量子力学【本体论】评论（一）

2024年4月29日

作为黑格尔哲学家，我为什么如此着迷于量子力学？在量子物理中，我们发现的是通常被认为是符号宇宙的独有特征，即将自己（观察者）的主观立场纳入所观察现象系列的自我反思之举。回想黑格尔著名的无限判断“精神即骨头”。它是如何运作的？它并不是（从一个观察者的安全距离来）论证精神不能被还原为一根骨头，而是从支持“精神即骨头”的主张开始，我们（观察者）对此的反应是震惊：我们经验到这个主张是彻头彻尾的胡说八道（nonsense），作为激进的自身关联的否定性……但正是通过体验这种陈述的胡说八道/否定性，我们才到达精神，因为“精神”是这样一种自身关联的否定性，它包含了我在我的主观立场中。

这与量子力学有什么关系？让我们单刀直入。一个粒子——比如说电子——在从点 A 到点 B 的旅程中取了所有可能的路径，这意味着这个粒子分裂并与自身相互作用（interacts），而不仅仅是与周围的其他粒子相互作用。这种表述中不应该错过黑格尔的“思辨性”回声：表面上看来是相互外在的元素之间的相互作用，实际上是一个元素与自身的相互作用。这种方法的最终结果是由理查德·费曼在他 1949 年的经典论文中提出的，他引入了他的正电子（positron）概念，即实际上是一个时间倒流的电子。费曼所做的权衡是：如果我们接受时间倒流，整个图像就会简化，一个元素就足够了。

“在经典相对论的近似中，电子对（电子 A，正电子 B）的产生可以用从创造点开始的两条世界线来表示，1. 正电子的世界线将继续，直到它在世界点 2. 处与另一个电子 C 湮灭。在时间 t1 和 t2 之间，有三条世界线，之前和之后只有一条。然而，C，B 和 A 的世界线一起形成一条连续线，尽管这条连续线的‘正电子部分’B 是时间倒流的。跟随电荷而不是粒子，意味着将这条连续世界线视为整体，而不是将其分解为其部分。就像一名低空飞行的轰炸机突然看到三条道路一样，只有当其中两条道路汇合并再次消失时，他才意识到自己只是在一条长长的弯道上飞过。”

当然，我没有资格来判断这种思维方式的科学有效性；我要说的是，从我的黑格尔观点来看，它完全奏效。我特别欣赏的是，原本看似是另一个实在（reality）的实定元素（正电子）被理解为仅因其不同的时间线而与其对立。冒险跳到另一个领域，这难道不也是拒绝善恶二元论的恰当方式吗？善良的上帝自己“时间倒流”，变成邪恶（旧约中的愤怒之神），然后在基督里在/作为人诞生时才转向善良（爱）。

现实应该如何构建，以使这种悖论成为可能？为了解释物理系统的当前状态，通常的科学方法需要两个元素：原始情况（边界条件）和决定原始情况演变为当前状态的法则。依赖于惠勒和其他人，赫托格[1]增加了第三个元素，即观察者（一个不仅仅是被动见证者，而是通过提出问题的方式集中关注被观察状态的某些部分，并以这种方式调节，甚至指导系统的演变，即使我们在处理过去的演变时）：“三联画（triptych）唤起了这样一个想法，即宇宙起源的这个重大问题会使那些具有正在被观察属性的几个宇宙论历史分支回溯性地卷入存在（retroactively draws into existence）。在量子宇宙论中的观察者性/…/是物理实在不断产生（come about）的过程中不可或缺的一部分，我们认为，物理理论也是如此。”（188-9）

因此，量子宇宙论涉及——

“一个微妙的时间倒流元素。人们不再从底层向上——时间向前——跟随宇宙，因为人们不再假定宇宙具有客观的独立于观察者的历史，具有明确的起点和演化。相反，三联画中内置的是一个反直觉的想法，即最根本层面上的历史是时间倒流的。就像一个不断的量子观测行为的流回溯性地刻画出了大爆炸的结果，从增长的维度数量到产生（arise）的力量和粒子类型。”（189）

在这里要补充的第一件事是，量子过程中的时间性是双重的：向后运动（最近的“坍缩”会回溯性地改变/重构过去）必须与时间中同样悖论性的向前运动相补充。约翰·惠勒，这位“为了诗人的物理学的物理学家的典范”，将事情进一步复杂化，并想象了一个延迟选择实验：实验者决定在电子通过屏障后是否保持两个缝隙开放或关闭其中一个——结果是相同的。电子似乎提前知道物理学家将如何选择观察它。（这个实验是在 1990 年代初进行的，并证实了惠勒的预测。）

如果我们从宇宙的历史底层向上阅读，那么地球上智慧生命的不可思议的概率之谜仍然没有解决：我们的宇宙（在地球上的生命出现之前存在数十亿年）是如何以一种极端不可思议的方式构成的，以至于地球上的生命是可能的？强加给自己的答案当然是上帝和目的论：某种更高的力量必须引导宇宙的演化朝着智慧生命的可能性的方向发展... 但在自上而下的方法中，概率分布“并不重要，因为‘我们’已经测量到我们生活在一个有三个大空间维度的宇宙中。”（199）或者，正如拉康所说，一封信之所以到达目的地并不是因为某种隐藏的目的论保证了这一结果，而是因为“目的地”是回溯的：一封信的目的地是偶然的，但一封信偶然到达的点就是它的目的地。

但赫托格在这里更进一步，我觉得有问题：他说生物学家也可以“利用这种通过时间倒流的推理得出的知识来影响未来的分支”。因此，不仅仅是“在量子水平上，宇宙设计出自己的生物友好性”（255）；还有“科学家开始设想拟设的法则，然后设计出它们出现的系统”（261），这意味着我们（人类）正处于“一个新时代的黎明，这是地球历史上第一次尝试重新配置和超越我们进化的生物圈，也许甚至是宇宙的历史。回应汉娜·阿伦特，我们不再仅仅经历进化，而是转向工程化，并且随之而来的是我们的人性。”（263）

我认为这个想法误读了阿伦特的意图：当她强调我们（人类）的有限性和植地性（groundedness in Earth）时，阿伦特是作为海德格尔的代言人在说话，对于他来说，“工程演化以及我们的人性”本身就是我们今天所面临的危险：当我们工程化自然，包括我们自身的本性在内，人性就结束了，因为根据定义，它是无法被工程化的。相反，我们被投抛到其中，阿伦特的海德格尔观点是，我们与现实作为一个工程客体的关系根植于对存在意义的某种开显，这代表了全然自我毁灭的虚无主义，即“我们问题的勇气和答案的深度将使我们能够安全而明智地引导地球进入未来。”（266）

此外，我发现从自发/不可预测的量子坍缩到对叠加态的概览，然后决定其中一个符合我们利益的顺利过渡的愿景是完全有问题的：

“从量子的角度来看，未来分叉出的无数路径在某种意义上已经存在，就像一个可能性的景观。一些未来甚至看起来相当可信。然而，我们应该从过去中学到，机遇（chance）不断干扰，导致历史出现意想不到的曲折和转折。”（264）

然而，自由并非不可预测的偶然性，而是一种“自由地”强加的必然性，决断行为无法还原为其原因，而量子坍缩在定义上是机遇干扰的点。此外，如果我们无法克服（unsurpassable）的有限性有任何意义，那么它恰恰意味着我们无法事先（a priori）获得对我们困境的“清晰全局视野”：要做到这一点，我们必须，可以说，站在自己的肩膀上，从外部看待自己。自上而下的方法意味着我们的演化已经坍缩到我们当前的状态，我们无法预先看到哪些叠加态包含在我们当前的非坍缩状态中。

有人对有限性的概念提出了不同的看法。最近在一些媒体上流传了一个简单但令人信服的想法：由于可以用来创作歌曲的声音数量有限，而且已经有数百万首歌曲问世，今天几乎不可能避免抄袭——基本上所有可能的歌曲都已经被创作出来了。哲学是否也是如此？所有基本的哲学立场是否已经被阐述出来了？然而，这里的悖论在于，将歌曲空间的经验视为潜在无限是建立在我们的有限性之上的——只有当我们能够走出我们的有限性，从外部视角把握可能歌曲的空间，我们才能看到它的有限性。因此，无限严格来说是根植于我们的有限性的范畴——就像量子力学中的叠加态的复多性之所以显得无限，正是因为我们无法走出自己，“客观地”把握宇宙的总体。

在这里，全息图的概念进入：“全息图的最新化身（incarnation）设想，我们在四维中经历的一切实际上是位于时空薄片上隐藏实在的显化。”（212）柏拉图的愿景被颠倒过来：“在四维反德西特宇宙中关于弦和引力的一切知识可以被加密在普通粒子和场的量子相互作用中，这些粒子和场完全位于三维边界表面。表面世界将充当一种全息图的功能/…/几乎就像你可以通过仔细分析橘子的皮来了解其内部的一切。”（225）然而，全息宇宙论是否不倾向于将视差张力还原到全息图的真正基本实在和我们膨胀宇宙的标准实在的经典二元对立？

“如果，如全息宇宙论所述，我们观测的表面在某种意义上就是一切，那么这就内在地包含了自上而下的宇宙论的标志性的时间倒流的操作。全息图告诉我们，存在着比时间更基本的实体——一个全息图——过去是从其中涌现出来的。在全息宇宙中，演化和扩展的宇宙将是输出而不是输入。” (243)

在这个方向上我们能走多远？约翰·惠勒因提出“从比特（bit）来”的概念而闻名：“每个‘它’（it）——每个粒子、每个力场，甚至连时空本身——都完全（即使在某些情况下是间接的）从设备引出的对是或否的问题、二进制选择、比特的答案中获得其功能、意义和存在。” 这个公式不是西方形而上学基础本体论前提的终极科学版本吗：实在中存在的任何“东西”（任何“它”）都是由某个“比特”（认知的逻辑母质）产生的吗？如果我们沿着这条路走下去，我们最终会走向一种新版本的观念论，即量子比特的无时网络，从中“它”——我们的实在——涌现，因此最终的实在“可能更好地被认为是一个可以为物理学提供信息但不必作为如此这般存在（exist as such）的数学领域”（247）：

“量子信息刻在抽象的无时全息图中的纠缠量子比特形成了编织实在的线索。/…/ 就像有一个代码，在无数纠缠的量子比特上运作，带来物理实在。”（244-5）

量子比特的这种基本实在同时存在于过去和我们的未来，因为我们尚未能够（不仅仅是发现，而是同时）创造它：全息图“将宇宙的真正起源放在遥远的未来，因为只有遥远的未来才能启示全息图的完整荣耀。”（245）

达尔文式的洞见中“不仅仅是法则本身，而是它们改变和转变（transmute）的能力将有最终决定权（final word）”（246）的残余是什么？关于克服“类法则的动态和特定边界条件之间的分离作为自然的基础属性”（80）的想法还剩下什么？或者，正如霍金所说，对于经典物理科学，“当我们获得一组局部动力学法则时，理论物理学将实现其目标。他们会认为宇宙边界条件的问题属于形而上学或宗教领域。但我们不会有一个完整的理论，直到我们能够做的不仅仅是说事物如其所是地是是因为它们如其所曾是地曾是。”（82）

对这种观念论愿景的唯一替代方案（或者说，它的必要补充）是自我限制，即声称“我们生活在一小块时空之中，被一片不确定性的海洋所包围，对此，好吧，我们必须保持沉默。”（247）因此，（我们的）宇宙存在着一个边界，这个边界并不在其外部极限，而是由我们作为观察者所处的位置所暗含的，并且我们从这个位置，采用自上而下的方法，重构宇宙。这将是黑格尔无限判断的量子宇宙论版本：整个外部宇宙等于（或与）观察者的眼睛（相关联）。

这些违反直觉的思想意味着哲学在当今的量子物理学中强势回归。由波尔和哥本哈根正统派明确禁止的旧问题（波函数的本体论地位是什么？）如今得到回答，即量子波描述了“某种先存水平上的世界”（88），因为存在于我们现实中的只是量子叠加坍缩的结果。在这个先存水平上，粒子“在从一个点移动到另一个点时沿着所有可能的路径前进”（90）：在双缝实验中，“单个电子不仅沿着一条路径，而是沿着从枪口到屏幕的每条可能路径。一条路径让电子穿过左缝，另一条让它穿过右缝，再从左边出来，进行一个 U 型转弯，再次穿过右缝。”（91）

（我们是否也可以说，一个主体的性别认同是这样形成的呢？它（大部分时候）“坍缩”成特定形式（同性恋、异性恋男性、女同性恋……），但要理解这种形式是如何出现的，我们必须接受主体上演了（enacted）所有可能的形式，并且这些“叠加”形式在最终形式中继续回响。[2]）阿伦卡·祖潘契奇写道：“在戏剧中，我们从‘重复’开始，因为排练被称为重复，最终我们以首演（a première）结束。重复并不是重复某种最初发生的事情，而是导致它的发生。”[3]我们是否可以类似地说，波的叠加就像戏剧性的重复，为它们的坍缩铺平（背）景，为首演做准备？

这种悖论令霍金感到惊讶（尽管他憎恶哲学），促使他重新关注它：“我们需要一种新的宇宙论哲学。”（167）“/…/ 一个恰当的量子观点 /到宇宙之中/ 将导致一种不同的宇宙论哲学，我们自上而下，时间倒流地工作，从我们观察的表面开始。”（175）我们能否将自上而下的方法应用于宇宙本身，使其具有复多过去？霍金的最终答案是肯定的——他的新哲学的前提是我们应该放弃“宇宙具有全局经典状态的想法。我们生活在一个量子宇宙中，因此应该用费曼的历史叠加来描述它，每个历史都有自己的概率性。”（174）或者，引用赫托格的释义：

“我们应该采用一个全面成熟的量子观，不仅仅是关于宇宙内部发生的事情——粒子和弦的波函数等等——而是整个宇宙。/…/ 我们应该将宇宙看作许多可能时空的叠加。因此，一个量子宇宙甚至在非常大的尺度上也是不确定的，超出我们宇宙论视界的尺度，比如与永恒膨胀相关的尺度。而这种大尺度的宇宙模糊性对多元宇宙爱好者所假设存在的永恒背景构成了威胁。

这意味着我们不应将宇宙大爆炸想象为一个随后爆炸的奇点，而应将其视为一个原始恍惚，其中时间弯曲成空间（130），或者如赫托格引用瓦格纳的《帕西法尔》所说：“我几乎不动，却似乎已走了很远。你看，孩子，这里时间变成了空间 /zum Raum wird hier die Zeit.”（72）或者引用赫托格的话，“在宇宙的早期阶段，量子效应会模糊空间和时间之间的区别，导致它们陷入一种同一性危机，有时时间间隔会表现得像空间间隔，反之亦然。”（94）因此，经典宇宙底部的奇点，这个没有原因的事件似乎将起源置于科学之外的开端，被“一个符合物理法则的圆滑的量子起源”所取代。（95）

没有绝对开端的纯奇点，所有自然法则都崩溃的事实意味着一个更加激进的反直觉的结论：没有零水平（zero-level），事物（或者说过程）只是在某种意义上被观察到而发生。即使是最遥远的过去也是由观察者回溯性地生成的（retroactively generated）：“重要的不是理论中最有可能的事情，而是最有可能被观察到的事情。在我们将理论与观察结果进行比较时，不能算上那些不产生观察者的宇宙历史。”（127）然而，不同的观察者是否存在不同的宇宙？我们如何在众多观察者中定位自己？“爱因斯坦表明，引力是时空弯曲的显化。全息图更进一步，假设弯曲的时空是由量子纠缠编织而成的。”（235）纠缠在何种程度上只发生在观察者身上？

让我们从熵的概念开始，这个概念通常与无序、随机或不确定性联系在一起。熵是热力学第二定律的核心，该定律规定了一个孤立系统的熵在自发演化过程中不会随时间减少。因此，孤立系统会朝着热力学平衡演化，熵达到最高值。热力学第二定律的一个结果是这些过程是不可逆的。1928 年，阿瑟·爱丁顿试图用熵来解释时间、秩序和宇宙的本质：“如果你拿一副新出厂的扑克牌，洗牌几分钟，原本的系统性秩序就会完全消失。无论你洗多久，秩序都不会再回来。自然界只有一个定律——热力学第二定律——它认识到过去和未来之间的区别。它的主题是群体中的随机元素。在宇宙中可以增加但永远不会减少的随机元素的实际度量被称为熵。”这样，爱丁顿提供了一个关于时间箭头的热力学解释：时间的方向源自不可逆的熵增。

按照这些思路，卡洛·罗韦利声称时间是我们无知的结果：我们无法看到全部，无法获取对实在的总体视角：“如果我能考虑到世界精确微观状态的所有细节，时间流动的特征会消失吗？是的。如果我观察微观事物的状态，那么过去和未来之间的差异会消失。”[4]为什么？因为受物理法则调节的变化“在未来和过去之间对称”。再次，为什么？因为从过去到未来的熵增加：“过去和未来之间的整个差异可以归因于世界在过去的熵很低这一事实。”然而，熵（增加的无序）只有在我们将起点测量为秩序的情况下才会出现——“每个构型（configuration）都是特殊的，每个构型都是奇异的，如果我们看见所有的细节。”罗韦利在这里提到了一部短篇科幻小说（由阿兰·康涅和他的两个朋友合著），主角夏洛特“成功地一度获得了有关世界的全部信息，而不会模糊不清。” 她设法直接“看”世界，超越时间，当她逐渐回到我们的实在的模糊形象时，她又回到了时间中。但是，量子不确定性难道不意味着实在本身就是模糊的，“混乱的”，以至于我们观察的局限性根植于实在本身的不完整性吗？罗维利通常反对“关于未来自由的混乱幻想”，但他自己写道：“事物固有的量子不确定性产生了一种模糊——与经典物理学所暗示的相反——确保了世界的不可预测性，即使可能测量一切可测量的东西。”而且，更进一步冒险，这种“不可预测性”难道不是指向——不是指向自由，而是——未来的某种开放性？

这种不可预测性意味着波函数坍缩的不可预测性，困扰整个量子物理学历史的重大问题是：这种坍缩是如何发生的？在量子力学的多世界解释中，量子波与我们日常实在之间的本体论裂口消失了：只有所有叠加版本实现的量子波。基于这一洞见，肖恩·卡罗尔假设从（不可能的）客观视角，我们可以对实在给出完全确定性的描述；问题只在于我们不知道自己属于复多世界中的哪一个，即我们（观察者）位于这复多世界中的何处。这难道不是笛卡尔的我思所面临的问题吗？被简化为纯观察者的主体在机械-决定的外部实在中没有位置，只有在没有位置的情况下才存在为主体。拉康在写下现代科学基于排除主体时就已经知道了这一点……如何解决这个悖论？ 再次，我们应该假设客观视角能够给出对实在的完全确定性的描述，但这种视角不仅因为我们的有限性（因为我们是实在的一部分）而无法接近，更重要的是因为实在本身并非全部，因为它不存在于没有内在障碍的总体中。

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