波函数与概率
复振幅
复振幅是一个有两部分的数——一个大小和一个相位——量子力学坚持使用这种数,而非朴素的实数。把每个振幅想象成平面上的一支箭:它的长度定下贡献的大小,它所指的角度定下它的相位。波函数完全由这些箭构成,系统的每一种可能性对应一支。
相位正是实数无法提供、而量子力学又离不开的那个特征。当不同选择的振幅组合时,它们的箭头首尾相接地相加。两支等长的箭,若指向相同便可叠成一支长箭,若指向相反则可叠成空无。这种抵消,对普通的非负概率而言是不可能的,却是一切干涉效应的源头——从双缝,到把分子维系在一起的化学键。
只有当玻恩定则的取平方被施行时,相位才退隐:整个状态的总体相位从不在任何测量中现身,这正是为什么波函数总是只定义到差一个这样的因子。但相对相位——叠加各部分之间角度的差异——则是物理的、可测量的。复数在这里不是一种数学上的方便;它们似乎被编织进了自然界实际记录其量子账目的方式之中。
ψ = |ψ| e^{iφ} (magnitude |ψ|, phase φ)
每个振幅都是一支箭:长度给出大小,角度给出相位。
一个状态的总体相位是不可观测的,但被叠加的各部分之间的相对相位却是真实且可测量的。彻底丢弃相位会抹去干涉,使量子力学崩坏。
又称
另见