科学就是从实验的结果中,构建一个理论,这个理论不仅能够解释已经有的实验结果,还可以预测新的实验结果。但是构建的这个理论,并不代表着就一定是正确的,只是具有一定的合理性。如果一个理论所解释的实验越多,那么就越合理。如果和实验结果出现了不一致,那么这个理论就需要改进,甚至抛弃掉。
一些哲学家总是以一种奇怪的态度来思考科学,这反而陷入了困境。
量子力学的合理性(而不是正确性。很多民科指责量子力学的正确,这是一个奇怪的东西,科学从来不寻求正确性,所以彼此之间难以沟通。)是由这些奇特的实验结果得到的。
在测量中,微观客体的存在方式会出现变化。在前边讨论对易性的时候,我们进一步讨论了测量结果的关联,但是那里没有例子。在前边的光子的双缝干涉的实验中,我们看到了一个有趣的例子。只是通过两个缝中的一个缝,后边测量的图样是包状的(概率分布)。如果是两个缝,就是明暗相间的干涉图样。这很有意思,我们需要在这三个概率分布中,建立一个关系。
好的是,在以前的光的波动性中(经典的,但是错误的,宏观的行为导致了错误的结论),我们就已经有了数学。
这一个,在下一节会详细说。
这里就是继续强调,不同的测量之间,会有强的关联。
如果测量微观客体的位置,测量很多次,会测量很多的结果。我们现在只考虑一个结果x0,如果继续测量位置,就还是x0。这是上一篇博文中所讨论的。在非对易性中,已经知道,位置和动量是不对易的,然后说测量位置的不同结果的概率,和测量动量的不同结果的结果的概率,会出现强关联。那里只是根据不对易关系来说这个事情,没有给出例子。
这里就有一个简单的极端情况。如果进行位置测量,测量的结果是x0,然后再去测量微观客体的动量,就会出现明确的结果。测量的动量结果,每一个可能值都是会出现的,并且出现的概率都是一样的!
反过来,如果先进行动量的测量(最简单的情况就是自由粒子的情况),测量的结果是p0,如果还测量动量,就还是p0。对于自由粒子来说,动量是一个不变的量,所以是很容易测量的。那么如果测量自由粒子的位置,就会发现,每一个可能值都是可能的,并且出现的概率都是一样的!
量子测量结果的强关联性,是一个很奇特的结果,是宏观世界的经验无法理解的。
前边的博文中,我主要就是讨论微观客体的测量,谈测量的结果,以及测量结果的强关联,这些都是很重要的。在这些讨论中,也或多或少的指出来,微观客体具有波动性,而描述这个波动性的,是一个函数。在具体测量中,如果获得了一个物理量的具体测量结果,那么微观客体的这个描述波动性的函数,就是本征函数。
很显然。测量的背后,也就是微观客体,以一种很奇特的方式很存在。我们也可以用一个函数来描述这种波动性。所以自然要有一个更加强大的本体论的假设,来告诉我们这个函数究竟有什么特征。
需要再强调一点,比如在光子的双缝衍射中,实验中是一个光子,光的能量子,不能再分割,除非是通过作用变成别的颜色,所以在光屏上吸收的是一个光子。但是这个光子出现在光屏上的概率,具有波动性。所以,不管是量子性,还是波动性,都是实验测量的结果,至于这个粒子究竟是什么样的,其实我们并不清楚。
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