釋說新語之十九:量子力學裡的一些專門用語

2008/10/07 – 上午 11:45

劉源俊

  Heisenberg在青年時期就體會到:日常生活裡的語言,不適用描述微小世界。然而,人的思惟仍然不脫「古典物理」──這又是Bohr詮釋量子力學所提出「互補(相成)原理」(complementarity principle)的精髓。因此,在量子力學裡,我們需發展出一套新的用語,既要取材於既有語文,又要能準確闡明量子力學。

  〈試說量子力學裡的機與運〉一文中已有初步探討,今再進一步說。

  Heisenberg於1927年提出的unbestimmungkeit prinzipie(德文),英文或作uncertainty principle,或作indeterminacy principle;中文一般熟悉的譯名是「測不準原理」。但究其涵義,並非指位置或動量測不準,是說:位置與動量不能同時決定,能量與時間不能同時決定,電場與磁場不能同時決定,…。進一步言,則可謂『粒非粒,波非波。』關鍵並不在「測不準」,而在於在微小世界裡,物質的本性非古典物理語言所能描述。學界遂有認為unknowability principle更接近本意者。我認為稱該原理為「不確定原理」或「不確知原理」,更較達意。

  在量子力學裡,一「粒子」可「兼合各態」(to be a linear combination of states),或「潛在各處」(to have the potentia of being at different places)。它又會「穿越」勢能障礙(tunneling或穿隧不太對),會「隨緣現相」(“reduction of wave packet”)。

  1948年Feynman所發展出來的path-integral approach,陳義更玄,有別於1925年Heisenberg的「機演門」與1926年Schrödinger的「運演門」,不妨用「諸徑俱攝門」描述之。各門道雖不同,入登量子力學之堂奧則一。

  1982年後,由於Aspect等人的光學實驗已明確證實孿生光子系統違反Bell不等式,因而Einstein所念茲在茲的locality就不對了。研究量子力學詮釋的學者於是提出了一大堆新名詞,需要予以適當翻譯。d’Éspagnat 的non-separability宜譯為「不可分隔性」;non-lacality宜譯為「越地性」,與locality(「局地性」)相抗;entanglement宜譯為「糾纏」。

  雖然Einstein認為量子力學「一致而不完備」,他所信仰的「命定而客觀的」(deterministic and objective)「物理實在」(physical reality)終究受到了嚴峻的挑戰。至於d’Éspagnat近年所揭櫫的veiled reality,則可稱之為「朦朧實在」。