论文部分内容阅读
[摘 要]对量子力学的数学基础进展的问题,不仅是现代物理学的问题,以及语言哲学,科学哲学的研究对象,物理学和哲学问题,一直是一个重要的驱动力,促进科学哲学的发展。本文叙述了量子力学数理基础进展以及对量子力学的各种诠释做了总结。
[关键词]量子力学 系统诠释 量子信息 测量理论
中图分类号:F513 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)07-0297-01
1.引言
量子力学是在解决黑体辐射问题的过程中不断的发展起来的,极大的促进了自然科学的发展,量子理论也得到了广泛的应用,对物理以及数学界带来了日新月异的技术变革。然而,在过去的100年中,量子力学的理解继续辩论,这是物理的重点,物理学家和哲学家认为在解释量子理论的数学形式已经确定。
2.量子力学形式体系论述
形式体系是指在一个有限的非相对论量子力学的数学形式系统,形式自由度有限,在历史发展中有重要的影响,在丰历史量子因此最重要的力学诊断解释。因而对量子力学诊释在历史中最重要的冯.诺伊曼创立的形式体系。据冯. 诺伊曼的方法,即量子力学的形式公理系统的报表,并没有系统的概念最初的定义,是可以观察到的状态。主要包括以下三个公理:1,每个系统都有对应的希尔伯特空间,向量(状态向量,波函数)完全描述系统的状态;2,自伴算子A1每个观察到的一个唯一对应于希尔伯特空间中的函数;3,一个在1观察到的一一次测量结果的系统,和2的概率的概率之间的(1,2)2,其中E生身份属于分解。
“静量子力学”是指:量子力学的不考虑随时间的变化的那一部分。基本物质的静态量子力学只有一个公理公理3。此外,是唯一一个公理之间建立的数学和物理数据这个公理的一些联系。所以这条公理在数学与物理之间建立了联系,对所有的设释问题都起着主要作用。在量子力学的安静的通常解释,把出世的著名解释的波函数的概率作为特殊情况包括在内,与概率波函数的解释,来观察的位置Q进行调查,在位置Q处找到系统的几率密度。
3.对量子力学的诠释
在量子力学的发展过程中,对量子力学的诠释主要分为两大类:正统诠释和统计系综诠释,两种不同的诠释对量子力学的基础理解各持不同的见解,以下分别对两种诠释解释分析。
3.1 正统诠释
在量子力学系统的形式上述解释,系统给出了各种特征的归纳,反映了原子现象的原理。正如公理1和2所揭示的,每个观测值(真实的状态与微观物体的观察)是希尔伯特空间矢量(或混合)代表。
正统的解释,强调哥本哈根量子玻尔假定为最基本的理念。这一假设给出了一个原子或亚原子过程中大量的不连续性,完全超越传统概念的不连续,这正是普朗克作用量子的数量代表H,而H是无处不在的。当厄米算符對应的角色和观察在测量前的量子态上的对象,一般的叠加态会引起突然的收缩,这种不连续的不同数量的确定价值(内在价值)的各种本征态,它是由测量过程描述跳。这一跳是受量子限制,因此所谓的不确定关系的出现,那么,简单的决定原子理论的正统解释必须放弃对象本身。量子力学的定律之间只能提供连续对同一对象做两观察两者的机会接触,但客观现实不提供任何描述。但量子力学的一个单原子对象已经给了一个完整的、合理的描述,所以继续研究并没有多大意义。
其中,量子力学的正统解释,即哲学的解释,对应原理和互补原理。对应原理认为量子力学的对应原理的数学形式可以看作是经典力学的概念结构合理的推广。玻尔认为:在量子理论的发展体系表达的对应原理,对经典理论的每一个特征使经典理论和量子理论的合理使用假设翻译的变化趋势之间的基本比较。这它也表明,量子理论并不完全出于对古典语言开发。互补原理认为非无穷小量子H的作用价值决定的量子过程是不可分解的,所以是在微观层面上有物体和仪器之间不可控制的相互作用,结果,在研究微观现象时,人们只能用时间和空间或使用因果关系的概念,但不是在同一时间,这两个概念的应用。以互补原理的看法解释,这两种概念是互斥的。
综上,正统诠释是一套综合应用“标准观点”诊释观的各种诊释类型的诊释方法。并大量应用描述主义诊释的诊释方法。虽然,这种应用是不自觉的并且是模糊的。更可贵的是“量子态可观察测量互补原则”基本上反映了理论依据正统的解释,这三个层次的理解解释的物理解释和哲学。
3.2 统计系综诠释
统计系综的诠释主要是从波函数开始的,因为定义和波函数的意义是理解量子力学的基本理解的基础是解释物理学基础。统计系综解释爱因斯坦在1927届索尔维会议明确指出,为了避免产生哥本哈根解释波函数属于一个波包收缩困难,单一的系统描述。
Blokhince 1949修订的“量子力学”版,具体介绍了量子系综概念,描述主要的张博函数不是一种依赖但合奏粒子状态,和概率的频率定义使用。波普解释为一种倾向的概率,粒子的波函数确定各状态的趋势,给出了正确的对重粒子可能的状态。整个实验装置连接到重复测量可以与所提出的广义力或某些物理性质的对称性。兰德斯概率的理解是“无穷小的变化的原因,统计频率连续变化”的结果不会产生颗粒的有限尺寸比,从而提出了一元的解释。普利高津也试图把经典系统中的平衡系综概念推广到量子力学中来。在两进行了仔细的分析一般的合奏和单系统状态的统计理论1968帕克之间的关系,量子理论是一种(合奏)的宏观状态和不作为其基础的(单系统)微态理论。国内的成素梅、关洪在《量子力学的统计解释及其哲学思考》中赞同受拍尔和帕克拥护并得到巴仑泰因的发展和倡导的系综解释是一种材艺Mnimal系综解释,量子力学中的最小的系综解释不仅能够解释现有的量子力学系统,可以很好地解释量子物理的实验现象自60年代。目前,量子力学的出发点的统计解释逐渐广泛被大多数物理学家接受。
统计系综解释各种条款以上观点,在定义和物理波函数展开的解释,所以他们基本上反映了“标准意见”的解释的概念,并有一个趋势,结构主义的解释视角,因为它们通过重新(相对通常诊释)界定波函数,想在量子力学形式体系内进行调整,同时强调其应用。
4.结束语
本文首先提出量子力学数理基础的问题,对量子力学的概念以及发展进行了解释。在对量子力学的诠释过程中主要出现了两大诠释,分别为:正统诠释和统计系综诠释,两种诠释虽然在诠释概念上有所不同,但是,对量子力学的发展都有着促进的作用。
参考文献
[1] 成索梅.现论与实在论:-种访境论的视允[M].科学出版社,2008.
[2] 张永德.量子信息物理原理[M].科学出版社,2006.
[3] Shankar R. Principles of quantum mechanics[M]. 2nd ed. Plenum,1998.
[关键词]量子力学 系统诠释 量子信息 测量理论
中图分类号:F513 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)07-0297-01
1.引言
量子力学是在解决黑体辐射问题的过程中不断的发展起来的,极大的促进了自然科学的发展,量子理论也得到了广泛的应用,对物理以及数学界带来了日新月异的技术变革。然而,在过去的100年中,量子力学的理解继续辩论,这是物理的重点,物理学家和哲学家认为在解释量子理论的数学形式已经确定。
2.量子力学形式体系论述
形式体系是指在一个有限的非相对论量子力学的数学形式系统,形式自由度有限,在历史发展中有重要的影响,在丰历史量子因此最重要的力学诊断解释。因而对量子力学诊释在历史中最重要的冯.诺伊曼创立的形式体系。据冯. 诺伊曼的方法,即量子力学的形式公理系统的报表,并没有系统的概念最初的定义,是可以观察到的状态。主要包括以下三个公理:1,每个系统都有对应的希尔伯特空间,向量(状态向量,波函数)完全描述系统的状态;2,自伴算子A1每个观察到的一个唯一对应于希尔伯特空间中的函数;3,一个在1观察到的一一次测量结果的系统,和2的概率的概率之间的(1,2)2,其中E生身份属于分解。
“静量子力学”是指:量子力学的不考虑随时间的变化的那一部分。基本物质的静态量子力学只有一个公理公理3。此外,是唯一一个公理之间建立的数学和物理数据这个公理的一些联系。所以这条公理在数学与物理之间建立了联系,对所有的设释问题都起着主要作用。在量子力学的安静的通常解释,把出世的著名解释的波函数的概率作为特殊情况包括在内,与概率波函数的解释,来观察的位置Q进行调查,在位置Q处找到系统的几率密度。
3.对量子力学的诠释
在量子力学的发展过程中,对量子力学的诠释主要分为两大类:正统诠释和统计系综诠释,两种不同的诠释对量子力学的基础理解各持不同的见解,以下分别对两种诠释解释分析。
3.1 正统诠释
在量子力学系统的形式上述解释,系统给出了各种特征的归纳,反映了原子现象的原理。正如公理1和2所揭示的,每个观测值(真实的状态与微观物体的观察)是希尔伯特空间矢量(或混合)代表。
正统的解释,强调哥本哈根量子玻尔假定为最基本的理念。这一假设给出了一个原子或亚原子过程中大量的不连续性,完全超越传统概念的不连续,这正是普朗克作用量子的数量代表H,而H是无处不在的。当厄米算符對应的角色和观察在测量前的量子态上的对象,一般的叠加态会引起突然的收缩,这种不连续的不同数量的确定价值(内在价值)的各种本征态,它是由测量过程描述跳。这一跳是受量子限制,因此所谓的不确定关系的出现,那么,简单的决定原子理论的正统解释必须放弃对象本身。量子力学的定律之间只能提供连续对同一对象做两观察两者的机会接触,但客观现实不提供任何描述。但量子力学的一个单原子对象已经给了一个完整的、合理的描述,所以继续研究并没有多大意义。
其中,量子力学的正统解释,即哲学的解释,对应原理和互补原理。对应原理认为量子力学的对应原理的数学形式可以看作是经典力学的概念结构合理的推广。玻尔认为:在量子理论的发展体系表达的对应原理,对经典理论的每一个特征使经典理论和量子理论的合理使用假设翻译的变化趋势之间的基本比较。这它也表明,量子理论并不完全出于对古典语言开发。互补原理认为非无穷小量子H的作用价值决定的量子过程是不可分解的,所以是在微观层面上有物体和仪器之间不可控制的相互作用,结果,在研究微观现象时,人们只能用时间和空间或使用因果关系的概念,但不是在同一时间,这两个概念的应用。以互补原理的看法解释,这两种概念是互斥的。
综上,正统诠释是一套综合应用“标准观点”诊释观的各种诊释类型的诊释方法。并大量应用描述主义诊释的诊释方法。虽然,这种应用是不自觉的并且是模糊的。更可贵的是“量子态可观察测量互补原则”基本上反映了理论依据正统的解释,这三个层次的理解解释的物理解释和哲学。
3.2 统计系综诠释
统计系综的诠释主要是从波函数开始的,因为定义和波函数的意义是理解量子力学的基本理解的基础是解释物理学基础。统计系综解释爱因斯坦在1927届索尔维会议明确指出,为了避免产生哥本哈根解释波函数属于一个波包收缩困难,单一的系统描述。
Blokhince 1949修订的“量子力学”版,具体介绍了量子系综概念,描述主要的张博函数不是一种依赖但合奏粒子状态,和概率的频率定义使用。波普解释为一种倾向的概率,粒子的波函数确定各状态的趋势,给出了正确的对重粒子可能的状态。整个实验装置连接到重复测量可以与所提出的广义力或某些物理性质的对称性。兰德斯概率的理解是“无穷小的变化的原因,统计频率连续变化”的结果不会产生颗粒的有限尺寸比,从而提出了一元的解释。普利高津也试图把经典系统中的平衡系综概念推广到量子力学中来。在两进行了仔细的分析一般的合奏和单系统状态的统计理论1968帕克之间的关系,量子理论是一种(合奏)的宏观状态和不作为其基础的(单系统)微态理论。国内的成素梅、关洪在《量子力学的统计解释及其哲学思考》中赞同受拍尔和帕克拥护并得到巴仑泰因的发展和倡导的系综解释是一种材艺Mnimal系综解释,量子力学中的最小的系综解释不仅能够解释现有的量子力学系统,可以很好地解释量子物理的实验现象自60年代。目前,量子力学的出发点的统计解释逐渐广泛被大多数物理学家接受。
统计系综解释各种条款以上观点,在定义和物理波函数展开的解释,所以他们基本上反映了“标准意见”的解释的概念,并有一个趋势,结构主义的解释视角,因为它们通过重新(相对通常诊释)界定波函数,想在量子力学形式体系内进行调整,同时强调其应用。
4.结束语
本文首先提出量子力学数理基础的问题,对量子力学的概念以及发展进行了解释。在对量子力学的诠释过程中主要出现了两大诠释,分别为:正统诠释和统计系综诠释,两种诠释虽然在诠释概念上有所不同,但是,对量子力学的发展都有着促进的作用。
参考文献
[1] 成索梅.现论与实在论:-种访境论的视允[M].科学出版社,2008.
[2] 张永德.量子信息物理原理[M].科学出版社,2006.
[3] Shankar R. Principles of quantum mechanics[M]. 2nd ed. Plenum,1998.