物理世界中的相互作用效应

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  物理世界中的相互作用效应
在本世纪的大部分时间里,量子理论在说明它用实在作为尺度所研究的现象方面遇到了困难,在过去约 100 年时间里问题和反常一直在不断增多。1900 年普朗克提出,物体是以称之为量子的不连续的包的形式辐射能量的;1905 年爱因斯坦证明,光除了具有人们熟知的波动性外,还具有粒子性。后来在 1913 年玻尔又论证了,电子从绕核旋转的一个轨道到另一个轨道并不经过中间过渡过程;1923 年德布罗意假定,量子具有波粒二象性。在几年后的 1927 年,海森堡用公式表示了测不准原理,从而为我们关于独立于观察者的量子世界的知识设置了实际的限制,这样玻尔就被迫采用了哥本哈根解释——量子是一种“终极现象”,人们不可能超越记录(和数学计算)它的观察去认识和思考这种现象。J·惠勒后来指出,这些陈述是很重要的,它提示我们,在说到量子时我们不再是指客体和独立于观察者的实在。按 E·魏格纳的名言,从此以后,量子理论只与“观察”打交道,而不再与“可观察的”打交道。
根据惠勒的观点,目前的量子理论用复数的几率幅来描述了关于动力学系统的一种完整知识形态。正如惠勒自己指出的,还未回答的问题是,什么是几率幅?玻尔说,直到通过不可逆的放大行为把它“带到终点”,像实验室中的盖革计数器发出咔嚓声响或使乳胶底片上产生黑点那样,终极现象才是一种真实的现象。尽管存在对这些放大行为的观察和对复数相应几率幅的陈述,但是对于几率幅背后隐藏着什么并没有给出答案。量子态的波函数并不能归到真实性上,它是对可能的不同观察的潜在可能性的一种表述。结果,量子物理学家就生活在爱丽丝的仙境中,在那里只有事物的表象——切希尔猫的笑,但是没有显露这些表象的事物。
玻尔和哥本哈根学派的量子物理学家作了最后的断言:思考量子的终极现象“本身”的本质是什么是禁止的。这种禁止允许在数学上把不同的观察相互联系起来的工作,但不考虑观察涉及的究竟是什么这种“哲学”问题 (玻尔因他实验室的门上写着“正在工作,哲学家请勿入内”的字样而闻名)。然而,尽管许多物理学家遵守哥本哈根学派的禁令,但其他物理学家则仍冒险解释隐藏在“终极量子现象”背后的实在的本质。

 
 

惠勒《比特,量子,意义》,载《理论物理学中的问题》,A·杰瓦尼尼等主编,沙莱诺大学出版社,1984
年。

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2020-10-10 18:53:28

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2020-10-10 19:07:49

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