在萊納的假設中,電子不再是一個具體而固定的粒子,因為人們無法同時檢測它的位置和動量,它實際上是在一個范圍內都有可能出現的粒子,它在這個范圍內任意一點出現的幾率都并非百分之百,通過對這個模型進行數學分析,可以得到一個概率函數,而這個概率函數,萊納將其稱為波函數。
同時,對于電子的描述也不再應當以一個獨立的粒子來描述,而是應該從波函數的角度來解釋,電子便成為了電子云。
電子云理論能夠很好的解釋一些現有的問題,比如,在原子外層電子能級軌道光譜分析上,雖然按照法師們過去的實驗,能夠看到對應的軌道上明顯的幾個電子光譜譜線,但在這譜線之外,卻還有一些更加纖細的譜線分布在周圍,過去,人們一直認為這是由于實驗誤差的擾動,是一種不正常的現象。
但按照電子云概率分布的理論來看,這才是真正正確的現象。
電子云的波函數按照概率分布,其中心位置的概率相對較高,而邊緣較低,所以,原本法師們認為反應了電子所在軌道的譜線,實際上是由眾多譜線聚合而成的,而邊緣的那些纖細的譜線,則是電子可能出現在的位置的譜線。
可這并不表示電子就真的是一團虛無縹緲的云霧,萊納想到,電子的確有客觀實在存在,只不過在微觀領域,它在觀測下呈現出了這樣的概率分布狀態,而在宏觀上,人類和其他物體則不會出現量子現象。
至少現在不會。
萊納身邊的羽毛筆記錄下他的想法,光是文字描述與論證就已經有了好幾頁。
最終,萊納總結出了一系列的猜想與假設。
第一個觀點是,一個微觀量子系統的量子態可以用波函數來描述,波函數代表著觀測者對這個系統可以獲取的所有已知信息。
第二個則是對量子系統的描述是概率性的,一個事件的概率是波函數絕對值的平方。
第三是伊恩格雷不確定性原理,也叫做測不準原理,這就是在量子系統中,一個粒子的位置與動量無法被同時測定。
第四點是已知的結論,那就是物質具有波粒二象性,其物質**長遵循伊恩格雷公式的描述,同時,在一個實驗中,可以展示出物質的粒子特性,或者波動特性,但不能同時展示出物質的粒子特性與波動特性,換句話來說,就是物質在同一個實驗觀測中,只能呈現出波與粒子其中之一的特性。
第五點,也是最后一點,大尺度的宏觀系統中,物體的量子表現應該近似于經典魔法體系中的表現,也就是宏觀物體不會表現出明顯的量子特征。
同時,在萊納的觀點中,還有一個很重要的概念,那就是波函數的坍縮。
簡單來說,微觀粒子遵循波函數的概率分布,但在觀測的時候,它的波函數將會坍縮成為一個固定的值,可以理解為,觀測這個行為導致了波函數的坍縮。
粒子的狀態就像是一枚被擲出的硬幣,在落地之前,有可能是正面,也有可能是反面,由概率分布決定,甚至在落到手上,被掩蓋之后,人們依舊無法確定這枚硬幣到底是正面還是反面,直到打開手掌,人們才能觀測到硬幣的正反。
但即便不進行觀測,硬幣也終究有一個正反,而不是像波函數描述的那樣一直呈現概率分布。