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量子力学【本体论】评论(完结)

在 EPR 情况中,我们正好有这样一个情况:两个纠缠粒子中的每一个都由不同的观察者(A 和 B)测量,“A 和 B 可以被视为两个不同的观察者,都在α和β上进行测量。比较他们测量结果的过程/.../不能瞬间完成,也就是说,需要 A 和 B 处于因果接触中。更重要的是,对于 A 来说,B 应该被视为一个正常的量子系统(当然,对于 B 来说,A 也是一个正常的量子系统)。/.../这并不意味着 B 和 A 不能交流他们的经验。事实上,在任何一种情况下,交流经验的可能性都存在,并且在任何一种情况下都确保了一致性。只有当我们违反 RQM 的主要指令,坚持认为存在一个绝对的、外部的关于世界事态的描述,通过将相对于不同观察者的现实性(actualities)并置在一起获得时,才会出现矛盾。”

在这个精确的意义上,斯梅拉克和罗韦利与爱因斯坦保持距离,同时指出“爱因斯坦最初提出 EPR 并不是为了质疑定域性,而是为了基于对定域性的坚定信心质疑 QM 的完备性”:

“在某种意义上,RQM 可以被解释为发现任何单个观察者所能给出的实在描述的不完备性:A 可以测量 B 的指示变量,但由 B 描述的事件集与由 A 描述的事件集是不可还原地区别的。在这个特定意义上,RQM 可以被认为展示了单一观察者哥本哈根量子力学的“不完备性”。那么爱因斯坦的直觉,即 EPR 相关性揭示了哥本哈根量子力学中深刻缺失的东西,可以被理解为正确的:哥本哈根量子力学的不完备性是忽略了所有观察者的量子属性,这导致了 EPR 所揭示的表面上的定域性违反等悖论。”

这种论证方式如何解释纠缠粒子的情况,如果 A 测量其中一粒子的自旋,他可以在等待 B 发来的消息之前就知道另一粒子的自旋是什么?或者,更谨慎地说,他如何知道任何其他将要测量另一粒子自旋的观察者会看到什么?

如果我们普遍化关联性,并将实在的每个部分定义为依赖于观察者(以至于实在的同一部分不仅显得不同,而且对不同的观察者来说就是不同的),我们是否不会陷入一种类似于斯大林所阐述的辩证唯物主义的第一个特征的相当扁平的全局观:每个实体都被困在一个复杂的关系网络中,事物不会孤立存在,与其他事物分离…...或者,更进一步复杂化:当 A 和 B 相互作用时,他们不同时既是对彼此的观察者,又是被彼此观察的吗?那么,为什么我们需要一个记录相互作用的外部观察者呢?这两个相互作用的粒子难道不已经互相观察了吗?

一个天真但正确的哲学对立观点(counterpoint)在这里出现:如果一切都是相对的,如果它只是相对的存在,只与观察者有关,那么这整个网络难道不是悬浮在空中吗?为了不自我坍缩,这个网络难道不需要依赖某种绝对者吗?答案是:是的,但这个绝对者不是某种超越所有观察的自在的实在(reality-in-itself)。它只能是一个否定的基础:限制本身,一个超过了它就什么都没有的限制(a limit beyond which there is nothing)。就像在结构主义中,差异性只能通过纯粹差异来发挥作用一样,在量子关系性中,每个实体都根植于被观察的事实意味着并非一切都可以被观察,但这种不可观察并不是一个外部的未被观察的实定的实在;它是观察本身的极限。

在这个意义上,“RQM 对量子实体的存在是实在论的,尽管对波函数是反实在论的”:波函数叠加只是用来计算概率的工具,因为它们出现在观察量子实体的观察者眼中,并非观察到的实在的一部分......在这里,我们遇到了基本的哲学问题:当我们声称一个理论应该符合实在时,我们所说的实在是什么?当被问及量子世界的底层时,据说玻尔回答道:“没有量子世界。只有一个抽象的量子物理描述。认为物理学的任务是找出自然是如何是错误的。物理学关注的是我们能够说出关于自然的什么。”因此,我们实际上只是在处理我们日常实在的一部分:测量仪器屏幕上的数字等。但这样的观点难道不是太过简单了吗?很难避免这个问题:为什么量子力学的预测成立?(量子力学是科学史上最成功测试的理论。)) 更甚的是,波叠加不仅仅是可能性:量子力学的要点在于可能性本身(AS SUCH)具有现实性,并影响结果——在某些情况下,解释测量的唯一方式是假设粒子走过了所有可能的叠加路径。或者,正如尼基·韦斯特斯坦(Nikki Weststeijn)简洁地表达的:

“在 RQM 中,波函数被理解为一种记账设备(book-keeping device),用于追踪下一次相互作用将会发生什么。它编码了 A 与系统 S 之间的任何先前相互作用,并允许 A 预测关于 A的 未来的 S 的状态。”

因此,“它是一种记账设备,而不是对实在物理质的表征。”然而,对于 RQM 来说,波函数是否必须不代表任何实在物理量呢?“如果我们说波函数不代表任何实在物理量,那么问题就是底层的物理量是什么,以某种方式导致波函数。”简而言之,“为了给出一个连贯的解释,RQM 应该认为波函数代表一个实在的物理量,尽管是一个相对量。”[10]

由测量引起的叠加态的塌缩断言了量子实在和普通实在的二元性。量子过程的测量展示的所有悖论难道不会得出一个相当明显的结论吗:在我们普通的时空实在之外/之下(不是一个无时的精神领域,而是)存在着另一个实在层次,我们普通时空实在的法则不适用于那里(一个粒子可以同时采取许多路径,在那里两个纠缠的粒子可以瞬间接触,快于光速等)?这种二元性并非互补(传统意义上的),因为它涉及两个完全不兼容的实在层次——这两个层次像视差的两个维度一样相关。在这里,拉康的非全逻辑可能有所帮助:我们普通实在形成了一个基于例外的大全(导致叠加态崩溃的观察者),而量子实在不需要例外,然而正因为如此,它并非全部,而使其非全的不可能性推动了叠加态网络向塌缩的方向。 那么,如果为了理解这种二元性,我们使用拉康对两种断言形式的区别:X 存在或存在(某种)X(il y a de…)会怎样呢?拉康的例子:“la Femme n'existe pas”(女人不存在)和“il n'y a pas de grand Autre”(没有大他者)。第二个否定更强:尽管女人不存在,但(某种)女人存在.....同样,通过波叠加的坍缩而产生的单一实在存在,尽管存在着不恰当存在的叠加。

罗韦利对 QM 的多元和透视主义观点最好用以下引语来表达:“如果我们想真正了解时空点的理念,我们应该向宇宙外看……实际上,时空点的完整概念包括从该点看到的整个宇宙的显像。”[11]宇宙子系统和宇宙本身之间的区别是完美对称的:确实,这样一个局部子系统(“时空点”)的本性取决于它与宇宙的相互作用或“反映”方式,从其特定的透视角度来看(这似乎是对一元论的部分让步),但在 RQM 中没有莱布尼茨式的“诸单子之单子”,因为“宇宙只能从某个局部物理系统的角度来描述。优先一元论的问题在于它完全集中于部分对整体的依赖,完全忽略了相反类型的依赖。”这种相反的依赖(全体在一个部分中)是至关重要的。

姆西诺(Muciño), 奥肯(E. Okon)和苏达斯基(D. Sudarsky)的文章《评估关系量子力学》讨论了标准量子理论受到的普遍模糊问题,当剥夺了测量设备或观察者的特殊角色时:“在 RQM 中,幺正性的崩溃并非由神秘的量子跃迁引起。相反,这是一个事实的结果,即不可能对一个涉及自身的相互作用给出完整的描述。”这是一个真正巧妙的解决方案:波函数坍缩发生是因为不可能给出一个包括观察者测量量子态的完整描述。因此,在恰当的辩证张力中,波函数在局部坍缩,因为它们无法在全局坍缩。

参考:

1. See Thomas Hertog, On the Origin of Time, London: Penguin 2023. Numbers in brackets that follow indicate the pages of this book.

2. 我将这个想法归功于杰奎琳·罗斯(Jacqueline Rose)。

3. Alenka Zupančič, The Odd One In: On Comedy, Cambridge: MIT Press 2008, p. 171.

4. Carlo Rovelli, The Order of Time, London: Penguin 2019, p. 30. Numbers in brackets that follow indicate the pages of this book.

5. Quoted from Roger Penrose On Why Consciousness Does Not Compute – Nautilus.

6. Quoted from op.cit.

7. Quoted from op.cit.

8. Quoted from op.cit.

9. See 0604064.pdf (arxiv.org). Non-assigned quotes that follow are from this source.

10. Weststeijn, op.cit. 因此,人们不应混淆量子理论所暗示的前本体论的自在的实在(由量子过程组成的实在)与林奇或塔可夫斯基电影中所发现的前本体论的实在界(最终仍然是幻想/想象的不可渗透的密度)。

11. Barbour J. (1982), “Relational concepts of space and time”, Brit. J. Phil. Sci. 33, p. 265.

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