量子力学包含两个原理:一个是进化原理,一个是测量原理。
进化论的原理对于任何理论进行预测都是必要的,因为它告诉我们事物是如何变化和相互影响的。在量子力学中,这由Schrödinger方程决定。正是Schrödinger方程帮助我们理解和确定了原子的结构。许多奇怪的量子效应,如隧道效应,可以从Schrödinger方程中预测。
我们需要测量原理来观察演化的结果。所有的信息都是通过测量获得的。在量子力学中,测量不是被动的,而是影响被测量的系统。因此,我们需要一个规则来告诉我们在测量量子系统时会发生什么。
测量规则也保证了我们不能直接观察奇怪的量子演化。实际上,它是奇怪的量子世界和我们观察到的现实之间的界面。
从某种意义上说,量子力学建立在两个关键原理的基础上,这是它区别于所有其他主要物理理论的原因。例如,相对论都建立在一个单一的原理之上。
如果你愿意,这两个原理可以被概括为波粒二象性。
有趣的是,这两个原理可以用一个数学形式来表述,那就是线性代数。