三、认识的互补性

1923年4月23日，康普顿（A.H.Compton）发表了他关于电子-光子散射引起光波长变化的实验结果和理论解释。光的波粒二象性以前所未有的尖锐程度呈现在物理学家面前。对于这种从经典观念看来不可思议的两难推论的研究，直接地促进了非决定论物理思想的发展。

1924年1月，玻尔和克莱默斯（H.Kramers）、史莱脱（J.Slater）假设，辐射是连续的作用，而跃迁仅随机地发生，正如康普顿在实验中观察到的那样。这一努力固然保全了在单一图景中描述辐射-原子相互作用的可能性，但为此付出的代价却是沉重的：必须放弃能量-动量在严格的动力学意义下守恒。这一尝试，一方面保留了描述的经典时空框架，另一方面又引进了以几率为权重的统计平均值来构造可观察量的概念，从而可以被视为是一次承先启后的努力。

爱因斯坦尖锐地反对这一见解，他认为放弃严格的因果性（即为电子在反冲方向和时间上留下非决定性的尾巴）是不能容忍的。如果只有这一条路可走，那么他宁可到赌场里去当一名雇员。幸运的是，康普顿所提出的粒子图景，不久即被反冲电子-光子对在时间上的吻合和在方向上的严格因果决定的单一性所证实。玻尔等人力图回避二象性的努力失败了，但几率方法却由此渗透到量子物理学之中。

1926年，玻恩在能量甚高的散射实验中发展了一套近似方法。在与经典散射处理的类比中玻恩发觉，薛定谔早先在与经典波动类比中引进的表征波动的一个神秘物理量|ψ|2，常常表现出一种与经典微分散射截面对应的性质。因此，玻恩把|ψ|2视作一种几率的度量。由此发展起来的对量子力学体系的一种几率诠释，二十六年后使他获得了诺贝尔物理学奖。

玻尔作了更深入的考察。他坚持寻求海森堡（W.Heisenberg）获得的测不准关系的物理基础。从波粒二象性概念出发，利用E=hν，p=hk和相对论的有关公式，玻尔指出，波的相速度和群速度在一般情况下并不相等，如果结合德布罗意（L.de Broglie）关于群速度在数值上等于粒子速度的观点来考虑，可以看出，波与粒子的概念并不总是能处处配合的。玻尔指出，能把这两个概念统一起来的条件，正是海森堡的测不准关系式，它提示了经典力学的适用范围。(https://www.daowen.com)

可以精致地写为时空矢量和能量-动量矢量的最大精确度之间的这一反比关系是耐人寻味的，这一情况可以看作是时空描述和因果要求之间的一种简单化的符号表示。要把粒子和波统一起来的要求，正是这种反比形式的约束物理基础。描述于是呈现出一种互补的特征，即只有综合实验所提供的关于波和粒子的、相互排斥的全部资料，才能对物理现象进行详尽无遗的描述。

玻尔认为，波粒两难推论提示了用经典概念描述原子过程时所遇到的一种深刻的困难。其实质是观察操作引起的扰动既不能简单地忽略，又不能恰当地补偿。按这一分析，哥本哈根学派认为，量子物理学的认识模式不仅可以是，而且应该是统计性的。这是非决定论物理思想的物理渊源。

这一见解的第一次正式表述是在1927年9月16日的科摩国际物理学会议上。为纪念伟大的物理学家伏打（Volta）逝世而召开的这次会议，拥有最杰出的参加者，而这些参加者对玻尔的见解反应是多种多样的：德布罗意、冯·劳厄（von Laue）、普朗克这些后来的反对者当时并没有表示异议；年轻一代的“学生们”克莱默斯、海森堡、费米（E.Fermi）、泡利（W.Pauli）以及玻恩则热烈地表示了赞同；还有一些后来的支持者如罗森费尔德（L.Rosenfeld）一下子不能理解，他说，我看不见，感觉不出这儿有什么深刻的东西。