[存档]科科论坛第64讲:如何解决亚决定问题—以Cushing为隐变量的辩护为例

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时间:2008年12月26日(周五)下午3:00-5:00

地点:承泽园科社中心学术报告厅

主讲人:白彤东(美国泽维尔大学哲学系助理教授)

主题: 如何解决亚决定问题—以Cushing为隐变量的辩护为例

评论人:刘华杰

虽然我提不出什么问题,而且周一的报告也没法接着这个话头讲,不过今天的讲座挺有意思的。

让我感到有意思的倒不是这个主题,而是白老师讲演中顺带提到的许多启发。至于这个主题,我的反应似乎和那个支持正统量子力学的杂志社差不多——虽然讲得都不错,不过对于一个本来就没啥前途的学说何必费那么大力气去批评呢?

物理学哲学界竟然有那么大支持隐变量理论的势力,这有点出乎我的意外。尽管我以前看过邦格的《物理学哲学》之类著作也是反对量子力学正统解释的,不过那都是非常老的书了,对目前西方最前沿的争论情况我还缺乏了解,如果仍旧是在隐变量理论上纠缠不休……怎么说呢……虽然可以辩解说学术往往是保守的,哲学往往更愿意帮弱势群体说话等等,然而毕竟还是有点让人遗憾。

白老师提到可以对科学哲学家们的兴趣做一个SSK研究,分析一下为什么科学哲学家中的隐变量的支持者会远远多于科学家中的比例,看看这里头有哪些社会文化历史根源。我觉得这确实很有意思。当然,这一关系可以做外史研究也可以做内史研究,特别是考察逻辑经验主义的哲学传统与支持隐变量理论的倾向之间有没有内在的关联。吴老师和刘老师还提到逻辑经验主义的哲学思想如何可能与洛克以来在西方建立的宪政体系相关联,从而互相支持。这些问题都很有意思。

我觉得受着逻辑经验主义传统影响的哲学家们更容易亲近隐变量理论,是有某些内在的因素的。首先当然是对“决定论”的执着,但绝不仅仅是。更重要的一点恐怕是“实在论”——也就是我下周一将要报告的某种“科学实在论”,这样一种实在论的形式尽管是晚近才提出的,不过它根植于逻辑主义的传统中(即某种柏拉图主义的实在论)。这种思想坚持认为一个理论术语必须有一个指称,而这个指称的对象是某个确定的、不依赖于人的、独立的、实在的东西。于是“电子”指称电子这个对象,这个对象是客观实在的,不论人是否观测它,它及它的状态都是“确实”存在的。

而量子力学破除了这样一种基于日常体验的朴素的实在论——“电子”、“原子”都是一种理论工具,它们作为理论术语只有在整个理论体系中被操作运用时才有意义,而作为对客观实在的解释,它们也只有在一个包括操作者和操作过程在内的整个与境下才谈得上某种真实性,而独立地谈论某一个电子的实在是毫无意义的。

一旦真正接纳了这样一种反实在论的思维方式,量子力学的悖谬就消失无踪。之所以量子力学看似不可理喻,是因为我们日常思维所使用的语言终究是某种实在论的语言。量子力学并不是荒谬的,甚至也未必是非决定论的,关键不在于去寻找另一种替代的科学,而是如何去反省我们的语言的局限性。

周一的报告中我可能也会略微涉及相关话题。

最后提一下,我们说“隐变量”至少有两层意义,第一是“隐变量解释”,第二是进一步地:“隐变量理论”或者所谓“玻姆力学”;同样“正统量子力学”也分两层,一是指正统的力学理论体系,二是指其“解释”,即哥本哈根的几率解释。

所谓理论体系的层面,我指的是一整套数学的系统,用以测量、计算和预测经验现象。对于同一现象可以用不同的概念去描述,用不同的方程去计算,但如果不同的计算方法最后在数学上是等价的,那么它们的区分就只能诉诸于其“物理意义”;而如果在数学上就不等价,那么原则上就可能找到某些判决性的试验来决定孰是孰非。我们知道量子力学有三个已被证明数学上等价的理论体系,也就是海森堡的矩阵力学、薛定谔的波动力学和费曼的路径积分。这三个理论体系在数学上完全等价,那么当然原则上也不可能通过经验来加以区分。但它们在对于事件的解释方面是截然不同的,一是把电子看成测不准的粒子,一是把电子看成波函数,一是把电子的路径看成所有可能路径的总和。也就是说,它们对于“实在”的描述“看起来”是大大不同的。这才是一种最严格意义上的亚决定性。

那么“隐变量”主张的是什么呢?是在与正统理论保持数学上的等价的基础上,提供一种不同的解释?还是说它所提供的一套理论与正统理论在数学上并不等价,也就是说原则上可以设计某些判决性的实验?我们看到,隐变量的支持者曾经主动提出了某个判决性实验——也就是EPR—贝尔实验。但这一实验即便没有决定隐变量的破产的话,也是大大地不利于它的。此后,隐变量理论并不能再主张什么判决性的实验,反而似乎是力图主张与正统理论在经验上的等价性。但他们也并没能提出一套新的数学体系并证明它与正统量子力学在数学上等价,也就是说它也并不旨在为现有的理论体系提供一套不同的解释。于是隐变量理论还能做什么呢?说来说去,似乎顶多只能是在坚持说:现在的主流理论有可能是有缺陷的。但这是一句废话。

事实上也并不是只有隐变量的支持者才对哥本哈根解释不满。事实上我们看到在20世纪末,早已有许多新解释涌现出来,力图替代哥本哈根的几率解释。其中最有影响的是“多宇宙解释”,在某些针对科学家群体的调查中它的支持率甚至已经远远高于哥本哈根解释;其余还有“多历史”、“退相干”、“自发定域理论”等等。其中多宇宙解释在最初提出时也被忽视,但后来还是获得了最广泛的支持,由此可见隐变量的弱势地位恐怕不能简单解释为哥本哈根的霸权。

2008年12月26日

关于 古雴

胡翌霖,清华大学科学史系助理教授。本站文章在未注明转载的情况下均为我的原创文章。原则上允许任何媒体引用和转载,但必须注明作者并标注出处(原文链接),详情参考版权说明。本站为非营利性个人网站,欢迎比特币打赏:1YiLinDDwvBLT19CTUsNHdiQhXBENwURb

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