总而言之,爱因斯坦看来,量子力学只是一个唯象的理论,远远算不上完备,只有我们找到隐藏在概率背后的真正的规律(“隐变量理论”),我们才能说我们已经建立了完备的理论。
爱因斯坦的信念具有广泛的代表性。在量子力学早期,人们也一直没有放弃建立一种隐变量理论的努力。隐变量理论认为,我们用波函数描述世界,只是一种表面上方便的工具,是一种权宜之计。在波函数的背后,仍然有更深层的现实和规律没有被发现 – 波函数只是一个展现(emerge)在我们面前的表象。例如,薛定谔曾经说过:
“一幅失焦的模糊照片与本来就模糊的景物是不同的。”
薛定谔的意思很明确,波函数是展现在我们面前的一张模糊照片,然而主流的量子力学却根据这幅图片断言,说原本的景物是模糊的。例如我们有这样一张图片:我们可以看到五彩斑斓的图块,像一团彩色的雾一样虚无缥缈。我们从这张照片中能够获取的确定的信息就非常少,我们甚至不知道它拍出来的原本景物是什么。这时候我们可以做两种事,第一种,我们认为原本的景物就是这样的雾,因而尽最大可能地从这张照片中获取更多的信息:它不确定,但是我们也就只能这样了;而第二种,则是仅最大可能地去拍摄一张更加清晰的照片,从而找到事物的本来面目:现有的关于波函数的理论就像是前者的模糊照片,而哥本哈根学派犯了一个巨大的错误,就是把模糊的照片(不完备理论)当做现实就是这样(概率性诠释)了。当然,这张模糊照片是“正确”的,因为它确实可以反映出真实世界的某些颜色的大略信息,但是它远算不上是完备的信息,因为我们完全可以寻求更加完备的理论(更清晰的照片)。不论是爱因斯坦还是薛定谔,都坚信存在着位于波函数背后的更加清晰的、更加本质的现实。为了揭示这种现实,我们必须不能满足于现有的量子力学,而需要更加奋进,寻求新的理论 – 隐变量理论。
最为著名的,也是最接近成功的隐变量理论是德布罗意-玻姆理论,又叫做玻姆力学。顾名思义,它是由名字中的两人发展起来的。和哥本哈根显著不同的是,哥本哈根诠释中强调波粒的互补性,也就是说,对量子系统而言,波动和粒子是两种互补的性质,它们共同构成了系统的所有性质,然而却同时是互斥的,不可能在同一个观测中出现。而玻姆力学则强调波粒的共存。也就是说,在玻姆力学中,除了波函数以外,每个粒子都像是经典粒子那样,有着确定的位置和动量。然而在这里,波函数不再是玻恩所诠释的那样,是一种概率波,而是作为一种真实的物理波存在:它是一种引导波。用简化的直白语言来描述,就是说引导波指引了粒子的运动。也就是说,一个粒子的性质现在就包含了两部分:一部分是引导粒子运动的引导波,另一部分就是被引导波引导的、与经典粒子性质相近的粒子。相应地,玻姆力学的方程也就有两个,一个是引导波在空间分布和传播的方程,即薛定谔方程,另一个是粒子在引导波的引导下的运动方程。因而玻姆力学又被称为“引导波理论”。这样一来,粒子就像是经典粒子那样,不必有不确定性,也不必有概率性,更不必在观察时发生神秘的坍缩。当然,在经典边界它也就自然而然地变为经典理论,量子-经典的边界问题也就自然而然地消失了,完美。
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