分享

量子力学多世界解释的决定论问题探究

 一耻 2018-02-16
      贺天平教授对多世界解释的历史发展、多世界解释在整个量子力学解释体系中的地位、多世界解释本身所包含的物理问题和哲学问题进行了研究,对量子力学中因果性和决定论的关系问题进行了辨析并指出,因果关联是多世界解释决定论重建的逻辑纲领。笔者认为,对量子力学多世界解释的决定论问题有必要进行进一步阐述。
      因果性和决定论都是二阶的哲学概念,其概念本身之内涵并不清楚,对其确切的理解至今仍未达成普遍的认同。因果性包含一种普遍存在规律性,因此但凡可在事物中找出某种规律性,不论是确定的数学规律还是统计规律,都可以认为其包含一种因果关联。因果律揭示的应当是一种不随时间空间变化的,关于自然本体内部运行机制的普遍的必然的自然定律。这样,基于因果必然性便可将普遍的自然定律与偶然的规则性区别开来。因此,因果性首先是一种关于世界运行和发展本质性的规律,从形而上的角度我们首先需要承认自然界存在普遍的必然的联系,也就是承认因果律的存在,否则世界便不可能存在,世界也不能被认识。
      然而,决定论则认为所有的事物都是按照严格的规律性随事件展开的,不承认事物本质上的随机过程。决定论所揭示的是基于因果关联的、因和果之间的确定性,即在一个确定的原因和结果之间不论其关联多么复杂,总可以从如下三个层次进行分解和认识:首先,因果之间必须存在固定之连接;其次,总可以找到这个连接关系;最后,还能用数学语言确定无疑地揭示出来。决定论就是在承认因果律的普遍存在的基础上,进一步找到确定的普遍规律和连接方式,在科学中建立起类似牛顿定律这样的普遍规律。在因果之间构建了一个桥梁,沿着这条定律支撑的连接,由果及因,由因及果,故而排除了偶然性,建立了某种必然性。拉普拉斯建立起了严格决定论的信条,认为整个世界都处在一个决定性的因果链条之中,将物理学中牛顿定律的成功扩展到整个世界。笔者以为,这种严格决定论的信条有很大的问题,首先,在人文学科中不可能找到如此强的因果定律,人的精神无法还原为机械状态;其次,在物理学内部,随着量子力学和耗散结构的发现,这种决定论的描述已然不可能。
      牛顿力学的成功极大地增强了人们对决定论的信念,但随着量子统计特性的发现,人们对经典的实在观念产生了很大疑惑。爱因斯坦坚信世界的本质不是统计随机的,“上帝不掷骰子”。而玻尔则从实证主义的立场,认为量子统计规律是粒子的本质属性,无法还原为经典概率。虽然量子力学中的结果是统计性的,但是这些结果的概率分布可以用玻恩规则进行描述,所以概率描述不排除因果性。如果统计结果拥有不随空间和时间变化的普遍性,就可以认为其内在有一定的因果关联。但是,要确定这种关联必须进一步作出解释,否则很难说这种统计规则是决定论的。
      哥本哈根解释认为概率性是微观世界的根本特征,不需要进一步解释。然而,在其他解释中则坚持经典的实在观念,试图对量子统计现象给出进一步解释。玻姆的隐变量解释试图将波函数理解为一种量子场,决定着粒子的运动,来对统计分布进行进一步的解释,以构建一个决定论的描述。而多世界解释则将概率性表述为不同世界分裂的表现形式,所有的统计结果在希尔伯特空间中都客观地实现了,从根本上在一个更深层的结构中消除了概率。造成结果的统计特征的原因在于整个世界都可以用量子态来描述,量子态随着薛定谔方程决定性地演化,相应世界也随之分裂,我们身处于一个世界所以只观测到一个结果。这样,多世界解释便对因和果之间的连接进行了规则性的说明,消除了随机性,构建了一个决定论的因果说明,而非统计因果。因此,本质上讲多世界解释是一种决定论和因果性的理论,而这种因果决定论的解释的合理性也存在着极大的争议。因果决定论不过是理论的特征,并不足以作为判定理论合理性的论据。
      总之,关于量子现象究竟是决定论的还是统计性的,仍有较大争议。但是,随着量子理论的进一步发展以及耗散结构、自组织等现象的发现,人们已经逐渐放弃了决定论的信念。或许,因果决定论不过是一个形而上的观念,并不是每件事都可以找到充分决定的原因,并不是说人类智力所限,而是说支配事物发展的规律本身就存在内在的随机性。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多