量子力學(xué)的交易解釋可能性的實(shí)在性

Ruth+E.+Kastner

20世紀(jì)初由一大批杰出物理學(xué)家創(chuàng)立的量子力學(xué)描寫(xiě)微觀現(xiàn)象的基本規(guī)律，它與相對(duì)論一起被認(rèn)為是現(xiàn)代物理的兩大基石。迄今，許多迅速發(fā)展的物理理論，甚至一些新的學(xué)科領(lǐng)域都是在量子力學(xué)的基礎(chǔ)上形成或建立起來(lái)的。從來(lái)沒(méi)有任何一種物理理論像量子力學(xué)那樣對(duì)于人類的科學(xué)與技術(shù)具有如此巨大的影響力。它的計(jì)算精度、預(yù)言能力和應(yīng)用范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們的想象，達(dá)到了驚人的水平，因此受到了極大的關(guān)注。但是極為奇怪的是，這個(gè)理論從創(chuàng)立以來(lái)就具有許多極其費(fèi)解的奇異特性。一百多年以來(lái)它的許多奧秘一直得不到公認(rèn)的與合理的解釋。

量子力學(xué)解釋遇到的困難，通常包括：數(shù)學(xué)形式的抽象、明顯的非決定論；測(cè)量的不可逆性；測(cè)量中觀察者的作用；制備與測(cè)量的區(qū)分；在相隔遙遠(yuǎn)的客體之間的關(guān)聯(lián)；波粒二象性的疑團(tuán)等等。將近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，已經(jīng)發(fā)展出幾十種解釋，各有優(yōu)劣，爭(zhēng)論異常激烈。其中長(zhǎng)期以來(lái)占據(jù)統(tǒng)治地位的是由波爾和海森堡于1927年提出來(lái)并逐漸發(fā)展起來(lái)的所謂哥本哈根解釋，幾乎成為了標(biāo)準(zhǔn)解釋。這種解釋的最大問(wèn)題在于它的反實(shí)在性，因而受到許多質(zhì)疑和反對(duì)。本書(shū)所建議的“交易解釋”（TI）正是針對(duì)這一要害建立的。它是1986年由J. G. Cramer 受到WheelerFeynman的光的吸收理論的啟發(fā)而首創(chuàng)的。其基本觀點(diǎn)認(rèn)為一個(gè)量子事件是由于超前波與推遲波的一種“牽手”，完成一種“交易”形成的。它明顯是一種非定域的解釋，與最近關(guān)于檢驗(yàn)Bell不等式的實(shí)驗(yàn)自洽，同時(shí)又能夠滿足相對(duì)論的協(xié)變性和因果規(guī)律。本書(shū)作者接受并推廣了這種解釋，在書(shū)中詳細(xì)地把這種解釋與哥本哈根解釋進(jìn)行了比較，特別強(qiáng)調(diào)了對(duì)于所謂的一些佯謬的不同處理。這種解釋最大的優(yōu)勢(shì)在于可以把量子力學(xué)波函數(shù)解釋為在空間真實(shí)傳播的物理的波，而不是像哥本哈根解釋中認(rèn)為的只是人們知識(shí)的數(shù)學(xué)表示。它對(duì)于波函數(shù)的復(fù)數(shù)特性以及所謂的“扁縮”給出了清楚的理解。同時(shí)對(duì)于量子力學(xué)解釋與量子力學(xué)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的關(guān)系進(jìn)行了深入的討論。作者認(rèn)為這種解釋會(huì)給量子力學(xué)解釋中長(zhǎng)期存在的許多困難問(wèn)題的解決提供希望。

全書(shū)內(nèi)容分成九章，它們分別為：1.導(dǎo)言：量子特性；2. 示意圖對(duì)版圖；3. 原始的TI：基礎(chǔ)；4. 新的TI：可能主義者交易解釋（PTI）；5. 挑戰(zhàn)、答復(fù)和應(yīng)用；6. PTI和相對(duì)論；7. PTI中可能性的形而上學(xué)；8. PTI 和“時(shí)空”；9. 后記：超越視覺(jué)。

本書(shū)是一部關(guān)于量子力學(xué)解釋問(wèn)題的學(xué)術(shù)專著，代表了當(dāng)前有一定影響的一派主張，當(dāng)然也有不少對(duì)于該觀點(diǎn)的質(zhì)疑，因此，尚不能認(rèn)為是一種完整的成熟觀點(diǎn)。讀懂該書(shū)需要有較高深的量子力學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)和對(duì)于各種量子力學(xué)解釋的深入了解。對(duì)于物理學(xué)和自然科學(xué)的哲學(xué)問(wèn)題感興趣的研究人員和研究生，這是一部值得一讀的參考書(shū)。

丁亦兵，教授

（中國(guó)科學(xué)院大學(xué)）endprint