数学联邦政治世界观
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哲学 (4-3)

▶ 量子力学形式体系并没有为物理学家提供一种『“图示化”表示』(a ‘pictorial’ representation):函数并不像薛定谔所希望的那样,代表一种新的实体。相反,正如玻恩所建议的,函数绝对值的平方表示测量结果的概率幅。由于波函数涉及一个虚量的事实,这个方程只能具有一个『象征性特征』(a symbolic character),但是形式体系可以用于预测测量的结果,该测量建立了位置、动量、时间和能量等概念应用于现象的条件。

▶ 这些经典概念对测量现象(the phenomena)的归属依赖于现象的实验语境(the experimental context),因此整个设置为我们提供了在量子物理领域中应用运动学和动力学概念的定义条件。

▶ 这些现象是互补的(complementary),因为它们的表现依赖于相互排斥的测量,但通过这些不同的实验获得的信息(the information)穷尽了关于对象的所有可能的客观知识。

对互补性的进一步解读

玻尔认为原子是真实的。原子既不是启发式的,也不是逻辑结构。有好几次,他用实验中的论据直接强调了这一点,其方式与后来的伊恩·哈金(Ian Hacking)和南茜·卡特莱特(Nancy Cartwright)非常相似。但他不相信的是,在如下意义上,量子力学形式体系是真的——即它给了我们一个字面上的(literal)或“图示化的”(“pictorial”)而非量子世界的象征性表示(a symbolic representation)。用现代术语将玻尔描述为反对理论实在论的实体实在论者是很有意义的(Folse 1986,Faye 1991)。

正是由于量子力学中的虚量(其中正则共轭变量和的交换规则通过将普朗克常数引入到形式体系中),量子力学没有给我们一个世界的“图示化”表示。玻尔认为,相对论也不能给我们提供一个字面上的表示,因为在四维流形中第四坐标的定义中,光速是以因子i引入的(CC,第86页和第105页)。相反,这些理论只能象征性地用于在明确的条件下预测观察结果。然而,玻尔提到在量子力学中使用虚数作为他拒绝图示化表示的论据,这似乎是放错了地方。虚数的使用更多地是一个关于标度的常规选择(the conventional choice of scale)的问题,即测量值应该用虚数还是实数来表示,而不是用这些数字来表示某个量值的指示不是真实的。Dieks(2017)对玻尔的论点进行了细致入微的讨论,他得出结论,在量子力学的背景下,玻尔认为虚数与不相容的物理量有关。

总的来说,玻尔认为量子力学中对『互补性』(complementarity)的要求在逻辑上等同于相对论中对『相对性』(relativity)的要求。他认为这两个理论都是观察问题的新方面的结果,即物理学中的观察是『语境依赖』(context-dependent)的事实。这同样是由于在相对论领域中存在所有作用的最大传播速度,并且在量子力学领域中存在任何作用的最小值。正是因为这些普遍的限制,在相对论中不可能在不参考观察者(语境)的情况下明确区分时间和空间,在量子力学中也不可能在对象的行为及其与观察手段的相互作用之间做出明确的区分(CC,第105页)。

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