工具时更“外面的世界”，它面临着严重的概念问题。
基本问题是量子理论似乎是关于我们衡量的是什么而不是外面的世界是什么。人们可能认为这很好，因为该理论代表了关于世界的“我们的信息”。但是，只有在世界上有关于世界的信息，那么在理论指定的一般情况下，我们才有意义。了解如何处理这种概念问题，要求我们更详细地查看理论。
根据量子理论，一个系统的一般状态(粒子的位置或速度)没有明确定义的值。这种不确定性被称为“量子不确定性”，不幸的是，也被称为“量子涨落”。在标准教科书中提出的量子理论涉及到物理系统状态演化的两个截然不同的规则。一种是罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)提到的u型过程。它由Schrödinger方程表示，允许在给定系统当前状态的任何未来时间(确定性预测)或过去时间(完全回溯)中精确确定系统的状态。但这一规则只适用于系统不受“观察”的情况。
第二规则，当观察或测量该系统的一些属性，它开始起作用，是一个随机规则，通过彭罗斯被称为R-过程。根据该规则，作为测量的结果，状态跳入其中所讨论的属性具有良好定义的值的状态中的一个。此规则不允许，一般来说，其状态的精确的预测，这将是，也不是状态以前到测量或观察的retrodiction。一个可以使用它来准确地预测概率，以及预测的平均值，将来自大量实验的重复出现，以及结果的统计离差，其用量应相一致，在数值，与水平不确定性如上所述。
黑洞奇点的性质引起了各种各样的猜测。
其中一个问题是昆腾理论是模糊的（最不可能说）关于没有人在寻找世界的原因。这是理论所需的意识是否有意义，如果是的话，这包括鼠标或飞行的吗？特别是，构成测量的规范是不可挽回的模糊的。也许所有所需要的都是足够大的装置。但是什么都足够了？在边界发生了什么？这些问题被称为测量问题。通过练习物理学家通常忽略这种概念性困难。
David Bohm提供了一个例外，他重新发现了一个提案（最初考虑的Louis de Broglie），其具有不同的理论表征，具有点状颗粒，始终存在明确的位置和速度，而量子状态只是指导它们在他们的时间进化（并且一只猫从未同时死亡和活着）。另一个值得注意的例外的例子是将U和R进程统一到单一法律的理论的修改的支持者，除去了在基本级别下介绍“测量”的概念。在这种情况下，即使没有人在寻找，Schrödinger的不幸宠物也会死亡或活跃。
这种方法形成了“自发折叠”理论的基础，1其特征为调用一个类似于自发产生在整个空间和时间所有粒子将R处理的微型版本的集合;也就是说，无需测量发生。在边境更远的是多世界理论（由休·埃弗雷特首创），其中每个测量依赖于现实的分叉点（或multifurcation）成类似平行共存的世界。
仔细的分析表明，这些基本上是可以用来处理这个问题的三个逻辑途径2：通过添加超出量子状态的东西来修改理论（通过De-Brogile-Bohm方法示例的隐藏变量漏洞），通过所有时间发生测量事件来修改理论中的演化规则（如在自发崩溃中理论），或者完全删除R过程（这将我们带到了许多世界路径）。
许多量子物理学家都相信这个问题大，或者一个人可能会在其领域的挑战中进行任何关系。在一小群同事中，持有大幅不同的观点，并保持自发崩溃是解决我们目前对宇宙法律的理解，特别是这些情况的最有前景的途径必须一起使用引力和量子理论。
一种宇宙学的核心特征，正如我们常识的那样，是一个称为通货膨胀的巨头，被认为已经在普朗克时期之后的第一部分中发生了一个神秘的政权。在Planck时期，量子重力应该是规则，并且时空本身的概念可能会不再相关或有用。（量子重力是指与一般相对论的基本原则，我们最好的引力理论和量子理论的基本原则的理论。）在这种通胀制度中，时尚的通常概念应该是足够的。但是，由于一般相对论，认为引力很好地描述，并且通过我们在普通粒子物理情况（例如在CERN等地方或在高能量宇宙射线的研究中探索的那些探索的那些理论解释的物质解释）。
主要的区别在于，被认为在暴涨时期占主导地位的物质类型是一个被称为暴涨的领域。这有点像电磁场，但要简单得多，因为它缺乏固有的方向性或自旋。那个时代的主要特征是，由于膨胀场的引力效应，宇宙以一种极其快速和加速的方式膨胀(总膨胀系数至少是100万万亿倍;也就是10的倍数30.）。结果，宇宙的空间曲率被驱动为零，并且完全稀释了完美均匀性和各向同性的所有偏差（其剩余偏差为10-90如此小，即为简单起见，我将把它归零）。
通胀时代在充气田野衰减时结束，我们今天发现的所有问题填充了宇宙：你坐在的椅子和太阳系的平常物质由;我们能够产生稍大的异国情调的物质，为第二秒的分数，具有强大的粒子加速器，如CERN;即使是难以捉摸的暗物质，似乎构成了绝大的星系和银河系统的部分。换句话说，通胀时代的结束应该导致较老，传统和经验成功的大爆炸宇宙学的制度，描述了一种填充有极热等离子体的扩展宇宙，这些宇宙由各自的各种颗粒组成大量因热力学考虑基本统治。在扩展时冷却的宇宙，导致光核的形成（当温度下降至约10亿摄氏度），并且后来，以形成第一原子（约3,000摄氏度）。后一级是发射对应于宇宙微波背景辐射的光子的阶段。
在宇宙微波背景辐射的温度模式的小的变化，我们可以看到从同质性和各向同性的原始偏差将继续增长，本弥补星系，恒星和行星是填充我们当前宇宙的印记。问题的关键是，宇宙是没有了，一直没有，均匀各向同性的相当长的一段时间。在另一方面，根据通货膨胀，宇宙的猛烈膨胀完全稀释所有的不均匀性（在不同的地方之间的条件差异）和各向异性（不同的方向之间的差异）。这种情况是在时空和暴胀场方面在完全均匀各向同性的状态描述。
在哪里，导致所有的宇宙结构，形成的不均匀性，其印记我们在宇宙微波背景看，从何而来？根据目前的宇宙学正统，他们出现的暴胀和暴胀时期在时空度量的“量子涨落”的了。事实上，与通货膨胀在暴胀时期，所谓的一束戴维斯真空场的量子状态的配方来在一起。这种状态，就像在平坦时空中的真空状态，拥有的是100％的均匀和各向同性的财产，但不知何故，我们应该认为，在其量子的不确定性在于现今的宇宙不均匀性的种子。
大多数宇宙学家在这里看不到问题，因为它们易于交换“量子无限性”和“统计分散体”（概念误差经常被两个上下文中使用单词波动的事实遮挡）。但是，如果涉及测量，那么这种观点才是合理的。关键点是根据R-Process的测量可能确实可以改变系统的状态，导致不再是均匀和各向同性的状态。
但是，在星系、行星和有意识的生命形成之前，在早期的宇宙中，什么可以被算作一种测量呢?一些宇宙学家可能会回答，今天，我们用卫星进行了必要的测量。稍作思考，你就会发现这种姿势有多么成问题:我们，用我们的测量设备，要对早期宇宙中普遍存在的完美同质性的破坏负责，这种变化导致了宇宙结构的形成，包括星系、恒星和行星，这反过来又对生命和(自称“智能”的)生物可能存在的条件的出现是必要的!在某种程度上，我们是自己存在的原因!我不禁想起那首古老的乡村歌曲:“我是我自己的爷爷。”
一种在考虑了现有的解决爷爷问题的途径后，亚历杭德罗·佩雷斯、汉诺·萨尔曼和我提出3.在这个混合物中加入了一个新的成分:膨胀场的量子态的自发坍缩。这是r过程的一个版本，不断发生，通常诱导场的量子态发生微小而随机的变化。这种过程的随机性将能够解释早期宇宙中均匀性和各向同性的崩溃，而无需调用任何观察者或测量设备。此外，如果自发塌缩满足一些简单的要求，由此产生的关于这些不均匀性的预测可以重现在宇宙微波背景中看到的温度变化分布的特征。4.
对世界的性质来说，量子理论是模糊的（最少说明）。
起初，新方法似乎没有导致任何重大偏离标准预测。但至少有一个方面的预测是截然不同的。结果是，根据标准的处理方法，对宇宙中物质密度不均匀性产生的预测，不可分割地与对所谓原始引力波产生的类似预测联系在一起。这与LIGO和室女座探测器探测到的由黑洞和/或中子星碰撞产生的引力波类似。但与那些不同的是，原始的中微子现在会如此微弱，以至于只有在宇宙微波背景辐射极化的某一类型的各向异性中才有望探测到它们的存在。
搜索那些非常激烈，因为它们被视为主要可以确认通货膨胀的正确性。然而，他们没有被发现的事实被认为是通胀宇宙学中的一个严重问题，最简单，最具吸引力的模型已经通过预期检测失败排除。遵循我们的方法，5.关于原始重力波的产生的预测是如此显着地减少，他们将通过当前的方法和检测器灵敏度检测不到。计算表明，他们可能会检测到只有大幅提高灵敏度，并重点从很小到非常大的角鳞的天空（二遗憾的是相当困难的事情要做）的变化。因此，相当意外地，并且作为概念上的考虑，我们着手面的类型的结果，对于通货膨胀宇宙学的具体预测被极大地改变，与新颖的一个更好的按照现有的经验证据。
T.量子理论的概念性困难也与黑洞的话题有关。广义相对论预言，一旦黑洞形成，一个奇点——一个几何量在名义上获得无穷大的区域——将在黑洞内部发展，随着该区域的接近，曲率会发散。这种奇点的本质引发了各种疯狂的猜测，包括认为它们代表了更奇异的物体的出现，甚至是通往其他宇宙的门户。但它们真正表明的是，存在一种广义相对论无法适用的状态。(不好意思，伙计们!)
也就是说，如果我们希望依靠一般相对论的理论，我们必须只有一定的边界，这些边界排除了这些奇点应该出现的地区。
物理学家普遍认为，我们目前的理论应该被一个更深层的理论所取代，这个理论概括了广义相对论和量子力学，并以一种平滑和自洽的方式结合在一起:量子引力理论。这种量子引力有望“治愈”这些奇点，并消除在涉及黑洞的讨论中加入边界的需要。最不具推测性的概念不涉及任何类似通往其他宇宙的入口或出现在它们的地方的奇异物体。
关于它们的一个特征，首先由物理学家Jacob Beckenstein指出，即被视为基本的线索，是他们与外部的能量交换被似乎与热力学的法律相同。In particular, and as shown by Stephen Hawking, they lose energy via the emission of thermal radiation, and have an entropy given by the Boltzmann constant (ubiquitous in all thermodynamics) for each “tile” of Planck’s length side, needed to cover the area of the black hole. This has attracted intense interest in the last decades, as physicists started considering a variety of approaches toward the construction of a theory of quantum gravity. Surely, such theory should be able to account for the expression for the black hole entropy. And readily enough, in a relative short time, and within slightly different, but always rather limited contexts, proponents of quantum gravity found accounts that came up with the right answer.
通过自发崩溃提供对测量问题的有吸引力的解决方案。
但是，这种基于霍金发现的分析涉及到量子理论的事实，提出了另一个继续困扰物理学家的问题。它是激烈争论和分歧的焦点，被称为黑洞信息“悖论”。
通常的解释是这样的:根据量子理论，孤立物理系统的量子态提供了这样一个系统的完整描述。这种状态是根据一种进化规律演化的，这种进化规律允许在未来任何其他时间对相应状态进行精确预测，或者允许对系统过去的状态进行回溯。另一方面，一个具有一定质量和角动量的黑洞可能以多种方式形成。如果黑洞蒸发完全,只留下热辐射,完全以非常简单的方式,似乎没有方式retrodict可能编码所需的所有信息,精度,精确的量子态的黑洞。因此，从最终状态的细节来看，不可能逆转黑洞最初形成的详细状态，这与量子理论进化定律的特征相冲突。对许多人来说，这表明我们面临着一个“悖论”。
仔细看看问题揭示了事情并不是那么简单（并解释了为什么我把这个词悖论放在引号中）。重要的是，根据量子理论的要求，我们应该能够改造最初形成的黑洞的详细状态是错误。这样的结论只会遵循，如果只是专注于U-Process并完全忽略R过程。因此，它是自然的，根据黑洞蒸发和具有测量问题的分辨率的信息的命运来介绍出现的问题。6.
通过自发的崩溃提供了对测量问题最具吸引力的解决方案之一。从2015年开始，我的同事和我已经考虑过7.并通过简化模型进行了详细分析，8.是否使用这种理论，黑洞蒸发的情况下，可以完全解决这个问题。我们的分析迄今表明，答案是肯定的，提供了时空曲率自发崩溃率增加。如果是这样的话，那么通常与自发崩溃相关的信息擦除的小级别变得足够有效的，因为在黑洞的内部深处的增加曲率，考虑到所有的信息似乎被删除当它完全蒸发。
这项工作必须继续梳理理论的确切形式的未决问题和细节，并找到这些想法可以被测试的其他情况。虽然事情还没有解决，但存在着这样一种可能性:对诸如Schrödinger的猫、黑洞信息问题和暴涨宇宙学中令人困惑的问题的集体解决，可能是由于对自发坍陷的考虑。我们最近发现了其他问题，在这些问题上这种方法可能会有所帮助，包括解释宇宙初始状态的极低熵的可能性，9.以及了解黑能量的性质和大小的道路。10.在涉及引力的情况下使用自发崩溃理论似乎是一个非常有前途和令人兴奋的研究路径。
丹尼尔Sudarsky曾在芝加哥的宾夕法尼亚州立大学，布宜诺斯艾利斯的阿根廷大学，马赛的法国大学大学，纽约大学举行来访位置。目前，他是约翰·贝尔研究所的董事会对物理学的基础，并教授研究所墨西哥国立自治大学的核科学的成员。
参考
1.吉拉尔迪，G.C.，里米尼，A.，＆韦伯，对于微观和宏观系统T.统一动力学。物理评论D.34.，470-491（1986年）;Pearle，P.将随机动态状态矢量减少与自发定位相结合。物理评论A.39.，2277-2289（1989年）;对于相对近期的审查，请参阅Bassi，A.＆Ghirardi，G.动态减少模型。物理报告379.，257-426（2003）。
2.毛林，T.三个测量问题。topoi.14.7 - 15(1995)。
3. A. Perez，A.，Sahlmman，H.，＆Sudarsky，D.关于宇宙结构种子的量子机械来源。经典和量子引力23., 2317 - 2354(2006)。
4.普朗克协作（Akrami，Y.，等等。）2018年普拉克结果。X.对通货膨胀的限制。arxiv：1807.06211（2019）。
5.莱昂，G.，Kraiselburd，L.，＆Landau，S.J.原始重力波和波浪功能的崩溃。物理评论D.92，083516（2015）;MAJHI，A. OKON，E.，＆Sudarsky，D.重估B-模式和膨胀之间的联系。物理评论D.96，101301（2017）;León，G.，Majhi，A.，Okón，E.，＆Sudarsky，D.期望通货膨胀产生的原始重力波。物理评论D.98，023512（2018）。
6.在这方面，我们受到了30多年前彭罗斯、R.时间不对称和量子引力等著作在这方面的考虑的强烈影响。Isham, c.j.， Penrose, R， & Sciama, D.W.(编)量子引力II（1981）;沃尔德，R.M.量子引力和时间可逆性。物理评论D.21.，2742（1980）。
7.Okón，E.＆Sudarsky，D。“黑洞信息悖论和波浪功能的崩溃。物理学的基础45，461-470（2015）;Okón，E.＆Sudarsky，D.失去了一个黑洞。物理学的基础48，411（2018）。
8. Modak，S.，Ortiz，L.，Peña，I.＆Sudarsky，D.在崩溃理论中的黑洞蒸发中的非矛盾丧失。物理评论D.91，124009（2015）;Bedingham，D.，Modak，S.K.，＆Sudarsky，D.相对论折叠动态和黑洞信息丢失。物理评论D.94045009(2016)。
9.Okón, E. & Sudarsky, D. A(不是吗?)对宇宙非常特殊的初始状态的新奇解释。经典与量子引力33.（2016）。
10. Josset，T.，Perez，A.＆Sudarsky，D.黑暗能源作为违规节能的重量。物理评论信118.021102 (2017);基于量子引力分离的暗能量。物理评论信122.，221302（2019）。
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