量子力学的发展史及其哲学思想

十九世纪末期,物理学理论在当时看来已发展到相当完满的阶段.那时,一般的物理现象都能够从相应的理论中获取说明:物体的机械运动比光速小的多时,正确地依照牛顿力学的规律;电磁现象的规律被总结为麦克斯韦方程;光的现象有光的颠簸理论,最后也概括为麦克斯韦方程;热的现象理论有完满的热力学以及玻耳兹曼,吉不斯等人成立的统计物理学.在这类情况下,当时有很多人认为物理现象的基本规律已完满被揭露,剩下的工作可是把这些基本规律应用到各样详尽问题上,进行一些计算而已。这类把当时物理学的理论认作”最后理论”的见解显然是错误的,由于:在绝对的总的宇宙发展过程中,各个详尽过程的发展都是相对的,所以在”绝对真理的长河中,人们对于在各个必然发展阶段上的详尽过程的认识拥有相对的真理性.”生产力的巨大发展,对科学试验不断提出新的要求，促进科学试验从一个发展阶段进入到另一个新的发展阶段。就在物理学的经典理论获取上述重要成就的同时，人们发现了一些新的物理现象，比方黑体辐射，光电效应，原子的光谱线系以及固体在低温下的比热等，都是经典物理理论所无法讲解的。这些现象揭露了经典物理学的限制性，突出了经典物理学与微观世界规律性的矛盾，进而为发现微观世界的规律打下基础。黑体辐射和光电效应等现象令人们发现了光的波粒二象性；玻尔为讲解原子的光谱线系而提出了原子结构的量子论，由于这个理论可是在经典理论的基础上加进一些新的假定，所以未能反应微观世界的实质。所以更突出了认识微观粒子运动规律的急迫性。直到本世纪二十年月，人们在光的波粒二象性的启迪下，开始认识到微观粒子的波粒二象性，才开辟了成立量子力学的路子。量子力学出生和发展的过程，是充满着矛盾和斗争的过程。一方面，新现象的发现裸露了微观过程内部的矛盾，推动人们打破经典物理理论的限制，提出新的思想，新的理论；另一方面，很多的人（其中也包括一些对打破经典物理学的限制有过贡献的人），他们的思想不能够（或不完满能）随变化了的客观情况而前进，不愿认同经典物理理论的限制性，老是想方想法地企图把新发现的现象以及为说明这些现象而提出的新思想，新理论归入经典物理理论的框架之内。诚然本书中不能够详尽表达这个过程。只管这些新现象在十九世纪末就陆续被发现，而量子力学的出生却在本世纪二十年月，这中间从前历一个波折的路子，说明量子力学这个理论的出生决不是一帆风顺的更不是靠少许科学家在脑筋中凭想象出来的。爱因斯坦在此次大会上作了题为《论我们对于辐射的实质和组成的见解的发展》的报告，首次提出光拥有波粒二象性。爱因斯坦经过对光辐射的统计提示的精华分析得出结论：光对于统计平均现象表现为颠簸，而对于能量张罗现象却表现为粒子，所以，光同时拥有颠簸性和粒子性。爱因斯坦进一步指出，这两者其实不是水火不相容的。这样，爱因斯坦的第一次在更深的层次上实时办理光的奇特本性，进而也将他最尊敬的两位尊长——牛顿和麦克斯韦——对于光的理论有机的综合在一同。量子力学是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝集态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一同组成了现代物理学的理论基础。量子力学不只是近代物理学的基础理论之一，而且在化学等有关学科和很多近代技术中也获取了宽泛的应用。量子力学的发展简史量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的。旧量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。1900年，普朗克提出辐射量子假说，假定电磁场和物质互换能量是以中断的形式(能量子)实现的，能量子的大小同辐射频次成正比，比率常数称为普朗克常数，进而得出黑体辐射能量散布公式，成功地讲解了黑体辐射现象。1905年，爱因斯坦引进光量子(光子)的见解，并给出了光子的能量、动量与辐射的频次和波长的关系，成功地讲解了光电效应。今后，他又提出固体的振动能量也是量子化的，进而讲解了低温下固体比热问题。1913年，玻尔在卢瑟福有核原子模型的基础上成立起原子的量子理论。依照这个理论，原子中的电子只幸亏分立的轨道上运动，原子拥有确定的能量，它所处的这类状态叫“定态”，而且原子只有从一个定态到另一个定态，才能吸收或辐射能量。这个理论诚然有很多成功之处，但对于进一步讲解实验现象还有很多困难。在人们认识到光拥有颠簸和微粒的二象性此后，为认识释一些经典理论无法讲解的现象，法国物理学家德布罗意于1923年提出微观粒子拥有波粒二象性的假说。德布罗意认为：正如光拥有波粒二象性同样，实体的微粒(如电子、原子等)也拥有这类性质，即既拥有粒子性也拥有颠簸性。这一假说不久就为实验所证明。由于微观粒子拥有波粒二象性，微观粒子所依照的运动规律就不同样于宏观物体的运动规律，描绘微观粒子运动规律的量子力学也就不同样于描绘宏观物体运动规律的经典力学。当粒子的大小由微观过渡到宏观时，它所依照的规律也由量子力学过渡到经典力学。量子力学与经典力学的差别第一表现在对粒子的状态和力学量的描绘及其变化规律上。在量子力学中，粒子的状态用波函数描绘，它是坐标和时间的复函数。为了描绘微观粒子状态随时间变化的规律，就需要找出波函数所知足的运动方程。这个方程是薛定谔在1926年第一找到的，被称为薛定谔方程。当微观粒子处于某一状态时，它的力学量(如坐标、动量、角动量、能量等)一般不拥有确定的数值，而拥有一系列可能值，每个可能值以必然的几率出现。当粒子所处的状态确准时，力学量拥有某一可能值的几率也就完满确定。这就是1927年，海森伯得出的测严禁关系，同时玻尔提出了并协原理，对量子力学给出了进一步的阐释。量子力学和狭义相对论的联合产生了相对论量子力学。经狄拉克、海森伯和泡利等人的工作发展了量子电动力学。20世纪30年月今后形成了描绘各样粒子场的量子化理论——量子场论，它组成了描绘基本粒子现象的理论基础。量子力学是在旧量子论成立此后发展成立起来的。旧量子论对经典物理理论加以某种人为的修正或附加条件以便讲解微观领域中的一些现象。由于旧量子论不能够令人满意，人们在搜寻微观领域的规律时，从两条不同样的道路成立了量子力学。1925年，海森堡鉴于物理理论只办理可察看量的认识，抛弃了不能察看的轨道见解，并从可察看的辐射频次及其强度出发，和玻恩、约尔丹一同成立起矩阵力学；1926年，薛定谔鉴于量子性是微观系统颠簸性的反应这一认识，找到了微观系统的运动方程，进而成立起颠簸力学，今后不久还证了然颠簸力学和矩阵力学的数学等价性；狄拉克和约尔丹各自独立地发展了一种宽泛的变换理论，给出量子力学简短、完满的数学表达形式。量子力学的基本内容量子力学的基本源理包括量子态的见解，运动方程、理论见解和察看物理量之间的对应规则和物理原理。在量子力学中，一个物理系统的状态由波函数表示，波函数的随意线性叠加仍旧代表系统的一种可能状态。状态随时间的变化依照一个线性微分方程，该方程预知系统的行为，物理量由知足必然条件的、代表某种运算的算符表示；测量处于某一状态的物理系统的某一物理量的操作，对应于代表该量的算符对其波函数的作用；测量的可能取值由该算符的本征方程决定，测量的希望值由一个包括该算符的积分方程计算。波函数的平方代表作为其变数的物理量出现的几率。依照这些基本源理并附以其他必要的假定，量子力学能够讲解原子和亚原子的各样现象。对于量子力学的讲解波及很多哲学识题，其核心是因果性和物理实在问题。按动力学意义上的因果律说，量子力学的运动方程也是因果律方程，当系统的某一时刻的状态被知道时，能够依照运动方程预知它的将来和过去随意时刻的状态。但量子力学的预知和经典物理学运动方程(质点运动方程和颠簸方程)的预知在性质上是不同样的。在经典物理学理论中，对一个系统的测量不会改变它的状态，它只有一种变化，并按运动方程演进。所以，运动方程对决定系统状态的力学量能够作出确定的预知。但在量子力学中，系统的状态有两种变化，一种是系统的状态按运动方程演进，这是可逆的变化；另一种是测量改变系统状态的不能逆变化。所以，量子力学对决定状态的物理量不能够给出确定的预知，只能给出物理量取值的几率。在这个意义上，经典物理学因果律在微观领域无效了。据此，一些物理学家和哲学家断言量子力学抛弃因果性，而另一些物理学家和哲学家则认为量子力学因果律反应的是一种新式的因果性——几率因果性。量子力学中代表量子态的波函数是在整个空间定义的，态的任何变化是同时在整个空间实现的。20世纪70年月以来，对于远隔粒子关系的实验表示，类空分其他事件存在着量子力学预知的关系。这类关系是同狭义相对论对于客体之间只能以不大于光速的速度传达物理互相作用的见解相矛盾的。于是，有些物理学家和哲学家为认识释这类关系的存在，提出在量子世界存在一种全局因果性或整体因果性，这类不同样于成立在狭义相对论基础上的局域因果性，能够从整体上同时决定有关系统的行为。量子力学用量子态的见解表征微观系统状态，深入了人们对物理实在的理解。微观系统的性质老是在它们与其他系统，特别是察看仪器的互相作用中表现出来。人们对察看结果用经典物理学语言描绘时，发现微观系统在不同样的条件下，或主要表现为颠簸图象，或主要表现为粒子行为。而量子态的见解所表达的，则是微观系统与仪器互相作用而产生的表现为波或粒子的可能性。量子力学表示，微观物理实在既不是波也不是粒子，真切的实在是量子态。真切状态分解为隐态和显态，是由于测量所造成的，在这里只有显态才符合经典物理学实在的含义。微观系统的实在性还表现在它的不能分别性上。量子力学把研究对象及其所处的环境看作一个整体，它不同样意把世界看作由互相分其他、独立的部分组成的。对于远隔粒子关系实验的结论，也定量地支持了量子态不能分别性的见解。瑞利－金斯用经典电磁理论及统计物理学，得到：此公式在低频部分与实验符合，在高频则与实验结果偏离很大，当时，，是发散的，称“紫外灾祸”。1916年美国物理学家密立根公布了光电效应实验结果，考证了爱因斯坦的光量子说。量子力学的产生与发展量子力学是描绘微观世界结构、运动与变化规律的物理科学。它是20世纪人类文明发展的一个重要飞奔，量子力学的发现惹起了一系列划时代的科学发现与技术发明，对人类社会的进步做出重要贡献。19世纪末正当人们为经典物理获取重要成就的时候，一系列经典理论无法讲解的现象一个接一个地发现了。德国物理学家维恩经过热辐射能谱的测量发现的热辐射定理。德国物理学家普朗克为认识释热辐射能谱提出了一个勇敢的假定：在热辐射的产生与吸取过程中能量是以hV为最小单位，一份一份互换的。这个能量量子化的假定不只重申了热辐射能量的不连续性，而且与辐射能量和频次没关由振幅确定的基本见解直接相矛盾，无法归入任何一个经模范围。当时只有少许科学家认真研究这个问题。出名科学家爱因斯坦经过认真思虑，于1905年提出了光量子说。1916年美国物理学家密立根公布了光电效应实验结果，考证了爱因斯坦的光量子说。1913年丹麦物理学家玻尔为解决卢瑟福原子行星模型的不牢固（按经典理论，原子中电子绕原子核作圆周运动要辐射能量，致使轨道半径减小直到跌落进原子核，与正电荷中和），提出定态假定：原子中的电子其实不像行星同样可在随意经典力学的轨道上运转，牢固轨道的作用量fpdq必定为h的整数倍（角动量量子化），即fpdq＝nh，n称之为量子数。玻尔又提出原子发光过程不是经典辐射，是电子在不同样的牢固轨道态之间的不连续的跃迁过程，光的频次由轨道态之间的能量差AE＝hV确定，即频次法例。这样，玻尔原子理论以它简单清楚的图像解释了氢原子分立光谱线，并以电子轨道态直观地讲解了化学元素周期表，致使了号元素铅的发现，在随后的短短十多年内惹起了一系列的重要科学进展。这在物理学史上是空前的。由于量子论的深刻内涵，以玻尔为代表的哥本哈根学派对此进行了深入的研究，他们对对应原理、矩阵力学、不相容原理、测严禁关系、互补原理。量子力学的几率讲解等都做出了贡献。1923年4月美国物理学家康普顿公布了X射线被电子散射所惹起的频次变小现象，即康普顿效应。按经典颠簸理论，静止物体对波的散射不会改变频次。而按爱因斯坦光量子说这是两个“粒子”碰撞的结果。光量子在碰撞时不只将能量传达而且也将动量传达给了电子，使光量子说获取了实验的证明。光不能是是电磁波，也是一种拥有能量动量的粒子。1924年美籍奥地利物理学家泡利公布了“不相容原理”：原子中不能够有两个电子同时处于同一量子态。这一原理讲解了原子中电子的壳层结构。这个原理对所有实体物质的基本粒子（平常称之为费米子，如质子、中子、夸克等）都合用，组成了量子统计力学——费米统计的基点。为讲解光谱线的精良结构与失态塞曼效应，泡利建议对于原于中的电子轨道态，除了已有的与经典力学量（能量、角动量及其重量）对应的三个量子数之外应引进第四个量子数。这个量子数今后称为“自旋”，是表述基本粒子一种内在性质的物理量。1924年，法国物理学家德布罗意提出了表达波粒二象性的爱因斯坦——德布罗意关系：E＝hV，p＝h／λ，将表征粒子性的物理量能量、动量与表征波性的频次、波长经过一个常数h相等。1925年，德国物理学家海森伯和玻尔，成立了量子理论第一个数学描绘——矩阵力学。1926年，奥地利科学家提出了描绘物质波连续时空演化的偏微分方程——薛定愕方程，给出了量子论的另一个数学描绘——颠簸力学。今后，物理学家把两者将矩阵力学与颠簸力学一致起来，统称量子力学。量子力学在低速、微观的现象范围内拥有宽泛合用的意义。它是现代物理学基础之一，在现代科学技术中的表面物理、半导体物理、凝集态物理、粒子物理、低温超导物理、量子化学以及分子生物学等学科的发展中，都有重要的理论意义。量子力学的产生和发展标志住人类认识自然实现了从宏观世界向微观世界的重要飞奔。争议与纷乱量子力学意味着什么？波函数终究是什么？测量是什么意思？这些问题在初期都强烈争论过。直到1930年，Bohr和他的同事或多或少地提出了量子力学的标准阐释，即哥本哈根阐释；其要点要点是经过Bohr的互补原理对物质和事件进行概率描绘，调解物质波粒二象性的矛盾。Einstein不接受量子理论，他素来就量子力学的基本源理同Bohr争论，直至1955年逝世。对于量子力学争论的焦点是：终究是波函数包括了系统的所有信息，仍是有隐含的因素（隐变量）决定了特定测量的结果。60年月中期JohnS.Bell证明，如果存在隐变量，那么实验察看到的概率应当在一个特定的界线之下，此即Bell不等式。多半小组的实验结果与Bell不等式相悖，他们的数据毅然否定了隐变量存在的可能性。这样，大部分科学家对量子力学的正确性不再思疑了。可是，由于量子理论奇怪的魔力，它的实质仍旧吸引着人们的注意力。量子系统的独到点质因由于所谓的瓜葛态，简单说来，量子系统（如原子）不只能处于一系列的定态，也能够处于它们的叠加态。测量处于叠加态原子的某种性质（如能量），一般说来，有时获取这一个值，有时获取另一个值。至此还没有出现任何独到。可是能够结构处于瓜葛态的双原子系统，使得两个原子共有同样的性质。当这两个原子分开后，一个原子的信息被另一个共享（或许说是瓜葛）。这一行为只有量子力学的语言才能讲解。这个效应太不能思议致使于只有少许活跃的理论和实验机构在集中精力研究它，论题其实不限于原理的研究，而是瓜葛态的用途；瓜葛态已经应用于量子信息系统，也成为量子计算机的基础。对于量子力学发展初期的学派之争的议论纲领：对量子力学发展初期的学派之争作一简要的议论，这有助于更深入地认识量子力学的发展过程。要点词：对应原理；统计讲解；隐参量讲解；随机解释分类号：O413.1文件表记码：A文章编号：1000-0712(2000)02-0038-05AcommentaryaboutthescholasticcontroversyoftheearlystageofdevelopmentofquantummechanicsZHANGDe-xing(DepartmentofPhysics,GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou,550025,China)CAIShao-hong(DepartmentofPhysics,GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou,550025,China)Abstract：thescholasticcontroversyoftheearlystageofdevelopmentofquantummechanicsisreviewed.Keywords：correspondenceprinciple;statisticalexplanation;explanationofhiddenparameter;stochasticexplanation▲序言世纪初成立的量子力学是对经典物理学的革命性的打破。与经典物理学不同样，它是研究微观世界的科学。所以对于物理学家来说，需要成立起崭新的见解和思想方法，也就是需要有新的哲学见解来讲解它。同时也惹起了一场空前的物理学和哲学上的大争论。比方，波函数、不确定关系等量子力学中的主要见解和原理，各学派之间有着不同样的见解和见解。可是，这场争论也推动了量子力学的发展。本文对量子力学发展初期的学派之争作一简要的议论，进而有助于更深入地认识量子力学的发展过程。哥本哈根学派对量子力学的讲解哥布哈根学派是20世纪20年月初期形成的，为首的是丹麦出名物理学家尼尔斯*玻尔，玻恩、海森伯、泡利以及狄拉克等是这个学派的主要成员。它的起源地是玻尔创立的哥本哈根理论物理研究所。哥本哈根学派对量子力学的创立和发展作出了优秀贡献，而且它对量子力学的讲解被称为量子力学的“正统解释”。玻尔自己不只对初期量子论的发展起过重要作用，而且他的认识论和方法论对量子力学的创立起了推动和指导作用，他提出的出名的“互补原理”是哥本哈根学派的重要支柱。玻尔领导的哥本哈根理论物理研究所成了量子理论研究中心，由此该学派成为当时世界上力量最雄厚的物理学派。哥本哈根学派的讲解在定量方面第一表述为海森伯的不确定关系。这类由作用量量子h表述的数学关系，在1927年9月玻尔提出的互补原理中从哲学获取了概和总结，用来讲解量子现象的基本特点——波粒二象性。所谓互补原理也就是颠簸性和粒子性的互相补充。该学派提出的量子跃迁语言和不确定性原理(即测严禁关系)及其在哲学意义上的扩展(互补原理)在物理学界获取宽泛的采用。所以，哥本哈根学派对量子力学的物理讲解以及哲学见解，理所自然是诸多学派的主体，是正统的、主要的讲解。玻恩的量子力学统计讲解对量子力学讲解的统计见解认为，量子力学对客观世界的描绘只能是统计性的，而不是决定论的，也不能够描绘独自发生的事件。最早提出这见解的是玻恩，1926年他写了一篇不到5页的文章——“论碰撞过程的量子力学”，认为波函数遵照统计原理，波函数模量的平方代表粒子出现的概率。值得说明一点的是，玻恩的见解最早也为玻尔、海森伯等人所接受，就其哲学思想来说和哥本哈根学派是一致的，但在量子力学讲解的见解上倒是有差其他，只管都认同概率的见解，但哥本哈根学派认为这类概率能够描绘单个事件，而这里所说的统计讲解则恰好否定这一点。在这一点上爱因斯坦的见解是与玻恩一致的。玻恩受爱因斯坦思想的启迪，认识到能够经过概率的路子将“粒子与波”合理地联系起来。“概率”一词意味着可能性程度，概率也叫几率、可能率、或然率，这很多名词都是同一个意思。要正确理解玻恩的概率讲解，要点在于分清两个关系：一个是波与粒子(比方，电子)的关系，另一个是单个粒子(比方，电子)与粒子整体(比方，电子流)的关系。为了说明玻恩的概率的讲解，我们能够联合详尽的电子衍射实验。在这一实验中，能够得出电子-电子流-波三者之间的有机联系。在实验中，人们控制电子束，使电子一个一个地穿过薄晶片再射到照相底片上。实验结果是：单个电子诚然能绕射到几何阴影区内，却只能完满随机地形成一个个斑点(一个电子对应一个斑点)，不能够直接生成衍射图样；可是作为很多个电子累积的统计总和的粒子全体则能够获取衍射图样，这个图样显示出电子的颠簸性。从颠簸见解看，底片上衍射极大处，波的强度(即振幅平方)较大；从粒子见解看，单个粒子在某处的出现是随机的，但粒子整体则知足统计规律。在这里，能够用统计见解对待单个粒子与粒子整体的联系，并将波的见解与粒子见解联合起来了，但这里的波是特别意义的波，所以被称为“概率波”。这类对物质波衍射与实物粒子的波粒二象性的理解，称作统计讲解或概率讲解。量子力学的隐参量讲解提出隐参量讲解的见解的主若是玻姆。这类见解认为，量子力学只给微观客体以统计性的描绘是不齐全的，需要引入一些新的附加参量，以便对微观客体作进一步深入的描绘，这些新参量称做隐参量。玻姆把粒子看作是“客观实在的”结构，就象牛顿力学中的质点同样。位形空间中的波在他的讲解中也是“客观实在的”，就象电场同样。位形空间是波及到属于系统的所有粒子的不同样坐标的一个多维空间。玻姆又进一步规定恒波相面的法线是粒子的可能轨道。依照他的想法，这些法线中哪一条是“实在的”轨道取决于系统和测量仪器的历史，而且若是对系统与测量仪器的认识不比实质上能认识的更多的话，“实在的”轨道就无法确定。这类历史实质上包括了隐参量，它就是实验开始从前的“实质”轨道。玻姆所主张的隐参量讲解，企图经过引入一些新的附加量——隐参量来对量子力学作进一步的深入描绘，进而填补现有量子系统的不齐全性，与此同时，该派还不满意概率表示和非因果性描绘，试图对微观客体作出决定论性的因果描绘。到今天，诚然还未从实验上考证隐参量可否真切存在，但就其理论自己在当时科学界产生了强烈反应，获取了很多科学家的同意。量子力学的随机讲解随机讲解认为，经过研究薛定谔方程与费曼积分、马尔科夫过程之间的联系，认为应把量子力学讲解为一种经典的概率理论或统计过程理论。这些过程是随机的，比方，用布朗运动理论讲解不确定关系。最早对量子理论作随机讲解的薛定谔和随后的玻普经过对随机过程的研究认为，波粒二象性的矛盾是由于波被看作是一种独立的实在，若是波被看作是粒子系综的集体特点，比方声波那样，就不存在矛盾了。今后，他们借助量子场中的产生和湮没过程，成立起一种实行了的统计力学，由此推出量子力学的规律。他们进一步认为波函数可是表示时空中事件出现的序次。由于基本事件按其本性来讲是分立地产生和消失的，所以这些序次的规律拥有统计的性质。随着统计电动力学的发展，发现经典随机系统与量子力学系统之间拥有很大的近似性。薛定谔还认为，只能把“客观实在性”归属于波而不归属于粒子，而且严禁备把波可是讲解为“概率波”。所以他认为，只有位形空间中的波是平常讲解中的概率波，而三维物质波或辐射波都不是概率波，但却有连续的能量和动量密度，就象麦克斯韦理论中的电磁场同样。薛定谔所以正确地重申指出，在这一点上，能够设想这些过程是比它们平常的情况更加连续。在平常的量子论讲解中，它包括在从可能到现实的转变中。量子力学的经典或半经典讲解经典或半经典讲解是搜寻量子力学与某种经典力学理论之间的联系，企图用近似经典理论的见解来讲解量子力学。主要有下面的几种见解：6.1薛定谔的经典颠簸讲解薛定谔是在德布罗意物质波的论文的启迪下，把德布罗意波由自由粒子推广各处在势场中的粒子，最后获取以他命名的薛定谔方程式。薛定谔反对量子力学的哥布哈根讲解，他用他的理论说明他所认为的波函数的概率讲解的弊端，认为物理实在是由波组成的。他甚至否定分立的能级和量子跃迁的存在。薛定谔的经典颠簸讲解存在着一些问题，比方，他不能够讲解波包扩散问题，也不能够讲解在测量过程中波包的“编缩”问题。6.2德布罗意的双解理论德布罗意认为，量子力学中的波函数Ψ不能够表示真切的物理客体，而只能供应粒子各样可能运动的统计情况。他将自己的理论称之为“双解理论”。德布罗意一度曾放弃了自己的见解，他说是由于碰到哥本哈根“正统”讲解的压力。60年月以来，德布罗意又从头申诉他的见解，并将他的见解与热力学和相对论的见解相联系，提出了所谓“单个粒子的热力学”或粒子的“隐热力学”，把粒子的运动和熵的变化联系起来，试图成立一条他认为能够真切讲解目前量子力学的新路子。6.3流体动力学讲解主张流体动力学讲解的人把量子力学理论与流体动力学理论进行比较，发现两者特别相像。薛定谔方程推出后不久，有人就用流体力学方程推出薛定谔方程，并能反推。综合上面三种经典或半经典讲解，很显然，各派都力求从经典理论中找出量子力学的齐全讲解，他们把经典理论中的一些见解与量子力学联系起来，经过其中的一些相像性，试图成立一条他们认为能够真切讲解量子力学的新路子。爱因斯坦与玻尔对于量子力学讲解的大论战爱因斯坦与玻尔对于量子力学讲解的不同样见解之间的大论战是量子力学创建和发展过程中最拥有代表性意义的一场争论，所以本文特作比较深入完满的阐述和分析。玻尔1918年提出对应原理，认为量子理论能以必然的方式同经典理论一致起来。即认为原子保持量子状态的特点和牢固性有必然限度。只有当外来搅乱的强度不足以把原子激发到较高量子状态时，原子才展现量子特点。若是在特别强烈的搅乱下，那么量子效应的特点将完满消失，原子也就带有古典性质。海森伯正是按这一原理和可察看量是物理理论基础创立了矩阵力学。颠簸力学也是经过分子和经典的对应性成立起来的。1927年海森伯提出“不确定关系”后，玻尔接着于同年9月在意大利科摩城召开的纪念伏打逝世100周年国际物理学会议上公布了题为《量子公设和原子理论的晚近发展》的演讲，提出了出名的“互补原理”，惹起学术界很大震动。互补原理认为：微粒和波的见解是互相补充的，同时又是互相矛盾的，它们是运动过程中的互补图像。玻尔特别指出，察看微观现象的特别性，由于微观客体中最小作用量子h要起重要作用，所以微观客体和测量仪器之间的互相作用是不能够忽略的。这类互相作用在原则上是不能控制的，是量子现象不能切割的组成部分。这类不能控制的互相作用的数学表示是“不确定关系”。这决定了量子力学的规律只能是概任性的。为了描绘微观客体，必定抛弃决定性的因果性原理。量子力学精准地描绘了单个粒子系统状态，它是齐全的。玻尔特别重申微观客体的行为有赖于察看条件。他认为一个物理量或特点，不是自己即存在，而是由我们作察看或胸怀时才存心义。哥本哈根学派写了大量文章，宣传互补原理，提出了客观不能分的见解。他们还将互补原理实行到生物学、心理学，甚至社会历史各个领域，认为互补原理是所有科学研究的指导思想。1927年10月24日至29日在布鲁塞尔召开了第五届索尔威会议，玻尔在会上又一次阐述了他的互补原理。量子力学的哥本哈根讲解为众多的物理学家所接受，成为量子力学的正统讲解。可是在会上，互补原理却碰到了爱因斯坦、薛定谔等人的强烈反对，开始了物理学史上空前未有的长达几十年之久的爱因斯坦玻尔大论战。实质上，爱因斯坦和玻尔的论战从1920年4月就已经开始了。当时，玻尔到爱因斯坦所在的德国柏林接见，第一次与爱因斯坦见面。他们两人就量子理论的发展互换了建议，讲话的主题是对于光的波粒二象性的认识问题。乍看起来，此次争论好象是爱因斯坦主张，齐全的光理论必定以某种方式将颠簸性和粒子性联合起来，而玻尔却坚守光的经典颠簸理论，否定光子理论基本方程的有效性。可是，认真分析就会发现玻尔重申需要同经典力学的见解作完整的分裂，而爱因斯坦则虽赞同光的波粒二象性，但却坚信波和粒子这两个侧面能够因果性地互相联系起来。爱因斯坦坚决反对量子力学的概率讲解，不赞同抛弃因果性和决定性的见解。他坚信基本理论不应该是统计性的。他说，“上帝是不会掷骰子的。”他认为在概率讲解的后边应当有更深一层的关系，把场作为物理学更基本的见解，而把粒子概括为场的奇怪点，他还试图把量子理论归入一个鉴于因果性原理和连续性原理的一致场论中去，所以他在第五届索尔威会议上支持德布罗意的导波理论，而且在讲话中重申量子力学不能够描绘单个系统的状态，只能描绘很多全同系统的一个系综的行为，所以是不齐全的理论。爱因斯坦精心地设计了一系列理想实验，企图超越不确定关系的限制来揭露量子力学理论的逻辑矛盾。玻尔和海森伯等人则把量子理论同相对论做比较，有力地辩驳了爱因斯坦。1930年10月第六届索尔威会议上，爱因斯坦又绞尽脑汁提出了一个“光子箱”的理想实验，向量子力学提出了严重的挑战。玻尔经过一个不眠之夜的紧张思虑，终于发现能够用爱因斯坦自己的广义相对论来反击爱因斯坦。在次日的会议上，玻尔指出爱因斯坦在自己的理想实验中忽略了自己的红移公式。爱因斯坦的挑战再一次被辩驳，他不得不认同量子力学的逻辑一直性。今后，爱因斯坦转而集中责怪量子力学理论的不齐全性。1935年5月，爱因斯坦同波多尔斯基和罗森一同公布了题为《能认为量子力学对物理实在的描绘是齐全的吗?》一文，提出了出名的以三位作者的姓的首个字母简称的“EPR悖论”，使这场论战再次出现了一个热潮。由于第二次世界大战，论战暂停了一个时期。1949年，为了纪念爱因斯坦70寿辰，玻尔在题为《爱因斯坦：哲学家——科学家》的论文集中公布了《就原子物理学的认识论问题和爱因斯坦进行的商讨》一文，全面系统地阐述了自己的见解，总结了他同爱因斯坦的论战。爱因斯坦在《对责怪的回答》一文中，对玻尔的文章做了回复，责怪了哥本哈根学派的实证主义倾向。直到爱因斯坦逝世后，玻尔还在内心里连续同爱因斯坦论战，玻尔逝世的前一天夜晚，他在工作室黑板上所画的最后一个图，就是爱因斯坦的“光子箱”草图。以爱因斯坦和玻尔为代表的两方论战是科学史上连续最久、斗争最强烈、最富饶哲学意义的论战之一，它素来连续到今天。现在我们还不能够作出谁是谁非