湃盟闹痘∥碌木樗谋洹5庵忠笥质俏颐巧钭纯龅墓旨蚧淅碛捎卸5谝唬颐堑乃枷虢峁乖谖颐堑那嗄晔贝鸵丫赡鞘蔽颐墙哟サ降墓勰罨蛘呶颐乔蠼痰闹匾宋锼龆恕U庵炙枷虢峁菇钩晌颐墙窈笕抗ぷ鞯闹惺嗖糠郑⑶宜崾刮颐窃谝院竽岩允视ν耆煌墓勰睢5诙隼碛墒俏颐鞘粲谝桓錾缁峄蛞桓黾拧U飧錾缁崾怯晒餐乃枷搿⒐餐穆桌肀曜肌⒒蛉嗣翘嘎垡话闵钗侍獾墓餐镅粤翟谝黄稹9餐枷肟赡芪袒帷⒄郴蚬业娜ㄍС郑词共皇侨绱耍ケ痴庑┕餐枷攵挥肷缁嵯喑逋灰不故抢训摹H欢蒲伎嫉慕峁赡芎湍持止餐枷胂嗝堋5比唬话愕匾罂蒲Ъ也挥Φ笔撬纳缁岬闹页系某稍保鞘遣幻髦堑模蛭悄茄涂赡鼙话岬舸铀舻哪歉錾缁崮芄坏玫降男腋#蝗欢瓮切┐涌蒲Ч鄣憧蠢醋苁羌虻セ说纳缁峒诺墓餐枷牖崴孀趴蒲е兜慕苟⒓锤谋洌彩遣幻髦堑模蛭悄茄庑┕餐枷刖偷孟罂蒲Ю砺垡谎欢ū匦胧强杀涞摹R虼耍谡庖坏闵希颐窃诮裉焐踔劣只氐搅顺渎鲋惺兰秃笃诨浇汤返摹 啊∷卣胬怼 薄〉睦衔侍狻S姓庋恢趾芸烧鄣慕桃澹凳裁础 啊≌嬲淖诮獭 〔还芩∈裁葱问健 ∈侨嗣袢褐诓豢扇鄙俚男枰蒲宋锼罢业氖亲诮毯竺媸翟诘恼胬恚⑶抑荒茉谀嵌罢艺庵终胬怼! 薄∷拐庋担骸 啊】蒲敲卮模皇俏偈说摹! 薄∪绻谖颐堑氖贝窝岛蜕缁峄疃谀承┕抑邪缪萘苏嬲诮痰慕巧侍獗局噬先匀幌嗤?蒲Ъ业牡谝桓鲆笥涝妒抢碇堑某鲜担缁崛闯3R罂蒲Ъ摇 〖诳蒲У目杀湫浴 ≡谒⒈硭姆炊哉嬲诮痰囊饧郧埃辽俚玫却⑷辍9赜谡飧鑫侍猓绻サタ咳棠突共还坏幕埃蛐砭兔挥屑虻サ慕饩霭旆耍坏牵馕抟墒鞘粲谌死嗌畹睦衔侍猓飧鍪率悼赡芨颐悄持职参俊! �
现在回到对量子论的哥本哈根解释的反建议。我们必须讨论第二派的建议了,这一派的建议试图改变量子论,以便作出不同的哲学解释。在这个方向上,雅诺西(Janossy)作出了最谨慎的尝试,他认识到了量子力学的严格有效性迫使我们背离经典物理学的实在概念。他因此企图把量子力学作这样的改变,使得许多结果仍然保持正确,但它的结构却接近经典物理学。他的着手点是所谓 “ 波包的收缩 ” ,即当观察者去认识测量结果时,波函数,或者更一般地讲,几率函数发生不连续的变化。雅诺西注意到这种收缩不能从数学形式系统的微分方程推导出来,他相信他能从这里作出结论说,在通常的解释中有自相矛盾的地方。如所周知,当从可能到现实的转变完成时, “ 波包的收缩 ” 总是在哥本哈根解释中出现。由于实验得出一个确定的结果,由于实际上发生了一个确定的事件,其可能性的范围扩展得很广的几率函数就立即收缩到很窄的范围。在数学形式系统中,这种收缩要求所谓几率的干涉(这是量子论的最有特征性的现象)会被系统同测量仪器以及世界其余部分之间的部分不确定的和不可逆的相互作用所破坏。雅诺西现在试图在方程中引入所谓阻尼项以改变量子力学,这样,在有限时间以后,干涉项自行消失了。即令这符合于实在 —— 从已完成的实验没有理由可设想这一点 —— 这样一种解释,正如雅诺西本人所指出的,仍然有若干惊人的后果(例如,会有比光速传播得更快的波,原因和结果的时间次序颠倒过来,等等〕。因此,我们很难为了这种观点而甘愿牺牲量子论的简明性,除非实验迫使我们不得不这样做。
在有时被称为量子论的 “ 正统 ” 解释的其余反对者中,薛定谔采取了一种特殊立场,他把 “ 客观实在性 ” 归属于波而不归属于粒子,并且不准备把波仅仅解释为 “ 几率波 ” 。在他的题为《有量子跳变吗?》一文中,他还试图完全否定量子跳变的存在(人们可能会怀疑 “ 量子跳变 ” 一词在这儿是否适用,并且或许能用比较不刺激人的 “ 不连续性 ” 一词来代替它)。现在,薛定谔的工作首先包含了对通常解释的某种误解。他忽略了这样一个事实,就是只有位形空间中的波(或者说 “ 变换矩阵 ” )是通常解释中的几率波,而三维物质波或辐射波却不是几率波。后者具有和粒子一模一样、不多不少的 “ 实在性 ” ;它们与几率波没有直接的联系,但却有连续的能量和动量密度,就象麦克斯韦理论中的电磁场一样。薛定谔因此正确地强调指出,在这一点上,可以设想这些过程是比它们通常的情况更为连续。但这种解释不能消除原子物理学中到处可以发现的不连续因素;任何闪烁屏或盖革计数器都会立刻显示出这种因素。在通常的量子论解释中,它包含在从可能到现实的转变中。薛定谔本人对于他究竟打算怎样以不同于通常解释的方式引入这种到处可以观察到的不连续因素,没有作出任何反建议。
最后,发表于几篇论文中的爱因斯坦、劳埃和其他人的批评,集中于哥本哈根解释是否允许对物理事实作出唯一的、客观的描述的问题。他们的主要论据可以叙述如下:量子论的数学方案好象是对原子现象的统计法的一种完全适当的描述。但即使这种解释关于原子事件的几率的陈述是完全正确的,它也没有描述那些独立于观测之外的、或者在两次观测之间实际发生的事情。但必定发生了某种事情,对此我们不能有所怀疑;这种事情不一定需要用电子或波或光量子等术语来描述,但必须以某种方式描述它,否则物理学的任务就没有完成。不能承认物理学只和观测的动作有关。物理学家在他的科学中必须假设,他正在研究的是一个不是由他自己创造的世界,要是他不在,这个世界还是存在着,本质上也没有改变。因此,哥本哈根解释对原子现象没有提供出真实的理解。
很易看出,这种批评所要求的还是老的唯物主义本体论。但是,从哥本哈根解释的观点看来,能够作出什么样的答复呢?
我们可以说,物理学是科学的一部分,并且以描述和理解自然为目的。无论哪一种理解,无论是科学的还是非科学的理解,都依赖于我们的语言,依赖于思想的交流。对于现象、实验及其结果的任何描述,都靠语言作为唯一的传达信息的工具。这种语言的词代表了日常生活的概念,在物理学的科学语言中,可把它们提炼为经典物理学的概念。这些概念是无歧义地报道事件、实验部署及其结果的唯一工具。因此,如果要求原子物理学家对他的实验中真实地发生的事情作出描述,那么, “ 描述 ” 、 “ 真实地 ” 和 “ 发生 ” 等词只能和日常生活或经典物理学的概念有关。一旦物理学家放弃了这个基地,他就会丧失无歧义的传达信息的方法,并且不能继续他的科学工作。因此,关于 “ 实际发生 ” 的事情的任何陈述都是使用经典概念来表达的陈述,并且,由于热力学和测不准关系,在涉及原子事件的细节方面,这样的陈述在本质上是不完备的。要求对两次相继观测之间的量子论过程中 “ 所发生的事情 ” 进行 “ 描述 ” ,那是自相矛盾的,因为 “ 描述一词涉及经典概念的使用,而这些概念不能应用在两次观测之间的间隙,而只能应用于观测的那个时刻。
应当注意,在这一点上,量子论的哥本哈根解释决不是实证论的。因为实证论所根据的是观察者的感官知觉,以此作为实在的要素,而哥本哈根解释却把可以用经典概念描述的(即实际的)事物和过程看作是任何物理解释的基础。
同时,我们看到,微观物理学定律的统计本质是不能避免的,因为关于 “ 实际事物 ” 的任何知识 —— 根据量子论的定律 —— 在其真正的本质上都是不完备的知识。
唯物主义的本体论所根据的是这样一种幻想,即以为我们周围世界的直接的 “ 现实 ” 这种存在,也能够外推到原子领域中去。然而,这种外推是不可能的。
关于上述反对量子论的哥本哈根解释的所有反建议的形式结构,还可以再评论几句。所有这些建议都已发现它们自己不得不牺牲量子论的必不可少的对称性(例如,波和粒子之间的对称性,位置和速度之间的对称性)。因此,如果这些对称性 —— 就象相对论中的洛伦兹不变性一样 —— 仍要被认为是自然的真正特征,那么,我们完全可以设想,哥本哈根解释是无法回避的。每一个已作出的实验都支持这种观点。
《物理学和哲学》
W·海森伯著 范岱年译
第九章 量子论和物质结构
物质这个概念在人类思想史上已经经历了许多变化。在不同的哲学体系中曾给予不同的解释。“物质”这个词的所有不同意义,至今仍然或多或少地存在于我们对这个词的理解中。
从泰勒斯到原子论者的早期希腊哲学,在对宇宙万物变化的统一本原的寻求中,已经形成了宇宙物质的概念,这是一种世界实体,它经历着所有这些变化,万物都由它形成,而万物又转变成它。这种物质部分地和某种具体物质,如水或空气或火相等同;说只是部分地相等同,因为它除了是构成万物的质料之外,再没有别的属性了。
后来,在亚里士多德的哲学中,物质被设想为处在形式与物质的关系之中。我们在我们周围的现象的世界中所知觉到的一切是成形的物质。物质本身并不是实在,而只是一种可能性,一种“潜能”;它只是靠形式而存在。在自然过程中,亚里士多德所谓的“本质”,从仅仅是可能性开始,通过形式,而转化为现实。亚里士多德的物质当然不是象水和空气一样的具体物质,也不仅仅是空虚的空间;它是体现通过形式转变为现实的可能性的一种不确定的、有形体的基质。亚里士多德哲学中物质与形式的这种关系的典型例子,是物质形成为生命机体的生物学过程和人类的建筑和造型活动。雕像在被雕刻家刻出以前,是潜在干大理石之中的。
然后,在很久以后,从笛卡儿的哲学开始,第一次把物质看作是精神的对立面。世界有两个互补的方面,“物质”和“精神”,或者如笛卡儿所说的,“广延实体”和“思维实体”。因为自然科学的新的方法论原理,特别是力学的方法论原理,排斥了将有形体的现象追踪到精神力的一切企图,物质只能看作是与精神和任何超自然力无关的实在本身。这个时期的“物质”是“成形的物质”,成形的过程被解释成为力学相互作用的因果链条;这就丧失了它和亚里士多德哲学中有生长力的灵魂之间的联系,从而,物质与形式之间的二重性不再是适合的了。正是这种物质概念,在我们现今使用“物质”一词时,构成了最最牢固的成分。
最后,在十九世纪的自然科学中,另一个二重性起了某种作用,这就是物质和力�