量子力学诠释的新尝试

量子力学诠释的新尝试

量子力学自创立至今，已近一个世纪的时间，百年来，人们把量子力学和相对论看做是二十世纪物理学的两大台柱，今后，恐怕还会有很长的一段时间不会改变这一看法。量子力学对微观世界的描述确实取得了惊人的成就，利用量子力学所做的计算与实验惊人的符合，常使人们对量子力学的正确性深信不疑。然而，量子力学的巨大成就，绝对掩盖不了量子力学解释体系的不足及与相对论深层次的尖锐矛盾。全世界没有一个物理学家敢说他完全懂量子力学就是最好的证据。

所谓量子力学诠释问题，指的是量子学数学形式的物理实质究竟是什么。关于量子力学数学形式的物理诠释，见诸于经传的至少有十数种，比较流行的也有七八种，而最为流行的主流学派是所谓哥本哈根学派的几率解释。几率解释认为量子力学数学形式——波函数，是几率波。微观客体的动量和位置本质上是不能同时确定的，测不准（或不确定）关系是这种不确定性的数学描述。

然而，哥本哈根的几率波与实验表现出的物理波存在着深刻的矛盾。为此，以玻尔为首的哥本哈根学派，为了消除其解释体系中的矛盾，渗进了许多非常规的哲学思辩。在哥本哈根几率解释中，数学、物理、哲学思辩混合在一起，将人们带进了一个神秘的量子谜雾。百年来，哪怕是最伟大的物理学家比如爱因斯坦

也被卷进量子谜雾难以解脱。德布罗意、薛定谔、玻姆、布洛欣采夫等一批科学家曾试图用各自的解释取代哥本哈根解释，但终究没有取得主流学派的地位。看来量子力学数学形式的物理实质，还值得后代人继续深入研究和探索。本文作者提出的量子力学曲率解释，则是量子力学众多解释中，中国人独立提出来的一种新的量子力学诠释体系。量子力学曲率解释认为，量子力学中的波函数描述的是人们通过实验建构的微观客体“形”的变化规律。波函数本质上是曲率波而非几率波，曲率的大小表示粒子性，曲率的变化表示波动性。量子力学曲率解释有着从哲学、物理学、实验现象、数学到诠释体系的逻辑一致性，由哥本哈根几率解释缘引出来的诸多悖论在量子力学曲率解释中将不复存在，而且曲率解释可以把几率解释的合理部分纳入其中。量子力学曲率解释从如下六个方面建立其解释体系。 提出相互作用原理

相互作用原理是量子力学曲率解释赖以建立的哲学基础。 相互作用原理指出：自然界中一切物体在时空中的“形象”和“状态”都是由物质间的相互作用形成的，既包括四种基本相互作用（引力、电滋力、强力、弱力），也包括人类观测世界使用的观测信号作用。

由相互作用原理我们得到两个推论：推论一：现象缘于相互作用，“物质本体”无以形成被观察的时空形象。推论二：时空变化之所在，即物体之所在，也是场源之所在。

由相互作用原理及其推论我们得到“自在实体——本体”和“现象实体——物体”两个基本概念。“自在实体——本体”是离开人的主观意识之外的客观存在，它由四种基本相互作用形成，它是抽象的，非具体认识的；“现象实体——物体”是“自在实体——本体”通过观测信号作用于人体这架生物仪器及“人工仪器”的延伸形成的，它是具体的，被认知的。时空概念是人类根据“自在实体——本体”和“现象实体——物体”综合抽象形成的概念。时空既有不变的属性，也有可变的属性，主要取决于人类不同的认识层次。牛顿力学、相对论力学和量子力学都有各自不同的时空基础，表明人类对自然的不同认识层次。 区分微观作用机制与宏观作用机制

微观世界和宏观世界在作用机制上有着本质的区别。微观世界具有量子特性，能量是不连续的，相互作用是一份一份的。根据相互作用原理，客体的“形”是通过相互作用提供给人们的，那么，微观世界中由相互作用提供的“形”和“状态”前后就是不连续的、间断的。“形”的突变性表明“形”在突变演化中前后不可知，是离散的，在数学上可理解为“前形”和“后形”彼此在对方的投影为零，这正是数学上建立正交系的必要条件。这里“前形”和“后形”就成了正交系的坐标轴。这就是量子力学中波函数正交性形成的物理原因，也是量子力学线性函数形成的物理原因。由于坐标轴具有描述形的变化特征，因此波函数本质上是描述微观客体形的变化特征的。

在宏观世界，相互作用（引力、电磁力）被看做是连续的，能量的变化也是连续的。宏观世界由相互作用提供的人类对“形”的认识不存在突变性，客体“形”的前后变化也是连续的。客体的“前形”和“后形”构成的状态变化，不构成数学上正交性，“前形”和“后形”构成的坐标轴之间的夹角可以无限小，“形”具有整体的局域性，而不是离散的。引力是连续作用的力（牛顿力学、广义相对论均是为此），由引力作用给出的客体的“形”前后可以连续变化，广义相对论把这个“形”的变化变成了场的几何性质（推论二），引力场中“前场”和“后场”是连续变化的，其坐标轴之间没有正交性，相互之间投影不为零。这正是引力场自相互作用和非线性特征形成的根本原因。也是引力场的空间是弯曲的物理原因。 区分微观质点与宏观质点的本质差异

由于作用机制的本质区别，宏观质点与微观质点其属性也有根本的区别。

在宏观经典力学中，所谓质点，是说在我们讨论的问题中客体的“形”的大小可以忽略不计，客体被简化为一个几何点。客体具有的动量、能量、位置和时间都赋予这个几何点——质点。这样经典力学中的质点就具有实体的性质，质点运动的背景空间都是虚的。人们对在时空中运动的客体前、后“形”的变化——状态的描述，由于形的变化被忽略或如相对论拷贝到背景时空上，因此，人们对“形”的变化的描述变成了对质点运动轨迹的