可观察性原则

出处：按学科分类—自然科学总论 天津人民出版社《自然辩证法辞典》第172页（841字）

指量子力学理论所描述的力学变量，在实验上可以观察到。

首先，这个力学变量的取值必须是实数。量子力学表示力学变量的算符是厄米算符，保证了其本征值是实数，那么由本征值所表示的力学量取值，在实验上都是可以观察的。用虚数表示力学量是不可以观察的，或者说是不能一次准确观察的，因为虚数在测量上导致对实部和虚部的二次测量。

根据测不准原理，前后二次测量的互相干扰会产生不准量，因此只有实数才能在一次测量中准确观察。力学量可观察性的另一个条件必须是在本征态下作观察，对于力学量F的准确取值f，必须是f所对应的本征态If＞下观察，才能准确观察到f。本征态和本征值一一对应，如对应f有简并态If₁＞和If₂＞，那么对于任何迭加态If＞=c₁If₁＞+c₂If₁＞(c₁，c₂为迭加复常数)作观察，也同样看到f值，f即是力学度量F的一个准确取值。对于f的本征态(f)做多次测量，观察到都是f，而不会是其他取值。如果的本征态集1f_i＞(i=1，2，……)构成一个完全的态集，那么，在任意态1A＞下观察F，一次观察就会观察到f_i的某个取值。这说明态1A＞与态集1f_i＞是相关的，在观察中态CA＞突变到某个本征态If_i＞上，而观察到本征值fio；倘若对态1A＞作多次观察，一般情况下，前后两次观察不会得到相同的f取值，做多次重复的对1A＞观察，会得到f取值的几率。因此，F的完全态集Ifi＞也是在1A＞中可观察到F的条件；如果If_i＞不能构成一个完全态集，那么，在1A＞中就不能观察到的取值，因为1A＞与1f_i＞是无关的。If_i＞是完全集，在任意态1A＞中观察F的多次结果是取值的平均值。因此，对力学量F可观察性系则有三条，即实数取值=本征态和完全本征态集。

可观察性原则在量子力学中的确立，使它具有了普遍性，因此，它已成为当代科学观察方法的一项基本原则，从而使这一原则提升到科学认识论和方法论的层次上来进行考察。