Standard Interpretation— A Holistic view of Quantum Mechanics
（注：本文是《量子力学全局近似诠释（标准诠释）》一文的简洁主线版。有新讨论）
摘要
量子力学自建立以来，争议不断，其中较激烈的争议包括量子化（物理量不连续），波函数几率解释，波粒二象性（无法明确定义），测量的不连续性，宏观叠加性（薛定谔猫），非定域性（EPR，Bell实验，量子纠缠），无法理解，唯心论与虚无论，量子通讯与量子计算，等等。本文将说明，从我们对基本粒子和相互作用的理解出发，在整体论视角下审视量子力学的数学表达体系，可以完全诠释量子力学，对各种争议问题给出符合人类直觉认知的解答，并给出相应实验证据或者证明方案。
背景
现在很多量子力学教科书，以及科普材料，趋向于向读者说明，量子力学和相对论一样，虽然无法理解，却是经过了无可辩驳的实验证明的，成熟的理论。对量子力学的理解虽然有很多种，但是最“正确”的是哥本哈根诠释。量子力学让我们了解了微观世界，并且带来了20世纪的多种技术革命。
但是很遗憾，量子力学的基础并不牢靠。量子力学在应用上取得了巨大的成功，并不意味着我们已经解决了量子力学的基础问题。这些没有解决的遗留问题，如果当成不存在，可能会让我们在未来的研究探索中迷失方向，走错路。解决量子力学基础问题，主要是哥本哈根诠释问题，一直是物理学家们们应该做的。
量子力学主要是关于微观世界的理论，当然应该包括基本的相互作用和基本粒子，比如原子中的电子与原子核如何作用，电子是什么，光子是什么，等等。量子力学建立，以及玻尔、海森堡等人建立哥本哈根诠释的时候，我们对基本粒子和相互作用的了解还很少，因此，量子力学基础中，不包含我们对基本粒子和相互作用的了解。后来物理学家们做出了极大的努力，并且基本搞清楚了这些基础内容。显然，一个完善的量子力学理论，至少应该纳入这些了解。
量子力学的全局性
至少在传统的量子力学教科书中，并没有强调量子力学是一套全局理论，但是没有人能否定量子力学的全局性。全局性的重要性和深远影响没有得到足够的重视。相反，人们仍然从常识的局域角度理解量子现象。这是“没人懂量子力学”的原因之一。
微分形式的量子力学方程，薛定谔方程，是一个全局方程，它需要全空间的信息，才能给出方程的解，也就是量子的波函数。由于量子就是波函数，所以所有的量子，也就是量子力学讨论的所有客体，都是全局的。波粒二象性，薛定谔方程，波函数的定义，决定了任何一个量子的影响遍及全空间，同时以概率的形式出现在全空间。
薛定谔本人并没有说明薛定谔方程的推导过程，所以在哥本哈根学派的理论体系中，薛定谔方程是一个假设。但在流传的薛定谔方程推导中，首先假定了量子是一列理想平面波：
找到能量与动量对应的算符表达式，
再带入经典粒子能量表达式：
从而得到薛定谔方程：
虽然我们一直把薛定谔方程叫做量子的波动方程，它的数学形式却是量子波动的扩散方程。
最开始在量子的平面波假定中，量子已经是全局的。薛定谔方程也是全局的，因为势函数是全局的，解方程时需要的边界条件也是全局的。
从微观角度看，量子力学应该讨论的是基本粒子的相互作用，但在薛定谔方程中，粒子是一个全局的波函数，相互作用隐含在势函数里了，并且忽略了相互作用的传播时间，也就是假定了相互作用传播速度无限。薛定谔方程不包含相互作用。
量子力学中，薛定谔方程是讨论量子动力学行为（能量与动量）的唯一方程。薛定谔方程是全局的，说明量子力学中，所有的客体，甚至所有概念都是全局的（除了具体的位置坐标）。
全局性的影响
量子力学理论框架的全局性有很多深远的影响。这些影响在传统量子理论中，没有提及，反而希望通过用波粒二象性，对应原理，测量坍缩概念等予以规避，以解决与常识和经典物理的矛盾。
这些影响包括：
量子化：是的，量子化是量子力学全局性的结果。因为全局模式，即束缚系统的本征态，是分立的，各态的物理量，如能量、角动量等，是离散的，不能连续取值。只考虑初末全局态的情况下，从一个态到另一个态的变化也是不连续的。在原子分子情形，表现为分立的能级和谱线。这也是普朗克能量量子化的实际原因，不需要假定。
基本粒子量子化属性：我们知道，全局性导致量子化。如果发现某些物理量出现了量子化，反过来可以推断，应该是某种全局效应。比如电子的自旋。它可能是在相互作用中体现出来的属性，和其它量子化的能量、角动量一样，是一个全局性质，而不是“内秉属性”，也就是，单独的电子不一定有自旋。实验表明，电子几乎完美地圆，可以认为是独立电子没有自旋的间接证据。
全局相干：从初始薛定谔方程推导的假定（物质波为理想平面波），到薛定谔方程的解法（解出空间部分后加上一个随机的相因子波动项），都可以知道，量子态都是全局理想相干的。如果可以对一个量子态做多次测量，或者测量多个相同的量子，一定得到处处相干的结论。可以设计量子路径模式，形成特殊的干涉模式，如双缝干涉，延迟选择，等。所有的相干，也就是相关，都是瞬时，超距的。
全局因果：量子力学的全局性，意味着只能从全局的角度讨论因果性。通常我们说的因果律来自狭义相对论，也就是局域性原理，指一个事件，或者变化，只能影响本地，对周围的影响不超过相互作用的传播速度，也就是光速。量子力学已经假定了相互作用传播速度无穷大，所以影响瞬时扩散到全空间。所有的变化都是瞬时全局的。任何一点的变化，比如边条件的变化，导致全空间波函数瞬时变化到新的本征态。局域的因瞬时导致全局的果，而不是根据相对论的局域性原理，局域的因产生的果受到相互作用传播速度的限制。
有了全局因果的概念，我们就很容易理解双缝干涉，延迟选择等实验现象。某一局部的变化将导致全局相干条件变化，从而引起整体干涉模式的变化。
量子纠缠也一样。量子纠缠也是量子态，其因果也是全局因果。测量设定的变化，将导致纠缠态整体的改变。
同样我们也可以理解，为什么量子纠缠不能传递信息。因为信息通讯必须明确存在一个点到另一个点的局域因果联系。由于量子只存在全局因果，不存在局域因果（相互作用因果），因此量子不可以用来通讯。单个量子，或者相同量子的系综，只存在相干，不存在因果。
全局效应：我们通常说的量子体系，即原子分子结构与光谱，需要考虑到全局的环境。这样的物理体系，只有电磁相互作用，表观物理现象是全局的（光谱），作用环境是全局的（共振和热环境，即辐射和电磁振荡环境）
近似性的影响
非相对论近似：薛定谔方程假定了相互作用传播速度无限大，对于电磁现象，相当于光速无穷大。这就是我们常说的非相对论近似。
近似掉了什么？量子力学的非相对论近似导致量子全局性波函数的建立不需要时间，局域因果变成了全局因果。那么什么信息在近似中失去了呢？真实的相互作用传播速度是有限的，稳定全局模式的建立需要一个过程，需要时间，还可能经过多次反馈迭代。非相对论近似把这一过程近似掉了。量子态建立过程近似掉之后，所有的微观过程如何发生，也就是相互作用机制，自然也就近似掉了。真实的相互作用也从理论中消失了，近似为一个唯象的全局势函数。薛定谔方程就变成了一个剥离了实际相互作用的抽象方程。得到的解，即量子波函数，也自然成为了抽象的（虚拟的，没有物理量纲）。
近似的影响：非相对论近似，近似掉了量子态的建立过程，也包括量子态的变化过程。量子从一个量子态到另一个量子态的变化不需要时间，即波函数坍缩。量子力学的测量不需要时间，因为微观过程近似掉了，没有相互作用，因此只剩下坍缩的概率。所以，哥本哈根诠释中的测量概念，波函数坍缩概念，测量的概率性，测量中物理量的不连续性，都来自量子态建立过程被近似掉。
近似的有效性：在大多数情况下，非相对论近似是有效的，因为通常我们说的微观尺度，即原子分子尺度，都是电磁过程，光速很大，尺度很小，量子态的建立几乎瞬时完成（ 秒，阿秒量级），几乎无法察觉，通常也不需要关心量子态的建立过程。
但是，对于长距离量子纠缠这样的例子，量子态的建立过程就可观了。需要在足够长的时间内，保证系统的相干性，纠缠态才能有效建立。
量子与经典的界限：全局量子态是否有足够的条件（相干性，时间，干扰，等等）建立，是区别全局量子态与局域经典体系的关键。经典波动同样可以建立全局本征振动模式。稳定的全局经典波动，与量子波在效应上没有区别（量子化，干涉，隧道效应，等，参考油滴实验）。量子体系是在一定范围内，比较稳定的全局相干波动，经典体系是可以进行局域因果分析的，尚未建立，或者不能建立全局相干的系统。一般的微观体系，呈现接近理想的量子效应，而宏观体系相反。微观体系的电磁作用显著，主导物理效应是各种电磁波。宏观物理体系只有在等离子体情形，电磁波才很重要，一般的气体和凝聚态，由于电中性，导致主要电磁效应很微弱，声波因而成为主要的波动振荡模式。除了声学过程，也没有其它的全局波动模式，各种性质（质量，电荷，温度，等）局域化，即成为了经典体系。
量子退相干自然发生，能否建立接近理想的全局模式，由体系的物理性质决定，并不需要额外引进干扰。
全局近似诠释
考虑了量子力学全局性和近似性的诠释，就是全局近似诠释。它也可以称为标准诠释，因为考虑了我们对基本粒子和相互作用的了解，也就是标准模型。
全局近似诠释（标准诠释）考虑了量子力学的非相对论后果，纳入相对论，也就是基本相互作用的性质之后，哥本哈根诠释难以理解的各种现象，如概率诠释，非局域性，测量问题，全部可以直觉理解。
全局近似诠释还考虑了更多的全局效应，比如光子的定义问题，原子分子所处的电磁环境和共振问题，测量的相互作用定义问题。由此，为哥本哈根诠释带来的哲学困境提供了一套符合常识，并且能够弥合不同出发点世界观之间矛盾的哲学体系。