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如何理解量子力学?(15)第一个小结

已有 1935 次阅读 2025-11-3 20:48 |个人分类:我思故我在|系统分类:观点评述

          关于量子力学原理的部分,我们快结束了。我们需要把前边讨论的实验上的结果,主要的例子(光子的双缝干涉),以及历史融合起来。

   我们现在已经学到的量子力学的基本假设有:

   (1)存在一个微观世界,和宏观世界不同。宏观仪器可以测量微观世界的微观客体,人可以通过观测宏观仪器的测量结果,来理解微观世界。人对于世界的理解,基于实验的结果,和自己的感知。(这一条在量子力学的教材中是没有的,但是是不够的)

   (2)宏观仪器测量微观客体的物理量的时候,会测量出各种可能的结果ai,每一个结果都有一个测量的概率ρi。但是测量一个结果后,再进行同样的测量,结果就是确定的。所以测量,导致微观客体的存在方式发生了突然的变化。(这个难以理解的方式,叫做量子塌缩,一直是量子力学的争议所在)但是,这样意味着,测量之后,微观客体处于了与这个测量结果对应的状态上ψi(x),和以前的状态无关。一个结果ai,对应一个微观状态ψi。这样,宏观仪器对微观客体的测量,可以用矩阵或算符来描述。矩阵或算符,会自带一个本征方程Aψi(x)=aiψi(x)

   (3)对相同的微观客体进行测量,测量不同的物理量,或者测量的方式不同,测量的结果不同,但是测量的概率之间具有关联。(比如光子的双缝干涉所展现的)这样一来,测量的物理量之间是有关联的。描述位置的算符,和描述动量的算符,满足确定的不对易性[x,p]=ih/2π。

   (4)一个微观世界的微观客体,会有明显的自己的波动性,因此可以用一个波函数ψ(x)来描述。

    很显然,有一些关键的东西,快要出来了。在测量之间,描述微观客体的波函数是ψ(x),测量一个物理量以后,如果测量的结果是ai,那么描述微观客体的波函数是ψi(x)。有各种可能的测量结果,也会有各种可能的测量后的波函数。所以在ψ(x)和ψi(x)之间有一个关系式,来解释所测量的结果的概率ρi

   所以,可以明显的见到,在这些假设中,最不可思议的就是这个矩阵或算符的本征方程。其它的结果,其实是很容易从实验中得到的。

   如果真的有一个本体论,或者诠释,那么关键就是解释这个本征方程。但是可惜,这个从来不是重点,甚至几乎没有人在乎。所以这些本体论,或者诠释,意义不大。



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