2021年對量子力學(xué)互補(bǔ)性詮釋的理解哲學(xué)論文

對量子力學(xué)互補(bǔ)性詮釋的理解哲學(xué)論文量子力學(xué)在本世紀(jì)年代就形成了其形式系統(tǒng)，然而它的物理意義，亦即對它的解釋卻一直眾說紛紜，時(shí)至今日仍是物理學(xué)家和哲學(xué)家的一個中心問題。雖然在其體系形成后不久，玻爾就在玻恩的幾率詮釋和海森堡的測不準(zhǔn)原理基礎(chǔ)上，提出了系統(tǒng)一貫的互補(bǔ)性詮釋并成為被普遍接受的正統(tǒng)詮釋，但互補(bǔ)思想的確切內(nèi)容卻始終沒有人能說得清，因?yàn)椴柨偸前阉願W的思想，深深藏在晦澀冗長的深思熟慮的句子和事例性的說明之中，而沒有任何現(xiàn)成的條條款款，這就使得無論接受它的還是—它的人都給出了各式各樣不同的理解，所以互補(bǔ)含義亟需澄清。關(guān)于量子力學(xué)詮釋研究的主要問題也都與互補(bǔ)性詮釋密切相關(guān)（如因果性問題、幾率性問題、關(guān)于測不準(zhǔn)關(guān)系的理解問題、測量問題、完備性問題等），這些問題的澄清和解決也首先需要正確理解互補(bǔ)性詮釋。與互補(bǔ)性詮釋不同的其它詮釋的邏輯結(jié)構(gòu)是，先設(shè)計(jì)出某種本體實(shí)在的模式，再將這種本體實(shí)在與量子力學(xué)中的某種符號起來，然后將這種符號按量子力學(xué)演繹的理論結(jié)果與觀察結(jié)果對照來解釋量子現(xiàn)象和量子理論。在這些解釋中，觀察結(jié)果不是作為解釋的根據(jù)，而是作為量子力學(xué)演繹的結(jié)果。如隱變量理論先假設(shè)有因果決定性的亞量子層的隱變量的本體實(shí)在，再將這種本體實(shí)在隱變量的統(tǒng)計(jì)平均與量子力學(xué)中的可觀察量起來，量子力學(xué)的理論值就代表著隱變量的統(tǒng)計(jì)平均的演化結(jié)果，它與統(tǒng)計(jì)性的結(jié)果相對應(yīng)，這樣隱變量理論就將觀察結(jié)果和量子力學(xué)的描述解釋為客體的隱變量的統(tǒng)計(jì)平均的表現(xiàn)和對這種統(tǒng)計(jì)平均的變化規(guī)律的描述。統(tǒng)計(jì)系綜詮釋則先假設(shè)統(tǒng)計(jì)分布具有實(shí)在的客觀性，它代表著微觀客體的狀態(tài)和特征，量子力學(xué)描述中的波函數(shù)W的模方就表示客體的這種統(tǒng)計(jì)分布，波動方程的解的模方與觀察結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分布相一致，表示著客體的統(tǒng)計(jì)分布狀態(tài)?；パa(bǔ)性詮釋不從一個預(yù)先的本體實(shí)在模式的假設(shè)出發(fā)，而是直接對觀察結(jié)果進(jìn)行分析和解釋，然后從這種對觀察結(jié)果的分析中推出客體的實(shí)在特點(diǎn)和對它進(jìn)行描述的符號的意義。當(dāng)然，從一般假設(shè)能演繹出一個唯一的結(jié)果，而從觀察結(jié)果只能推出客體實(shí)在的某些本質(zhì)特征，不會得出唯一確定的實(shí)在模式和對它描述的符號的完全確定的意義。因?yàn)橛^察結(jié)果可以由各種不同的符號系統(tǒng)描述，即使只有一套符號，其數(shù)學(xué)演算過程也無法與實(shí)際的物理過程一一對應(yīng)，而只能將演算結(jié)果與觀察結(jié)果對應(yīng)，所以，雖然觀察是唯一確定的，但關(guān)于它的描述和解釋卻可以有多種。這說明解釋具有一定的靈活性，允許有各種不同的關(guān)于實(shí)在的假設(shè)，但這些假設(shè)的實(shí)在并不就是真實(shí)的實(shí)在，而只是在某些方面反映著由觀察結(jié)果所表征的實(shí)在?；パa(bǔ)性詮釋通過對觀察結(jié)果的認(rèn)識特點(diǎn)和描述的語義方面的分析，找到對客體和諧一致的互補(bǔ)描述方式，再從這種描述中找出客體的實(shí)在特點(diǎn)，而不是先給出一種實(shí)在的模式或圖景?；パa(bǔ)性詮釋從觀察到的原子的穩(wěn)定性和輻射光譜的不連續(xù)性所表征的量子性出發(fā)，以量子公設(shè)作為其理論的出發(fā)點(diǎn)來構(gòu)建對具有量子性的原子客體的合理描述。量子公設(shè)本身意味著過程的非連續(xù)性、個體性，也就意味著觀察過程中儀器與客體的相互作用過程是不可細(xì)分的，觀察結(jié)果中必然包含了儀器及其對客體的作用。在經(jīng)典物理中，儀器對客體的作用比客體本身的物理量小得可以忽略，即使不能忽略也能通過對過程的分析將它剔除，但在對原子客體的觀察中，儀器對客體的作用與客體的物理量相比擬，其作用過程又是非連續(xù)的，所以不可能將儀器的作用剔除，這樣，觀察結(jié)果中就必然包含了觀察儀器的作用，而不是代表客體本身的現(xiàn)象，對客體的描述也必然只能是觀察下的客體的描述，而不可能是對沒有觀察的孤立客體本身的描述，所以對客體的任何描述都依賴一定的觀察，沒有觀察，就沒有可描述的確定的現(xiàn)象，即使沒有對應(yīng)于客體本身的觀察，也必然存在與之相關(guān)的其它客體的觀察。這不是說，沒有觀察，現(xiàn)象世界就不存在，而是說，沒有觀察，確定的客體就不存在，沒有觀察，世界上可以發(fā)生許多，但我們卻不能確定對它們的描述。觀察對描述的重要性和觀察中儀器對原子客體的作用的不可分性是原子現(xiàn)象及其描述的特殊性之所在。正是觀察的特殊性帶來了概念的定義和描述上的新特點(diǎn)，從而帶來描述方式的根本改變和實(shí)在的新特點(diǎn)。在對原子客體的觀察中，儀器與客體間的不可剔除的相互作用，使得對客體的時(shí)空確定和態(tài)的確定間成為互斥的。當(dāng)我們通過一種儀器如剛性標(biāo)尺和時(shí)鐘對客體進(jìn)行時(shí)空的觀察和確定時(shí)，觀察中儀器的作用和對時(shí)空的確定條件，排斥對客體的態(tài)進(jìn)行定義，因?yàn)檫@種確定時(shí)空的儀器對客體的作用所帶來的客體的態(tài)的改變是無法確定的，從而客體在另一種確定它的態(tài)的儀器下所確定的.對態(tài)的定義的條件被破壞，而不再可能對時(shí)空觀察下的客體進(jìn)行態(tài)的定義。當(dāng)我們利用另一種儀器對客體的能量和動量進(jìn)行觀察和定義時(shí)，由于儀器與客體相互作用的時(shí)間的不確定性，使得對客體的時(shí)空確定成為不可能。客體的時(shí)空標(biāo)示和態(tài)的描述間的互斥，不僅在于時(shí)空觀察帶來的態(tài)的不可控制的改變，而且也是定義客體兩種屬性的條件的互斥的表現(xiàn)。態(tài)的定義要求消除除態(tài)的觀察外的任何觀察的外來干擾，而時(shí)空的觀察必包含有對客體的干擾，兩種描述所代表的定義的理想化和觀察的理想化的互斥，使得它們不能再統(tǒng)一在一種描述圖景中對客體進(jìn)行時(shí)空中的因果描述，只能對客體進(jìn)行這兩種互斥的描述。因?yàn)樗鼈兌际菍腕w的描述，并且只有兩種描述一起才能構(gòu)成對客體的全面描述，所以二者是互補(bǔ)的。這就是對原子客體的互補(bǔ)性描述方式。量子公設(shè)所蘊(yùn)涵的儀器與客體的不可避免的相互作用是互補(bǔ)性詮釋的一個邏輯起點(diǎn)，作用量子的公式所包含的波粒二象性是互補(bǔ)性詮釋的另一邏輯起點(diǎn)。時(shí)空和能量動量描述的互補(bǔ)性意味著經(jīng)典的粒子圖象和波動圖象都不完全適于原子客體，它們只是詮釋兩種原子現(xiàn)象的不同嘗試。在這種詮釋中，經(jīng)典概念的局限性以互補(bǔ)的方式表現(xiàn)出來。在粒子圖象中，因果要求的滿足必伴隨對時(shí)空描述的放棄；在波動圖象中，時(shí)空傳播規(guī)律的描述必伴隨因果描述的放棄而只能代之以統(tǒng)計(jì)的考慮。如果我們不把時(shí)空描述和因果描述看作互補(bǔ)的而堅(jiān)持經(jīng)典的時(shí)空概念，我們就必會面對光和物質(zhì)有時(shí)表現(xiàn)象波有時(shí)又象粒子的矛盾，所以，光和物質(zhì)粒子的本性不是經(jīng)典描述的粒子或波，而是時(shí)空和因果的互補(bǔ)描述的波粒二象性，即其時(shí)空描述遵循波動的疊加規(guī)律、其因果描述遵循粒子的守恒定律的兩種圖象的互補(bǔ)。任何將客體看作經(jīng)典波或經(jīng)典粒子的解釋都是行不通的。如薛定諤將原子客體看作經(jīng)典電磁波的電磁波解釋，就遇到波包的擴(kuò)散、波是位形空間而不是真實(shí)空間的波以及波函數(shù)與測量與所選擇的非對易的可觀察量有關(guān)等問題，這些問題恰恰反映了經(jīng)典波概念對原子客體描述的局限性。統(tǒng)計(jì)系綜詮釋雖把原子客體看作粒子，但卻不是經(jīng)典的能夠?qū)λ鲿r(shí)空描述的粒子，而是只能對粒子系綜的統(tǒng)計(jì)規(guī)律進(jìn)行描述的粒子，因果描述和時(shí)空描述的互補(bǔ)性被包含在系綜的能量、動量和時(shí)間空間的統(tǒng)計(jì)散差具有反比性的特殊統(tǒng)計(jì)性中。隱變量理論雖然為量子力學(xué)描述建立了一個亞量子層的因果描述，但它對可觀察的量子層的描述與量子力學(xué)的統(tǒng)計(jì)描述完全一樣，而且在其亞量子層的因果描述中也加入了與經(jīng)典描述不同的隱變量與測量的相關(guān)性。所以，因果描述和時(shí)空描述的互補(bǔ)性是不可避免的，用經(jīng)典的粒子圖象或波動圖象來解釋所有原子現(xiàn)象都會遇到邏輯困難，因而必須將它們加以修正并使它們互補(bǔ)起來。統(tǒng)計(jì)性是量子力學(xué)描述的一個基本特點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)或幾率概念是量子理論的基本概念，理解它是理解量子力學(xué)的關(guān)鍵所在，各種詮釋的主要分歧也在于此。按照互補(bǔ)性詮釋，統(tǒng)計(jì)性是量子性的必然結(jié)果，或者說統(tǒng)計(jì)性是邏輯地包含在量子概念之中的。因?yàn)樽饔昧孔拥拇嬖诒旧砭鸵馕吨舆^程不再是因果連續(xù)的，而是非連續(xù)的個體性過程，對于這種過程不可能進(jìn)行因果描述，而只能對個體―進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述，而且量子公設(shè)還意味著觀察對原子客體狀態(tài)的不可控制的改變，從而使我們無法通過觀察建立起客體運(yùn)動變化的因果規(guī)律。量子概念中所蘊(yùn)涵的時(shí)空的確定和能量動量的確定間的互斥關(guān)系，也使我們不可能給出客體的一個初始狀態(tài)而對客體進(jìn)行因果性的描述和預(yù)言，所以，量子性必意味著描述的統(tǒng)計(jì)性，對非連續(xù)的原子過程只能進(jìn)行幾率描述。描述恰當(dāng)?shù)胤从沉嗽舆^程的非連續(xù)的變化的可能性而不是因果連續(xù)變化的必然性，它對原子客體的物理量的描述不再是具有唯一確定值，而是按一定的統(tǒng)計(jì)分布具有一系列的值，這些值及其統(tǒng)計(jì)分布就是對原子客體的這一物理屬性的描述，而量子力學(xué)對原子客體的物理量的值譜和統(tǒng)計(jì)分布的變化規(guī)律的描述就是對原子客體的統(tǒng)計(jì)變化規(guī)律的描述。這種由量子公設(shè)帶來的統(tǒng)計(jì)描述也必然包含描述的互補(bǔ)性，只有通過時(shí)空描述和能量動量描述的互補(bǔ)性才能理解對原子客體的統(tǒng)計(jì)描述的這些特點(diǎn)。量子力學(xué)描述中波函數(shù)按薛定諤方程隨時(shí)間的演化，往往給人一種感覺，它就是對客體的態(tài)或客體的統(tǒng)計(jì)性（或趨向性）的因果變化的描述。其實(shí)，薛氏方程并不能滿足人們對因果描述的追尋，雖然我們可以從波函數(shù)中找到關(guān)于客體的所有屬性的描述，但是波函數(shù)的隨時(shí)間的演化并不代表客體的狀態(tài)的因果變化，因?yàn)椴ê瘮?shù)與客體的行為并無對應(yīng)關(guān)系，只有波函數(shù)的模方才代表客體的幾率，波動方程只是以恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式包含了對客體滿足疊加原理的波動屬性的描述，而這種描述的合理性是以客體作為粒子出現(xiàn)的幾率對波函數(shù)的詮釋來達(dá)到的，波動方程的解不是描述代表客體的波，而是描述代表客體的粒子的幾率，波動方程描述中對量子描述的互補(bǔ)性就表現(xiàn)在這里。所以波動方程并不表示對客體的因果描述，而是以波動描述形式對粒子幾率進(jìn)行描述的波一?；パa(bǔ)性的表現(xiàn)。測不準(zhǔn)關(guān)系是量子力學(xué)中的一個重要內(nèi)容，它是量子力學(xué)形式體系的一個直接數(shù)學(xué)結(jié)論，所以接受量子力學(xué)的人都能接受它，但對于這個數(shù)學(xué)公式的理解卻千差萬別。由于測不準(zhǔn)關(guān)系表現(xiàn)為對物理量的測量的限制關(guān)系，所以，不少早期的量子力學(xué)J巴它作為量子力學(xué)的一個核心內(nèi)容和邏輯基礎(chǔ)或操作基礎(chǔ)，但是，正如KarlR.Popper所指出的，從薛定諤方程可導(dǎo)出測不準(zhǔn)關(guān)系而從測不準(zhǔn)關(guān)系導(dǎo)不出薛氏方程，這說明測不準(zhǔn)關(guān)系應(yīng)是某種基礎(chǔ)的推論。在互補(bǔ)性詮釋看來，測不準(zhǔn)關(guān)系是量子公設(shè)所蘊(yùn)涵的波粒二象性的結(jié)果，它表現(xiàn)的是經(jīng)典概念的可定義的精確度間的互補(bǔ)關(guān)系。玻爾從關(guān)于作用量子的基本公式ET=I入=h出發(fā)，從其中所蘊(yùn)涵的經(jīng)典概念的矛盾推出關(guān)于這些經(jīng)典概念的可定義的最大精確度間的普遍反比關(guān)系即測不準(zhǔn)關(guān)系，從而使這個關(guān)系代表了時(shí)空和因果描述間的互補(bǔ)性的一種簡單的符號化表示，測不準(zhǔn)關(guān)系―軛物理量的測量精確度間的反比關(guān)系恰當(dāng)?shù)胤从沉藘晌锢砹康幕コ饣パa(bǔ)關(guān)系。海森堡把他所發(fā)現(xiàn)的測不準(zhǔn)關(guān)系看作是對經(jīng)典概念的適用性的限制和對經(jīng)典物理量的可確定程度的限制，并且正是由于這種不確定性導(dǎo)致因果律的失效和量子力學(xué)的統(tǒng)計(jì)描述，這種解釋帶有明顯的操作論和實(shí)證論傾向，是一種只講其然而不講其所以然的解釋。互補(bǔ)性詮釋則給出了其所以然的說明，是對測不準(zhǔn)關(guān)系的更深層的理解，避免了上述操作解釋的弊端。如海森堡把物理量的測量的不確定度解釋為測量的操作結(jié)果，而不是不同概念的可定義和可觀察的互補(bǔ)性的結(jié)果，就會導(dǎo)致由于我們測量和認(rèn)識能力的限制，使我們對本來可能存在精確值和因果性的客體只能作有限精確度和統(tǒng)計(jì)描述的實(shí)證論的和不可知論的問題。測不準(zhǔn)關(guān)系所表征的一種物理量的測量中儀器的作用導(dǎo)致另一種物理量的不確定，證明了互補(bǔ)性詮釋的儀器對客體的不可控制作用的說法，但是這種儀器的干擾作用是對原子客體進(jìn)行描述所必需的，也是量子力學(xué)描述中所包含的，而不是對客體進(jìn)行描述所要排除的。Popper的統(tǒng)計(jì)系綜詮釋認(rèn)為，測不準(zhǔn)關(guān)系的含義是兩個正則共軛變量的標(biāo)準(zhǔn)偏差之積有一下限n/4n，它不象互補(bǔ)性詮釋的測不準(zhǔn)關(guān)系是從對理想實(shí)驗(yàn)的分析得到的，而是量子力學(xué)形式體系的邏輯數(shù)學(xué)推論，而且由于現(xiàn)在實(shí)際的對測不準(zhǔn)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)還不能達(dá)到個體粒子測量所要求的精確度，而往往是對許多粒子的統(tǒng)計(jì)平均的偏差的測量，所以統(tǒng)計(jì)系綜詮釋顯得比互補(bǔ)性詮釋有更堅(jiān)實(shí)的經(jīng)驗(yàn)支持。我認(rèn)為，也許統(tǒng)計(jì)系綜詮釋較互補(bǔ)性詮釋在數(shù)學(xué)上更嚴(yán)密，但互補(bǔ)性詮釋對量子性的描述特點(diǎn)的分析顯得更深刻。完備性問題和測量問題是量子力學(xué)詮釋之爭的兩個焦點(diǎn)問題，近幾十年量子力學(xué)的基礎(chǔ)研究主要圍繞這兩個問題展開且使問題不斷演化，并挖掘出不少新的內(nèi)容，互補(bǔ)性詮釋無論對這兩個問題的提出還是發(fā)展都有著直接的影響，而它對這兩個問題的解釋也成為互補(bǔ)性詮釋本身的重要內(nèi)容。完備性問題是愛因斯坦與玻爾論戰(zhàn)的第三次交鋒中在著名的E一P—R中提出的。文中通過一個E-P-R實(shí)驗(yàn)論證了量子力學(xué)的描述不是對實(shí)在的完備描述。此文引起的首先是關(guān)于何為實(shí)在的討論，后來討論的焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到關(guān)于E-P-R關(guān)聯(lián)究竟意味著非局域性、非因果性還是不可分離性的問題。E-P-R的論文從沒有干擾而能預(yù)言的客體的物理屬性為物理實(shí)在這一實(shí)在概念出發(fā)，通過大家所熟知的E-P-R實(shí)驗(yàn)，論證了量子力學(xué)描述不是對實(shí)在的完備描述。簡述如下：相互作用后的兩粒子，按量子力學(xué)描述，可以通過對第一個粒子的兩非對易物理量的測量而不加干擾地得到對第二個粒子的同樣的兩非對易物理量的預(yù)言，既然是不加干擾且兩粒子相距無限遠(yuǎn)，第二個粒子的兩非對易量雖對應(yīng)于第一個粒子的不同時(shí)的兩次測量，但卻是同時(shí)屬于第二個粒子的物理實(shí)在，否則就得假設(shè)兩粒子間具有超距作用；E-P-R又認(rèn)為，完備描述應(yīng)同時(shí)對同時(shí)存在的物理實(shí)在進(jìn)行描述，但量子力學(xué)的描述卻將對非對易的兩個物理實(shí)在的描述看作互補(bǔ)的，即對一個進(jìn)行精確描述時(shí)對另一個則不能進(jìn)行同時(shí)的精確描述，所以E-P-R得出結(jié)論說，量子力學(xué)蘊(yùn)涵著E-P-R悖論，其原因是量子力學(xué)描述不完備。大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)7e-p-r關(guān)聯(lián)的存在，也證明了量子力學(xué)描述的成功，但如何解決E-P-R悖論卻仍有兩條道路可以選擇，這便是修正E-P-R的兩個前提，或者修正實(shí)在概念，或者修正分離原理（包括局域性原理和可分離性原理），前者是玻爾對E-P-R的回答，后者是隱變量實(shí)在論者對E-P-R關(guān)聯(lián)的解釋，雖然實(shí)在概念不同（一個是必包含有觀察的實(shí)在；一個是不包含觀察干擾的實(shí)在），但卻都包含了儀器與客體的狀態(tài)、客體與其有相互作用的其它客體的狀態(tài)的相關(guān)?；パa(bǔ)性詮釋通過修正實(shí)在概念，即認(rèn)為實(shí)在必包含有觀察的干擾來解決E-P-R悖論。正如互補(bǔ)性詮釋的邏輯前提中所認(rèn)為的，任何描述必是對觀察的描述，任何預(yù)言也必是對觀察的預(yù)言，任何實(shí)在也必是觀察的實(shí)在而不是自在的實(shí)在，觀察的作用必包含在實(shí)在之中，觀察的作用不僅意味著儀器對客體的直接的物理作用，而且意味著一種儀器所特有的對儀器和所觀察客體的整體的反映方式和描述方式，所以客體的描述和實(shí)在必與進(jìn)行觀察的儀器的類型相關(guān)，無論是直接的觀察還是象E-P-R實(shí)驗(yàn)中的間接觀察。這就是量子力學(xué)中的相對性，即客體狀態(tài)與儀器的相對性。所以E-P-R實(shí)驗(yàn)中對第二個粒子的非對易物理量的預(yù)言所對應(yīng)的是不同的測量，因而仍是不同時(shí)的實(shí)在，對它們的描述也是互補(bǔ)的描述而不能是同時(shí)的描述，所以這與量子力學(xué)描述并無矛盾°E—P-R關(guān)聯(lián)所反映的是儀器類型和描述預(yù)言類型及實(shí)在類型的必然—和儀器作用的不可細(xì)分所帶來的儀器與客體實(shí)在的不可分，對第二個粒子的描述與對第一個粒子測量的關(guān)聯(lián)，恰恰表明了觀察和描述類型一致的要求和儀器與所描述客體實(shí)在的不可分性，不是儀器或第一個粒子對第二個粒子的超距作用使第二個粒子的實(shí)在發(fā)生了改變，而是它們的實(shí)在本身就是一個不可分的整體，它們的狀態(tài)必然相關(guān)而不是的，所以互補(bǔ)性詮釋在新的實(shí)在概念中包含了對可分離性原理的否定，解決7e—p—r悖論。其實(shí)，互補(bǔ)性詮釋雖然是在對e—p—r悖論的回答中明確了它的新的實(shí)在概念，但它的儀器與客體的實(shí)在的不可分性，儀器與客體狀態(tài)、描述的不可分性早在o演講中作為互補(bǔ)性詮釋、互補(bǔ)描述的邏輯前提就已經(jīng)提出來了，難怪戈革先生說玻爾提前八年預(yù)先回答7e—p—r佯謬。測量問題顧名思義就是關(guān)于測量過程的解釋和描述問題，由于在微觀測量中儀器對客體的作用使客體發(fā)生了不可忽略的改變，從而使微觀測量不再象經(jīng)典宏觀的測量那樣可以忽略儀器對客體的作用，直接將客體對儀器作用產(chǎn)生的儀器上的讀數(shù)當(dāng)作客體本身的狀態(tài)，微觀測量的結(jié)果是測量后客體的狀態(tài)，它與測量前客體的狀態(tài)不同。由測量引起的客體狀態(tài)的突變叫波包收縮，如何解釋和描述波包收縮亦即測量過程中客體狀態(tài)的變化就是量子力學(xué)的測量問題。在量子力學(xué)描述中，描述客體狀態(tài)的W(X)的變化有兩種方式，一種是按薛定諤方程隨時(shí)間的因果演變，另一種是測量時(shí)突變?yōu)樗鶞y力學(xué)量的一個本征態(tài)w[，n](x)，也就是客體由各種可能值的幾率分布變?yōu)榘匆欢◣茁蕦?shí)現(xiàn)的確定值，如果測量前的統(tǒng)計(jì)分布，測量后的統(tǒng)計(jì)分布，其中各本征態(tài)的相干項(xiàng)消失了。測量時(shí)客體狀態(tài)要變?yōu)楸菊鲬B(tài)？相干項(xiàng)消失？這些問題成為量子力學(xué)測量問題的中心問題。各種測量理論大都力圖通過分析儀器與客體的相互作用過程，并以薛定諤方程來描述這一過程以求找到問題的解答。互補(bǔ)性詮釋認(rèn)為，波包收縮和干涉項(xiàng)的消失是由一種描述方式向互補(bǔ)的另一種描述轉(zhuǎn)換的結(jié)果，這種結(jié)果的出現(xiàn)是由互補(bǔ)的兩種描述的定義的條件不同和觀測中儀器和客體的相互作用關(guān)系不同造成的。首先，W(x)所表示的是如果測量客體的位置，其位置分布將是怎樣的，而不是說測量前客體的狀態(tài)是怎樣的，lW(x)|[2]表示的是在x處找到粒子的幾率。算符x在坐標(biāo)表象中對應(yīng)于確定值xy謀菊骱數(shù)是6(x—xB，將W(x)按乂的本征函數(shù)展開即，雖然包含有干涉項(xiàng)，但對于x[，i]處的幾率|寸(x[，i])|[2]與是一樣的，因?yàn)槌齲B郟n]=x[，i]時(shí)6函數(shù)不為零外其余都為零，所以干涉項(xiàng)根本就不存在，|W(x)|[2]本身就是指測量位置時(shí)測得各種位置數(shù)值的幾率。其次，雙縫實(shí)驗(yàn)中雙縫后的波函數(shù)W(x)是兩縫的波函數(shù)之和即W(x)=W[，A](x)+W[，B](x)但當(dāng)測定究竟粒子穿過哪一個縫時(shí)就會使干涉項(xiàng)消失，這是因?yàn)閃(x)=W[，A](x)+W[，B](x)所蘊(yùn)涵的測量條件和描述方式與|W(x)|[2]=|W[，A](x)|[2]+|W[，B](x)|[2]所蘊(yùn)涵的不同，前者是在雙縫后的屏幕上測得的干涉情況，后者是在各單個縫后測得衍射的相加，由于在測粒子是否穿過一個縫時(shí)，測量儀器對客體的作用使客體的互補(bǔ)物理量發(fā)生了改變，如測粒子動量時(shí)就會使它的位置發(fā)生不可控制的改變而引起位置的一個不準(zhǔn)量，這種不準(zhǔn)量將引起相等的條紋位置的不準(zhǔn)量，從而不再出現(xiàn)任何干涉效應(yīng)。所以這里的干涉項(xiàng)的消失不是客體測量前的自身狀態(tài)向測量后狀態(tài)的突變，而是觀察干涉效應(yīng)向?qū)で罅Ｗ榆壍赖拿枋龅霓D(zhuǎn)變，是一種觀測條件下的態(tài)向另一種觀測條件下的態(tài)的轉(zhuǎn)變，它所表現(xiàn)的是互補(bǔ)性現(xiàn)象在互斥的實(shí)驗(yàn)裝置下的不同表現(xiàn)。對于一般力學(xué)量Q，W(x，t)可按Q的本征值所對應(yīng)的本征函數(shù)展開，其中u［，n］(x)為Q的本征值Q［，1］、Q［，2］???Q［，n］的本征函數(shù)，按量子力學(xué)，當(dāng)測量到本征值Q［，1］時(shí)，系統(tǒng)就處于本征態(tài)u［，l］(x)，其幾率是|a［，l］(t)|［2］，但在觀測到確定數(shù)值前，量子力學(xué)給出的是W(x，t)而不是Q［，1］和u［，1］(x)，但實(shí)際上，所給出的預(yù)言和實(shí)際測得Q［，1］的幾率Ia［，1］(t)|［2］是一致的，，由于u［，n］(x)是正交歸一函數(shù)系，u［大，m］(x)u［，n］(x)=O，當(dāng)m#n時(shí)，所以干涉項(xiàng)不出現(xiàn)，，這就是說，寸(x，t)給出的就是測量時(shí)各本征值出現(xiàn)幾率的分布，對客體狀態(tài)的由W(x，t)到u|：,n］(x)的轉(zhuǎn)變只是對客體測量后所有可能狀態(tài)的幾率分布的預(yù)定到其中一個狀態(tài)元素按相同幾率實(shí)現(xiàn)的描述變化，而并不對應(yīng)客體本身的在有無測量的不同條件下的狀態(tài)的變化。所以按照互補(bǔ)性詮釋，由W(x,t)到u[,n](x)的波包收縮不是測量引起的測量前后客體狀態(tài)的變化。測量肯定會引起客體的變化，但這種變化已經(jīng)包含在W(x,t)中，而且不同類型的測量會引起不同的變化，這由所測得的不同類型的本征值和本征函數(shù)表現(xiàn)出來，如果中有干涉項(xiàng)，那么新的測量所引起的變化還會表現(xiàn)在干涉項(xiàng)的消失上。因此，波包收縮中干涉項(xiàng)的消失是由互斥的測量導(dǎo)致的由一種描述向互補(bǔ)的另一種描述的轉(zhuǎn)換造成的，而波包收縮中由對許多可能值的預(yù)言到其中一個值的實(shí)現(xiàn)的波函數(shù)的變化，只是預(yù)言條件的變化引起的統(tǒng)計(jì)預(yù)言的變化，而不對應(yīng)客體本身的狀態(tài)變化。由此可見，在測量的波包收縮過程中，引起客體狀態(tài)變化的是不同的測量的實(shí)驗(yàn)條件和它們對客體的不同類型的作用，關(guān)于客體知識的變化引起的是對客體的統(tǒng)計(jì)預(yù)言條件的變化，而不是客體本身的狀態(tài)變化，所以，這里沒有任何主體的作用，也不需要引入主體意識的最后一瞥。馮.諾意曼之所以需要引入人的最后一瞥，是因?yàn)樗褍x器在測量中的作用當(dāng)作一個純粹的量子客體，而沒有看到在儀器身上所必須兼有的使確定的觀察結(jié)果和經(jīng)典概念的適當(dāng)運(yùn)用成為可能的特性，這樣一來，就象馮氏所分析的那樣，我們的觀察和描述就必然要無限后退，直至求助于意識的最后一瞥。當(dāng)然，從量子現(xiàn)象的普遍性上講，儀器也與微觀客體一樣具有量子性，但量子性又必須通過我們的宏觀觀察和經(jīng)典概念來觀察和描寫，所以，儀器又是認(rèn)識的一個邏