哥本哈根的解释不是一个同质性的观点。在过去的10到15年里,这种洞见已经开始在历史学家和科学哲学家中出现。詹姆斯·库欣(James Cushing 1994)和玛拉·贝勒(Mara Beller 1999)在对哥本哈根正统学说一度占据主导地位的社会和制度的说明中,都理所当然地认为存在一个单一的哥本哈根解释;他们个人认为这种观点不可信且过时,部分原因是他们通过海森堡的论述阅读了玻尔关于量子力学的观点。但是历史学家和科学哲学家逐渐意识到,玻尔和海森堡的互补性图像在表面上可能看起来相似,但在表面之下却有很大的分歧。唐·霍华德(Don Howard 2004, p. 680)甚至得出结论,“直到海森堡在1955年创造了这个术语,没有单一的量子力学的哥本哈根解释。” 这个术语显然首次出现在海森堡(1955)。此外,霍华德还认为,是海森堡对互补性的论述——而不是玻尔的论述——其强调了观察者的优先地位和观察者诱导的波包坍缩,与那种解释(单一的哥本哈根解释)变得一致。他说:“不管海森堡的动机是什么,他发明的关于解释的单一的哥本哈根观点,其核心是他自己对观察者角色的独特的主观主义观点,很快就找到了听众”(p. 677)。这些听众包括像戴维·玻姆(David Bohm), 保罗·费耶阿本德(Paul Feyerabend), 诺伍德·罗素·汉森(Norwood Russell Hanson), 和卡尔·波普尔(Karl Popper)这样的人,他们利用海森堡提出的互补性作为批评正统观点的目标。然而,还应该提到的是,在后来的工作中,费耶阿本德(1968,1969)是第一批对互补性进行艰苦分析的哲学家之一,以澄清它难以理解的神话。费耶阿本德敦促哲学家和物理学家回到玻尔身边,仔细阅读他的著作。
海森堡互补性与玻尔互补性
在唐·霍华德的研究之后,克里斯蒂安·卡米莱里(Kristian Camilleri 2006,2007)指出了这样一个事实,即互补性最初由玻尔设想为(在他的科莫论文中)存在于时空描述和原子稳态的因果描述之间,而不是在自由电子的不同实验结果之间。因此,互补性的表述仅限于稳态的概念,因为只有在那里,系统才具有独立于任何测量的明确定义的能态。这一观察值得普遍承认。但是,当玻尔在与爱因斯坦(1930)的讨论中很快开始分析双缝实验时,他不得不扩展他的解释,以涵盖处于与测量仪器相互作用中的电子。
然后,卡米莱里向我们展示了,尽管海森堡有自己的证词,但他的互补性观点如何与玻尔的完全不同。正如海森堡理解时空描述和因果描述之间的互补性一样,它(互补性)也适用于实验现象的经典描述和用波函数描述的系统状态之间。海森堡(1958, p. 50)的一段引文显示了他对玻尔的误解程度,尽管他们之前有着密切的工作关系。
“玻尔在量子理论的解释中的几个地方使用了“互补性”的概念……原子事件的时空描述与它们的确定性描述(因果描述)是互补的。概率函数遵循运动方程,就像牛顿力学中的坐标一样;它在时间过程中的变化完全由量子力学方程决定;它不允许在空间和时间上的描述,但是通过改变我们对系统的认识,打破了概率函数的确定的连续性。”
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