哥本哈根学派

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哥本哈根学派(Copenhagen school),对量子论发展作出巨大贡献的一个学派。以其量子力学的哥本哈根解释而得名,代表人物是N.玻尔W.K.海森伯M.玻恩。这个学派的核心思想形成于玻尔领导的哥本哈根大学理论物理学研究所。

形成

玻尔以其原子理论把旧量子论发展到最后阶段,他的一系列工作特别是对应原理指导着从旧量子论向量子力学的过渡。海森伯沿着玻尔对应原理的思路提出矩阵力学的初期形式,他与玻恩P.约尔丹合作完成了矩阵力学。稍后,E.薛定谔从与哥本哈根学派不同的思路出发,在L.V.de布罗意物质波思想的基础上提出了波动力学,不久证明它同矩阵力学在数学上是等价的。这就有了一个一致的量子力学数学形式体系。但对于它是在什么物理意义上描述原子还不甚清楚。随后,玻恩采用了几率波的概念对薛定谔波函数作了统计诠释,从而给出量子力学数学形式体系的物理解释基础。海森伯提出了测不准原理,玻乐提出了并协原理,对量子力学物理原理作了进一步的阐释。1927年秋,在布鲁塞尔召开的第五届索尔维国际物理学会议上,玻尔、海森伯、玻恩关于量子力学的解释被大多数物理学家接受,遂成为量子力学的“正统”解释。这种解释及其哲学观点后来被称为哥本哈根解释。在关于量子力学的争论中,坚持这种解释的物理学家们被称为哥本哈根学派。

基本观点

哥本哈根学派的观点是从这样一个佯谬出发的:原子现象的实验结果必须用经典物理学术语描述,而这些术语又不能准确地描述它们。他们认为,正是这两个出发点之间的对立关系决定了量子力学的统计特征。量子力学在本质上是统计理论,即单个量子过程是非决定论的,它不遵从任何动力学规律,也不能企图把它归结为次量子级实体的因果演化的结果。微观事件的这种非决定论特征需要由测不准原理和并协原理来把握,它们作为量子力学的物理原理是解释微观领域内一切现象的基础,并为人类认识微观世界的精度规定了界限。在这个意义上,量子力学不仅是一个完备自洽的理论体系,而且是不容再修改的终极形式。

对哥本哈根学派的批评

在第五届索尔维会议上,布罗意的“双重解理论”和薛定谔的“电荷波解释”遭到冷遇,而哥本哈根解释被普遍接受之后,A.爱因斯坦对哥本哈根学派关于量子力学的“非决定论”和“终极完备论”观点进行了持续的批评,但大多数物理学家则埋头于发展量子力学的应用。随着微观物理学的发展,到20世纪40和50年代,又兴起了关于量子力学解释的争论,并形成了以D.玻姆为代表的反对哥本哈根解释的新布罗意学派。这场争论至今未息。对哥本哈根学派的批评不仅是针对其物理解释,而且还特别集中于他们所作出的哲学结论。尽管哥本哈根学派的代表人物不承认他们的观点是实证主义的,强调其哥本哈根解释是把经典物理学概念描述的事物和过程看作任何物理学解释的基础,而不是把观察者的感觉作为实在的要素,但是批评者们仍然认为,他们只注意观察仪器的读数而忘记观察对象的客观性质,从而表现了实证主义的哲学倾向。在关于量子力学解释的争论中,也发展出了不同于哥本哈根解释的各种解释。其中最有影响的是玻姆的“隐变量解释”。这个理论把量子力学的统计特征归结为次量子级新型实体的无规涨落的结果。20世纪70年代以来的实验检验表明,大多数实验结果并不利于定域隐变量理论。