對量子力學(xué)互補性詮釋的理解哲學(xué)論文
量子力學(xué)在本世紀二十年代就形成了其形式系統，然而它的物理意義，亦即對它的解釋卻一直眾說(shuō)紛紜，時(shí)至今日仍是物理學(xué)家和哲學(xué)家關(guān)注的一個(gè)中心問(wèn)題。雖然在其體系形成后不久，玻爾就在玻恩的幾率詮釋和海森堡的測不準原理基礎上，提出了系統一貫的互補性詮釋并成為被普遍接受的正統詮釋?zhuān)パa思想的確切內容卻始終沒(méi)有人能說(shuō)得清，因為玻爾總是把他深奧的思想，深深藏在晦澀冗長(cháng)的深思熟慮的句子和事例性的說(shuō)明之中，而沒(méi)有任何現成的條條款款，這就使得無(wú)論接受它的還是反對它的人都給出了各式各樣不同的理解，所以互補含義亟需澄清。關(guān)于量子力學(xué)詮釋研究的主要問(wèn)題也都與互補性詮釋密切相關(guān)（如因果性問(wèn)題、幾率性問(wèn)題、關(guān)于測不準關(guān)系的理解問(wèn)題、測量問(wèn)題、完備性問(wèn)題等），這些問(wèn)題的澄清和解決也首先需要正確理解互補性詮釋。
�。保パa性詮釋的邏輯結構
與互補性詮釋不同的其它詮釋的邏輯結構是，先設計出某種本體實(shí)在的模式，再將這種本體實(shí)在與量子力學(xué)中的某種符號聯(lián)系起來(lái)，然后將這種符號按量子力學(xué)演繹的理論結果與觀(guān)察結果對照來(lái)解釋量子現象和量子理論。在這些解釋中，觀(guān)察結果不是作為解釋的根據，而是作為量子力學(xué)演繹的結果。如隱變量理論先假設有因果決定性的亞量子層的隱變量的本體實(shí)在，再將這種本體實(shí)在隱變量的統計平均與量子力學(xué)中的可觀(guān)察量聯(lián)系起來(lái)，量子力學(xué)的理論值就代表著(zhù)隱變量的統計平均的演化結果，它與統計性的結果相對應，這樣隱變量理論就將觀(guān)察結果和量子力學(xué)的描述解釋為客體的隱變量的統計平均的表現和對這種統計平均的變化規律的描述。統計系綜詮釋則先假設統計分布具有實(shí)在的客觀(guān)性，它代表著(zhù)微觀(guān)客體的狀態(tài)和特征，量子力學(xué)描述中的波函數ψ的模方就表示客體的這種統計分布，波動(dòng)方程的解的模方與觀(guān)察結果的統計分布相一致，表示著(zhù)客體的統計分布狀態(tài)�；パa性詮釋不從一個(gè)預先的本體實(shí)在模式的假設出發(fā)，而是直接對觀(guān)察結果進(jìn)行分析和解釋?zhuān)缓髲倪@種對觀(guān)察結果的分析中推出客體的實(shí)在特點(diǎn)和對它進(jìn)行描述的符號的意義。當然，從一般假設能演繹出一個(gè)唯一的結果，而從觀(guān)察結果只能推出客體實(shí)在的某些本質(zhì)特征，不會(huì )得出唯一確定的實(shí)在模式和對它描述的符號的完全確定的意義。因為觀(guān)察結果可以由各種不同的符號系統描述，即使只有一套符號，其數學(xué)演算過(guò)程也無(wú)法與實(shí)際的物理過(guò)程一一對應，而只能將演算結果與觀(guān)察結果對應，所以，雖然觀(guān)察是唯一確定的，但關(guān)于它的描述和解釋卻可以有多種。這說(shuō)明解釋具有一定的靈活性，允許有各種不同的關(guān)于實(shí)在的假設，但這些假設的實(shí)在并不就是真實(shí)的實(shí)在，而只是在某些方面反映著(zhù)由觀(guān)察結果所表征的實(shí)在�；パa性詮釋通過(guò)對觀(guān)察結果的認識特點(diǎn)和描述的語(yǔ)義方面的分析，找到對客體和諧一致的互補描述方式，再從這種描述中找出客體的實(shí)在特點(diǎn)，而不是先給出一種實(shí)在的模式或圖景。
互補性詮釋從觀(guān)察到的原子的穩定性和輻射光譜的不連續性所表征的量子性出發(fā)，以量子公設作為其理論的出發(fā)點(diǎn)來(lái)構建對具有量子性的原子客體的合理描述。量子公設本身意味著(zhù)過(guò)程的非連續性、個(gè)體性，也就意味著(zhù)觀(guān)察過(guò)程中儀器與客體的相互作用過(guò)程是不可細分的，觀(guān)察結果中必然包含了儀器及其對客體的作用。在經(jīng)典物理中，儀器對客體的作用比客體本身的物理量小得可以忽略，即使不能忽略也能通過(guò)對過(guò)程的分析將它剔除，但在對原子客體的觀(guān)察中，儀器對客體的作用與客體的物理量相比擬，其作用過(guò)程又是非連續的，所以不可能將儀器的作用剔除，這樣，觀(guān)察結果中就必然包含了觀(guān)察儀器的作用，而不是代表客體本身的現象，對客體的描述也必然只能是觀(guān)察下的客體的描述，而不可能是對沒(méi)有觀(guān)察的孤立客體本身的描述，所以對客體的任何描述都依賴(lài)一定的觀(guān)察，沒(méi)有觀(guān)察，就沒(méi)有可描述的確定的現象，即使沒(méi)有對應于客體本身的觀(guān)察，也必然存在與之相關(guān)的其它客體的觀(guān)察。這不是說(shuō)，沒(méi)有觀(guān)察，現象世界就不存在，而是說(shuō)，沒(méi)有觀(guān)察，確定的客體就不存在，沒(méi)有觀(guān)察，世界上可以發(fā)生許多事件，但我們卻不能確定對它們的描述。
觀(guān)察對描述的重要性和觀(guān)察中儀器對原子客體的作用的不可分性是原子現象及其描述的特殊性之所在。正是觀(guān)察的特殊性帶來(lái)了概念的定義和描述上的新特點(diǎn)，從而帶來(lái)描述方式的根本改變和實(shí)在的新特點(diǎn)。
在對原子客體的觀(guān)察中，儀器與客體間的不可剔除的相互作用，使得對客體的時(shí)空確定和態(tài)的確定間成為互斥的。當我們通過(guò)一種儀器如剛性標尺和時(shí)鐘對客體進(jìn)行時(shí)空的觀(guān)察和確定時(shí)，觀(guān)察中儀器的作用和對時(shí)空的確定條件，排斥對客體的態(tài)進(jìn)行定義，因為這種確定時(shí)空的儀器對客體的作用所帶來(lái)的客體的態(tài)的改變是無(wú)法確定的，從而客體在另一種確定它的態(tài)的儀器下所確定的對態(tài)的定義的條件被破壞，而不再可能對時(shí)空觀(guān)察下的客體進(jìn)行態(tài)的定義。當我們利用另一種儀器對客體的能量和動(dòng)量進(jìn)行觀(guān)察和定義時(shí)，由于儀器與客體相互作用的時(shí)間的不確定性，使得對客體的時(shí)空確定成為不可能�？腕w的時(shí)空標示和態(tài)的描述間的互斥，不僅在于時(shí)空觀(guān)察帶來(lái)的態(tài)的不可控制的改變，而且也是定義客體兩種屬性的條件的互斥的表現。態(tài)的定義要求消除除態(tài)的觀(guān)察外的任何觀(guān)察的外來(lái)干擾，而時(shí)空的觀(guān)察必包含有對客體的干擾，兩種描述所代表的定義的理想化和觀(guān)察的理想化的互斥，使得它們不能再統一在一種描述圖景中對客體進(jìn)行時(shí)空中的因果描述，只能對客體進(jìn)行這兩種互斥的描述。因為它們都是對客體的描述，并且只有兩種描述一起才能構成對客體的全面描述，所以二者是互補的。這就是對原子客體的互補性描述方式。
量子公設所蘊涵的儀器與客體的不可避免的相互作用是互補性詮釋的一個(gè)邏輯起點(diǎn)，作用量子的公式所包含的波粒二象性是互補性詮釋的另一邏輯起點(diǎn)。
時(shí)空和能量動(dòng)量描述的互補性意味著(zhù)經(jīng)典的粒子圖象和波動(dòng)圖象都不完全適于原子客體，它們只是詮釋兩種原子現象的不同嘗試。在這種詮釋中，經(jīng)典概念的局限性以互補的方式表現出來(lái)。在粒子圖象中，因果要求的滿(mǎn)足必伴隨對時(shí)空描述的放棄；在波動(dòng)圖象中，時(shí)空傳播規律的描述必伴隨因果描述的放棄而只能代之以統計的考慮。如果我們不把時(shí)空描述和因果描述看作互補的而堅持經(jīng)典的時(shí)空概念，我們就必會(huì )面對光和物質(zhì)有時(shí)表現象波有時(shí)又象粒子的矛盾，所以，光和物質(zhì)粒子的本性不是經(jīng)典描述的粒子或波，而是時(shí)空和因果的互補描述的波粒二象性，即其時(shí)空描述遵循波動(dòng)的疊加規律、其因果描述遵循粒子的守恒定律的兩種圖象的互補。任何將客體看作經(jīng)典波或經(jīng)典粒子的解釋都是行不通的。如薛定諤將原子客體看作經(jīng)典電磁波的電磁波解釋?zhuān)陀龅讲ò臄U散、波是位形空間而不是真實(shí)空間的波以及波函數與測量與所選擇的非對易的可觀(guān)察量有關(guān)等問(wèn)題，這些問(wèn)題恰恰反映了經(jīng)典波概念對原子客體描述的局限性。統計系綜詮釋雖把原子客體看作粒子，但卻不是經(jīng)典的能夠對它作時(shí)空描述的粒子，而是只能對粒子系綜的統計規律進(jìn)行描述的粒子，因果描述和時(shí)空描述的互補性被包含在系綜的能量、動(dòng)量和時(shí)間空間的統計散差具有反比性的特殊統計性中。隱變量理論雖然為量子力學(xué)描述建立了一個(gè)亞量子層的因果描述，但它對可觀(guān)察的量子層的描述與量子力學(xué)的統計描述完全一樣，而且在其亞量子層的因果描述中也加入了與經(jīng)典描述不同的隱變量與測量的相關(guān)性。所以，因果描述和時(shí)空描述的互補性是不可避免的，用經(jīng)典的粒子圖象或波動(dòng)圖象來(lái)解釋所有原子現象都會(huì )遇到邏輯困難，因而必須將它們加以修正并使它們互補起來(lái)。
�。玻畬α孔恿W(xué)描述的統計性的理解
統計性是量子力學(xué)描述的一個(gè)基本特點(diǎn)，統計或幾率概念是量子理論的基本概念，理解它是理解量子力學(xué)的關(guān)鍵所在，各種詮釋的主要分歧也在于此。按照互補性詮釋?zhuān)y計性是量子性的必然結果，或者說(shuō)統計性是邏輯地包含在量子概念之中的。因為作用量子的存在本身就意味著(zhù)原子過(guò)程不再是因果連續的，而是非連續的個(gè)體性過(guò)程，對于這種過(guò)程不可能進(jìn)行因果描述，而只能對個(gè)體事件進(jìn)行統計描述，而且量子公設還意味著(zhù)觀(guān)察對原子客體狀態(tài)的不可控制的改變，從而使我們無(wú)法通過(guò)觀(guān)察建立起客體運動(dòng)變化的因果規律。量子概念中所蘊涵的時(shí)空的確定和能量動(dòng)量的確定間的互斥關(guān)系，也使我們不可能給出客體的一個(gè)初始狀態(tài)而對客體進(jìn)行因果性的描述和預言，所以，量子性必意味著(zhù)描述的統計性，對非連續的原子過(guò)程只能進(jìn)行幾率描述。描述恰當地反映了原子過(guò)程的非連續的變化的可能性而不是因果連續變化的必然性，它對原子客體的物理量的描述不再是具有唯一確定值，而是按一定的統計分布具有一系列的值，這些值及其統計分布就是對原子客體的這一物理屬性的描述，而量子力學(xué)對原子客體的物理量的值譜和統計分布的變化規律的描述就是對原子客體的統計變化規律的描述。這種由量子公設帶來(lái)的統計描述也必然包含描述的互補性，只有通過(guò)時(shí)空描述和能量動(dòng)量描述的互補性才能理解對原子客體的統計描述的這些特點(diǎn)。量子力學(xué)描述中波函數按薛定諤方程隨時(shí)間的演化，往往給人一種感覺(jué)，它就是對客體的態(tài)或客體的統計性（或趨向性）的因果變化的描述。其實(shí)，薛氏方程并不能滿(mǎn)足人們對因果描述的追尋，雖然我們可以從波函數中找到關(guān)于客體的所有屬性的描述，但是波函數的隨時(shí)間的演化并不代表客體的狀態(tài)的因果變化，因為波函數與客體的行為并無(wú)對應關(guān)系，只有波函數的模方才代表客體的幾率，波動(dòng)方程只是以恰當的數學(xué)形式包含了對客體滿(mǎn)足疊加原理的波動(dòng)屬性的描述，而這種描述的合理性是以客體作為粒子出現的幾率對波函數的詮釋來(lái)達到的，波動(dòng)方程的解不是描述代表客體的波，而是描述代表客體的粒子的幾率，波動(dòng)方程描述中對量子描述的互補性就表現在這里。所以波動(dòng)方程并不表示對客體的因果描述，而是以波動(dòng)描述形式對粒子幾率進(jìn)行描述的波－�；パa性的表現。
�。常畬y不準關(guān)系的理解
測不準關(guān)系是量子力學(xué)中的一個(gè)重要內容，它是量子力學(xué)形式體系的一個(gè)直接數學(xué)結論，所以接受量子力學(xué)的人都能接受它，但對于這個(gè)數學(xué)公式的理解卻千差萬(wàn)別。由于測不準關(guān)系表現為對物理量的測量的限制關(guān)系，所以，不少早期的量子力學(xué)教科書(shū)把它作為量子力學(xué)的一個(gè)核心內容和邏輯基礎或操作基礎，但是，正如Karl R.Popper所指出的，從薛定諤方程可導出測不準關(guān)系而從測不準關(guān)系導不出薛氏方程，這說(shuō)明測不準關(guān)系應是某種基礎的推論。在互補性詮釋看來(lái)，測不準關(guān)系是量子公設所蘊涵的波粒二象性的結果，它表現的是經(jīng)典概念的可定義的精確度間的互補關(guān)系。玻爾從關(guān)于作用量子的基本公式ＥＴ＝Ｉλ＝ｈ出發(fā)，從其中所蘊涵的經(jīng)典概念的矛盾推出關(guān)于這些經(jīng)典概念的可定義的最大精確度間的普遍反比關(guān)系即測不準關(guān)系，從而使這個(gè)關(guān)系代表了時(shí)空和因果描述間的互補性的一種簡(jiǎn)單的符號化表示，測不準關(guān)系中共軛物理量的測量精確度間的反比關(guān)系恰當地反映了兩物理量的互斥互補關(guān)系。
海森堡把他所發(fā)現的測不準關(guān)系看作是對經(jīng)典概念的適用性的限制和對經(jīng)典物理量的可確定程度的限制，并且正是由于這種不確定性導致因果律的失效和量子力學(xué)的統計描述，這種解釋帶有明顯的操作論和實(shí)證論傾向，是一種只講其然而不講其所以然的解釋�；パa性詮釋則給出了其所以然的說(shuō)明，是對測不準關(guān)系的更深層的理解，避免了上述操作解釋的弊端。如海森堡把物理量的測量的不確定度解釋為測量的操作結果，而不是不同概念的可定義和可觀(guān)察的互補性的結果，就會(huì )導致由于我們測量和認識能力的限制，使我們對本來(lái)可能存在精確值和因果性的客體只能作有限精確度和統計描述的實(shí)證論的和不可知論的問(wèn)題。測不準關(guān)系所表征的一種物理量的測量中儀器的作用導致另一種物理量的不確定，證明了互補性詮釋的儀器對客體的不可控制作用的說(shuō)法，但是這種儀器的干擾作用是對原子客體進(jìn)行描述所必需的，也是量子力學(xué)描述中所包含的，而不是對客體進(jìn)行描述所要排除的。
Popper的統計系綜詮釋認為，測不準關(guān)系的含義是兩個(gè)正則共軛變量的標準偏差之積有一下限ｎ／４π，它不象互補性詮釋的測不準關(guān)系是從對理想實(shí)驗的分析得到的，而是量子力學(xué)形式體系的邏輯數學(xué)推論，而且由于現在實(shí)際的對測不準關(guān)系的實(shí)驗檢驗還不能達到個(gè)體粒子測量所要求的精確度，而往往是對許多粒子的統計平均的偏差的測量，所以統計系綜詮釋顯得比互補性詮釋有更堅實(shí)的經(jīng)驗支持。我認為，也許統計系綜詮釋較互補性詮釋在數學(xué)上更嚴密，但互補性詮釋對量子性的描述特點(diǎn)的分析顯得更深刻。
�。矗畬γ枋龅耐陚湫詥�(wèn)題的回答和理解
完備性問(wèn)題和測量問(wèn)題是量子力學(xué)詮釋之爭的兩個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題，近幾十年量子力學(xué)的基礎研究主要圍繞這兩個(gè)問(wèn)題展開(kāi)且使問(wèn)題不斷演化，并挖掘出不少新的內容，互補性詮釋無(wú)論對這兩個(gè)問(wèn)題的提出還是發(fā)展都有著(zhù)直接的影響，而它對這兩個(gè)問(wèn)題的解釋也成為互補性詮釋本身的重要內容。
完備性問(wèn)題是愛(ài)因斯坦與玻爾論戰的第三次交鋒中在著(zhù)名的Ｅ－Ｐ－Ｒ論文中提出的。文中通過(guò)一個(gè)Ｅ－Ｐ－Ｒ實(shí)驗論證了量子力學(xué)的描述不是對實(shí)在的完備描述。此文引起的首先是關(guān)于何為實(shí)在的討論，后來(lái)討論的焦點(diǎn)轉移到關(guān)于Ｅ－Ｐ－Ｒ關(guān)聯(lián)究竟意味著(zhù)非局域性、非因果性還是不可分離性的問(wèn)題。
�。牛校业恼撐膹臎](méi)有干擾而能預言的客體的物理屬性為物理實(shí)在這一實(shí)在概念出發(fā)，通過(guò)大家所熟知的Ｅ－Ｐ－Ｒ實(shí)驗，論證了量子力學(xué)描述不是對實(shí)在的完備描述。簡(jiǎn)述如下：相互作用后的兩粒子，按量子力學(xué)描述，可以通過(guò)對第一個(gè)粒子的兩非對易物理量的測量而不加干擾地得到對第二個(gè)粒子的同樣的兩非對易物理量的預言，既然是不加干擾且兩粒子相距無(wú)限遠，第二個(gè)粒子的兩非對易量雖對應于第一個(gè)粒子的不同時(shí)的兩次測量，但卻是同時(shí)屬于第二個(gè)粒子的物理實(shí)在，否則就得假設兩粒子間具有超距作用；Ｅ－Ｐ－Ｒ又認為，完備描述應同時(shí)對同時(shí)存在的物理實(shí)在進(jìn)行描述，但量子力學(xué)的描述卻將對非對易的兩個(gè)物理實(shí)在的描述看作互補的，即對一個(gè)進(jìn)行精確描述時(shí)對另一個(gè)則不能進(jìn)行同時(shí)的精確描述，所以Ｅ－Ｐ－Ｒ得出結論說(shuō)，量子力學(xué)蘊涵著(zhù)Ｅ－Ｐ－Ｒ悖論，其原因是量子力學(xué)描述不完備。
大量實(shí)驗證實(shí)了Ｅ－Ｐ－Ｒ關(guān)聯(lián)的存在，也證明了量子力學(xué)描述的成功，但如何解決Ｅ－Ｐ－Ｒ悖論卻仍有兩條道路可以選擇，這便是修正Ｅ－Ｐ－Ｒ的兩個(gè)前提，或者修正實(shí)在概念，或者修正分離原理（包括局域性原理和可分離性原理），前者是玻爾對Ｅ－Ｐ－Ｒ的回答，后者是隱變量實(shí)在論者對Ｅ－Ｐ－Ｒ關(guān)聯(lián)的解釋?zhuān)m然實(shí)在概念不同（一個(gè)是必包含有觀(guān)察的實(shí)在；一個(gè)是不包含觀(guān)察干擾的實(shí)在），但卻都包含了儀器與客體的狀態(tài)、客體與其有相互作用的其它客體的狀態(tài)的相關(guān)。
互補性詮釋通過(guò)修正實(shí)在概念，即認為實(shí)在必包含有觀(guān)察的干擾來(lái)解決Ｅ－Ｐ－Ｒ悖論。正如互補性詮釋的邏輯前提中所認為的，任何描述必是對觀(guān)察的描述，任何預言也必是對觀(guān)察的預言，任何實(shí)在也必是觀(guān)察的實(shí)在而不是獨立自在的實(shí)在，觀(guān)察的作用必包含在實(shí)在之中，觀(guān)察的作用不僅意味著(zhù)儀器對客體的直接的物理作用，而且意味著(zhù)一種儀器所特有的對儀器和所觀(guān)察客體的整體的反映方式和描述方式，所以客體的描述和實(shí)在必與進(jìn)行觀(guān)察的儀器的類(lèi)型相關(guān)，無(wú)論是直接的觀(guān)察還是象Ｅ－Ｐ－Ｒ實(shí)驗中的間接觀(guān)察。這就是量子力學(xué)中的相對性，即客體狀態(tài)與儀器的相對性。所以Ｅ－Ｐ－Ｒ實(shí)驗中對第二個(gè)粒子的非對易物理量的預言所對應的是不同的測量，因而仍是不同時(shí)的實(shí)在，對它們的描述也是互補的描述而不能是同時(shí)的描述，所以這與量子力學(xué)描述并無(wú)矛盾。Ｅ－Ｐ－Ｒ關(guān)聯(lián)所反映的是儀器類(lèi)型和描述預言類(lèi)型及實(shí)在類(lèi)型的必然聯(lián)系和儀器作用的不可細分所帶來(lái)的儀器與客體實(shí)在的不可分，對第二個(gè)粒子的描述與對第一個(gè)粒子測量的關(guān)聯(lián)，恰恰表明了觀(guān)察和描述類(lèi)型一致的要求和儀器與所描述客體實(shí)在的不可分性，不是儀器或第一個(gè)粒子對第二個(gè)粒子的超距作用使第二個(gè)粒子的實(shí)在發(fā)生了改變，而是它們的實(shí)在本身就是一個(gè)不可分的整體，它們的狀態(tài)必然相關(guān)而不是獨立的，所以互補性詮釋在新的實(shí)在概念中包含了對可分離性原理的否定，解決了Ｅ－Ｐ－Ｒ悖論。其實(shí)，互補性詮釋雖然是在對Ｅ－Ｐ－Ｒ悖論的回答中明確了它的新的實(shí)在概念，但它的儀器與客體的實(shí)在的不可分性，儀器與客體狀態(tài)、描述的不可分性早在como演講中作為互補性詮釋、互補描述的邏輯前提就已經(jīng)提出來(lái)了，難怪戈革先生說(shuō)玻爾提前八年預先回答了Ｅ－Ｐ－Ｒ佯謬。
�。担畬y量問(wèn)題的回答和理解
測量問(wèn)題顧名思義就是關(guān)于測量過(guò)程的解釋和描述問(wèn)題，由于在微觀(guān)測量中儀器對客體的作用使客體發(fā)生了不可忽略的改變，從而使微觀(guān)測量不再象經(jīng)典宏觀(guān)的測量那樣可以忽略?xún)x器對客體的作用，直接將客體對儀器作用產(chǎn)生的儀器上的讀數當作客體本身的狀態(tài)，微觀(guān)測量的結果是測量后客體的狀態(tài)，它與測量前客體的狀態(tài)不同。由測量引起的客體狀態(tài)的突變叫波包收縮，如何解釋和描述波包收縮亦即測量過(guò)程中客體狀態(tài)的變化就是量子力學(xué)的測量問(wèn)題。在量子力學(xué)描述中，描述客體狀態(tài)的ψ（ｘ）的變化有兩種方式，一種是按薛定諤方程隨時(shí)間的因果演變，另一種是測量時(shí)突變?yōu)樗鶞y力學(xué)量的一個(gè)本征態(tài)ψ［，ｎ］（ｘ），也就是客體由各種可能值的幾率分布變?yōu)榘匆欢◣茁蕦?shí)現的確定值，如果測量前的統計分布 ，測量后的統計分布 ，其中各本征態(tài)的相干項消失了。為什么測量時(shí)客體狀態(tài)要變?yōu)楸菊鲬B(tài)？為什么相干項消失？這些問(wèn)題成為量子力學(xué)測量問(wèn)題的中心問(wèn)題。各種測量理論大都力圖通過(guò)分析儀器與客體的相互作用過(guò)程，并以薛定諤方程來(lái)描述這一過(guò)程以求找到問(wèn)題的解答�；パa性詮釋認為，波包收縮和干涉項的消失是由一種描述方式向互補的另一種描述轉換的結果，這種結果的出現是由互補的兩種描述的定義的條件不同和觀(guān)測中儀器和客體的相互作用關(guān)系不同造成的。
首先，ψ（ｘ）所表示的是如果測量客體的位置，其位置分布將是怎樣的，而不是說(shuō)測量前客體的狀態(tài)是怎樣的，｜ψ（ｘ）｜［２］表示的是在ｘ處找到粒子的幾率。算符ｘ在坐標表象中對應于確定值ｘУ謀菊骱數是δ（ｘ－ｘВ，將ψ（ｘ）按ｘ的本征函數展開(kāi)即 ，雖然包含有干涉項，但對于ｘ［，ｉ］處的幾率｜ψ（ｘ［，ｉ］）｜［２］與 是一樣的，因為除ｘВ郟ｎ］＝ｘ［，ｉ］時(shí)δ函數不為零外其余都為零，所以干涉項根本就不存在，｜ψ（ｘ）｜［２］本身就是指測量位置時(shí)測得各種位置數值的幾率。
其次，雙縫實(shí)驗中雙縫后的波函數ψ（ｘ）是兩縫的波函數之和即ψ（ｘ）＝ψ［，Ａ］（ｘ）＋ψ［，Ｂ］（ｘ）但當測定究竟粒子穿過(guò)哪一個(gè)縫時(shí)就會(huì )使干涉項消失，這是因為ψ（ｘ）＝ψ［，Ａ］（ｘ）＋ψ［，Ｂ］（ｘ）所蘊涵的測量條件和描述方式與｜ψ（ｘ）｜［２］＝｜ψ［，Ａ］（ｘ）｜［２］＋｜ψ［，Ｂ］（ｘ）｜［２］所蘊涵的不同，前者是在雙縫后的屏幕上測得的干涉情況，后者是在各單個(gè)縫后測得衍射的相加，由于在測粒子是否穿過(guò)一個(gè)縫時(shí)，測量?jì)x器對客體的作用使客體的互補物理量發(fā)生了改變，如測粒子動(dòng)量時(shí)就會(huì )使它的位置發(fā)生不可控制的改變而引起位置的一個(gè)不準量，這種不準量將引起相等的條紋位置的不準量，從而不再出現任何干涉效應。所以這里的干涉項的消失不是客體測量前的自身狀態(tài)向測量后狀態(tài)的突變，而是觀(guān)察干涉效應向尋求粒子軌道的描述的轉變，是一種觀(guān)測條件下的態(tài)向另一種觀(guān)測條件下的態(tài)的轉變，它所表現的是互補性現象在互斥的實(shí)驗裝置下的不同表現。
對于一般力學(xué)量Ｑ，ψ（ｘ，ｔ）可按Ｑ的本征值所對應的本征函數展開(kāi)， 其中ｕ［，ｎ］（ｘ）為Ｑ的本征值Ｑ［，１］、Ｑ［，２］…Ｑ［，ｎ］的本征函數，按量子力學(xué)，當測量到本征值Ｑ［，１］時(shí)，系統就處于本征態(tài)ｕ［，１］（ｘ），其幾率是｜ａ［，１］（ｔ）｜［２］，但在觀(guān)測到確定數值前，量子力學(xué)給出的是ψ（ｘ，ｔ）而不是Ｑ［，１］和ｕ［，１］（ｘ），但實(shí)際上，所給出的預言和實(shí)際測得Ｑ［，１］的幾率｜ａ［，１］（ｔ）｜［２］是一致的， ，由于ｕ［，ｎ］（ｘ）是正交歸一函數系，ｕ［＊，ｍ］（ｘ）ｕ［，ｎ］（ｘ）＝０，當ｍ≠ｎ時(shí)，所以干涉項不出現， ，這就是說(shuō)，ψ（ｘ，ｔ）給出的就是測量時(shí)各本征值出現幾率的分布，對客體狀態(tài)的由ψ（ｘ，ｔ）到ｕ［，ｎ］（ｘ）的轉變只是對客體測量后所有可能狀態(tài)的幾率分布的集合預定到其中一個(gè)狀態(tài)元素按相同幾率實(shí)現的描述變化，而并不對應客體本身的在有無(wú)測量的不同條件下的狀態(tài)的變化。
所以按照互補性詮釋?zhuān)搔祝ǎ�，ｔ）到ｕ［，ｎ］（ｘ）的波包收縮不是測量引起的測量前后客體狀態(tài)的變化。測量肯定會(huì )引起客體的變化，但這種變化已經(jīng)包含在ψ（ｘ，ｔ）中，而且不同類(lèi)型的測量會(huì )引起不同的變化，這由所測得的不同類(lèi)型的本征值和本征函數表現出來(lái)，如果 中有干涉項，那么新的測量所引起的變化還會(huì )表現在干涉項的消失上。因此，波包收縮中干涉項的消失是由互斥的測量導致的由一種描述向互補的另一種描述的轉換造成的，而波包收縮中由對許多可能值的預言到其中一個(gè)值的實(shí)現的波函數的變化，只是預言條件的變化引起的統計預言的變化，而不對應客體本身的狀態(tài)變化。
由此可見(jiàn)，在測量的波包收縮過(guò)程中，引起客體狀態(tài)變化的是不同的測量的實(shí)驗條件和它們對客體的不同類(lèi)型的作用，關(guān)于客體知識的變化引起的是對客體的統計預言條件的變化，而不是客體本身的狀態(tài)變化，所以，這里沒(méi)有任何主體的作用，也不需要引入主體意識的最后一瞥。馮．諾意曼之所以需要引入人的最后一瞥，是因為他把儀器在測量中的作用當作一個(gè)純粹的量子客體，而沒(méi)有看到在儀器身上所必須兼有的使確定的觀(guān)察結果和經(jīng)典概念的適當運用成為可能的特性，這樣一來(lái)，就象馮氏所分析的那樣，我們的觀(guān)察和描述就必然要無(wú)限后退，直至求助于意識的最后一瞥。
當然，從量子現象的普遍性上講，儀器也與微觀(guān)客體一樣具有量子性，但量子性又必須通過(guò)我們的宏觀(guān)觀(guān)察和經(jīng)典概念來(lái)觀(guān)察和描寫(xiě)，所以，儀器又是認識的一個(gè)邏輯起點(diǎn)，它必須能夠直接被觀(guān)察且能用經(jīng)典概念進(jìn)行描述。只有這樣我們才能通過(guò)儀器來(lái)觀(guān)察和描述微觀(guān)客體。儀器的這種既是量子客體又是宏觀(guān)客體的二重性是互補描述的基礎。我們的認識必須從直接觀(guān)察和由這種觀(guān)察而定義的概念開(kāi)始，但又必須對超出這種直接觀(guān)察和日常概念框架的新現象進(jìn)行邏輯一致的描述，這就必然導致概念框架和描述方式的改變。如果沒(méi)有儀器的直接可觀(guān)察性，就不能得到任何微觀(guān)客體的經(jīng)驗、現象和可描述的東西，而如果沒(méi)有儀器與客體的一致性，儀器也就不可能對客體的信息進(jìn)行反映記錄，所以，儀器的二重性是認識微觀(guān)客體的必然要求。這并不會(huì )引起宏微分界問(wèn)題（即把世界分為宏觀(guān)和微觀(guān)兩個(gè)截然分裂的世界的問(wèn)題），而只意味著(zhù)一個(gè)可直接認識，而另一個(gè)則需借助于宏觀(guān)儀器的觀(guān)察，因為量子性是客觀(guān)物體具有的普遍特性，只是由于這種特性超出了日常概念的理解范圍而必須借助于對日常概念的修正來(lái)達到對它的理解。量子性的認識特殊性并不在于它的微觀(guān)尺度，而在于它的非連續的、個(gè)體的觀(guān)察條件與我們建立日常概念時(shí)的連續的、無(wú)限可分的觀(guān)察條件不同，這種不同就需要我們對各概念的適用條件和相互關(guān)系進(jìn)行修正。實(shí)際上，宏觀(guān)客體的觀(guān)察也一樣需要借助于我們建立概念時(shí)的觀(guān)察，這里不是宏觀(guān)微觀(guān)的不同，也沒(méi)有二者的截然分界，只有所描述現象在多大程度上與我們建立概念的觀(guān)察條件的符合程度的不同，所以，微觀(guān)描述一方面是對經(jīng)典描述的修正，一方面又以經(jīng)典概念為基礎，這不是一個(gè)邏輯矛盾，而是意味著(zhù)微觀(guān)描述必須以可直接理解的經(jīng)典概念為起點(diǎn)，通過(guò)對這些概念在新的觀(guān)察條件下適用程度和相互關(guān)系的修正來(lái)達到對微觀(guān)現象的合理描述，這不是互補性詮釋的矛盾，而是理解量子概念與經(jīng)典描述的矛盾所必需的。
對于企圖用量子理論來(lái)描述測量過(guò)程以求得到一個(gè)統一的描述的做法，互補性詮釋認為是不會(huì )有結果的。因為我們對微觀(guān)現象的觀(guān)察和描述必須借助于我們的日常的觀(guān)察和概念，而這種觀(guān)察和概念建立的條件是無(wú)法形式化的。
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