以玻爾為代表的量子力學的哥本哈根學派起源於1921年玻爾在丹麥哥本哈根創建理論物理研究所,該研究所成立後迅速成為當時國際上公認的物理研究中心,逐漸形成了以玻爾為核心、以哥本哈根的名字命名的學派。哥本哈根派對量子力學的創立和發展做出了傑出貢獻,代表人物有玻爾、海森堡、泡利和玻恩等。海森堡的「測不準關係」和玻爾的「互補原理」構成了哥本哈根學派詮釋量子力學的兩大主要支柱。1927年後,逐漸為大多數物理學家所接受,因此被人們稱為量子力學的「正統」解釋。
該學派的主要觀點由以下三部分構成:
一、波函數的機率詮釋:在微觀領域裡,力學的因果律和決定論都遭到了破壞。在相同的實驗條件下,可以發生各種不可預測個體量子過程,每次測量都會由於觀測儀器與客體之間不可控制的相互作用而引進新的實驗條件,使通常情況下的因果鏈被打斷。所以在量子力學中,人們必須放棄力學意義上的因果律和決定論,而把機率性看成是本質的。
二、測不準關係:1927年,海森堡發表了論文《量子論中運動學和動力學的可觀測內容》,並提出了著名的「測不準原理」。為了說明他的測不準原理,海森堡設計了一個理想實驗:用一個γ射線顯微鏡觀測一個電子。由於顯微鏡的解析度受光波波長的限制,為了精確確定電子的位置,應該使用波長短的光,而波長越短,光子的動量越大,根據康普頓散射,引起電子動量的變化就越大。因此電子的位置愈準確,就愈難確定電子的動量。反之亦然。
海森堡認為,微觀粒子既不是經典的粒子,也不是經典的波;當人們用宏觀儀器觀測微觀粒子時,就會發生觀測儀器對微觀粒子行為的幹擾,使人們無法準確掌握微觀粒子的原來面貌;而這種幹擾是無法控制和避免的,同樣,能量和時間這種正則共軛物理量也遵從測不準關係,海森堡認為「這種不確定性,正是量子力學中出現統計關係的根本原因」。
三、互補原理:海森堡認為,測不準關係的存在,表明了位置和動量、時間和能量這些經典概念在微觀領域的適用界限;玻爾則認為這一原理並不表明粒子語言和波動語言的不適用性,只是表明同時應用它們既是不可能的,但又必須同等應用它們才能對物理現象提供完備的描述。也就是說,微觀粒子具有波粒二相性,正是用經典語言描述微觀客體的結果,但經典理論中波和粒子這兩種圖像卻不能同時存在,它們是相互排斥的,並且,無論是那一種圖像都不能向我們提供微觀客體的完整描述;只有把這兩種圖像結合起來、相互補充,才能提供微觀客體的完整描述。這就是玻爾的互補原理。這種互補概念適用於整個物理學,甚至成為一種哲學原理。