量子力学的实在论

量子力学的实在论可以从四个方面来考察:第一，关于量子力学理论实在论的争论；第二个是量子力学形式系统的现实。第三是量子力学描述的世界特征。第四，量子力学促进和发展了实在论。关于量子力学是否真实的争论主要发生在量子力学理论诞生之初，尤其是爱因斯坦和玻尔之间的争论最值得称道。最初的争论集中在量子理论中是否存在逻辑矛盾，即理论的适当性。爱因斯坦用基于经典物理学的决定论实在论标准来衡量量子力学，因此无法接受量子力学中概率的基本地位，认为“上帝不会掷骰子”。量子力学描述了许多相同系统的集合的行为。历史表明，以前的论点是以玻尔为代表的量子理论赢了，爱因斯坦不得不攻击量子力学的完整性。以著名的EPR论文为标志，爱因斯坦证明了基于完备性条件和实在性准则的量子力学描述是不完备的。然而，事实上，电子顺磁共振论文中隐含的局域化假设将成为未来探索量子力学非局域化的开端。根据这条线索，在贝尔、开城、斯派克、穆明等人的工作下，量子离域被认为是量子力学的象征性特征之一。

量子力学的形式系统是指冯·诺依曼建立的公理系统。该系统在物理计算和预测中已被证明是有效和明确的。然而，对其基本概念和意义的解释形成了许多不同的量子力学解释体系。其中，以玻尔为代表的哥本哈根解释影响最大。其核心是互补原则，即时空标记和因果要求之间的互补，以及量子语言和经典语言之间的互补。哥本哈根解释认为，理论是对现实的真实描述，量子理论中的概率和不确定性是自然本身的特征，承认测量结果的真实性，并把原子物体的特定动力学分配的真实值条件引向特定的实验装置或真实的实验结果，从而避免对最终实体的质疑。经典语言用来描述测量仪器，被测物体和测量仪器之间不可分割的整体性避免了量子测量的问题。哥本哈根解释不是一套简单、明确和毫不含糊的概念。然而，除了反对波函数的实在论，量子力学解释的持有人通常是本体论的非实在论者、认识论和语义实在论者或测量实在论者。

德布罗意-波姆理论被认为是量子力学的本体论解释，也称为隐式变量解释。最早的版本是1927年德布罗意的导波理论，1952年由波姆再次提出。他们认为波函数只提供了粒子系统的部分描述，需要用粒子真实位置的描述来补充。后者的演化满足导波方程，因此粒子可以以确定的方式运动，这构成了量子力学的因果解释。德布罗意-玻姆理论的持有者追求决定论和因果关系，追求清晰的粒子本体论，从而试图成为经典物理概念下的本体论、认识论和语义实在论者。然而，标准的量子力学系统需要补充以提供对现实的完整描述，因此其认识论和语义实在论是不完整的。

另一种对量子力学有影响的本体论解释是多世界解释，它将包括观察者在内的整个宇宙视为一个量子系统，认为有许多平行的世界，每个世界都由宇宙波函数决定性地描述。没有国家的崩溃，但只有宇宙不断分裂成许多看不见但同样真实的世界。除了假设多元宇宙的真实性外，解释认为量子力学在本体论、认识论和语义学上是一种完全的实在论。

尽管在解释上有许多争议，但大多数物理学家和哲学家都承认了量子力学的实在论地位，并将量子力学理论揭示的世界图景分为以下几个方面:首先，波函数是对量子系统的完整描述(对波函数实在性的不同看法等)，线性叠加的波函数满足薛定谔方程的确定性演化，波函数的平方给出了物理量可能值之一的概率，因此对系统的理解只能是统计性质的。第二，量子测量中波函数的坍缩是随机的，测量只能随机地获得它的一个可能值，因此它是不确定的。第三，测不准关系告诉我们不可能同时获得非互易物理量的精确值，即经典力学需要互补性。第四，量子系统的远程关联是瞬时的，超过了爱因斯坦的EPR论文中预设的经典物理的局域化条件。

量子力学改变了经典力学的实在论，进一步推动了实在论的发展。首先，“现实”的领域在量子力学中得到了扩展。例如，自旋没有量子现实的经典对应物。“现实”的概念需要重新定义，超越实体实在论的先前范畴。其次，基于经典物理学的实在论是一种严格的决定论，而量子力学告诉我们，统计、概率和非严格决定论的定律也是真实的，实在论并不等同于决定论。最后，量子力学解释系统不可避免地依赖测量仪器、或观察者、或外部环境、或整个宇宙来解决量子测量问题。事实上，这些是测量环境的真实元素，它们在真实测量中起着共同的作用。这就要求我们提出一种新的整体主义和语境现实主义，即测量构成一个特定的语境，测量语境、语境要素和要素之间的互动是真实的，测量语境的边界和语境要素的作用因具体的测量而不同。