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玻爾在量子力學中的奠基性、引領性貢獻不用多說,而把被觀察的物件和觀察著的主體作為一種完備的描述,感覺是有違於現在對微觀世界的矛盾的表述,難道這是量子力學本身所掲示的“和諧並統一”?
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  • 1 # 愛較真的戴老師

    量子力學對於波粒二象性理論,在解決問題的時候,什麼時候用波合適,什麼時候用粒子恰當,如何能較好地使用波粒二象性理論,1927年。玻爾提出了互補原理,有時又譯為並協原理。互補原理。即兩者互相補充,不可偏廢。

    玻爾互補原理的兩點主要思想:

    1.用波、粒子同時描述問題時是互斥的

    玻爾的互補原理首先來自對波粒兩象性的看法。玻爾認為,既然光和粒子都有波粒兩象性,而波性和粒子性又決不會在同一測量中同時出現,那麼,波和粒子這兩種(經典的)概念在描述微觀現象時就是互斥的;

    2.用波、粒二象性解釋實驗時不直接衝突,但又都不可缺少,兩者互補

    既然波和粒子這兩種形象不能同時存在,它們就不會在同一實驗中直接衝突。但這兩種概念在描述微觀現象、解釋實驗時又都是不可缺少的;企圖扔掉哪一個都不行,在這種意義上它們就是“互補的”,或“並協的”。

    互補原理的概括敘述——一些經典概念的應用不可避免地將排除另一些經典概念的應用,而這“另一些經典概念”在另一些條件下又是描述現象所不可缺少的;必須而且只需將所有這些既互斥、又互補的概念彙集在一起,才能而且定能形成現象的詳盡無遺的描述。

    玻爾為了闡明他提出的互補原理,經常舉拋擲銀幣這個簡單易懂的例子,銀幣有正、反兩面,在拋擲落下後,任意時刻我們只能看到其中一面,不能同時看到兩個面,而只有當銀幣正、反兩面都被看到後,才能說我們對這個銀幣有了較完整的認識。拍銀幣照片,某次只能拍(用)其一面,不可能用兩面。

    後來,玻爾以陰陽太極圖(見圖)作為哥派的族徽,上面寫有拉丁語“對立即互補”,以標示這貌似簡單、實為詭秘的互補原理。看來,玻爾對來自東方的神秘理論,中國太極圖的陰陽相生相剋理論也有著深深的興趣。

  • 2 # 安茲烏拉恭

    我剛看到這個問題才知道原來這個叫互補性。先感謝下題主。

    把觀察者放到系統中來考慮,是很有必要的。

    觀察既然是必要的,那觀察者也是了。因為觀測主要是探測器和被觀測物件發生相互作用。這個也要記錄的。比如凝聚態裡有個概念,叫響應,就是你打一下它然後看看它的反應。必須要打。

    觀測者參與到系統裡來有時候會起到關鍵作用。我看到一些量子力學有關的研究,會專門考慮我這個系統裡的探測器是什麼。這方面我不太懂我舉個我熟悉的例子。

    比如說我們探測到了一個光子,是因為光子和我們的探測器發生了作用。探測器有最低光子能量解析度的問題。這個最低能量解析度的存在目前被解釋量子電動力學的紅外發散問題。

    再比如全同性性原理吧。因為我們能觀測到的電子的屬性都一樣,那電子就是一樣的。這個原理導致的統計結果確實是和非全同粒子不一樣的。

    再比如,對於量子色動力學,由於目前還沒有能觀測獨立存在的夸克,膠子,也就造成一個問題,第一性原理計算時,初態末態都是夸克膠子,而實驗中只能看到強子。於是計算的時候不得不考慮強子束縛態的影響。量子色動力學比較難搞的地方就在這裡。

    還有很多例子,再比如有一套理論可以把相互作用換成交換一個準玻色子,這個叫做Hubbard St什麼的名字我忘了變換。這個計算的技巧也利用到了這一點。實際上描述系統的拉氏量並不同。但它們的配分函式是相同的。這就好比打個比方,你有兩個盒子,盒子有兩個按鈕調節兩個引數。一個盒子的引數是0.1和0.4,另一個盒子是0.2和0.3。你所有可以觀測到的東西只和兩個引數之和有關,那這兩個盒子就是一模一樣的。

    這樣的例子一抓一大把。

    這幾個例子可以看出,必須考慮觀測者,或者換句話說,必須考慮什麼是可觀測量,這的確會對理論的結果有影響。而且這些理論得到的結果都是能去實驗裡看的。

    最新的量子力學裡,也出現了無相互作用測量的概念。不過我想,最本質的東西還是沒變。就是下面這些

    首先,一個理論裡什麼是可觀測量先定出來。

    然後,如果理論計算的可觀測量和實際觀測符合,那就是對的。後面頂多再修正,不存在推翻什麼的。

    最後,對於不可觀測的東西,沒必要爭論,那是純思辨的,不是科學。

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