哥本哈根解释测量问题与经典-量子区分 (5-1)

量子基础主义与测量问题

显然，我们生活在一个量子世界，因为一切都是由原子和亚原子粒子构成的。因此，经典物理学似乎仅仅是对所有层次上都是的量子力学的世界的一个有用的近似。这种观点得到了许多现代物理学家的支持，可以称为『量子基础主义』（quantum fundamentalism）（Zinkernagel 2015，2016）。它可以被定义为一个包含两个组分的立场：（1）宇宙中的一切根本上都是量子性质的（本体论组分）（the ontological component）；以及（2）宇宙中的一切最终都可以用量子力学术语来描述（认识论组分）（the epistemological component）。因此，我们可以把量子基础主义定义为这样一种立场，即认为世界上的一切本质上都是量子化的，量子论给了我们对这种本质的字面描述。

量子基础主义背后的基本假设是，形式体系的结构，在这种情况下是波函数，对应于世界是如何构成的。例如，根据波函数的描述，每个量子系统可能是不同态的叠加，因为态矢的组合也是态矢。现在，假设量子物体和测量仪器都是量子系统，都可以用波函数来描述，那么它们的纠缠态也可以用态矢来表示。当然，接下来的挑战是，我们如何才能解释，无论何时当仪器与物体相互作用时，测量设备的指针会进入一个确定的（而不是叠加的）位置——就像经验告诉我们的那样。简而言之，这就是测量问题。

冯诺依曼关于测量过程的区分

哥本哈根解释经常被用来支持约翰·冯·诺依曼『投影假设』（projection postulate）提供的测量问题的解决方案。冯·诺依曼在1932 [1996]年提出，无论何时进行测量，物体和设备的纠缠态都会坍缩到确定的态。这种测量过程——他称之为1类过程（a type 1-process）——无法用量子力学来描述；量子力学只能描述2类过程（a type 2-process）（即用薛定谔方程描述量子系统的发展）。在他对测量问题的讨论中，冯·诺依曼区分了（i）实际观察到的系统；（ii）测量设备；和（iii）实际的观察者。他认为，在测量过程中，实际观察者对正在发生的事情有一种非物理性（a non-physical nature）的主观感知，这种感知将观察者与被观察对象和测量设备区分开来。然而，他坚持认为『心理-物理平行性』（psycho-physical parallelism）是一个科学原则，他将其解释为，存在一种对于主观经验的任何外物理过程（extra-physical process）的物理相关性。因此，在任何我们有主观感知的情况下，我们都必须把世界划分为被观察的系统和观察者。但划分发生的地方在一定程度上是任意的。根据冯·诺依曼的观点，分界线是划在被观察对象的描述（i）和测量设备以及观察者（ii） +（iii）之间，还是画在被观察对象以及测量仪器的描述即（i） + （ii）和观察者（iii）之间，这是取决于语境的。换句话说，冯·诺依曼认为观察者永远不能包含在一个2类过程描述中，但是测量仪器有时可能是一个2类过程的一部分，尽管它对于被观察的对象（i）给出了相同的结果。冯·诺依曼解决测量问题的一个重要结果是，1类过程只在观察者意识存在的情况下才发生。此外，甚至当冯·诺依曼考虑到（i）和（ii）的描述相结合的情况，他也谈到了物理系统（i） + （ii）和抽象的自我（iii）之间的相互作用（Neumann 1932 [1996], Ch VI）。因此，大脑似乎在形成1类过程中起着积极的作用，这与心理-物理平行性是不相容的。

数学联邦政治世界观提示您：看后求收藏（同人小说网http://tongren.me），接着再看更方便。