量子理论中的物质是否处于时空之内?

               （物理学上的时空与物质61）

量子理论包括量子力学和量子场论。量子力学可视为是经典力学（牛顿力学）量子化的结果，量子场论可视为是狭义相对论力学量子化的结果。我们知道，在经典力学和相对论力学中，一个质点的状态须要用它的位置坐标（或广义坐标）和动量（或广义动量）来共同描述；而在量子理论中，一个质点的状态只能或者用它的位置坐标（或广义坐标）来描述，或者用它的动量（或广义动量）来描述。我们还讲过，在量子理论中，物质的状态可用波函数来表达，而在数学上、波函数又可视为希尔伯特空间的向量，我们也讲过，在量子理论中，物理量可用希尔伯特空间的算符来表示。

大家知道，无论在经典力学或是在相对论力学中，物质都是处于时空之内的。因之，对时空概念的形成，可以这样叙述：“把客观世界中的一切物体的位置、线度、体积、距离（这些就是所谓‘物质的广延性和伸张性’）加以最广泛地概括、抽象，用一个概念来表达，就形成‘空间’概念”；“把客观世界中的的一切运动和变化的瞬刻、间隔、先后顺序（这些就是所谓‘物质运动的间隔性和顺序性’）加以最广泛地概括、抽象，用一个概念来表达，就形成‘时间’概念”。如果认为，任何一个物理现象总可以被描述为发生在时空的某一空间范围和某一时间间隔之内，这就意味着物质必然存在于时空之内。可是，量子理论中的物理现象是否符合这一看法呢？本文将指出，量子理论中的物理现象也总是可以被描述为发生在时空的某一空间范围和某一时间间隔之内；因之量子理论中的物质也必然存在于时空之内。