量子力学的多种含义指南

Q量子力学已经有一个多世纪的历史了，但物理学家们仍在争论它的意义。在他们的辩论中，大多数的扭手和掰指关节都要追溯到一个被称为“现实主义”的假设。这是一种观点，即科学描述了一些我们称之为“现实”的东西，这些东西对我们和科学来说都是外在的。这是一种自然而然的思维方式。这很符合我们的经验，宇宙似乎并不在乎我们对它有什么理论。科学史也表明，随着经验知识的增长，我们倾向于趋同于一个共同的解释。这无疑表明，科学正在以某种方式接近“事物真实情况”的“真相”。

唉，现实主义最终是一种哲学立场，它本身没有经验基础。我们所能确定的是，某个假说是否擅长描述我们所观察到的东西。然而，对于我们这个观察者来说，这种描述是否关于独立的、外在的东西，是一个我们自己永远无法回答的问题。

不用说，这并不是一个新的难题，而是一个自古以来哲学家们就一直在讨论的难题。但在今天关于量子力学解释的辩论中，它是活跃的吉姆Baggott女士在他的新书中提醒了我们量子现实：对量子力学真正意义的探索．如果这是量子理性的时代，那么巴戈特就是它的伏尔泰。在量子力学方面，我很难找到比巴戈特更多产的作家。之前量子现实，他还出版了量子理论的意义,量子的故事,量子空间,量子食谱，让我们不要忘记《超越测量:现代物理学、哲学与意义》(猜测)量子理论．

巴戈特对量子力学的痴迷并不是由公众需求驱动的。不完全,无论如何。虽然量子万物一直是最近流行科学的主题，但巴戈特的写作记录了他自己对意义构建的探索。所以,量子现实就像巴戈特早期的许多著作一样，他试图为一个混乱的主题带来秩序。他只成功了一部分。但即便如此，这也是一项了不起的成就，因为近一个世纪以来，物理学家们一直在争论量子力学的十多种不同解释中，到底哪一种是正确的，或者到底什么才是“正确”的。巴戈特并没有结束这场战争，而是通过挖掘引发战争的家族恩怨，将战争置于一个背景之下。通过这些，他指导你理解量子力学(在可能的范围内)，以及围绕它的争议。

我个人也对巴戈特对超决定论的漠视感到不快。

巴戈特将其归咎于物理学家对形而上学的摒弃。形而上学是亚里士多德创造的一个术语。在希腊语中是“物理学之后”的意思，亚里士多德用它来指代物理学之后的章节。今天，形而上学是哲学的一个分支，松散地说，它处理的是物理学家在构建理论时做出的那些假设，而这些假设并不是基于经验证据。物理学家一直在利用形而上学，但很少有人意识到他们在做什么。

事实上，当今量子基础学界最大的分歧是形而上学的:即现实主义者和非现实主义者之间的分歧。现实主义阵营的人渴望一种理论，它的数学结构可以被解释为事物的真实情况，而非现实主义则认为量子力学是这样的关于我们所知的理论. “知道什么？”你可能会问。啊，但这是一个只有现实主义者才会问的问题。

如果你研究量子力学，“什么是真实的？”这个问题是不可避免的，因为它有一个最独特的性质：它涉及到被称为“波函数”的物体，这些物体是推导预测所必需的，但它们本身并不对应于任何可观察到的东西。那么波函数是真的还是假的？

当我们对量子系统进行测量时，这个问题就变得特别紧迫。在这种情况下，波函数可以在任何地方突然而瞬间地改变。如果这种所谓的坍塌是一个物理过程，它将与阿尔伯特·爱因斯坦的光速极限相冲突，并用爱因斯坦的话来说，构成一个“幽灵般的远距离作用”。但是，波函数坍缩本身并不是我们所观察到的。所以，如果你能克服把波函数看成实数的诱惑，这里就没有什么好玩的了。只是，嗯，感觉很有趣。

巴戈特的任务是挖掘量子力学的形而上学，他对量子力学与意识有关这一观点做了非常彻底的剖析，而这是大多数作家往往回避的话题。或者至少在你不确定他们说了什么的情况下，很快就把它删掉。事实上,在量子现实我发现彭罗斯·哈梅罗夫猜想（意识的起源是人脑中微管的相干量子态）比我从彭罗斯和哈梅罗夫自己那里听到的更容易理解。如果你想知道许多人解释或者是一个多么糟糕的主意量子自杀巴戈特也跟你说过了

巴戈特的分析不仅关注量子力学最流行的解释，还包括许多不太为人所知的解释。在大多数情况下，他会保留自己的观点，并客观地分析每种方法的利弊。只有在那一章多世界解释他说出了他的沮丧。

“多世界解释”认为，每次我们进行测量时，现实就会分裂成几个不同的版本，除了测量结果之外，其他版本都是相同的。早在量子现实巴戈特将科学比作一艘穿梭于“再现之海”的船，从经验现实的岩石海岸到形而上学现实的沙滩。一路上，飞船可能会陷入“一个无约束的形而上学胡说八道的漩涡”。根据巴戈特的说法，这就是对多个世界的解释。他抱怨说，正是纯粹的形而上学与经验现实失去了联系。

在这一点上，我不同意巴戈特的观点。我是一个非常喜欢乐器的人，我对乐器很在行“闭嘴算计”的信条．然而，在我看来，形而上学很重要，因为哲学的先入之见，尤其是那些我们不承认的先入之见，玷污了我们甚至愿意参与的理论。

然而，与巴戈特相反，我评价理论的方式是问“你能用它做什么?”在这个帐户,“多世界解释”并不比“哥本哈根解释”(哥本哈根解释是非现实主义的，它说你不应该问在波函数坍缩期间发生了什么)或“先导波解释”(先导波解释通过引入一个非局域但不可观测的粒子引导场来避免坍缩假设)好或坏。如果想要衡量科学的前景，将坍缩模型和隐变量模型(它们是量子力学的修改)与解释混为一谈是没有意义的，因为修改量子力学的目的是解释更多的数据。

我个人也对巴戈特对超决定论的漠视感到不快。在这种方法中，量子力学是从一个确定性的隐变量模型中突现出来的，该模型承认宇宙中的一切都是与其他一切相联系的。他要么是错误地，要么是意外地给读者留下了这样一种印象:这些都已经被永久排除了，但事实绝对不是这样的。不过，我真的不能为此责怪巴戈特，因为这一遗漏在科学文献中很普遍。我对此有过抱怨在这本杂志的版面上，并将就此打住。

所以，撇开个人的不满不谈，我很喜欢读巴戈特的新书。它写得很吸引人，不需要物理背景知识，很可能会教你一些新的东西。就连我也学到了一些新知识，比如巴戈特那句精彩的旁注干涩地说，弗朗西斯·培根(Francis Bacon)死于肺炎，他是在把死鸡塞进雪里看它是否能保存下来的过程中染上肺炎的。

Sabine Hossenfelder是法兰克福高等研究所在那里，她致力于广义相对论的修正、现象学量子引力和量子力学的基础。如果你想知道更多关于物理学基础的问题，请阅读她的书迷失在数学中：美如何将物理引入歧途。