哥本哈根学派和量子力学其他观点

对量子力学的哥本哈根哲学不满的重要物理学家不只是爱因斯坦一人。最有趣的是,大多数量子理论和量子力学的奠基者都对它感到“不快”。为此,薛定谔在发展初期就强烈反对Ψ的概率诠释,当玻尔邀请他去哥本哈根并试图说服他时,他说他要早知如此,宁愿从未创造过波动力学。直到 1955 年,薛定谔(NuovoCimento,第十集,第二期)还表达了他的看法,可以概述如下:

  1. 经典力学基本上涉及的是从对系统的观察资料中发现和表达有关定律(通过运动方程表达的因果定律),而且在方位天文学中有其基础。量子力学是对经典力学的模仿,无论在形式上(哈密顿—雅可比方程)还是在精神上(即由薛定谔方程所隐含的一种因果关系,虽然因果性现在指涉的是测量结果的概率,而不是经典意义上的状态)都是如此。

  2. 但是经典力学与量子力学之间的情况有一个基本的差别。在经典力学中,它的起源及其应用的主要领域是方位天文学,存在三种可能:

①对系统进行观察乃至跟踪观察,②从观察数据中找出系统的本质(用 运动的哈密顿量和运动方程描述),以及③从已知本质(哈密顿函数和运动方程)出发,作出系统在任何其他时刻的因果预言。在量子力学中,当要把同样的观点保留在有关测量结果的公设中时,存在两种不可能:①对一个单一系统进行观察或跟踪观察(由于所有设想的实验,诸如γ射线 显微镜等,都只是发明者的智力创造),②从观察结果(绝不是同一系统在时间进程中的观察结果)演绎出系统的本质(哈密顿量),因为理论容

许给出的只是测量的可能结果。

  1. 这些差别和由此而在量子力学中引进的修正,其本身是无可置疑的。但量子力学的哲学态度,即那种主张只直接与所有实验观察打交 道,而这些实验却只能想像而不能实际进行的测量理论,则是可置疑的。还有这样的涵义(当然,它是量子力学诸公设整体的一部分),即所有观察到的和可能观察到的东西与量子力学所选择的称为可观察量的东西精 确相符。薛定谔认为,这确实是一个与哲学兴趣相关的问题,但它将迫使我们改造量子力学的概念体系。

在量子力学发展的极早期,德布罗意曾试图寻找一个“双重解”(法国《物理杂志》,1927 年 5 月)。他对泡利的批评一直保持沉默,直到 D.玻姆为量子力学现行的数学结构给出一种经典诠释,使他的主导哲学重新复活(《物理评论》85 卷第 166 页、第 180 页,1952 年;87 卷第 389 页, 89 卷第 1458 页,1953 年)。

德布罗意和他同事们的一些著作有:

德布罗意,La Physique Quantique Restera-t-elleIndeterministe

(1953 年);

德布罗意,Nuovo Cimento,Ser.X,vol.I(1955 年);

Une Tentative d’lnterpretationCausaleetNonLinéare de la Mécanique Ondulatoire(1956 年);

J.P.Vigier,StructuredesMicro-Objectsdansl’Interpretation Causale de la Théorie des Quanta(1955 年)。

M.普朗克也反对哥本哈根哲学(即认为一个物理量只有当它被观察和测量时才具有意义)。

在附录 10 中,我们曾按照哥本哈根学派现有的哲学强调了量子力学的内禀概率特征。按照这里的基本公设(见附录 11),对一个处于 un 态的系统测量物理量 C,其结果为 C 的一个本征值 cj,cj 出现的概率为│Snj

│2=│Sun*ujdτ│2。由于任何单一测量的结果不能确定性地加以预言, 因此,使倾向于经典决定论哲学的人们要问量子力学中是否也存在某种迄今未知的“隐变量”,以致概率概念不是内禀的,而是对隐变量的某个平均过程的结果。这个问题已由冯·诺埃曼考察过(Mathematishe Grundlagen Viriablesder Quantenmechanik,1932),答案为隐变量不可能存在。但对隐变量存在的这一否定取决于所使用的理论本身的条件, 而不是广泛尝试了其他可能理论的结果。其他的研究也有人做了(D.玻姆,N.维纳和 A.西格尔等人)。F.J.贝林法蒂新近对各种隐变量理论作了评论,其书名是《隐变量理论概述》

(ASurveyofHiddenViriablesTheories,Pergamon Press,N.Y.,1973)。