发现与发明 › 20 世纪

玻恩定则1926

Born rule

量子力学定则

玻恩定则 是量子力学的基础公设之一,由物理学家马克斯·玻恩提出,给出了量子测量得到特定结果的概率。它与海森堡不确定性原理将概率的概念引入量子力学,使其展现出独特的非决定性质。实验中尚未发现违背玻恩定则的量子行为。

摘自维基百科「玻恩定則」,CC BY-SA 4.0

类型
原理
发现 / 发明时间
1926 年
发现者 / 提出者
马克斯·玻恩
命名来源
马克斯·玻恩
学科
物理学

相关科学家

百科正文

有物理学者试图从其它假定推导出玻恩定则,但都未获学界认可。例如,有些物理学者声称从多世界诠释可以推导出玻恩定律,但他们给出的导引被批评为循环论证。格里森定理为玻恩定则的形式给出了数学上的线索,但并没有对于其概率行为提供物理学解释。

沃杰克·祖瑞克倚赖系统与环境之间的量子纠缠引起的环辅不变性(环境辅助不变性,environment-assisted invariance)来推导出玻恩定则。在这里,环境扮演了促使概率出现的关键角色。这也意味着祖瑞克的方法只适用于开放系统。不论如何,这是一种充满想像力的点子,很具有未来发展的潜能。

概述

离散值谱

假设对于量子态为 |ψ ⟩ 的某量子系统测量可观察量 O,而对应于可观察量 O 的厄米算符 O,其值谱为离散的,所含有的本征值与对应的本征态分别标记为 Oᵢ 与 |Oᵢ⟩, i=1, 2, 3, ⋯,n。

玻恩定则阐明,获得测量值 Oᵢ 的概率为 p(Oᵢ)=|⟨ Oᵢ|ψ ⟩ |²。

连续值谱

假设对于量子态为 |ψ ⟩ 的某量子系统测量可观察量 X,而对应于可观察量 X 的厄米算符 X,其值谱为连续的,所含有的本征值与对应的本征态分别标记为 x 与 |x⟩, -∞ ≤ x≤ ∞。

玻恩定则阐明,获得测量值 a≤ x≤ b 的概率为 p(a≤ x≤ b)=∫ ₐ^(b)|⟨ x|ψ ⟩ |²d x。

历史

马克斯·玻恩最先于1926年发表论文提出玻恩定则。在这篇论文里,玻恩解析了一个散射问题的薛定谔方程,由于受到阿尔伯特·爱因斯坦在光电效应研究的启发,玻恩在一个角注里总结,玻恩定则对于解答给出唯一可能的诠释。1954年,因为“在量子力学领域的基础研究,特别是对波函数的统计学诠释”,玻恩与瓦尔特·博特共同荣获诺贝尔物理学奖。约翰·冯·诺伊曼在他的1932年著作《量子力学的数学基础》里阐明谱理论应用于玻恩定则的论述。

以上内容摘自维基百科「玻恩定則」,按 CC BY-SA 4.0 使用,去掉了参考文献、外部链接等尾部小节,公式改写成了纯文本。全文、配图和出处见原文。

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