哥本哈根詮釋(Copenhagen Interpretation)

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哥本哈根詮釋
國立臺中女子高級中學物理科陳正昇老師/國立彰化師範大學物理學系吳仲卿教授責任編輯

哥本哈根詮釋指的是對量子力學的一種理解方式。量子力學有一個非常關鍵的特徵那就是一個粒子的狀態是由一組波動方程式來描述的。波函數是一組數學方程式可以用來計算粒子出現在空間各點或其運動狀態的機率。而現實世界的測量動作將導致這一組機率組合塌縮到某一個確定的測量數值。

二十世紀初期在微觀物理的許多實驗結果都無法以傳統的古典物理學加以解釋並預測。所以導致物理學家進一步地發現了量子物理的理論。這些經由經驗所歸納出來的理論經常能夠非常精確地解釋新發現的量子現象。但是這些理論所延伸出來的預測常常違反觀察者的直覺,甚至連這些理論的發現者都會感到吃驚。哥本哈根詮釋試圖在實驗的結果與數學理論之間給出一個最適當的解釋,不多於也不少於當時所知的證據。

這個聯繫實驗與抽象數學公式的哥本哈根詮釋主要是由波耳和海森堡於1927年在哥本哈根合作研究時所共同提出的。此詮釋延伸了由玻恩所提出的“波函數的機率表述”,到最後發展為海森堡著名的測不準原理。由於哥本哈根詮釋乃是由幾位物理學家與哲學家所發展出來的,因此哥本哈根詮釋並不是一句話就可以論定的描述。但是它大致上可以由下列幾個重點來加以掌握:
1.一個系統是可以用波函數來完全地描述的。波函數代表一個觀察者對於這個系統所知道的全部資訊。
2.基本上,對所有自然界的現象的描述都是機率性的。一個事件的機率是正比於波函數的絕對值平方。
3.海森堡測不準原理宣稱,不可能同時知道一個系統的所有性質的數值,那些無法精準知道的特性就必須以機率來描述。
4.互補原理:由於物質表現出波粒二象性,一個實驗可以展示出物質的粒子行為,或波動行為;但是一次只能展示出一種行為,不能同時展示出兩種行為。
5.測量儀器本質上都是經典儀器,只能測量經典性質,諸如位置,動量等等。
6.對應原理:大尺寸巨觀系統的量子力學的描述應該非常地近似於古典物理的描述。

參考資料:
http://en.wikipedia.org/wiki/Copenhagen_interpretation

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