算,就会得到通过缝的粒子的动量是围绕平均动量p,范围大致是h/(2△x)范围中的动量 值。人们把这个关系式叫做海森堡测不准关系。这样一来,在量子力学的观念看来,粒子的 位置和动量是不可能同时确定的,位置愈加确定,动量便愈加不确定,反过来也是一样。进 一步的分析表明这个观念其实是普适的,不仅仅是动量和位置,其它的物理量(可以观测到 的,用来表征这个物理对象的运动状态的量)也是一样。按量子力学,任何一个物理量都是 不可能准确地测定的。而且,总是有一个和它对应的物理量,物理学家把两者叫做一对共轭 的量,如果你希望把其中一个愈加确定,与它共轭的另一个就愈加不确定,两者的不确定度 都满足类似于海森堡测不准关系。波尔把这样一个普遍的特点叫做互补原理,他认为这是自 然界的一个普遍原理 量子力学的基本方程是薛定格方程,但薛定格方程能告诉人们的只是表征物理对象的物 理量出现的几率,不是物理量的精确值。如果我们把物理量出现在哪个值,比如说,电子打 在为探测电子的位置的一块照相板上的某一处,叫做出现一个事件,那么求解薛定格方程能 告诉人们的只是出现某一事件的几率,而不能告诉人们是否一定出现这个事件。所以,薛定 格方程就和牛顿力学的方程的物理观念完全不一样了。 而且,更为不同的,薛定格方程解出来的是波函数,波函数的振幅的平方才是几率,所 以物理学家把波函数的值叫做几率振幅,而不是几率。这样一来,量子力学处理几率的观念 也和前面讲到的经典物理接受的几率完全不同。在传统的几率论中,用两种不同的途径实现 同一事件的几率,是等于每条途径实现这个事件的几率的和。而量子力学则不同,用两种不 同的途径实现同一事件的几率振幅等于每条途径实现这个事件的几率振幅的和。这个不同也 带来非常严重的区别。 所以,连对量子理论的建立作出了巨大贡献的爱因斯坦也不能接受这点。他说:“上帝 不是掷骰子!”。终其一生,他都不认为量子力学是一个完全的理论,他认为一个完全的理论 应该是和牛顿力学那样,应该是完全决定论的。一个不能完全确定地预言过程的结果的理论 不应该是最基本的理论,就像在前面讲到的孟德尔的实验一样,只讲各种性状的豌豆交配的 结果的几率的规律,而没认识到在这些几率规律背后的基因学说,就不是完全的、基本的理 论 在很长时间内,有人认为,量子力学的统计性(几率性)是描写大量粒子的,是由于某 种不知道的作用的缘故,使得大量粒子的运动具有某种统计的结果。对每一个粒子而言,还 是应该和牛顿力学的观念一样的,是完全确定的。但随着实验方法的改进,证明这个看法是 不对的:拿粒子的衍射实验说,科学家曾经尝试过,用非常弱的粒子流来做这个实验,比如 说,在做双缝衍射实验时,光束或电子束的强度(单位时间射来的光子或电子数)弱到这样 的程度,使得几乎没有可能同时两个或两个以上光子或电子通过衍射屏;结果只要积累足够 长时间,还是看到双缝衍射图象;科学家们再设计一个开关装置,它交替地在每个粒子通过 时,会关住其中一个缝,最后看到是就两个单缝衍射图的叠加,而不是双缝衍射图像,好像 粒子通过一个狭缝时,也会看见另一个狭缝到底是关着的还是开着的似的。所以,实验已经 非常明确的回答:即使只是一个粒子,也是有波动性和粒子性的统一,量子力学波函数的统 计解释并非是对大量粒子的结果 也有的科学家对这个问题更深入的提出问题:他们认为量子力学实质上类似于没有提 出基因理论以前的遗传学,在更深的层次,会有一个符合牛顿精神的理论,这个理论应该是 完全决定论的。有人把这叫做隐参数理论。爱因斯坦实际上是这样想的,而提出粒子是波的 德布罗意也是这样想的,他甚至在上世纪50-60年代,还和他的合作者提出过一些遵循这 种思路的具体的方案。到七十年代,英国物理学家贝尔提出可以用实验来论证有没有这样做 的可能?他在几个相当普遍的条件下,导出一个关系式,如果实验能证明这个关系不能成立, 就不会有可能找到这样的深层次的符合经典物理的决定论要求的理论。80年代初,几个研 66 算，就会得到通过缝的粒子的动量是围绕平均动量 p，范围大致是 h/（2△x）范围中的动量 值。人们把这个关系式叫做海森堡测不准关系。这样一来，在量子力学的观念看来，粒子的 位置和动量是不可能同时确定的，位置愈加确定，动量便愈加不确定，反过来也是一样。进 一步的分析表明这个观念其实是普适的，不仅仅是动量和位置，其它的物理量（可以观测到 的，用来表征这个物理对象的运动状态的量）也是一样。按量子力学，任何一个物理量都是 不可能准确地测定的。而且，总是有一个和它对应的物理量，物理学家把两者叫做一对共轭 的量，如果你希望把其中一个愈加确定，与它共轭的另一个就愈加不确定，两者的不确定度 都满足类似于海森堡测不准关系。波尔把这样一个普遍的特点叫做互补原理，他认为这是自 然界的一个普遍原理。 量子力学的基本方程是薛定格方程，但薛定格方程能告诉人们的只是表征物理对象的物 理量出现的几率，不是物理量的精确值。如果我们把物理量出现在哪个值，比如说，电子打 在为探测电子的位置的一块照相板上的某一处，叫做出现一个事件，那么求解薛定格方程能 告诉人们的只是出现某一事件的几率，而不能告诉人们是否一定出现这个事件。所以，薛定 格方程就和牛顿力学的方程的物理观念完全不一样了。 而且，更为不同的，薛定格方程解出来的是波函数，波函数的振幅的平方才是几率，所 以物理学家把波函数的值叫做几率振幅，而不是几率。这样一来，量子力学处理几率的观念 也和前面讲到的经典物理接受的几率完全不同。在传统的几率论中，用两种不同的途径实现 同一事件的几率，是等于每条途径实现这个事件的几率的和。而量子力学则不同，用两种不 同的途径实现同一事件的几率振幅等于每条途径实现这个事件的几率振幅的和。这个不同也 带来非常严重的区别。 所以，连对量子理论的建立作出了巨大贡献的爱因斯坦也不能接受这点。他说：“上帝 不是掷骰子！”。终其一生，他都不认为量子力学是一个完全的理论，他认为一个完全的理论 应该是和牛顿力学那样，应该是完全决定论的。一个不能完全确定地预言过程的结果的理论 不应该是最基本的理论，就像在前面讲到的孟德尔的实验一样，只讲各种性状的豌豆交配的 结果的几率的规律，而没认识到在这些几率规律背后的基因学说，就不是完全的、基本的理 论。 在很长时间内，有人认为，量子力学的统计性（几率性）是描写大量粒子的，是由于某 种不知道的作用的缘故,使得大量粒子的运动具有某种统计的结果。对每一个粒子而言，还 是应该和牛顿力学的观念一样的，是完全确定的。但随着实验方法的改进，证明这个看法是 不对的：拿粒子的衍射实验说，科学家曾经尝试过，用非常弱的粒子流来做这个实验，比如 说，在做双缝衍射实验时，光束或电子束的强度（单位时间射来的光子或电子数）弱到这样 的程度，使得几乎没有可能同时两个或两个以上光子或电子通过衍射屏；结果只要积累足够 长时间，还是看到双缝衍射图象；科学家们再设计一个开关装置，它交替地在每个粒子通过 时，会关住其中一个缝，最后看到是就两个单缝衍射图的叠加，而不是双缝衍射图像，好像 粒子通过一个狭缝时，也会看见另一个狭缝到底是关着的还是开着的似的。所以，实验已经 非常明确的回答:即使只是一个粒子，也是有波动性和粒子性的统一，量子力学波函数的统 计解释并非是对大量粒子的结果。 也有的科学家对这个问题更深入的提出问题：他们认为量子力学实质上类似于没有提 出基因理论以前的遗传学，在更深的层次，会有一个符合牛顿精神的理论，这个理论应该是 完全决定论的。有人把这叫做隐参数理论。爱因斯坦实际上是这样想的，而提出粒子是波的 德布罗意也是这样想的，他甚至在上世纪 50－60 年代，还和他的合作者提出过一些遵循这 种思路的具体的方案。到七十年代，英国物理学家贝尔提出可以用实验来论证有没有这样做 的可能？他在几个相当普遍的条件下，导出一个关系式，如果实验能证明这个关系不能成立， 就不会有可能找到这样的深层次的符合经典物理的决定论要求的理论。80 年代初，几个研