科学需要可证伪性。一个东西,你要是不能证明它存在,或者你不能证明它不存在,就不能认同这玩意。
然而直到今天为止,对于量子力学的诠释,其实是一个不可说的状态。也就是,没有可证伪这个过程。
广义的可证伪是存在的,但狭义上,无法准确可证伪。
按动力学意义上说,量子力学的运动方程是,当体系的某一时刻的状态被知道时,可以根据运动方程预言它的未来和过去任意时刻的状态。
量子力学的预言和经典物理学运动方程的预言在性质上是不同的。在经典物理学理论中,对一个体系的测量不会改变它的状态,它只有一种变化,并按运动方程演进。因此,运动方程对决定体系状态的力学量可以作出确定的预言。
假如,量子力学的数学模型,它的适用范围内的完整的物理现象的描写的话,我们发现测量过程中,每次测量结果的机率性的意义,与经典统计理论中的机率,意义不同。
即使完全相同的系统的测量值,也会是随机的。
这与经典的统计力学中的机率结果不一样。在经典的统计力学中,测量结果的不同,它是由于实验者无法完全复制一个系统,而不是因为测量仪器无法精确地进行测量。
在量子力学的标准解释中,测量的随机性是基本性的,它是由量子力学的理论基础获得的。
由于量子力学尽管无法预言单一实验的结果,依然是一个完整的自然的描写。
使得人们不得不得出以下结论:世界上不存在通过单一测量可以获得的客观的系统特性。一个量子力学状态的客观特性,只有在描写其整组实验所体现出的统计分布中,才能获得。
冯诺依曼的总结,量子力学有两个基本的过程,一个是按照薛定谔方程确定性地演化,另一个是因为测量导致的量子叠加态随机塌缩。
薛定谔方程是量子力学核心方程,它是确定性的,跟随机性无关。
那么量子力学的随机性只来自于后者,也就是来自于测量!
现实来讲,从科学研究方法来说,人们应该认同这种随机性。然而,随机性本身,却又不符合可证伪的科学。
于是,爱因斯坦,他用了“上帝不会掷骰子”这个比喻来反对测量随机性,而薛定谔也假想了测量一只猫的生死叠加态来反对过它。
另一位大牛玻尔,认同不确定原理,和互补原理。
最后的争论,其实没有结果。
爱因斯坦不得不接受不确定原理,而玻尔则削弱了他的互补原理。
今天,人们普遍同意,哥本哈根诠释。
根据哥本哈根诠释,在量子力学里,量子系统的量子态,可以用波函数来描述,这是量子力学的一个关键特色,波函数是个数学函数,专门用来计算粒子在某位置或处于某种运动状态的概率,测量的动作造成了波函数坍缩,原本的量子态概率地坍缩成一个测量所允许的量子态。
其实这句话,不用去理解。
因为,哥本哈根诠释自身,就有完全相反的定义。
哥本哈根诠释不认为波函数除了抽象的概念以外有任何真实的存在。至少,对于波函数是否是一个独立,可区别的实体的整体或一部分,哥本哈根诠释都不做任何表态。
所以,哥本哈根诠释的本质,就是“没有诠释”。
有点奇特吧,科学家们,用最古老的语言,“道可道,非常道”的变异版,来诠释量子力学。
因此,到今天为止,别说普通人了,就是许多科学家们,也都引入一种,并不确定是不是科学的哲学性思想,来去定义一个科学理论。