量子力学相对态解释研究
量子论自提出以来已经取得来极大的成功，和相对论并称为20世纪最伟大的物理学革命。在科学层面，它打破了经典力学的基本框架，同时精确预言了各种现象，促进了其他学科的发展;在实践层面，它被大量应用到了各种技术当中，大大推进了社会经济的发展。但是，在哲学层面，解释要比解出方程困难得多。一方面，量子力学革命从根本上改变了对于因果性、决定性、实在性的看法，在哲学界引发了不小的震动;另一方面，量子力学中的直观经验与我们的常识经验相去甚远，关于如何理解和解释量子现象，以及其基本规律，一直处于激烈的争论之中，至今也未见缓和之迹象。目前在量子哲学领域，正统解释依然处于主导地位，但同时隐变量解释、坍缩解释和埃弗雷特解释也占据重要地位。其中，玻姆的隐变量解释，坍缩解释，都认为现有量子论是不完备的，需要用一个隐变量或者坍缩过程进行补充。而埃弗雷特解释则认为量子论是完备的，态函数可以对量子力学给出实在的描述，并在此假设基础上发展出了自己的解释。 必须要澄清相对态解释与多世界解释之间的关系。现在，对于该理论的名称，人们普遍使用的是多世界解释这一称谓。然而，多世界解释作为相对态解释的一种解读，在相对态解释的数学基础上，加入了形而上学的理解。目前关于埃弗雷特解释的研究大都是基于多世界解释展开的，反而埃弗雷特解释的最基本形式——相对态解释遭到了普遍的忽视。相对态解释作为多世界解释的基础，一方面具有更基本的地位;另一方面，其作为一个完整的量子力学解释，本身就具有极为重要的研究价值。 本文的研究内容大致包括以下几个部分: 第一部分（第一、二、三章）从埃弗雷特的相对态解释入手，对相对态解释的起源、内容及其辩护进行详细地分析，同时参考了大量埃弗雷特的信件、文章、笔记等原始一手文献，系统还原其解释全貌，并给出全面的评述。 第二部分（第四、五、六章）结合当下的研究动态，重点对相对态解释中的分支问题给出详细论述。其中对分支的理解最为重要的本体论解读有两个:一个是熟知的多世界解释，另一个是被哲学家所关注的多心灵解释。这两种本体论的解读确实对分支的定义给出了明确的解答，但是这两种解读都带有较强的形而上学意味。特别是对量子自杀理想实验的分析，深刻揭示了多世界解释面临的问题和矛盾。后来，很多人放弃了这两种极端的解释，试图排除形而上学的预设，从物理主义的角度给出解释，但是仍存在很多问题。 第三部分（第七、八、九章）对相对态解释的优选基问题、概率问题、实在论问题、经验检验问题分别进行了论述。经过分析后分别得出如下结论: 首先，对于优选基问题，笔者认为相对态解释中的优选基问题，其本质上与传统解释中的测量问题是等价的，从这个意义上看相对态解释并没有能彻底解决测量问题; 其次，对于概率问题，用相对态解释的分支概念计算出的概率与正统解释不符，很多学者试图用决策论证来对相对态解释给出辩护，但是相对态解释在概率问题上是否优于正统解释仍存在很多争议; 再次，对于实在论问题，虽然埃弗雷特本人持一种模型实在论的立场，但是波函数的实在性地位是整个埃弗雷特解释的核心。另外，形式体系无法独立生成自己的解释，所有的解释都会在数学形式的基础上附加一些独立的假设，这些假设会和形式体系一起对解释的进一步演绎构成强约束。在解释面临困境时，人们还会进一步引入一些辅助性假设来对解释构成弱约束。系统地分析各个解释中的强弱约束条件，对于认识和评价它们的优缺点具有重要的意义。 最后，对于相对态解释的经验检验问题，并不是相对态解释所个别存在的问题，当下的科学理论很多都面临着这一问题，集中体现在对于弦论和平行宇宙理论科学性的争论。文章试图指出对一个理论的检验和接受，单纯的经验性检验是不充分的，需要考察所有科学检验的要素，构建一个多维动态的检验网络来对科学理论进行全面地评价。尤其是对于本文中相对态解释发展出的不同解释，它们都共享同一个形式体系，必须从理论的解释力和一致性等方面做出合理的评价。
量子力学;相对态解释;数学形式;弦论;平行宇宙理论
山西大学
博士
科学技术哲学
张培富
2017
中文
O413.1
190
2018-07-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）