量子力学回顾

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1、量子力学—过去现在未来“正统”与“异端”的大PK你方唱罢我登场的角斗场问大地苍茫，谁主沉浮？1前言自从量子理论诞生以来，围绕着它的解释一直存在着争论。其争论的主要焦点在于对正统观点的不满足，以及对其理论上的缺陷的弥补和完善。量子力学到今天仍在蓬勃地发展，离不开这些反对者们的探索工作，他们的贡献也同样是应该被铭记的。本讲座将就80多年来对量子力学的不同解释作一简要回顾，希望能对同学们全面地、深刻地理解量子力学起到一定的作用。2量子力学—过去现在未来“正统”与“异端”的大PK你方唱罢我登场的角斗场问大地苍茫

2、，谁主沉浮？3一、“正统”与“异端”的大PK1927年是量子理论发展史上重要的一年，量子力学中的哥本哈根解释正式形成，成为以后八十年来在量子帝国中占据统治地位的“哥本哈根王朝”的开端。Bohr，《量子公设和原子理论新进展》，1927哥本哈根学派三大理论基础——Bohn的几率波解释Heisenberg的不确定度关系Bohr的互补原理1927年第五届索尔维会议1、哥本哈根王朝的建立42、抵抗运动的兴起Einstein语录：“人们应该为它的成功而感到羞愧,因为它是根据耶稣会的格言‘不可让你的左手知道你右手所做

3、的事’而获得的。”——1919年致玻恩“在那种情况下，我宁愿做一个补鞋匠，或者甚至做一个赌场中的雇员，而不愿意做一个物理学家。”——1924年致玻恩“海森堡—狄拉克的理论我固然不得不钦佩，但是我却闻不到真理的气味。”——1926年致索末菲“量子力学固然是堂皇的，可是有一种内在的声音告诉我，它还不是事物的真谛所在。该理论虽然富有成果，但是却几乎没有在接近古老的神秘方面使我们更进一步。无论如何，我坚信：上帝不玩骰子。”——1926年致玻恩5VS3、第一次索尔维会战（1927）61927第五届索尔维会议德布罗

4、意的导波理论薛定谔：”真实的系统是一个处于所有可能状态的经典系统的复合系统，它通过将ΨΨ*作为权重函数而获得。”爱因斯坦：“认为

5、Ψ

6、2是表示一个粒子存在于完全确定的地方的几率，这样的一种解释（即正统解释）就必须以完全特殊的超距作用为前提，从而不允许连续分布在空间中的波同时在胶片的两个部分表现出自己的作用。”玻尔等人的反击74、第二次索尔维会战（1930）Einstein&Bohr8玻尔的回答：引力红移效应爱因斯坦光子箱91930年第6届索尔维会议卢瑟福回忆：“我将永远不会忘记他们两个离开会场的情形：爱

7、因斯坦，一个高大的形象，平静地走着，还带着一点讥讽的微笑，而玻尔则沮丧地跟在他的旁边。……第二天上午就迎来了玻尔的胜利。”105、争论目标的转移与战争的长期化A.Einstein,B.Podolsky&N.Rosen,“Canquantummechanicaldescriptionofphysicalrealitybeconsideredcomplete?”1935完备性：必要条件：物理实在的每一要素在理论中要有对应部分充分条件：不干扰这个体系而能对它做确定测量11EPR问题的反响：薛定谔：“我非常高兴

8、，你刚刚发表的文章已经明显地抓住了独断的量子力学的小辫子。”罗森菲尔德：“当玻尔听到我报告爱因斯坦的论证后，马上放下所有的工作说，我们要立刻澄清这个误解。”玻尔:“量子力学是一个和谐的数学形式体系，它的预测与微观领域的实验结果符合得很好。既然一个物理理论的预测都能够被实验所证实，而且实验又不能得出比理论更多的东西，那么，我们还有什么理由对这个理论提出更高的完备性要求呢？……因此，从它自身逻辑的相容性以及与经验符合的程度来看，量子力学是完备的。”12薛定谔猫的出笼（1935）13爱因斯坦致薛定谔：“海森堡

9、—玻尔的绥靖哲学——或绥靖宗教？——是如此精心策划的，使它得以向那些信徒暂时提供一个舒适的软枕。那种人不是那么容易从这个软枕上惊醒的，那就让他们躺着吧。”14薛定谔晚年的总结：“除了几人以外（例如爱因斯坦、劳厄），其余的理论物理学家都是纯粹的笨人，而我是惟一活下来的健全的人。那个日夜折磨我们的伟大的难题就是波粒二象性。……互补性只是一个轻率的口号，如果我不是完全确信这个人（玻尔）是诚实的，并且真的相信他的口号，我不能说理论是适当的，我将认为它在学术上是不道德的。”——1959年致辛格15量子力学—过去现

10、在未来“正统”与“异端”的大PK你方唱罢我登场的角斗场问大地苍茫，谁主沉浮？16二、你方唱罢我登场的角斗场创始人DavidBohm1952年提出主要观点：粒子仍然是沿着精确的连续轨迹运动的，只是这条轨迹不仅由通常的力决定，还受着量子势的影响。量子势由波函数产生，它通过提供关于整个环境的能动信息来引导粒子运动。波函数被看作是一种存在于数学配置空间中的物理场，永不坍缩，而粒子则由波函数引导进行连续运动，同时具有确定的位置和速度。在对测量的看法上