究组,用激光技术从实验证实了贝尔关系式是不成立的。这些实验表明隐参数理论是走不通 的,产生了很大的影响 围绕量子力学提出来的物质波的本质,以及量子力学这样一种对规律的观念,是从量子 力学一开始诞生就争论不休的,到现在也不能认为是了结了;因为贝尔关系式也是有条件的 证明了它不成立,也只是说明在这些条件下,量子力学不可能有一种符合经典物理的要求的 深层次的理论,也还没有完全排除在另外的意义下的可能。不过实践上量子力学的伟大成功 使得多数物理学家都相信量子力学的解释是对的,用这样的解释去处理问题,而不去深究这 些带有“哲学性”的问题。我个人也是和这些人一样的。同时我总以为,关于自然规律的观 念,为什么就一定要像牛顿力学那样呢?未来总是有某种不确定性的看法为什么就不能接受 呢? 三.“测量”的涵义,纠缠态 波函数的概率理解,带来了许多与经典物理不同的观念。同学们在学习原子构造是常 常会看到“电子云”这个字眼和图象。比如说原子中电子是处在p态,从波函数振幅的平方 来说,它是像一个哑铃似的一团“云雾”,可是,前面我们讲过,波函数振幅的平方代表的 是电子在空间的几率密度,也就是在空间这点附近一个小体积中找到这个电子的几率除以小 体积得到的值。所以它不能理解为是有许许多多处在不同位置的电子,而只能理解为许许多 多不同位置的电子状态的“叠加”。所以,假如我们能有一个“探针”(例如一束有很高能量 的电子,它的束流的直径很小)去找在某一位置上的电子(其实就是去“射击”这团电子云), 假如在某一个位置上找到了(也就是说“打中”了一个,比如把它打出来了)。可是这样做 的结果也就改变了这个原子中电子的状态。换句话说,在量子力学中,描写粒子状态的是它 的波函数,而“测量”任何一个物理量是对波函数做一个“操作”(也就是对它进行一个作 用),操作的结果也就改变了原来的波函数,也就是改变了原来粒子的状态,所以,这便带 来了认识论上一些问题,有的人就从这里得到一些哲学上的结论。我们不来停留在这些哲学 上的争论,而来叙述实际上的一些与经典图象很不相同的地方。 提出薛定格方程的薛定格,他提出过一个很有趣的例子,说明量子力学的观念和经典 物理有多么大的不同。他说:如果我们想象有一只猫,关在一个密闭的箱子里。箱子里放有 个剧毒的瓶子,瓶子的开口被一个放射源控制着,这个控制源处在一个量子力学状态,有 /2的几率发射粒子,1/2的几率保持不发射的状态:如果处在发射粒子状态,装着剧毒的 瓶子就开口,猫便死了,如果处在不发射的状态,瓶子不打开,猫便是活的猫。所以可以说 猫处在量子态 yI 这里v1是活猫,v2是死猫:如果我们(指外界的观测)打开箱子来看,这时有1/2的几率 见到一个活猫,1/2的几率看见一个死猫:薛定格便问,如果不去看这个猫,那么这个猫是 死的还是活的,量子力学的观点是猫就是上述波函数,既不是活,也不是死!经典物理的观 念则是死便是死,活便是活!薛定格的这个例子是很有名的:叫做薛定格猫。事实上确实有 这种态存在,比如说,一个在一定条件下的超导环状器件,它的状态就可以是上述类似的态: 1/2的几率有一个顺时针的电流,1/2的几率有一个逆时针的同样大小的电流,这个电流是 一个可以用仪器测出来的电流,也就是说,是宏观量。如果不去“测”这个器件的电流(换 句话说,是没有一个作用去和这个电流相互作用),这个态就真是这样一个既不是有顺时针7 究组，用激光技术从实验证实了贝尔关系式是不成立的。这些实验表明隐参数理论是走不通 的，产生了很大的影响。 围绕量子力学提出来的物质波的本质，以及量子力学这样一种对规律的观念，是从量子 力学一开始诞生就争论不休的，到现在也不能认为是了结了；因为贝尔关系式也是有条件的， 证明了它不成立，也只是说明在这些条件下，量子力学不可能有一种符合经典物理的要求的 深层次的理论，也还没有完全排除在另外的意义下的可能。不过实践上量子力学的伟大成功 使得多数物理学家都相信量子力学的解释是对的，用这样的解释去处理问题，而不去深究这 些带有“哲学性”的问题。我个人也是和这些人一样的。同时我总以为，关于自然规律的观 念，为什么就一定要像牛顿力学那样呢？未来总是有某种不确定性的看法为什么就不能接受 呢？ 三．“测量”的涵义，纠缠态 波函数的概率理解，带来了许多与经典物理不同的观念。同学们在学习原子构造是常 常会看到“电子云”这个字眼和图象。比如说原子中电子是处在 p 态，从波函数振幅的平方 来说，它是像一个哑铃似的一团“云雾”，可是，前面我们讲过，波函数振幅的平方代表的 是电子在空间的几率密度，也就是在空间这点附近一个小体积中找到这个电子的几率除以小 体积得到的值。所以它不能理解为是有许许多多处在不同位置的电子，而只能理解为许许多 多不同位置的电子状态的“叠加”。所以，假如我们能有一个“探针”（例如一束有很高能量 的电子，它的束流的直径很小）去找在某一位置上的电子（其实就是去“射击”这团电子云）， 假如在某一个位置上找到了（也就是说“打中”了一个，比如把它打出来了）。可是这样做 的结果也就改变了这个原子中电子的状态。换句话说，在量子力学中，描写粒子状态的是它 的波函数，而“测量”任何一个物理量是对波函数做一个“操作”（也就是对它进行一个作 用），操作的结果也就改变了原来的波函数，也就是改变了原来粒子的状态，所以，这便带 来了认识论上一些问题，有的人就从这里得到一些哲学上的结论。我们不来停留在这些哲学 上的争论，而来叙述实际上的一些与经典图象很不相同的地方。 提出薛定格方程的薛定格，他提出过一个很有趣的例子，说明量子力学的观念和经典 物理有多么大的不同。他说：如果我们想象有一只猫，关在一个密闭的箱子里。箱子里放有 一个剧毒的瓶子，瓶子的开口被一个放射源控制着，这个控制源处在一个量子力学状态，有 1/2 的几率发射粒子，1/2 的几率保持不发射的状态；如果处在发射粒子状态，装着剧毒的 瓶子就开口，猫便死了，如果处在不发射的状态，瓶子不打开，猫便是活的猫。所以可以说， 猫处在量子态： 1 2 2 1 2 1  +  ， 这里  1 是活猫，  2 是死猫；如果我们（指外界的观测）打开箱子来看，这时有 1/2 的几率 见到一个活猫，1/2 的几率看见一个死猫；薛定格便问，如果不去看这个猫，那么这个猫是 死的还是活的，量子力学的观点是猫就是上述波函数，既不是活，也不是死！经典物理的观 念则是死便是死，活便是活！薛定格的这个例子是很有名的：叫做薛定格猫。事实上确实有 这种态存在，比如说，一个在一定条件下的超导环状器件，它的状态就可以是上述类似的态： 1/2 的几率有一个顺时针的电流，1/2 的几率有一个逆时针的同样大小的电流，这个电流是 一个可以用仪器测出来的电流，也就是说，是宏观量。如果不去“测”这个器件的电流（换 句话说，是没有一个作用去和这个电流相互作用），这个态就真是这样一个既不是有顺时针