量子理论的哲学问题(三)
4.5测量问题方法的比较
上述大多数方法认为,目标是在世界上提供对世界的事件的叙述,至少在一些近似,就像我们熟悉的普通对象世界的行为经典的熟悉世界。 没有一个主流方法对有意识的观察员来说符合任何特殊的身体角色。 然而,在那方面有建议(参见量子探讨的批次意识的进入)。
所有上述方法都与观察一致。 但是,一致性是不够的; 将量子理论与实验结果连接的规则通常涉及非增长(即,不等于零或一个)概率,分配给实验结果。 这些计算的概率与来自重复实验的统计数据形式面对的经验证据。 现存的隐藏变量理论再现量子概率,并且崩溃理论具有对迄今为止所进行的所有实验的对量子概率再现对量子概率的有趣特征,而是脱离其他可以想象的量子概率实验。 原则上,这允许这种理论和禁区理论之间的经验鉴别。
一项批评埃弗雷特主义理论的批评是,目前尚不清楚他们甚至可以理解这种统计测试,因为它没有任何直接的方式,有意义地谈论获得的概率,例如,给定实验的“+”结果当某些可能会发生所有可能的结果时,在波段的某个分支上会发生。 这被称为“Everettian证据问题”。 它是埃弗雷特理论的最新工作的主题; 有关介绍和概述,请参阅Saunders(2007)。
如果一个人接受Everettians对证据问题的解决方案,那么,在主要的方法中,没有人通过经验证据以直接的方式青睐。 这里不会有空间来深入概述这些正在进行的讨论,但可以提及一些考虑因素,使读者成为讨论的味道; 有关详细信息,请参阅特定方法的条目。
Everettians作为一种方法,这是它不涉及量子形式主义的扩展或修改的事实。 波希人声称,赞成博米的方法,这些线条的理论提供了最直接的事件图片; 在everettian理论或崩溃理论方面,本体论问题较少。
另一个考虑因素与相对论的因果结构相容。 见MyRvold(2021),以概述测量问题的方法的释放限制。De Broglie-Bohm理论需要遥远同时的杰出关系,以便可以争辩,这是一个任何隐藏变量理论的不可原谅的特征,可以选择一些可观察到的始终具有明确的值(参见Berndl等人。1996; Myrvold 2002,2021)。 另一方面,存在完全相对论的折叠模型。 在这些模型上,折叠是本地化事件。 虽然倒塌在彼此间隔分离的崩溃的概率不是独立的,但这种概率依赖性并不要求我们像早些时候一样单一单一。 因此,这些理论不需要遥远同时的杰出关系。 然而,仍有一些关于如何用Beables(或现实元素“)的这些理论的一些讨论。 查看崩溃理论和参考文献的条目; 另请参阅,对于讨论,弗莱明(2016),Maudlin(2016)和MyRvold(2016)的一些贡献。 在埃弗雷特理论的情况下,必须首先考虑如何制定相对论的地位问题。 一些作者以某种不同的方式接近了这个问题,具有普遍的结论,即Everettien量子力学确实是当地的。 (见Vaidman 1994; Bacciagaluppi 2002;华莱士2012年第8章; Tiper 2014; Vaidman 2016;和Brown和Timpson 2016.)
5.本体论问题
如上所述,衡量量子力学的核心问题问题涉及量子态是否应被视为在物理现实中的任何内容。 如果这是肯定的回答,这会产生新的问题,即,量子状态表示什么样的物理现实,以及量子状态是否可以原则地提供物理现实的详尽叙述。
5.1量子州现实主义的问题。
Harrigan和Spekkens(2010)介绍了讨论这些问题的框架。 在其术语中,由系统的Ontic状态给出了物理属性的完整规范。 一个有道理模型在任何准备过程中占据了一群ondiC状态和关联的空间,概率分布在Ontic状态。 如果联合国唯一地确定量子状态,则据说模型是ψontic; 也就是说,如果存在从Ontic状态到量子状态的函数(这包括量子状态也完全确定物理状态的两种情况,以及诸如隐藏变量的案例,其中量子状态不完全确定物理状态)。 在他们的术语中,不是ψ-ontic的模型被称为ψ认识。 如果模型不是ψontic,这意味着某些ontic状态可以成为两个或更多准备的结果,导致纯量子状态不同的分配; 也就是说,相同的Ontic状态可以与不同的量子状态兼容。
这给出了一个很好的方法,可以摆姿势态度现实主义问题:是否有与不同的纯量子状态相对应导致相同的初始状态的准备,或者相反地,有没有与不同量子态兼容的OnTIC状态? Pusey,Barrett和Rudolph(2012)表明,如果一个人对状态制剂采用看似自然的独立性 - 即,即可以制备一对系统的假设,使得持续状态的概率两个系统有效地独立 - 那么答案是负面的; 任何复制量子预测和满足此准备独立假设的本体模型必须是ψo-Ontic模型。
Pusey,Barrett和Rudolph(PBR)定理不会关闭关于量子州的抗真实主义的所有选项; 关于量子态的反现实主义者可以拒绝准备独立假设,或拒绝定理所设定的框架; 查看Spekkens(2015)中的讨论:92-93。 参见Leifer(2014)以谨慎和全面地概述与量子州现实主义相关的定理和MyRvold(2020),用于基于这种类型的定理的量子状态现实展示。
5.2量子态的本体类别
在某种意义上,测量问题的主要现实主义方法是关于量子州的现实主义者。 仅仅说这不足以给出给定解释的本体论。 要解决的问题中是:如果量子态代表物理上真实的东西,那是什么样的? 这是量子州的本体论构造的问题。 另一个问题是EPR问题,是否可以将量子状态的描述原则上,或者是否必须由不同的本体辅以补充。
De Broglie的“飞行波”的原始概念是它将是一个领域,类似于电磁场。 原始概念是每个粒子都有自己的指导波。 然而,在Schrödinger手中开发的量子力学,对于两个或更多个颗粒的系统,每个颗粒没有单独的波函数,而是相反,在空间中的n个点上限定的单个波函数,其中n是粒子的数量。 这是由De Broglie,Schrödinger等采取的,以策划为Quantum Wave函数的概念作为田地。 如果量子状态代表物理现实中的东西,它们与古典物理学中的任何熟悉的东西不同。
已经采取的一个响应是坚持认为量子波函数仍然是诸如诸多尺寸的空间的诸多字段,即3N,其中n是宇宙中的基本粒子的数量。 在这种观点上,这种高维空间被认为是比熟悉的三维空间(或四维空间)视为通常被认为是物理事件的竞技场的基本。 查看阿尔伯特(1996,2013),了解了视野的经典陈述; 其他支持者包括Loewer(1996),Lewis(2004),Ney(2012,2013A,B,2021)和North(2013)。 对该提案的大多数讨论发生在非素描量子力学的背景下,这不是基本理论。 有人认为,关于非素描量子力学波动如何从量子场理论出现的思想破坏了波函数与配置空间上的字段相关的想法,以及配置空间可以被认为是比普通基本更基本的想法Spacetime(Myrvold 2015)。
必须将波函数作为高维空间上的字段的视图,必须与将其视为Belot(2012)所谓的多字段的视图,这将属性分配给普通的三维空间点的N组元组。 这些是不同的观点; 3N维构想的支持者使其恢复可分离性的事实是:在这种观点上,在某个时候,通过在基本(3N维)空间中的每个地址的当地国家的当地状态规范来提供完整的规范。 另一方面,拍摄波浪功能是多场,涉及接受不可脱离性。 将波浪函数与普通空间上的多场之间的另一个区别在于普通空间,并将它们带到高维空间上的字段是,在多场视图上,毫无疑问,普通三维空间对一些更基本的空间的关系。Hubert和Romano(2018)争辩说波函数自然和直接被解释为多场。
有人认为,在De Broglie-Bohm试验波理论和相关的试验波理论上,量子状态在经典力学中发挥了更类似于法律的作用; 它的作用是为博米氏菌群提供动态,根据该理论,这组成了普通对象。 查看Dürr,goldstein和Zanghō(1997),艾伦等人。 (2008),艾伦(2021)。
Dürr,goldstein和Zanghō(1992)介绍了根据物理理论的术语“原始本体论”,构成了普通的物理物体; 在De Broglie-Bohm理论上,这是博米的尸体。 概念扩展到艾伦等人的崩溃理论的解释。 (2008)。 原始本体学要与其他本体论的区别区分开,例如量子状态,这些本体在理论中被引入理论上,以解释原始本体论的行为。 区分是指如何构思理论的非婚生子学本体论的指导。
6.量子计算和量子信息理论
量子力学不仅给出了解释性的难题; 它在计算和信息理论中引起了新的概念。 量子信息理论是对量子理论打开的信息处理和传输的可能性研究。 这对量子理论具有不同的视角,其中一体化,作为Bub(2000,597)所说,“量子力学的令人困惑的特征被视为待开发的资源而不是解决的问题”(参见量子计算和Quantum Computing的条目)量子纠缠和信息)。
7.量子力学和超越的重建
在量子力学基础上的另一个积极研究领域是尝试深入了解理论的结构,以及它与古典物理和其他可能构造的理论不同的方式,通过在非常一般的原则方面,通常具有信息理论风味。
该项目在Mackey的早期工作(1957,1963),Ludwig(1964)和Piron(1964)中有其根源,旨在在运营条款中表征量子力学。 这导致了广义概率模型的框架的发展。 它还具有与Birkhoff和Von Neumann(1936)发起的量子逻辑的调查的关系(参见概述的入口量子逻辑和概率理论)。
哈迪(2001 [2008],其他互联网资源)的工作恢复了与明确的运营内容从公理中获取量子理论的兴趣。 沿着这些系列的显着结果包括Masanes和Müller(2011)和Chiribella,D'Ariano和Perinotti(2011)的公正效果。 参见Chirigella和Spekkens(2015)以概述这一兴奋剂研究区。