哲学 (4-1)

哥本哈根解释｜互补性（1）

互补性的提出

在海森堡于1925年设法建立了一个一致的量子力学之后，他和玻尔都开始努力为数学形式体系寻找一个连贯的解释。海森堡和玻尔采用了稍微不同的方法。在海森堡着眼于形式体系并发展了他著名的『不确定原理』（uncertainty principle）或『不确定性关系』（indeterminacy relation）的地方，玻尔选择了分析具体的实验安排，尤其是双缝实验。在某种程度上，玻尔只是把海森堡关系看作是他的一般概念（general notion）的一种表达，即我们对原子现象的理解建立在互补的描述之上。1927年在科莫（Como），他首次提出了自己的观点，根据这些观点，某些不同的描述被认为是『互补的』（complementary）。

玻尔指出了两组他认为是互补的描述。一方面，有些描述把运动学属性（kinematic properties）或动力学属性（dynamic properties）归属于原子；也就是说，“时空描述”（space-time descriptions）是对“因果性要求”（claims of causality）的补充，玻尔根据能量和动量守恒解释了物理学中的因果性要求。另一方面，有些描述把波属性或粒子属性归属于一个单一对象。这两种互补的描述是如何联系在一起的？玻尔从未说明这一点（Murdoch 1987）。即使在像罗森菲尔德（Rosenfeld）和派斯（Pais）这样声称代表玻尔说话的人中间，也没有达成一致。事实上，将光描述为粒子或波已经是一个经典难题，甚至爱因斯坦的光子定义也没有真正解决这个难题，因为作为粒子的光子的动量取决于作为波的光的频率。此外，玻尔最终认识到，一个对象的运动学和动力学属性的归属是互补的，因为这两个共轭变量的归属依赖于互斥的实验。然而，一个对象的粒子和波的属性可能出现在一次单一实验中：例如，在干涉图样由单个点组成的双缝实验中。因此，在科莫演讲后不到十年的时间里，玻尔心照不宣地放弃了“波-粒互补性”，转而支持“运动学-动力学互补性”（Held 1994）。

EPR论文对互补性观点的影响

玻尔很清楚，对原子世界的任何解释都必须考虑到一个重要的经验事实——作用量子化（the quantization of action）的发现意味着量子力学不能满足经典物理学的原则（点击查看）。比方说，每当我们测量一个电子的位置时，仪器和电子就会以一种不可控的方式相互作用，因此我们无法同时测量电子的动量。直到20世纪30年代中期，在爱因斯坦（Einstein），波多尔斯基（Podolsky）和罗森（Rosen）发表了他们著名的思想实验——意图表明量子力学是不完整的——之前，玻尔谈论这一问题的语气就像是测量仪器干扰了电子一样。这篇论文对玻尔的思想路线产生了重大影响。显然，玻尔意识到，谈到扰动似乎表明——正如他的一些反对者可能已经理解他的那样——原子对象是具有明确的内在运动学和动力学属性的经典粒子。在EPR论文之后，他非常清楚地指出: “原子物理学的整个情况剥夺了这种内在属性的所有意义，而这种内在属性正是古典物理学的理想化会赋予这种对象的。”

数学联邦政治世界观提示您：看后求收藏（同人小说网http://tongren.me），接着再看更方便。