哥本哈根詮釋:修订间差异

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哥本哈根詮釋主要是由[[尼爾斯·波耳]]和[[維爾納·海森堡]]于1927年在丹麥[[哥本哈根]]合作研究时共同提出的。此詮釋延伸了由德国数学家、物理学家[[馬克斯·玻恩]]所提出的[[玻恩定則|波函数的機率表述]],之后发展为著名的[[不确定性原理]]。他們所提的詮釋嘗試要對一些量子力學所帶來的複雜問題提出回答,比如[[波粒二象性]]以及[[量子測量|測量問題]]。此后,量子理论中的概率特性便不再是猜想,而是作为一条定律而存在了。量子论以及这条詮釋在整个自然科学以及哲学的发展和研究中都起着非常显著的作用。
哥本哈根詮釋主要是由[[尼爾斯·波耳]]和[[維爾納·海森堡]]于1927年在丹麥[[哥本哈根]]合作研究时共同提出的。此詮釋延伸了由德国数学家、物理学家[[馬克斯·玻恩]]所提出的[[玻恩定則|波函数的機率表述]],之后发展为著名的[[不确定性原理]]。他們所提的詮釋嘗試要對一些量子力學所帶來的複雜問題提出回答,比如[[波粒二象性]]以及[[量子測量|測量問題]]。此后,量子理论中的概率特性便不再是猜想,而是作为一条定律而存在了。量子论以及这条詮釋在整个自然科学以及哲学的发展和研究中都起着非常显著的作用。


哥本哈根詮釋給了量子系統的量子行為一個精簡又易懂的解釋。1997年,在一場量子力學研討會上,舉行了一個關於詮釋論題的意向調查<ref>[http://arxiv.org/abs/quant-ph/9709032v1 {{Wayback|url=http://arxiv.org/abs/quant-ph/9709032v1 |date=20200606170641 }} Tegmark, M. (1997), The Interpretation of Quantum Mechanics: Many Worlds or Many Words?</ref>,根據這調查的結果,超過半數的物理學家對哥本哈根詮釋感到滿意;第二多的是[[多世界詮釋]]。雖然當前的傾向顯示出其它的詮釋也具有相當的競爭力,但在20世紀期間,大多數的物理學家都願意接受哥本哈根詮釋。
哥本哈根詮釋給了量子系統的量子行為一個精簡又易懂的解釋。1997年,在一場量子力學研討會上,舉行了一個關於詮釋論題的意向調查<ref>[http://arxiv.org/abs/quant-ph/9709032v1 Tegmark, M. (1997), The Interpretation of Quantum Mechanics: Many Worlds or Many Words?</ref>,根據這調查的結果,超過半數的物理學家對哥本哈根詮釋感到滿意;第二多的是[[多世界詮釋]]。雖然當前的傾向顯示出其它的詮釋也具有相當的競爭力,但在20世紀期間,大多數的物理學家都願意接受哥本哈根詮釋。


== 概論 ==
== 概論 ==
由於哥本哈根詮釋是由幾位物理學家的觀點共同構成,所以哥本哈根詮釋並不是一句話就可以概括的<ref>事實上,對於量子力學的數學表述的了解,波耳和海森堡從來沒有完全達成共識。他們也從來沒有使用哥本哈根詮釋這術語來總括他們的想法。曾經有一次,對於海森堡的更主觀的詮釋,波耳並不贊同,因此試著與之保持距離。[http://plato.stanford.edu/entries/qm-copenhagen/ Stanford Encyclopedia of Philosophy] {{Wayback|url=http://plato.stanford.edu/entries/qm-copenhagen/ |date=20190429122253 }}</ref>。著名的以色列物理學家[[艾雪·佩雷斯]]在一篇論文中特別提到,有兩位物理學家對哥本哈根詮釋給予了天壤之別的定義<ref>哥本哈根詮釋的各種不同版本,似乎不少於使用哥本哈根詮釋這術語的人,也許可能更多。例如,在兩篇關於基礎量子力學的權威性論文裏,{{lang|en|Ballentine}} (1970) 與 {{lang|en|Stapp}} Stapp(1972) 給予了“哥本哈根詮釋”完全不同的定義。 A. Peres, ''Popper's experiment and the Copenhagen interpretation'', Stud. History Philos. Modern Physics 33 (2002) 23, [http://www.arxiv.org/abs/quant-ph/9910078 preprint] {{Wayback|url=http://www.arxiv.org/abs/quant-ph/9910078 |date=20200911101014 }}</ref>。
由於哥本哈根詮釋是由幾位物理學家的觀點共同構成,所以哥本哈根詮釋並不是一句話就可以概括的<ref>事實上,對於量子力學的數學表述的了解,波耳和海森堡從來沒有完全達成共識。他們也從來沒有使用哥本哈根詮釋這術語來總括他們的想法。曾經有一次,對於海森堡的更主觀的詮釋,波耳並不贊同,因此試著與之保持距離。[http://plato.stanford.edu/entries/qm-copenhagen/ Stanford Encyclopedia of Philosophy] </ref>。著名的以色列物理學家[[艾雪·佩雷斯]]在一篇論文中特別提到,有兩位物理學家對哥本哈根詮釋給予了天壤之別的定義<ref>哥本哈根詮釋的各種不同版本,似乎不少於使用哥本哈根詮釋這術語的人,也許可能更多。例如,在兩篇關於基礎量子力學的權威性論文裏,{{lang|en|Ballentine}} (1970) 與 {{lang|en|Stapp}} Stapp(1972) 給予了“哥本哈根詮釋”完全不同的定義。 A. Peres, ''Popper's experiment and the Copenhagen interpretation'', Stud. History Philos. Modern Physics 33 (2002) 23, [http://www.arxiv.org/abs/quant-ph/9910078 preprint] </ref>。


哥本哈根詮釋包含了幾個重要的观点。
哥本哈根詮釋包含了幾個重要的观点。
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哥本哈根詮釋不認為波函數除了抽象的概念以外有任何真實的存在。至少,對於波函數是否是一個獨立,可區別的實體的整體或一部分,哥本哈根詮釋都不做任何表態。
哥本哈根詮釋不認為波函數除了抽象的概念以外有任何真實的存在。至少,對於波函數是否是一個獨立,可區別的實體的整體或一部分,哥本哈根詮釋都不做任何表態。


有些物理學家主張,哥本哈根詮釋的客觀版本允許真實的波函數。但是,這觀點是否與[[實證主義]]相符合,是否與波耳的論點相符合,還是個問號。[[尼爾斯·波耳]]強調,科學只注重實驗結果的預測,任何其它額外的命题都是不科學的,屬於玄學範圍。波耳深深地受到實證主義影響。換個方面,波耳和海森堡兩個人的見解也不完全相同。有些時候,他們的觀點有相當大的分歧。特別地,海森堡非常傾向[[實在論]]<ref>海森堡試著將量子理論的基礎,完全建立於可以觀察的物理量,像光譜線強度,除去所有倚賴直覺的概念,像粒子在時間-空間的軌道。可是,隨著不確定原理的發表,他的態度有了180度的轉變。他提出一個驚人的觀點,[[不確定原理]]決定什麼可以被觀察到,什麼不可以被觀察到。他從[[實證主義]]到[[實演主義]] ({{lang|en|operationalism}}) 的轉變,可以被理解為對於薛丁格波動力學的出現的一個反應。薛丁格波動力學,因為它的直覺性,受到物理學家熱烈的歡迎。因此,海森堡在他的一篇論文的題目裏,也放入直覺這名詞。[http://arxiv.org/abs/quant-ph/0210152v1 Kiefer, C. ''On the interpretation of quantum theory – from Copenhagen to the present day''] {{Wayback|url=http://arxiv.org/abs/quant-ph/0210152v1 |date=20200606170341 }}</ref>。
有些物理學家主張,哥本哈根詮釋的客觀版本允許真實的波函數。但是,這觀點是否與[[實證主義]]相符合,是否與波耳的論點相符合,還是個問號。[[尼爾斯·波耳]]強調,科學只注重實驗結果的預測,任何其它額外的命题都是不科學的,屬於玄學範圍。波耳深深地受到實證主義影響。換個方面,波耳和海森堡兩個人的見解也不完全相同。有些時候,他們的觀點有相當大的分歧。特別地,海森堡非常傾向[[實在論]]<ref>海森堡試著將量子理論的基礎,完全建立於可以觀察的物理量,像光譜線強度,除去所有倚賴直覺的概念,像粒子在時間-空間的軌道。可是,隨著不確定原理的發表,他的態度有了180度的轉變。他提出一個驚人的觀點,[[不確定原理]]決定什麼可以被觀察到,什麼不可以被觀察到。他從[[實證主義]]到[[實演主義]] ({{lang|en|operationalism}}) 的轉變,可以被理解為對於薛丁格波動力學的出現的一個反應。薛丁格波動力學,因為它的直覺性,受到物理學家熱烈的歡迎。因此,海森堡在他的一篇論文的題目裏,也放入直覺這名詞。[http://arxiv.org/abs/quant-ph/0210152v1 Kiefer, C. ''On the interpretation of quantum theory – from Copenhagen to the present day''] </ref>。


即使波函數不被視為真實的,也仍舊可以找到至少兩派意見不同的物理學家,主觀派認為波函數只是一個計算實驗機率的數學工具,沒有別的意義。[[不可知主義|不可知派]]則認為波函數是不可知的,對於波函數不表示任何態度。
即使波函數不被視為真實的,也仍舊可以找到至少兩派意見不同的物理學家,主觀派認為波函數只是一個計算實驗機率的數學工具,沒有別的意義。[[不可知主義|不可知派]]則認為波函數是不可知的,對於波函數不表示任何態度。
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最近幾年,關於這問題的解答,物理學家有相當大的進展。在這裏,不能詳細說明。稍微提示一點應該就足夠了。波耳和愛因斯坦都沒有聚焦於真正的問題。哥本哈根詮釋明顯地可以解釋量子系統的量子行為。但是,哥本哈根詮釋並沒有達成解釋的任務,那就是,應用波函數演化的確定性方程式(薛丁格方程式)於觀察者和他們的儀器。量子力學的機率性並不是難處,必須試著與之共存。真正的難處是量子力學的確定性,更精確地說,量子力學將機率的詮釋與確定的動力學結合在一起。|Steven Weinberg|Physics Today, Nov. 2005, p. 31}}
最近幾年,關於這問題的解答,物理學家有相當大的進展。在這裏,不能詳細說明。稍微提示一點應該就足夠了。波耳和愛因斯坦都沒有聚焦於真正的問題。哥本哈根詮釋明顯地可以解釋量子系統的量子行為。但是,哥本哈根詮釋並沒有達成解釋的任務,那就是,應用波函數演化的確定性方程式(薛丁格方程式)於觀察者和他們的儀器。量子力學的機率性並不是難處,必須試著與之共存。真正的難處是量子力學的確定性,更精確地說,量子力學將機率的詮釋與確定的動力學結合在一起。|Steven Weinberg|Physics Today, Nov. 2005, p. 31}}


在量子[[宇宙論]]領域裡,關於量子系統的測量問題,假若採取經典方法來處理,會遇到更嚴峻的困難。因為,在這裏,量子系統就是宇宙<ref>由於所有的觀察者都自然地處於宇宙的範圍以內,物理學家必須想出一種量子理論的詮釋,而這詮釋在最基本的層級絕對不能涉及經典領域。[http://arxiv.org/abs/quant-ph/0210152v1 Kiefer, C. On the interpretation of quantum theory from Copenhagen to the present day] {{Wayback|url=http://arxiv.org/abs/quant-ph/0210152v1 |date=20200606170341 }}</ref>。
在量子[[宇宙論]]領域裡,關於量子系統的測量問題,假若採取經典方法來處理,會遇到更嚴峻的困難。因為,在這裏,量子系統就是宇宙<ref>由於所有的觀察者都自然地處於宇宙的範圍以內,物理學家必須想出一種量子理論的詮釋,而這詮釋在最基本的層級絕對不能涉及經典領域。[http://arxiv.org/abs/quant-ph/0210152v1 Kiefer, C. On the interpretation of quantum theory from Copenhagen to the present day] </ref>。


== 別種詮釋 ==
== 別種詮釋 ==
第110行: 第110行:
* H. Margeneau, The Nature of Physical Reality, McGraw-Hill 1950
* H. Margeneau, The Nature of Physical Reality, McGraw-Hill 1950
* M. Chown, Forever Quantum, New Scientist No. 2595 (2007) 37.
* M. Chown, Forever Quantum, New Scientist No. 2595 (2007) 37.
* T. Schürmann, A Single Particle Uncertainty Relation, Acta Physica Polonica B39 (2008) 587. [http://th-www.if.uj.edu.pl/acta/vol39/pdf/v39p0587.pdf]{{Wayback|url=http://th-www.if.uj.edu.pl/acta/vol39/pdf/v39p0587.pdf |date=20080906182653 }}
* T. Schürmann, A Single Particle Uncertainty Relation, Acta Physica Polonica B39 (2008) 587. [http://th-www.if.uj.edu.pl/acta/vol39/pdf/v39p0587.pdf]
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== 外部連結 ==
== 外部連結 ==
* [http://plato.stanford.edu/entries/qm-copenhagen 《史丹佛哲學百科全書》的哥本哈根詮釋]{{Wayback|url=http://plato.stanford.edu/entries/qm-copenhagen |date=20201220071115 }}
* [http://plato.stanford.edu/entries/qm-copenhagen 《史丹佛哲學百科全書》的哥本哈根詮釋]
* [http://plato.stanford.edu/entries/qm-copenhagen Copenhagen Interpretation (''Stanford Encyclopedia of Philosophy'')]{{Wayback|url=http://plato.stanford.edu/entries/qm-copenhagen |date=20201220071115 }}
* [http://plato.stanford.edu/entries/qm-copenhagen Copenhagen Interpretation (''Stanford Encyclopedia of Philosophy'')]
* [https://web.archive.org/web/20051124135047/http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Quantum/bells_inequality.html Physics FAQ section about Bell's inequality]
* [https://web.archive.org/web/20051124135047/http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Quantum/bells_inequality.html Physics FAQ section about Bell's inequality]
* [http://www.benbest.com/science/quantum.html The Copenhagen Interpretation of Quantum Mechanics]{{Wayback|url=http://www.benbest.com/science/quantum.html |date=20201204192518 }}
* [http://www.benbest.com/science/quantum.html The Copenhagen Interpretation of Quantum Mechanics]
* [https://web.archive.org/web/20041204175135/http://irims.org/quant-ph/030503/ Preprint of Afshar Experiment]
* [https://web.archive.org/web/20041204175135/http://irims.org/quant-ph/030503/ Preprint of Afshar Experiment]