波函數與機率
玻恩定則
玻恩定則是抽象波函數與實驗真正記錄之物之間的橋樑。它指出,在一小塊區域內找到粒子的機率,正比於波函數在那裡模的平方:機率密度就是 |ψ|²。這條定則由馬克斯·玻恩於一九二六年提出,正是它把 ψ——一個充滿大小與相位的複函數——化作介於零和一之間的誠實數字。
更一般地說,當你測量任何一個量時,波函數都可以寫成對應各種可能結果的諸狀態之和。玻恩定則於是說:看到某個特定結果的機率,等於該結果在這個和中所對應振幅的模的平方。這正是干涉與相位之所以重要的原因:振幅先相加,然後才取模的平方,所以各項貢獻可以在算出任何機率之前彼此增強或抵消。
玻恩定則並沒有以任何被普遍接受的方式從量子力學的其餘部分推導出來;它是作為一條獨立的公設被加入的,是 ψ 那平滑數學與探測器那頑固隨機的咔嗒聲之間的紐帶。迄今為止所有的實驗檢驗都以極高的精度與它相符。它也正是真正的機率進入這套理論之處——量子力學預言的是機率,而非你將得到哪一個單獨的結果。
P(find particle in dx near x) = |ψ(x)|² dx
對振幅的模取平方便得到機率——這就是玻恩定則的核心。
要對總振幅取模的平方,而不是把各自平方後的振幅相加。先把振幅相加正是產生干涉的原因;若把每一項單獨平方,干涉就會被抹去。
又稱
另見