量子力学的哥本哈根解释（三）

然而，各种解释都为我们提供了有关玻尔关于物理实验描述的思想复杂性的一些提示。在不同的时间，他似乎会根据讨论的具体背景，强调一个方面而不是另一个方面。有时他专注于实验的解释，有时他专注于实际实验与量子力学公式之间的关系。在强调经典概念对于描述量子现象的必要性时，玻尔可能受到了康德式思想或新康德主义的影响（Hooker，1994）。但如果是这样，他就是一个自然化或实用化的康德主义者。经典概念仅仅是常识概念的解释，这些概念已经是我们对世界的感知适应的结果。这些概念及其应用条件决定了客观知识的条件。然而，作用量化的发现向我们揭示了，我们不能像在经典物理学中那样将这些概念应用于量子对象。经典概念在量子力学领域的使用必须受到经典力学的限制。现在，运动学和动力学属性（用共轭变量表示）只能与某些实际实验结果相关才能有意义地归因于对象，而经典物理学将这些属性归因于对象，而不管我们是否实际观察到它们。换句话说，玻尔否认经典概念可用于将属性归因于感知现象背后的物理世界本身，即与观察到的属性不同的属性。相反，他说，古典物理学建立在理想化的基础上，即它假设物理世界本身就具有这些属性，即与实际观察无关的固有属性。

6. 量子形式主义的解释

古典概念发挥着将量子力学符号与实验观察联系起来的重要作用。如果人们接受玻尔对物理学的理解始于他对物理实验作用的理解，那么这种理解对他对量子形式主义的经验解释具有很强的意义。现代学术争论认为玻尔是一个工具主义者、一个客观反现实主义者（Faye 1991）、一个现象学现实主义者（Shomar 2008）或各种各样的现实主义者（Folse 1985、1994；Favrholdt 1994；MacKinnon 1994；Howard 1994、2004；Zinkernagel 2015、2016）。但很多时候，不同的参与者并没有明确说明他们如何理解这些术语以及这些术语如何适用于玻尔的思想。整个讨论变得混乱，因为不同的作者对玻尔使用“现实主义”和“反现实主义”等术语的方式不同。例如，Faye（1991）认为玻尔是一个实体现实主义者，但在理论方面是一个非表征主义者。因此他称玻尔为客观反现实主义者。相比之下，福尔斯 (1986) 也认为玻尔既是实体实在论者又是理论非表征论者，称他为实在论者。此外，玻尔本人可能拒绝给自己的观点贴上任何这样的标签。

玻尔肯定认为原子对象是真实的（ATDN，第 93 页和第 103 页）。无数实验证实了它们的存在。因此，用现代术语来说，玻尔可能被归类为实体实在论者，因为实验揭示了它们与实验设置相关的经典属性。这种观点不符合传统的工具主义，在传统工具主义中，引入不可观察的实体是一种合乎逻辑的构造，以便将各种经验观察归为一类。但实体实在论与客观反实在论、现象学实在论和所有其他形式的实在论相对应，因为它并不表明一个人对理论的态度。另一个问题是如何解释物理理论。根据玻尔的说法，量子形式主义除了作为预测工具之外，是否还代表了整个世界？

以下四个陈述似乎表明玻尔是一位工具主义者，他研究科学理论，尤其是量子形式主义。

科学理论的目的“不是揭示现象的真正本质，而只是尽可能地追踪经验的多种方面之间的关系”（APHK，第 71 页）。

“量子力学的巧妙形式主义，放弃了图像表示，直接针对量子过程的统计描述……”（CC，第 152 页）。

“因此，形式主义无视图像表示，直接针对在明确定义的条件下出现的观察结果进行预测”（CC，第 172 页）。

“整个形式主义应被视为一种工具，用于得出具有明确和统计特征的预测……”（CC，第 144 页）。

在这四个陈述中，玻尔两次提到量子形式主义中没有“图形表示​​”。与“符号表示”不同，“图形表示​​”一词代表一种帮助我们将其所代表的内容形象化的表示。图形表示是一种与其所代表的对象同构的形式主义，使得表示的可视化结构对应于自然界中的类似结构。相反，符号表示并不代表任何可形象化的东西。它是一种抽象工具，其功能是在将此表示应用于实验情况时计算出结果。就量子力学的形式主义而言，人们对波函数的解释决定了人们是将其象征性地视为计算统计结果的工具还是将其视为代表真实物理场。

在密切阅读Como-Paper的情况下，Dennis Dieks达到了“讲座的概念”的概念根据整个形式主义仅具有数学，没有物理描述性内容因此，立即看到与文本证据不安。“ （Dieks 2017，第305页）。 换句话说，Dieks根据哪个Bohr的更一般性解释，因为它仅相信波函数形式主义是预测的仅工具。 Hans Halvorson（2019）表达了类似的视图，因为Dieks所做的，争论即使Bohr使用这个词象征性，它不应该被理解，好像波函数是“非代表性”或“未解释的”。 Halvorson认为，我们应该阅读“象征性”，因为哲学家在追溯到康德的大陆传统中，他建议参考符号（2014），因为安斯特Cassirer在符号上可能有相似之处。 仅仅因为BOHR将量子形式主义写为皮甲表示，它仍然让我们有一些洞察力。

在他的阅读论证中，Dieks指向另一个Bohr的论点，因为看到Schödinger的波浪函数代表了任何真实的。 该论点涉及量子力学中的波函数不能代表三维实体。

Bohr自己告诉我们，他的第二个论点是关于配置空间的维度，是最重要的一个：“最重要的是，我们普通概念的立即连接可能是毫无疑问的，因为...波浪方程与所谓的协调空间相关联。” 换句话说，在许多粒子系统的情况下，Schrödinger波不能是三维空间中的物理波（这是一个“普通概念”），因为它在高维数学空间中它“生命”。 （Dieks 2017，第308页）

那么Dieks争辩说，即使这是对波函数现实主义的一个参数，它不是一个论点，它不包括来自包含有关量子世界的信息的波浪功能。 Dieks将此论点与否认阶段空间现实主义的人进行比较。 “我们可以一致地否认相空间的物理现实，仍然是颗粒的现实主义者。 所以我们不应该把Bohr的论点误认为波浪函数的象征性，以便有利于工具主义巡回局法院“（Dieks 2017，第308页）。 然而，放置在相位空间中的经典许多粒子系统之间的差异，并且在配置空间中放置在配置空间中的量子空间的描述可以在三维物理空间中的单个粒子的描述中分解成单个粒子的描述，而量子的总和与配置空间中许多颗粒相关联的波产生又一叠加量子波，其不能分解成三维空间中单个颗粒的描述。 然后，Dieks继续展示量子形式主义的结构特征在他对量子机制的解释中引导Bohr的引导。 同样，他认为Bohr对量子力学的含义的声明应该首先被视为对具体身体问题的反应，而不是作为先入为主的哲学学说的表达。 他的分析导致了一个发现，Bohr的定性解释符合现代非崩溃理论。

7.互补性的误解

互补性通常误解了几种方式，其中一些应在本节中概述。 首先，前几代哲学家和科学家们经常指责博尔的解释是积极的或主观性。 今天的哲学家几乎达成了既不达成共识。 有许多人都注意到，通常是现实主义的以及涉及它的反对前的元素，它具有与康德或新康安的亲和力。 康德或康德思想对Bohr哲学的影响似乎有几个来源。 有些人从Hermann Von Helmholtz（Chevalley 1991,1994; Brock 2003）中指出了德国传统; 其他人认为丹麦哲学家HaraldHøffdants是凯迪主义的缺失链接（Faye 1991; Christiansen 2006;和Pringe 2020）。 异议意见是FavRoldt（1992）。

但由于BOHR对互补性的看法错误地与实证主义和主观主义有关，似乎仍然坚持哥本哈根的解释。 然而，Don Howard（2004）认为，被认为是代表单一哥本哈根的哥本哈根对量子力学的哥本哈根解释，从BoHR的互补解释中显着不同。 他认为，“哥本哈根解释是20世纪50年代中期的发明，海森伯格主要是负责任的，[和那]各种其他物理学家和哲学家，包括Bohm，Feyerabend，Hanson和popper，HAV [e]在自己的哲学议程的服务中进一步推动了本发明”（第669页）。

最近，Mara Beller（1999）认为，只有我们认为他是一个激进的运营主义者或一个简单的实证主义者，才能才能理解Bohr的陈述。 事实上，互补性被确定为20世纪30年代对量子力学的正统解释，当实证主义在科学哲学中普遍存在的时候，一些评论员已经让这两个人密切相关。 在20世纪30年代，BOHR也与一些领先的新乳房或逻辑经验主义者如此联系，如鲁道夫Carnap，Otto Neurath，Philip Frank和Danish PhilosopherJørgenJørgensen（Faye和Jaksland 2021A）。 虽然他们对科学的反形状方法可能对BOHR（特别是1935年左右，但在与Quantum Mechanics的完整性的最终讨论期间，尤其是1935年），但必须回想一下，Bohr总是认为互补性是对不确定的必要响应量子力学的描述由于作用量子。 行动量子是一个经验的发现，而不是某种认识论理论的结果，Bohr认为不确定是避免悖论的价格。 从来没有Bohr诉诸验证主义意义理论; 他也没有声称要在操作上定义的古典概念。 但它不能被否认，正确或错误地找到了在Bohr的解释中对自己的哲学支持的一些逻辑经验主义者，并且Bohr有时会在展示中确认他们（Faye 2008）。

其次，许多物理学家和哲学家认为将波浪函数的减少作为哥本哈根解释的重要组成部分。 对海森伯格这样的人来说，这可能是真的。 但Bohr从未谈过波包的崩溃。 他这样做也不是有意义的，因为这意味着一个人必须了解波浪功能，指的是物理真实的东西。 仅当一个人可以将量子测量解释为仪器和物体之间的相互作用，其状态由Schrödinger的波浪功能表示，因此采取包含所有潜在的观察值，声称测量势力迫使物体表现出这些潜在的阀门中的一个是有意义的。。 实际上，这种状态矢量的这种文字解释意味着这些值在某种程度上存在于物体中，其全部存在于一定概率。 相反，BoHR认为特定的运动和动态特性是关系，因为它们对量子系统的归因仅是关于特定实验设置的意义，因此这些数值仅在测量期间具有特定值。

第三，Bohr完全否定了本体论点，即受试者对测量结果有任何直接影响。 因此，当他偶尔提到了量子现象的主观特征和将物体与量子力学中的对象区分开的困难时，他并没有将其视为仅限于单独观察原子的问题。 例如，他表示已经“相对论的相对论提醒我们所有物理现象的主观特征”（ATDN，第116页）。 相反，通过提及量子现象的主观特征，他表达了识别学论文，即物理学中的所有观察实际上依赖。 根据BOHR，存在，借助于哪种量子对象可以从无处上映。

第四，虽然Bohr谈到了“通过观察扰乱了现象”，但在他最早的互补性的一些论文中，他从未想到观察者引起的波浪包的崩溃。 后来他总是谈论对象和测量装置之间的相互作用，这被认为是完全物镜的。 因此，Schrödinger的猫没有对Bohr构成任何谜语。 在我们打开盒子找出之前，猫会死或活着。 然而，在互动期间，对象的状态和仪器的状态是动态密不可分的。 此外，原子对象与在相互作用结束时的表现出来的任何状态不属于，因为测量仪器建立了使用状态概念的必要条件。

玻尔在回答 EPR 论文的挑战时也采用了同样的分析方法。玻尔的回答是，我们无法分离两个粒子联合系统的动力学和运动学特性，除非我们真正进行了测量，从而为确定某个状态值设定了实​​验条件（CC，第 80 页）。玻尔解决这个问题的方法是指出，一对耦合粒子的单个状态不能孤立地考虑，就像物体的状态和仪器的状态在测量过程中是动态不可分离的一样。因此，基于我们对辅助物体 A（原子物体或仪器）的特定状态值的了解，我们可以推断出 A 曾经与之相互作用的物体 B 的状态值（Faye 1991，第 182-183 页）。因此，Howard (2004, p. 671) 认为玻尔认为物体和测量仪器的测量后联合状态是纠缠的，就像任何其他涉及纠缠对的量子相互作用一样，这是有道理的。

最后，当玻尔坚持使用经典概念来理解量子现象时，他并不认为宏观物体或测量仪器总是必须用经典物理学的动力学定律来描述，尽管有时有人这样认为。根据玻尔的说法，使用经典概念是必要的，因为通过这些概念，我们学会了向他人传达我们的物理经验。经典概念仅仅是对空间和时间中位置和动作的日常概念的细化。然而，经典概念在量子力学中的使用与在经典物理学中的使用并不相同。玻尔很清楚，为了避免矛盾，经典概念必须得到“适当的量子理论重新解释”，然后才能用来描述量子现象（ATDN，第 8 页）。

8. 不同观点

哥本哈根解释不是一种同质的观点。在过去的 10 到 15 年里，这种见解开始在科学史学家和哲学家中出现。詹姆斯·库欣 (James Cushing) (1994) 和玛拉·贝勒 (Mara Beller) (1999) 都理所当然地认为，在他们对哥本哈根正统思想曾经占据绝对主导地位的社会和制度解释中，存在一个统一的哥本哈根解释；他们个人认为这种观点难以令人信服且过时，部分原因是他们通过海森堡的阐述来理解玻尔对量子力学的看法。但科学史学家和科学哲学家逐渐意识到，玻尔和海森堡对互补性的描述表面上看似相似，但内在却存在巨大差异。唐·霍华德（2004 年，第 680 页）甚至得出结论：“在海森堡于 1955 年创造这一术语之前，量子力学没有单一的哥本哈根诠释。”这一术语似乎首次出现在海森堡（1955 年）的作品中。此外，霍华德还认为，海森堡对互补性的阐述，而不是玻尔的阐述，强调观察者的特殊作用以及观察者引起的波包坍缩，与该解释完全相同。他说：“无论海森堡的动机是什么，他发明的单一的哥本哈根解释观，其核心是他自己独特的主观主义观察者角色观，很快就找到了听众”（第 677 页）。这些听众包括大卫·玻姆、保罗·费耶阿本德、诺伍德·罗素·汉森和卡尔·波普尔等人，他们以海森堡对互补性的表述作为批评正统观点的目标。然而，还应该提到的是，在后来的著作中，费耶阿本德（1968 年、1969 年）是第一批对互补性进行细致分析的哲学家之一，目的是澄清互补性难以理解的神话。费耶阿本德敦促哲学家和物理学家回到玻尔那里，仔细阅读他的著作。

克里斯蒂安·卡米莱里（2006 年、2007 年）在唐·霍华德的研究之后指出，玻尔最初认为（在他的科莫论文中）互补性存在于原子的时空描述和因果描述之间，而不是自由电子的不同实验结果之间。因此，互补性的表述被限制在静止状态的概念中，因为只有在那里，系统才具有独立于任何测量的明确定义的能量状态。这一观察值得普遍认可。但当玻尔不久后在与爱因斯坦 (1930) 的讨论中开始分析双缝实验时，他不得不扩展他的解释以涵盖与测量仪器相互作用的电子。

卡米莱里随后展示了海森堡对互补性的看法与玻尔的看法截然不同，尽管海森堡本人作证如此。正如海森堡理解的时空描述和因果描述之间的互补性一样，它适用于实验现象的经典描述和用波函数描述系统状态之间的互补性。海森堡 (1958, p. 50) 的一段引文表明，尽管他们之前工作关系密切，但他对玻尔的误解有多深。

玻尔在量子理论的解释中多次使用了“互补性”的概念……原子事件的时空描述与其确定性描述是互补的。概率函数遵循运动方程，就像牛顿力学中的坐标一样；它随时间的变化完全由量子力学方程决定；它不允许在空间和时间中进行描述，但通过改变我们对系统的认识，打破了概率函数确定的连续性。

因此，玻尔将因果描述等同于能量守恒，而海森堡则将其视为薛定谔ψ函数的确定性演化。换句话说，与玻尔相反，海森堡认为波动方程给出了自由电子在配置空间中的因果描述，尽管是概率描述。这也解释了为什么如此多的哲学家和物理学家将哥本哈根解释等同于波包的神秘坍缩。从ψ函数演化的因果描述到经典时空描述的转变，其特点是测量行为发生的不连续变化。根据海森堡的说法，这两种描述模式是互补的。

在另一项研究中，Ravi Gomatam (2007) 同意 Howard 的论述，认为玻尔对互补性的解释和教科书上的哥本哈根解释（即波粒二象性和波包坍缩）是不相容的。最近，Henderson (2010) 得出了类似的结论。他根据一些主要人物的陈述，对不同版本的哥本哈根解释进行了区分。一方面，玻尔没有从波函数坍缩的角度来考虑量子测量（有关对比观点，请参阅 Jens Hebor 2005；部分内容请参阅 Zinkernagel 2016）；中间部分，我们发现海森堡认为坍缩是一个客观的物理过程，但认为由于其不确定性，无法进一步分析；而约翰·冯·诺依曼和尤金·维格纳则认为，人类思维对波包的减少有直接影响。不幸的是，冯·诺依曼的二元论观点已成为反对这种解释的人的哥本哈根方法论的一部分。