2哥本哈根解释的基本要点.doc

2、哥本哈根N.??Bohr，1922年诺贝尔物理奖）说：“没有什么量子世界，只有一种抽象的量子物理的描述。如果认为物理学家的任务是发现自然是什么，那就错了。物理学关心的是我们关于自然能说什么。”哥本哈根学派的解释在定量方面首先表述为海森伯的不确定关系．这类由作用量量子h表述的数学关系，在1927年9月玻尔提出的互补原理中从哲学得到了概括和总结，用来解释量子现象的基本特征——波粒二象性．所谓互补原理也就是波动性和粒子性的互相补充．该学派提出的量子跃迁语言和不确定性原理(即测不准关系)及其在哲学意义上的扩展(互补原理)在物理学界得到普遍的采用．因此，哥本哈根学派对量子力学的物理解释以及哲学观点，理所当然是诸多学派的主体，是正统的、主要的解释．根据H．Primas的系统总结，Copenhagen解释的概要如下：量子力学考察单个客体几率是基本的被测客体与测量仪器之间的边界由观察者选择观察方式必须用经典物理来说明观察是不可逆的，它产生一个记录测量时所发生的量子跃迁是由可能到实际的转变互补性质不能被同时观测只有测量结果可以被认为是真实的纯量子态是客观的但不是真实的。对于第一条，量子力学考察单个客体，它清楚地说明了量子力学是关于个体的理论，而不是关于由大量个体所组成的系综的理论。因此Copenhagen解释排除了系综解释的可能性，这在量子运动看来是正确的，因为量子力学就是描述单个客体的量子运动的理论。另一方面，量子运动还提供了量子力学所描述的单个客体的客观运动图像，这为上述Copenhagen解释的第一条断言提供了证明，而Copenhagen解释本身无法提供这样清晰的说明。对于第二条，几率是基本的，它意味着量子力学的最小解释，即Born几率解释中所出现的几率并不是由观察者的无知或理论本身的无能所导致的，而必须看作是自然本身的一种本质特征，同时，我们也因此无法预测比几率更多的东西，并且当理论可以预测这些几率时它就应当被看作是完备的了。在Copenhagen解释的框架内理解第二条是极其困难的，这导致了人们不断求助于因果决定论信念来反驳它，并通过在理论中引入隐变量来恢复经典的决定论图像，从而将量子力学中几率的出现当作是理论本身的不完备，而不认为是自然的一种基本性质。这两种观点的正确性在我们发现真正的微观实在图像之前是很难判别的，实际上，人们关于这一问题一直争论不休。现在，我们已发现了量子力学所描述的粒子的真实运动---量子运动，它的存在将令人信服地证明几率是基本的这一结论，因为量子运动的规律本质上是非因果、非决定论的，这由量子运动的非连续本性所决定，而与观察者和理论无关，从而量子运动将为Copenhagen解释的第二条断言提供更本原的物理解释。哥本哈根主流学派认为，原子世界，波粒二重性的表观矛盾是我们的宏观描述语言受到限制所引起的。我们从日常生活经验中总结出来的语言不能够描述原子内部发生的过程或微观客体的行为。因为日常生活中，我们能够从直接经验中形成思维图景，而原子看不见摸不着，不能形成直接的思维图景，借用宏观图景来描述微观世界电子的波性和粒子性，只能是不完全的“类比”或“比喻”。对微观客体的波和粒子性，我们不能用宏观概念去理解它，表达它。但数学具有极大的抽象性和灵活性，用数学语言表达，不受日常经验限制。矩阵力学和波动力学就是这样的语言。玻恩对这样的数学语言做了一个宏观“类比”翻译。他认为，波函数||2dτ量度了在微元体积d中找到粒子的几率， ||2称为几率密度。既不代表物理系统，也不代表系统的任何物理属性，而只表示我们对系统的某种知识。这表明，波函数只具有客观性，而无实在性。在玻恩的认识中，微观粒子被“类比”为古典意义下的质点，波则是点粒子在时空中出现的几率的波动。玻恩的认识是哥本哈根学派几率解释生发的基础。 为了完善玻恩的几率诠释，实际上也就是回答为什么微观粒子在体积元d中具有统计意义，海森伯提出了一个原理，叫测不准原理。海森伯指出，在微观世界一个事件并不是断然决定的，它存在一个发生的可能性，这种不确定性正是量子力学中出现统计关系的根本原因,也是宏观语言不能描述的原由。电子波正是描述这种不确定性的，并被定量表述为几率。在海森伯看来，玻恩的波实际上是对微观世界事件发生的不确定性的认识。 对于第三条，被测客体与测量仪器之间的边界由观察者选择，它没有给我们一个严格的量化说明以确定这一边界，从而区分被测客体与测量仪器。尽管Bohr求助于将被测客体与测量仪器作为不可分的整体存在以避免这一困难，但他的观点仍是模糊的，因为宏观测量仪器可以被当作是一种独立的存在，而宏观测量仪器又由大量的微观粒子所组成，这样将微观粒子不当作是一种独立的存在只能是一种ad hoc的生硬规定。实际上，在