為什麼哥本哈根詮釋被稱為「正統詮釋」?

想知道「正統」這個說法從何而來。


更常見的說法是教科書詮釋或者經典詮釋。

這個主要是歷史原因,波爾及其弟子是最早系統詮釋量子力學的科學家。

目前沒有其它預言已經被驗證且明顯優於哥本哈根詮釋的理論,故而教科書一直沒有改。

至於到底哪種詮釋更好,其實,目前大部分物理學家不是很關心這個問題╮(╯_╰)╭


一些文章中,尤其是退相干理論的文章,會用到所謂的「正統」(orthodox)量子力學這種說法,但是總是加引號的。其實是帶有一定反諷的意思的。即便如此,orthodox指的也不是哥本哈根詮釋,而是狄拉克_馮諾依曼公設下的「純」量子力學,更加類似於「閉嘴計算」。


既然玻爾曾被喚作教皇,那麼他的傾向被稱為正統不是很正常么?

哥本哈根解釋能解釋目前所有實驗現象——呵呵,真信這個的能不能告訴我:為什麼從來沒有任何實驗發現過Heisenberg cut - Wikipedia?任何不討論是否可以用波函數描述測量儀器和待測粒子組成的整體系統的人,都不可能知道哥本哈根解釋錯在哪裡,他們對哥本哈根解釋如何經歷住了「實踐的考驗」的說辭,聽聽就好,那是過去式了。如果你故意不討論伽利略設想的「兩個物體連接」的情形,亞里士多德的力學(這也曾被稱為正統)也是能很成功地解釋物體下落現象的。


到目前為止,哥本哈根解釋是最優解釋。尤其是解釋量子隧穿現象,尤其顯出哥本哈根解釋的優勢。但我們也不能就此迷信哥本哈根解釋,不能把它視為真理。物理學只是一個逼近真實的過程,任何一個理論和解釋都不是最終的真理。需要保持一個開放的思維,理解和包容其它的新觀點和新思想。真實的物理學,和教科書,是兩回事。


哥本哈根學派勢力較大,而且解釋得也蠻不錯,其它解釋較之無明顯優勢,所以就變得「正統」了。道理和「地心說」當初是「正統」的宇宙結構學說類似。將來如果有「日心說」可以更簡潔地解釋實驗現象,哥本哈根解釋也就完成其「正統」的歷史使命了。


之前恰好回答過一個量子力學相關問題:

請教一個物理哲學問題,有沒有一個簡潔清晰的說法可以反駁我的這個例子??

www.zhihu.com圖標

簡單說,我們對微觀世界的認識太過粗淺,壓根不存在「正確解釋」的可能;所以,按照科學的態度,就應該「看到什麼說什麼」,不應該著急引入各種「解釋」。

這是因為,科學界並不在乎解釋。

尤其是,搞不懂的時候亂解釋,那麼幾乎每一個解釋最終都會成為一個「毒瘤」,將來反而要耗費大量時間/精力/金錢,才能清除(甚至,倘若任由亂七八糟的解釋橫行,墮落到宗教那地步,恐怕就得鮮血和生命才能洗白了)。

當然,這個認識也是逐步發展來的。

在量子力學出現之前,人類的觀察/研究對象都還是偏宏觀、偏直觀的。各種解釋哪怕錯了,多少也還會有點沾邊的地方。

但微觀世界是完全完全不一樣的。

它的研究對象,早已脫離我們熟知的領域;我們在宏觀世界取得的任何經驗,在微觀世界都可能是個徹頭徹尾的錯誤。

正如我們無論如何都搞不明白,為何微觀粒子的「位置和動量」居然是一對「共軛量」一樣。

也正如哪怕拿出圖片/聲音等各種信號的空域/時域表示、再拿出它們的頻域表示,然後告訴你這就是「共軛量」——現在,你就能真正理解「共軛量」了?

你先學會「肉眼從圖片頻域那些鬼畫符里,看出空域圖像」,再來扯淡吧:

只依靠你的肉眼,告訴我,這兩幅來自科學松鼠會的圖片,在它「通過傅里葉變換變成右側的頻域表示」之前,是什麼?

可見,這裡出現了一個極高的門檻,那就是:我們的認知能力受到自身的經驗限制,根本不可能真正理解微觀世界(或者頻域)的東西。

怎麼辦?

有哪些在貴專業已達成共識,但大眾卻還是停留在舊有認識的現象??

www.zhihu.com圖標

正如我上面這個回答中提到的:放棄對自己那可憐巴巴的感覺的盲目自信,只說自己見到的、宏觀上的「實驗結果」。

我們這些宏觀生物,對微觀世界是徹頭徹尾的無知。

不承認這一點,就只能成為大言炎炎的妄人。

承認自己的無知,承認自己對微觀世界一無所知;然後,慢慢收集數據,慢慢發展數學,慢慢通過腳踏實地的研究整理出屬於微觀世界的真正規律——然後,才有資格說出這個「猜」字來。


哥本哈根詮釋的本質,就是「沒有詮釋」

說的更清楚點,哥本哈根詮釋等於「承認我們進入了一個陌生的新領域,所以我們不應該急吼吼的馬上跳出來發表什麼詮釋」。

——重複一遍,哥本哈根詮釋等於公開承認「我們真的遇到自己完全不懂的領域了,所以沒有辦法詮釋」

承認自己的無知,守住學術界「不妄言」這條基本底線——因此,不詮釋的「哥本哈根詮釋」才是「正統」;而毛都不知道就著急跳出來喊「兒得矣」的,你就是給他個「正統」的帽子,他敢戴嗎?

哪怕到了現在,那些推崇「多世界假說」「平行宇宙說」的,有一個能給出哪怕只是一個極度理想化、但有區分能力、能證明自己比別人更正確一點點的「判決性實驗」的設計思路嗎?

沒有?

那就老老實實承認自己搞出來的,和其它「精緻的胡思亂想」沒有兩樣。

——當然,人總是希望給神秘事物一個解釋的。

所以,不怕被人知道:我也傾向於基於「多維空間的『態向量』在『宏觀物理量』這個『坐標軸』上的投影」原理的「多世界詮釋」。

——但另一個方向,在用「判決性實驗」決出勝負之前,我們必須承認,「多世界詮釋」等東西,和「一本道」(即『一本正經的胡說八道』)沒有任何區別。

——實驗,只有實驗,才可能從一堆「一本正經的胡說八道」中,挑出「最不胡說八道」那個。

科學的優越性,恰恰正在於,我們知道什麼是自己不知道的、所以能夠在發表缺乏根據的言論之前,及時止步。

換句話說,「不詮釋」的「哥本哈根詮釋」之所以是科學的正統,是因為科學不縱容胡說八道的習慣


從評論區的一些民科言論,可以很明顯的看出:一些人是真的把「哥本哈根詮釋」當成「詮釋」了。

然而,對當年的一些公案稍有基本了解的,都知道「哥本哈根詮釋」其實什麼都沒說。

這件事情是從海森堡等人和愛因斯坦關於「測量」的爭論所引起的。

一個科學史上眾所周知的事件是,海森堡是「矩陣力學」的締造者。

不確定性原理_百度百科?

baike.baidu.com

https://en.wikipedia.org/wiki/Uncertainty_principle?

en.wikipedia.org圖標

Uncertainty principle

Uncertainty principle?

en.wikipedia.org圖標

矩陣力學大膽地假設,關於運動的經典概念不適用於量子層級。在原子里的電子並不是運動於明確的軌道,而是模糊不清,無法觀察到的軌域;其對於時間的傅里葉變換隻涉及從量子躍遷中觀察到的離散頻率。

海森堡在論文里提出,只有在實驗里能夠觀察到的物理量才具有物理意義,才可以用理論描述其物理行為,其它都是無稽之談。因此,他避開任何涉及粒子運動軌道的詳細計算,例如,粒子隨著時間而改變的確切運動位置。因為,這運動軌道是無法直接觀察到的。替代地,他專註於研究電子躍遷時,所發射的光的離散頻率和強度。他計算出代表位置與動量的無限矩陣。這些矩陣能夠正確地預測電子躍遷所發射出光波的強度。

這種思想,理所當然的和愛因斯坦、薛定諤等人的「傳統量子力學」格格不入。

愛因斯坦和薛定諤多厲害啊。他倆幾乎一下子就抓住了「矩陣力學」(新量子力學)的軟肋:如果粒子連軌道都沒有,請問它為何會在我們設置在宏觀世界的各種探測器上,顯示出確切的位置?

海森堡無言以對

他只能承認,自己不知道這是怎麼來的。但是,他強調,宏觀的歸宏觀,微觀的歸微觀;微觀世界就是這麼不可思議,我們必須承認它。因為這是實驗事實。

他強調,微觀世界的不可思議是客觀事實;如果我們沒法把它和宏觀世界聯繫起來,就承認我們聯繫不起來好了。反正,至少目前所見,微觀世界和宏觀世界的差異的確太大了:如果微觀世界我們沒法聯繫到宏觀世界,那麼宏觀世界的觀念最好也不要隨意推廣給微觀世界——那幾乎註定是錯的

不要逃避問題!薛定諤聲色俱厲:「如果『衰變』只是概率,如果粒子可以『既衰變又不衰變』,如果粒子可以存在『疊加態』——請問,我搞一個發現粒子衰變就殺貓的裝置,這隻貓會不會既死又活?

海森堡狼狽不堪。

他吃力的辯解道:我不知道。我們沒有能力探討這個。你就當一旦我們開始測量,微觀世界的概率波就「吧唧」一下「塌縮」成宏觀世界這鬼樣子就行了

我們是搞科學的,實驗事實最大。不管實驗事實給我們帶來多大困擾,我們都必須承認它。

至於理論……如果搞不明白,我們就當鴕鳥好了。

換句話說,測量問題不是我們現在就應該涉獵的

呵……愛因斯坦和薛定諤冷笑著:什麼叫「一測量就塌縮」?微觀粒子還知道什麼叫測量不成?是它們有意識呢,還是意識干預了物理學?什麼時候,意識又能混進物理學了?

海森堡辯解道,他從根源上就是否認「測量」問題的。

他一遍遍的告誡別人,實驗中觀察到的才有物理意義;至於是什麼讓我們觀察到了那些宏觀物理量,這不是我們能解決的——並不是「測量」引出了「薛定諤貓」的問題,而是微觀世界本身具有特殊的規律,而我們能觸碰的,僅僅是「宏觀實驗反映出的、微觀世界奇特行為的一鱗半爪」:微觀世界的「衰變」,很可能和我們宏觀上探測到的、蓋格計數器的嗒嗒聲,是完全不同的兩個事物。

我們並不明白微觀世界的行為和宏觀世界現象的對應關係,所以不要討論「為什麼微觀世界的粒子狀態可以疊加、但宏觀世界的貓卻只能處於死或活這兩種確定狀態其中之一」——同樣的,把「裂變與否」這種宏觀現象直接對應到微觀世界,這本身就是不對的。我們必須以微觀世界自己的運作模式去認識它。

總之,微觀粒子的行為方式,和宏觀物體的運動規律,雙方就是格格不入的。你們愛怎麼嘲笑就怎麼嘲笑吧。反正,我是沒法把兩者聯繫起來——意識也好,塌縮也罷,這不是我能解決的問題;但微觀世界有很多奇特行為,這是完全肯定的。。

長久以來,不確定性原理與另一種類似的物理效應(稱為觀察者效應)時常會被混淆在一起。觀察者效應指出,對於系統的測量不可避免地會影響到這系統。為了解釋量子不確定性,海森堡的表述所援用的是量子層級的觀察者效應。之後,物理學者漸漸發覺,肯納德的表述所涉及的不確定性原理是所有類波系統的內秉性質,它之所以會出現於量子力學完全是因為量子物體的波粒二象性,它實際表現出量子系統的基礎性質,而不是對於當今科技實驗觀測能力的定量評估。在這裡特彆強調,測量不是只有實驗觀察者參與的過程,而是經典物體與量子物體之間的相互作用,不論是否有任何觀察者參與這過程。

愛因斯坦表示完全不能同意:小夥子,不要看到點奇怪行為就覺得微觀世界存在魔法。上帝不擲色子。我們之所以看到這麼多奇怪的現象,並不是微觀粒子不遵循宏觀世界的物理規律,而是還有別的我們不知道的東西在影響著它——以宏觀世界相對論物理的形式。

這種我們不知道是什麼、但切切實實造成了影響,導致我們看到波粒二象性、造成「量子」現象的事物,我們可以叫它「隱變數」——等我們找出了隱變數,微觀世界就不會那麼奇怪了。

然而,時至今日,已經有越來越多的實驗證實了海森堡對微觀世界的看法;隱變數說基本上是被徹底證偽了

經典的貝爾不等式、卡西米爾力等實驗,都無可置疑的證明了「不確定性原理」的正確——微觀世界的確和宏觀世界是完完全全不同的;帶著宏觀世界的成見去看微觀世界,純屬自找沒準備好(魔獸世界梗,等於自尋死路)

哪怕我們的中學物理教材,都會在借氫譜線引入量子論、並介紹完電子軌道後,專門強調一句:不存在真正的電子軌道,真正的圖像應該是一片「概率雲」,電子只是在「軌道」附近出現的概率更高而已。

然而,為何微觀-宏觀之間會出現跳躍?為何微觀的概率雲會在宏觀世界消失不見?為何可以「既衰變又不衰變」的原子核,不能推廣出「既死又活」的疊加態貓?

理所當然的,仍然沒人能夠回答。

甚至於,因為完全找不到解決相關問題的眉目,「測量問題」甚至成了物理相關人員的一種禁忌:

今天的物理學家比較認同量子力學的哪個詮釋?

在這個語境下,所謂「哥本哈根詮釋」,真可以看作一種「詮釋」嗎?

事實上,「哥本哈根詮釋」的用法,更接近於一種「調侃」:

甲:「測量問題如何解決?」

乙:「哥本哈根詮釋!」

甲:「和沒說一樣!」

乙:「bingo!」

丙:「好了好了!都別浪費時間了!討論測量問題是毫無意義的,大家都知道。就繼續用那個『正統詮釋』吧——搭配海森堡狼狽不堪抱頭鼠竄的畫麵食用,效果更佳哦」

——這就是物理學界提起「哥本哈根詮釋」或者「正統詮釋」時,經常會加上引號的原因

在論文中玩梗,這才是物理學界的「正統」文風呢。

這個梗玩久了,就有些「天真」的人,真的以為存在一種公認「正統」的、可以解釋測量問題的「哥本哈根詮釋」了。

亦因此,至今說起「哥本哈根詮釋」,甚至物理學界都不能清楚的知道它是什麼——說宏觀的歸宏觀、微觀的歸微觀,正確;說平常微觀粒子照概率波模式運行、一旦測量就引起塌縮,也對。

一種本來就不存在的「詮釋」,你還真能挖出什麼大新聞不成?


部分人的說法而已,特別是哥本哈根學派的徒子徒孫們很喜歡說這是「正統」,比如中國的曾謹言也是哥本哈根徒孫,所以毫不客氣的在他的教材裡面夾帶派系私貨。現代物理學家相信系綜詮釋的也很多。

詮釋的問題其實都是嘴炮,沒有任何一種詮釋優於其它詮釋(導致新的可觀測的物理結論)。我個人更傾向於選擇發掘能夠導致新結論的新詮釋——物理是以預言能力和實驗為其基礎的,不是嘴炮。


歷史原因,現在不是了,已經有越來越多的物理學家不信這個詮釋了。


正統嗎?

哥本哈根詮釋到底是什麼??我非常懷疑哥本哈根詮釋的正統性。

一般公認玻爾和海森堡制定了哥本哈根詮釋,可是事實上海森堡非常不同意玻爾對量子力學的詮釋,尤其能代表玻爾觀點的是他的互補原理,那是對波粒二象性的一個解釋。

而海森堡認為最好的量子力學詮釋就是量子力學的數學結構,比如薛定諤方程或者海森堡方程就是最好的解釋,當然還應該加上玻恩定則來導出概率本身。

直到現在,我認為海森堡的觀點依然正確,而玻爾的觀點,早就被大多數人扔進垃圾桶了。

有人可能會問了?你說的這都是量子力學的數學,那量子力學的物理本質到底怎樣??

那只有等到有一個人能提出既符合物理學家的物理直覺又符合數學嚴格性的新量子力學了。


英文維基百科上也只是個打了引號的「Standard"而不是正統..

為啥它是」標準「/」正統「呢,僅僅是因為(感性上)支持這個詮釋的物理學家比較多而已:2011年Max Tegmark的投票表明大概40%左右與會科學家支持此詮釋。


丹麥藍罐詮釋

正統體面過人


我的理解是,這個是現在學術界比較公認的詮釋。


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