量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋及其哲學(xué)思考

楊樹偉 劉國鈺

1 鐵嶺廣播電視大學(xué)(鐵嶺 112000)2 遼寧廣播電視大學(xué)(沈陽 110034)

經(jīng)過一代又一代的物理學(xué)家的不斷研究，量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋意義已經(jīng)開場初步呈現(xiàn)出來，并在物理現(xiàn)象的研究過程之中發(fā)揮了重要作用。截至目前為止，量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋已經(jīng)可以和量子力學(xué)的哥本哈根解釋相抗衡。但是，在我國國內(nèi)，對于量子力學(xué)的統(tǒng)計學(xué)解釋的研究還不夠深入，為有效的加強(qiáng)我國國內(nèi)研究者對于量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋意義有更深的理解，就有必要從哲學(xué)的角度出發(fā)，對量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋意義進(jìn)行探討分析。通過本文的論述，筆者一方面希望能起到拋磚引玉的作用，另一方面，希望能給相關(guān)的工作人員提供一點(diǎn)參考借鑒的材料。

1 量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋的提出和發(fā)展

量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋的提出是在量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋的研究基礎(chǔ)之上提出的，而量子力學(xué)的系統(tǒng)解釋的最初階段則是在上世紀(jì)三十年代愛因斯坦提出的，愛因斯坦在一次國際學(xué)術(shù)會議上，提出了對量子力學(xué)的傳統(tǒng)解釋的強(qiáng)烈反對，愛因斯坦的觀點(diǎn)主要集中在波函數(shù)的平方數(shù)值的計算過程之中，愛因斯坦認(rèn)為，量子力學(xué)最終得出的數(shù)值結(jié)果應(yīng)當(dāng)是和大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果所測定出來的數(shù)值的大小接近一致的。隨著愛因斯坦在其論文《物理學(xué)與實(shí)驗(yàn)》之中對于量子力學(xué)的系統(tǒng)解釋進(jìn)行了詳細(xì)的闡釋。但是，在量子力學(xué)的系統(tǒng)解釋出現(xiàn)的最初階段，并沒有得到物理研究領(lǐng)域的足夠重視，量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋直到上世紀(jì)五十年代才取得了實(shí)質(zhì)性的研究進(jìn)展，在這一階段，量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋研究工作主要集中在對于量子力學(xué)的哥本哈根解釋相抗衡之上，所建立起來了一套基于統(tǒng)計的量子力學(xué)統(tǒng)計解釋，這也是目前的量子力學(xué)統(tǒng)計解釋所研究的重點(diǎn)所在。

量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋和量子力學(xué)的傳統(tǒng)解釋的區(qū)別所在

量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋、量子力學(xué)的其他解釋(主要包括量子力學(xué)的傳統(tǒng)解釋、量子力學(xué)的相關(guān)態(tài)解釋以及量子力學(xué)的隨機(jī)解釋等解釋方案)以及量子力學(xué)的傳統(tǒng)解釋。在這些量子力學(xué)的解釋之中，只有量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋和量子力學(xué)的傳統(tǒng)解釋是建立在對量子力學(xué)的結(jié)構(gòu)的研究上的，也只有量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋和量子力學(xué)的傳統(tǒng)解釋可以給出量子力學(xué)運(yùn)動的下一步行為的實(shí)驗(yàn)預(yù)言，也只有量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋和量子力學(xué)的傳統(tǒng)解釋承認(rèn)量子力學(xué)詩具有統(tǒng)計學(xué)意義的。

量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋和量子力學(xué)的傳統(tǒng)解釋的根本不同就在于兩種解釋理論關(guān)于沖函數(shù)及不確定關(guān)系的分析探討之上。顧名思義，量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋是建立在整個量子力學(xué)系統(tǒng)上進(jìn)行對于沖函數(shù)及不確定關(guān)系的研究之上的，而量子力學(xué)的傳統(tǒng)解釋是建立在單個的量子力學(xué)系統(tǒng)的事件之上進(jìn)行對于沖函數(shù)及不確定關(guān)系的研究之上的。雖然在利用量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋和量子力學(xué)的傳統(tǒng)解釋在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的過程之中，并不會產(chǎn)生太大的不同，并都可以在一定的程度上給出接近于合理的評價和答案，但是，由于量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋和量子力學(xué)的傳統(tǒng)解釋對于量子的基本概念的認(rèn)識存在偏差，就勢必會對整個量子系統(tǒng)的研究過程產(chǎn)生影響。

2 量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋的作用

在利用量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋的過程之中，可以有效的將量子力學(xué)之中的一些具體的概念進(jìn)行分類整理，并對一些經(jīng)典的物理學(xué)基本原理進(jìn)行分析處理，并將這些物理學(xué)原理結(jié)合進(jìn)入量子力學(xué)的基礎(chǔ)理論之中來。具體的來說，量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋主要應(yīng)用在以下幾個方面：

首先，利用量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋，并不需要基于量子力學(xué)體系外的哲學(xué)原理來進(jìn)行理論研究，而是從目前就已經(jīng)具有的量子力學(xué)數(shù)據(jù)為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)而推演出來的量子力學(xué)的基本關(guān)系?？傮w上來說，就是量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋受到來自外部的哲學(xué)觀念的影響較小(雖然哲學(xué)意義在量子力學(xué)的發(fā)展初期曾經(jīng)發(fā)揮過重要的作用，但是，哲學(xué)思想畢竟不能夠取代科學(xué)的地位。)，還可以通過對相應(yīng)的數(shù)據(jù)建立一套具有著普遍性意義的量子力學(xué)指導(dǎo)公式，避免量子力學(xué)之中出現(xiàn)概念的混淆情況；

其次，利用量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋，可以有效的總結(jié)出相應(yīng)的數(shù)學(xué)理論公式，進(jìn)行對量子力學(xué)遇到的具體的問題的分析。具體的來說，在量子力學(xué)統(tǒng)計解釋的發(fā)展過程之中，曾經(jīng)出現(xiàn)過許多總結(jié)出來的數(shù)學(xué)理論公式來代表量子力學(xué)的基本概念。在這些數(shù)學(xué)表達(dá)共識之中，所采用的基本假定環(huán)境、計算公式、公式設(shè)定目的都各不相同，但是，這些量子力學(xué)的基本數(shù)學(xué)公式(例如，海森堡的矩陣力學(xué)公式、薛定諤的波粒二象性學(xué)說等)，都具備著一定的參考價值。對于這一方面的例證，近幾年來，在我國的《物理化學(xué)》、《量子力學(xué)基礎(chǔ)》等課本之中，已經(jīng)具備了這些基本的量子力學(xué)公式，這也就從側(cè)面證明，量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋所列出的數(shù)學(xué)公式具有著一定的價值。

3 關(guān)于量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋的哲學(xué)思考

在量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋的應(yīng)用過程之中，主要使用的哲學(xué)思考就是頻度思考，但是，哲學(xué)思考之中的頻度思考并不是唯一的思考方式之一，也不是盡善盡美的解釋方式。一般情況下，在使用頻度思考額方式進(jìn)行解決量子數(shù)目無限多的問題的時候，還不能夠確定在這樣的背景下，所得出的量子力學(xué)統(tǒng)計結(jié)果能夠符合實(shí)際的情況(因?yàn)椋瑹o窮是一個虛無飄渺的概念，無論數(shù)值有多大，在面對無窮的時候，就顯的很渺小)。在這樣的哲學(xué)思考背景下，量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋還只是一個一般的信念。

雖然量子力學(xué)不可能做到對無窮的數(shù)值的處理，但是，在利用量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋的過程之中，在頻度思考的應(yīng)用下，可以滿足在限定條件下的量子力學(xué)的唯一可操作性問題的解決過程。對于物理專業(yè)領(lǐng)域的專家學(xué)者來說，在他們解決實(shí)際的物理問題的過程之中，最關(guān)注的問題就是使用一種方案是否能夠解決他們所要解決的問題，因此，在這些物理學(xué)家進(jìn)行方法選擇的過程之中，基本上都會選擇可以操作的方法來進(jìn)行問題的解決，在這樣的背景下，應(yīng)用量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋就顯得有一定的普及價值和意義。

4 結(jié)語

綜上所述，可以看出，量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋就是對量子力學(xué)之中涉及到的各種理論公式的統(tǒng)一解釋，通過量子力學(xué)的統(tǒng)計解釋，可以看出量子力學(xué)是一種具備著統(tǒng)計性特點(diǎn)，在大量統(tǒng)計事物變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，承認(rèn)事物的隨機(jī)性和必然性共存的一門學(xué)科，這是一門前所未有的統(tǒng)計性學(xué)科。與此同時，在量子力學(xué)理論之中，還涉及到了因果論的哲學(xué)理念，為進(jìn)行對事物的研究提供了更深的理論研究基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，也許量子力學(xué)的適用范圍也會不斷縮小，但是，在現(xiàn)如今，量子力學(xué)還是具備著非常高的參考價值。以上是本人的粗淺之見，由于本人的知識水平及文字組織能力有限，文中如有不到之處還望不吝賜教。

[1]成素梅,關(guān)洪.物理學(xué)中的解釋、規(guī)律及因果性--闡述實(shí)在論命題需要澄清的三個概念[J].自然辯證法研究,2013,(06):34-37.

[2]洪定國.對量子力學(xué)統(tǒng)計解釋的哲學(xué)思考--與成素梅、關(guān)洪同志商榷[J].自然辯證法研究,2013,(03):44-47.

[3]關(guān)洪,成素梅.決定性、規(guī)律性和因果性辨析--兼評《決定論的歷史命運(yùn)》一書[J].自然辯證法通訊,2012,(04):66-68.

[4]羅凌霄,張學(xué)清.一維諧振子不確定關(guān)系的算符理論推導(dǎo)法[J].楚雄師范學(xué)院學(xué)報,2014,(03):39-44.

[5]董超鈾.論力學(xué)量間的不確定關(guān)系及算符的厄米性[J].延安教育學(xué)院學(xué)報, 2013,(02):53-57.