2019年4月19日

量子力学的理解

哲学家大卫·阿尔伯特认为，可能有一种“清晰而直接”的方式来思考量子现象

本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点

我将永远感激大卫·阿尔伯特。在 1990 年代初期，当我努力撰写一篇名为“量子哲学”的文章时，阿尔伯特，一位专攻量子力学的物理学哲学家，可怜我。他充当我的向导，带领我穿梭于量子诠释的阴间，阐明哥本哈根诠释、玻姆导波诠释和多世界诠释的相对优点。他也透露了自己的想法，包括一个涉及多重思想的多世界变体，以及关于基于量子计算的人工智能可能与我们自己的思想有何不同的推测。在哥伦比亚大学的阿尔伯特属于我在纽约市参加的一个哲学沙龙，他总是提升闲聊的水平。他博学但不迂腐，我的意思是说，他能直击要害，这是我这个业余爱好者所欣赏的。要了解我的意思，请查看他对2012 年对一本流行物理学书籍的评论，这是我一直以来最喜欢的驳斥之一，以及他的新论文“如何教授量子力学”的预印本。最近，由于乔治·穆瑟的《幽灵般的超距作用》、阿尼尔·阿南塔斯瓦米的《一次穿过两扇门》、菲利普·鲍尔的《超越怪异》和亚当·贝克尔的《什么是真实？》（阿尔伯特是他的资料来源）等书籍，人们对量子力学的兴趣激增。我认为现在是咨询我的老向导的好时机。——约翰·霍根

霍根：您拥有物理学博士学位，但您成为了一名哲学家。为什么？您是否认为物理学太难了？

阿尔伯特：嗯，是的——在某种意义上是这样。太难的是（特别是）让别人雇用我思考我感兴趣的那类问题，而物理系又位于我想居住的地方。思考基础性问题——这是我感兴趣的那类问题，也是我感觉自己擅长思考的那类问题——在 1980 年代初的大多数物理系中非常不流行，而且非常不受欢迎。但在哲学系中却并非如此。所以，当时的情况是，如果我想在物理系工作，我就不得不住在南卡罗来纳州，但如果我愿意在哲学系工作，我可以住在纽约。

关于支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。

霍根：好选择。在我们的科学时代，哲学的意义是什么？

阿尔伯特：我不确定我是否看到了这种联系。这就像问，“在我们的科学时代，冰淇淋的意义是什么？” 人们喜欢它。人们——或者说有些人——想了解事物，在最广泛的意义上，是如何联系在一起的。而且（更重要的是）碰巧的是，试图弄清楚这一点的业务对世界历史产生了显而易见、巨大且无数的影响。如果有人认为大学科学系最近以某种方式接管了这项职能，那么这显然是大错特错的——而且正如我在回答你上一个问题时解释的那样，它是错误的这一事实是我从科学系转到哲学系的部分原因。

霍根：冰淇淋？嗯。哲学对人类的主要贡献是什么？

阿尔伯特：清晰。惊奇。某种焦虑。我上面提到的对世界历史的显而易见、巨大且无数的影响。我不知道。

霍根：您在 2012 年驳斥了劳伦斯·克劳斯的《无中生有的宇宙》，指出克劳斯所说的产生宇宙的量子场并非虚无。我的问题是：科学能否告诉我们为什么存在存在而不是虚无？

阿尔伯特：我看不出这怎么可能。这个问题本身——即“为什么存在存在而不是虚无？”的问题——在我看来是基于对解释某事物，或者（无论如何）科学地解释某事物的意义的错误或混乱的理解。科学解释（即：对“为什么”问题的科学答案）是向我们展示如何从事物的某些方面推导出事物的其他方面的方法。人们根据事物的某些其他方面来解释事物的某些方面。例如，人们根据弹丸的初始位置和速度、质量、大气条件、重力条件和物理定律来解释弹丸最终落在哪里。人们根据工资停滞或现实电视的普及程度，或者我不知道什么来解释特朗普的崛起。因此，为了使任何类似科学解释的东西甚至能够开始，需要已经摆在桌面上（你可以说）事物的某些方面。而且我无法想象那些会是什么——那些已经摆在桌面上的——在“解释”为什么存在存在而不是虚无的情况下。

霍根：我将此理解为否定。您花了很多时间思考量子力学。您弄明白了吗？

阿尔伯特：是的。算是吧。我认为我比以前更了解它了，也比我以前想象的要了解得多。

霍根：您最喜欢的量子力学诠释是什么？为什么？

阿尔伯特：曾几何时，物理学渴望为我们提供一个客观、字面、现实、全面和机械的关于世界实际样子的描述。在 20 世纪初的几十年里，在量子力学的巨大冲击下，这种渴望突然变得古怪、幼稚和毫无希望。我喜欢的量子力学诠释（尽管“诠释”在这里实际上是错误的词——因为所提供的各种所谓的“诠释”实际上是不同的物理理论，它们经常做出不同的经验预测）是那些通过明确的例子表明仍然可以获得这种描述的诠释——（也就是说）像玻姆力学和自发局域化理论这样的诠释。在这些诠释中，我没有最喜欢的。我认为所有这些诠释都很有趣且很有希望，而且由于它们对某些可执行实验的结果做出了不同的预测，因此将由这些实验而不是像我这样的哲学家来决定其中哪些诠释（如果有的话）实际上是正确的。

但这里还有一个更深层次的难题——（可以这么说）更精细的东西，人们只是在最近才开始思考。我上面提到的所有“诠释”都至关重要地使用了称为量子力学波函数的东西。即使我们已经确定了一种或另一种“诠释”，关于量子力学波函数是什么类型的东西仍然存在一个问题。对于这个问题的各种可能答案已经进行了 15 或 20 年的激烈辩论。每个人都一直同意，思考波函数是什么的最简单、最直白和最明显的方式是将它们视为具体的物理对象。但是波函数存在于其中的空间，如果我们想将波函数视为具体的物理对象，那么我们有义务将其视为世界的基本物理空间的空间，恰好具有巨大的维度数。而这在所有人看来一直都是一个问题。而我最近确信事实并非如此。我最近确信（实际上）它是整个问题的关键。事实证明，如果你想象世界的基本物理空间与我们日常经验的三维空间不同，更大且不同，那么量子力学中一直以来似乎很神秘的一切突然变得清晰、直接、易于理解，并且在某种意义上是可以预期的。无论如何，这就是我在回答你之前的问题时想到的工作。[有关更多详细信息，请参阅此预印本。]

霍根：为什么量子力学激发了如此多的新时代胡说八道？

阿尔伯特：我猜正是因为量子力学长期以来一直被（错误地）理解为推翻了以客观、字面、现实和机械的方式理解世界的每一种希望。

霍根：意识是一个可以解决的问题吗？

阿尔伯特：当我试图思考这个问题时，我有点感觉脚下的地面正在消失。我不明白物理学如何可能为我们提供对意识的完全令人满意的解释，而且我不明白物理学最终如何可能未能为我们提供对意识的完全令人满意的解释。

霍根：您是奇点崇拜的成员吗？

不是。

霍根：我很高兴。尼采说“绝对没有道德事实”，并且“道德和宗教判断的共同之处在于相信不真实的事物。” 他是对的吗？道德规则是否具有任何接近科学和数学真理地位的东西？

阿尔伯特：我猜我认为不是。我猜（也就是说）我认为道德规则的性质和地位与科学和数学真理非常不同。但我的同事（贾斯汀·克拉克-杜安）提出了一个巧妙的论点，即数学真理的认知地位与伦理真理的认知地位相差不大。

霍根：为什么大多数哲学论文都如此难以理解？您是在试图阻止乌合之众吗？

阿尔伯特：它们并没有那么难理解，而且在难懂的地方，只是因为人们正在尽力小心谨慎，力求正确。你会问量子场论学家为什么他们的论文如此难以理解吗？

霍根：我想我不会。期望哲学家比非哲学家更明智、更道德，这公平吗？

阿尔伯特：感觉期望我们的领导人做到这一点更有意义。