量子力學的統(tǒng)計解釋及其哲學思考

楊樹偉 劉國鈺

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

經(jīng)過一代又一代的物理學家的不斷研究，量子力學的統(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，量子力學的統(tǒng)計解釋已經(jīng)可以和量子力學的哥本哈根解釋相抗衡。但是，在我國國內(nèi)，對于量子力學的統(tǒng)計學解釋的研究還不夠深入，為有效的加強我國國內(nèi)研究者對于量子力學的統(tǒng)計解釋意義有更深的理解，就有必要從哲學的角度出發(fā)，對量子力學的統(tǒng)計解釋意義進行探討分析。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參考借鑒的材料。

1 量子力學的統(tǒng)計解釋的提出和發(fā)展

量子力學的統(tǒng)計解釋的提出是在量子力學的統(tǒng)計解釋的研究基礎(chǔ)之上提出的，而量子力學的系統(tǒng)解釋的最初階段則是在上世紀三十年代愛因斯坦提出的，愛因斯坦在一次國際學術(shù)會議上，提出了對量子力學的傳統(tǒng)解釋的強烈反對，愛因斯坦的觀點主要集中在波函數(shù)的平方數(shù)值的計算過程之中，愛因斯坦認為，量子力學最終得出的數(shù)值結(jié)果應當是和大量實驗結(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《物理學與實驗》之中對于量子力學的系統(tǒng)解釋進行了詳細的闡釋。但是，在量子力學的系統(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，量子力學的統(tǒng)計解釋直到上世紀五十年代才取得了實質(zhì)性的研究進展，在這一階段，量子力學的統(tǒng)計解釋研究工作主要集中在對于量子力學的哥本哈根解釋相抗衡之上，所建立起來了一套基于統(tǒng)計的量子力學統(tǒng)計解釋，這也是目前的量子力學統(tǒng)計解釋所研究的重點所在。

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

量子力學的統(tǒng)計解釋、量子力學的其他解釋(主要包括量子力學的傳統(tǒng)解釋、量子力學的相關(guān)態(tài)解釋以及量子力學的隨機解釋等解釋方案)以及量子力學的傳統(tǒng)解釋。在這些量子力學的解釋之中，只有量子力學的統(tǒng)計解釋和量子力學的傳統(tǒng)解釋是建立在對量子力學的結(jié)構(gòu)的研究上的，也只有量子力學的統(tǒng)計解釋和量子力學的傳統(tǒng)解釋可以給出量子力學運動的下一步行為的實驗預言，也只有量子力學的統(tǒng)計解釋和量子力學的傳統(tǒng)解釋承認量子力學詩具有統(tǒng)計學意義的。

量子力學的統(tǒng)計解釋和量子力學的傳統(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，量子力學的統(tǒng)計解釋是建立在整個量子力學系統(tǒng)上進行對于沖函數(shù)及不確定關(guān)系的研究之上的，而量子力學的傳統(tǒng)解釋是建立在單個的量子力學系統(tǒng)的事件之上進行對于沖函數(shù)及不確定關(guān)系的研究之上的。雖然在利用量子力學的統(tǒng)計解釋和量子力學的傳統(tǒng)解釋在進行實驗研究的過程之中，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，由于量子力學的統(tǒng)計解釋和量子力學的傳統(tǒng)解釋對于量子的基本概念的認識存在偏差，就勢必會對整個量子系統(tǒng)的研究過程產(chǎn)生影響。

2 量子力學的統(tǒng)計解釋的作用

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

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

其次，利用量子力學的統(tǒng)計解釋，可以有效的總結(jié)出相應的數(shù)學理論公式，進行對量子力學遇到的具體的問題的分析。具體的來說，在量子力學統(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)學理論公式來代表量子力學的基本概念。在這些數(shù)學表達共識之中，所采用的基本假定環(huán)境、計算公式、公式設定目的都各不相同，但是，這些量子力學的基本數(shù)學公式(例如，海森堡的矩陣力學公式、薛定諤的波粒二象性學說等)，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》、《量子力學基礎(chǔ)》等課本之中，已經(jīng)具備了這些基本的量子力學公式，這也就從側(cè)面證明，量子力學的統(tǒng)計解釋所列出的數(shù)學公式具有著一定的價值。

3 關(guān)于量子力學的統(tǒng)計解釋的哲學思考

在量子力學的統(tǒng)計解釋的應用過程之中，主要使用的哲學思考就是頻度思考，但是，哲學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，所得出的量子力學統(tǒng)計結(jié)果能夠符合實際的情況(因為，無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)。在這樣的哲學思考背景下，量子力學的統(tǒng)計解釋還只是一個一般的信念。

雖然量子力學不可能做到對無窮的數(shù)值的處理，但是，在利用量子力學的統(tǒng)計解釋的過程之中，在頻度思考的應用下，可以滿足在限定條件下的量子力學的唯一可操作性問題的解決過程。對于物理專業(yè)領(lǐng)域的專家學者來說，在他們解決實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，在這些物理學家進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行問題的解決，在這樣的背景下，應用量子力學的統(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，量子力學的統(tǒng)計解釋就是對量子力學之中涉及到的各種理論公式的統(tǒng)一解釋，通過量子力學的統(tǒng)計解釋，可以看出量子力學是一種具備著統(tǒng)計性特點，在大量統(tǒng)計事物變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，承認事物的隨機性和必然性共存的一門學科，這是一門前所未有的統(tǒng)計性學科。與此同時，在量子力學理論之中，還涉及到了因果論的哲學理念，為進行對事物的研究提供了更深的理論研究基礎(chǔ)。隨著科學技術(shù)的進一步發(fā)展，也許量子力學的適用范圍也會不斷縮小，但是，在現(xiàn)如今，量子力學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.物理學中的解釋、規(guī)律及因果性--闡述實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.對量子力學統(tǒng)計解釋的哲學思考--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》一書[J].自然辯證法通訊,2012,(04):66-68.

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

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