玻尔整体论思想的内容,物理教学论文

玻尔整体论思想的内容,物理教学论文原标题：玻尔科学思想中的整体论内容内容摘要：为了应对挑战量子力学完备性的EPR论文，玻尔以互补性为基础，以量子态表征关系和量子现象为主要内容，提出了整体论思想，该思想是其量子力学解释的一部分，尽管存在一定的模糊性，但在复原论的科学传统下仍有其独特的历史与哲学意义。本文本文关键词语语：玻尔；EPR论文；整体性；互补性整体论的思想早在量子力学诞生之初就有所具体表现出，如德布罗意1927年提出的导波理论就有整体论的影子。1935年爱因斯坦、波多尔斯基和罗林森发表的着名论文(能以为量子力学对物理实在的描绘叙述是完全的吗？〕对量子力学的完备性提出疑议。通常根据3位作者姓氏的首字母，将该论文称为EPR论文。对此，哥本哈根学派的首要人物玻尔很快给予了回应，他试图采用整体性来拯救量子力学描绘叙述的完备性。1玻尔整体论思想的提出1935年之前的爱因斯坦-玻尔论战主要以量子力学的逻辑自洽性为焦点；1935年的EPR论文和玻尔的回应则关注量子力学描绘叙述的完备性。玻尔的整体论思想正是为了应对EPR论文挑战而构成的。EPR论文根据实在性判据和完备性判据，举例反驳了量子力学描绘叙述的完备性。实在性判据是指假如在对系统没有任何干扰的情况下，能够确定地〔即以概率〕预言一个物理量的值，那么对应于这个物理量，存在着物理实在的一个要素.完备性判据是指只要当物理实在的每一个要素在物理理论中都有一个对应物，这个物理理论才是完备的[1].EPR论文构造了由两个粒子〔粒子1和粒子2〕组成的系统，华而不实每个粒子的位置和动量都不对易〔x1和p1不对易，x2和p2不对易〕。对于由两个粒子位置和动量运算构成且知足对易关系的算符x1-x2和p1+p2,存在函数〔x1-x2-a〕，它同时是算符x1-x2〔本征值为a〕和算符p1+p2〔本征值为0〕的本征函数。这样，若测得粒子1的坐标x1为x,就能够通过计算得知粒子2的坐标x2为x-a;若测得粒子1的动量p1为p,就能够通过计算得知粒子2的动量必定为-p.设a足够大，也就是讲粒子1与粒子2在空间上远离，使得对粒子1的测量不会对粒子2产生干扰。根据EPR论文中的实在性判据，能够断定对应于x1,p1,x2和p2存在着4个独立的物理实在元素。而根据量子力学，x1和p1不对易，x2和p2也不对易，因而这两对量中各只要一个独立的物理实在元素与其对应。爱因斯坦等人据此推论出量子力学不完备。对此，玻尔很快回应讲EPR论文将实在性判据应用于量子力学问题是不恰当的，测量程序对于问题中的物理量赖以确定的条件有着根本的影响，由于必须把这些条件看成是能够明确应用物理实在这个词的任何现象中的一个固有的要素[1].玻尔以为在不明确测量仪器〔简称仪器〕的情形下并不能够赋予被测客体〔简称客体〕以明确的物理属性，这是由于物理属性是在仪器与客体等要素所共同构成的整体语境中产生的。这样一来，量子力学描绘叙述的完备性就通过整体性得以拯救了。2玻尔整体论思想的内容玻尔的整体论思想是在互补性这一哲学主干上成长起来的，两者的本质是一致的。整体论强调测量时仪器与客体之间的关系，表示出的是一种量子态代表关系的观念。1938年，玻尔还明确提出了量子现象的概念，用于强调他的整体论思想。2.1互补性玻尔第一次公开提出互补性概念是在1927年的科摩会议上，他以为这是量子力学所需要的新哲学立场。在经典物理学中，时空描绘叙述是与因果描绘叙述结合在一起共同描绘叙述的，而在量子理论中两者是互补又互斥的。正如不确定性原理所给出的，时空描绘叙述的位置与因果描绘叙述的动量不能够同时精到准确。缘何互补又互斥呢？这是由于在量子理论中客体与仪器之间的互相作用不能忽略，如在测量电子位置时，仪器和电子以一种不可控的方式互相作用，造成了对电子动量的干扰，使得人们不能在精到准确得知电子位置的同时又精到准确得知电子的动量，即既不能赋予现象又赋予观察动作以一种通常的物理意义下的独立的实在性[1].1935年后，玻尔又提出互补性源于实验布置之间的相互排挤性，强调在量子力学中必须用到两种不同的实验布置，华而不实一种实验布置允许无歧义地应用位置概念，另一种实验布置允许无歧义地应用动量概念。测量电子位置的实验布置不适用于测量电子动量，反之亦然。这样一来，玻尔把互补性又转用到操作意义上来，强调两种实验布置之间的互相排挤使得不能同时使用时空描绘叙述和因果描绘叙述。玻尔提出互补性是为了给量子力学提供一个哲学的理解框架，而历史的发展表示清楚互补性后来确实成为了哥本哈根解释的核心。玻尔以为，在将经典物理学的概念应用于原子领域时存在着本质上的限度：它们仅能描绘出物理客体的部分图像，如波的图像或粒子的图像，这些不同的图像相互补充，分别描绘叙述了量子客体的不同方面。在量子理论中，需要从经典物理学单一的描绘叙述方式，转变为互补的描绘叙述方式，即采用波粒二象性概念。2.2表征关系的态在对EPR论文的回应中，玻尔诉诸于客体与仪器的整体不可分性，表示清楚了他对量子态表征关系的立场。对一个系统态的描绘叙述，不仅限定于被测粒子，而且要包括粒子与所牵涉到的全部仪器之间的关系。这样一来，量子力学的基本问题就从系统S具有物理量的某个值的概率是多少，转变为通过一个详细的仪器A在系统S上测量物理量得到某个值的概率是多少。在对EPR论文的争论中，玻尔和爱因斯坦成认他们的分歧基本上是哲学上的[2].正如EPR论文中实在性判据所明示的，爱因斯坦坚信仅当一个量能够确定性地被测量时它才是实在的，强调实体本身的实在性。而玻尔更看重的是在什么样的实验布置下来测量，以为实体只要在关系中才是实在的，只要在特定关系中议论实体才有意义，关系比实体更为基本。在玻尔所代表的哥本哈根学派看来，量子态仅仅仅是在工具主义的意义上被使用的。实在性扎根于观察之中，脱离了详细的测量议论量子客体的物理属性是不恰当的。只能在明确的测量语境或与仪器特定关系状态下议论粒子及其属性，绝不