玻尔对应观念的变化和它所提示的微观物理学的方法论特征
从渊源上说,对应观念发端于对可观察的现象和不可观察的机制之间联系的一种信念。但进一步的发展,却不是对这种联系的具体形式的追寻,而是向宏观理论和微观理论之间的形式对应的不断演化。在这一过程中,光谱学所提供的证据,起着指引方向和判定是非的作用。玻尔对应观念的这一变化过程,向我们提示了微观物理学在方法上的如下特征:
对应观念的起源和玻尔的出发点表明量子理论深刻地植根于经典物理学之中。量子理论不是根本抛弃经典理论的结果,而是对它的一种深化。经典理论是量子理论在量子数趋于极大时的极限,但同时又是构造量子理论的出发点和基础。
对应观念逐步变为理论之间的,形式上的对应,表明关于对应机制的追寻不仅是无希望的而且是无意义的。事实上,对应原理所牵涉的机制或关于它的物理图景至今仍晦暗不明。这种不问机制的“描述性”特征,玻尔稍后以个体性这样一个概念进一步概括,这一概念要求放弃对过程的连续追寻而仅诉诸一单元事件体的系列。
对应原理的真实性从来也没有形式地得到过证明。在量子力学的逻辑框架中,它仍旧不过是一种信念。但是,对它说来,最有力的支持是由它所引导的结果迄今为止总是对的。对应原理的真理性必须从而且只能从整个量子理论,从这种认识在实践中的成功,亦即从认识的实践性加以理解。
研究对象越来越远离我们的感官所及,获取信息的手段日益间接,因此,这些信息的意义不再是不言而喻的了。经验性的直观渐次丧失,使得方法论逐渐具有决定研究工作命运的意义。对应原理产生于量子理论的建立过程中,从方法论的角度来看,有其深刻的必然原因。
对应原理的形成过程,正是物理学从旧量子论走向量子力学的过程,这是一个审慎的筛选、扬弃、改造和创新的过程。对应原理不仅给出了方向,而且给出了方法。一旦对应观念达到完善,量子理论也作为一种可以与经典理论相对应而存在的完整的理论出现了。在这一意义上,对应原理是弃旧图新的方法论规范,它所要求的量子理论和经典理论之间的、形式上的协调或结构上的连续,深刻地提出了量子理论在整个物理理论中的地位:它必须通过经典物理学,以此为出发点和依托,才能最后完成。
原载《华东师范大学学报》1982年第3期
[1]Bohr,N.,Preface to“the Theory of Spectra and Atomic Constitution”,(1922);Niels Bohr Collected Works,Vol.3,p.21.
[2]de Broglie,L.,La physique nouvelle et les quanta,(Eng.Tr.1954),p.147.
[3]Bohr,N.,Phil.Mag.26(1913)1,语见§3
[4]Bohr,N.,Niels Bohr Collected Works,Vol.3,pp.48-52.
[5]见第275页注释①,“合一”是Coincide。
[6]Bohr,N.,Fysisk Tidsskrift 12(1914)97;Eng.Trans.,in Collected Works,Vol.2,“相等性”是equality。
[7]Idem,On the Application of the Quantum Theory to Periodic System,原拟在Phil.Mag.31(1916)上刊出,后因故未刊,今收于Collected Works,Vol.2。
[8]Idem,On the Quantum Theory of Line-spectra,(1918).
[9]参见上引书pp.5—6,“假定”是assumption。
[10]Idem,On the Quantum Theory of Line-spectra,p.6.
[11]同上,pp.15-16。
[12]Epstein,P.,May 14;Debye,P.,June 6;Sommerfeld,A.,May 18,分别引自Niels Bohr Collected Works,Vol.3,p.637,p.607和p.682。
[13]Sommerfeld,A.,Atomic Structure and Spectral Lines,(1923),引语在p.583。
[14]Kramers,H.A.,Intensities of Spectral Lines,Ph.D.Thesis,Kgl.Danske Vid.Selsk.8e raekke Ⅵ,3(1919)327(https://www.daowen.com)
[15]Ladenburg,R.,Z.Phys.4(1921)451.
[16]Kramers,H.A.,Nature 133(1924)693.
[17]Van der Waerden,Introduction to the Sources of Quantum Mechanics,(1967),p.8.
[18]Bohr,N.,Z.Pnys.2(1920)423
[19]Einstein,A.,May 2;Planck,M.,May 7;Sommerfeld,A.,Nov.11.
[20]玻尔语。见《原子物理学和人类知识论文续编》,郁韬译,引语在第90页。