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2.波函数的概率解释
在德布罗意提出物质波概念后的1926年,玻恩对波函数给出了明确的概率解释。玻恩认为:∣ψ∣2dτ表征微元体积dτ内找到粒子的概率,∣ψ∣2则是单位体积内粒子出现的概率密度。对于波函数概率解释,我们必须明确:(1)ψ波不表征实际物质的运动,只表征粒子运动观测结果的概率;(2)ψ波本身没有动量和能量,是知识波,是“鬼场”,没有通常的物理意义;(3)存在一个未受扰动的抽象原子系统,预设了单粒子多种可能状态的同时存在;(4)承认波函数ψ是对单粒子的完备描述。(5)ψ描述在多维线性复矢空间,经量子测量坍缩到本征态、本征值。
玻恩概率解释原初意义上的粒子与经典粒子并无不同,但微观粒子的不可确定性及单粒子通过双缝产生自干涉现象,迫使玻恩及哥本哈根学派放弃粒子的经典图象,并赋予“波”一定的物理意义。海森伯赋予粒子一种“潜在的控制能力”,接受有不同于概率波的物质波;玻恩则明确声称:“把概率波,甚至3n维空间的概率波,看作实在的东西,当然不应只是数学计算工具”(1949)。他反问:如果ψ波不指称某种真实的客观事物,那我们怎么信赖概率预测呢[14]?
玻恩的概率解释是以粒子本体为基础的,但玻恩的粒子已与经典粒子不相容,玻恩的概率波也与经典的概率波不同,赋予了“概率波”的某种实在性,与波本体论有某种内在联系,可以产生自相干。但玻恩,包括哥本哈根学派其他重量级人物均没有明确,这个带有本体论特征的“波”到底是什么波!是海森伯的“潜在波”?“潜在波”是什么?谁也说不清。一些物理学家常在粒子本体与波本体中打转,含糊不清,造成认识上的混乱。人们渴求知道的,仍然是一个既有粒子本体论特征,又有波本体特征的微观量子客体到底是什么?
哥本哈根学派主张波函数ψ是对单粒子的完备描述,∣ψ∣2是粒子在单位体积内出现的概率密度。这将导致粒子内禀不确定性性,上帝掷骰子,因此遭到爱因斯坦的强烈反对。爱因斯坦同意波函数系综解释,ψ是与多粒子统计分布相关的函数,∣ψ∣2表征多粒子(全同粒子)在r处出现的分布密度,不是单粒子的概率分布。这与他一贯主张电磁波是多光子的统计分布函数,不是单光子的概率分布思想一致。但爱因斯坦对单粒子的自相干现象,象哥本哈根学派一样,无法给出合理解释。赋予波函数的物质性,看来不只是哥本哈根学派的需要,也是爱因斯坦的需要,我们必须赋予德布罗意物质波的客观实在性,搜寻其本体论基础。
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