打破枷锁
20世纪60年代,量子物理学面临一个基础性难题:测量问题,即系统如何从多种可能性的“叠加态”转变为一个确定的测量结果。传统解释认为观察者的意识导致了这种转变,但这一观点存在逻辑矛盾。被长期忽视的现象学视角提供了一种新思路,认为测量过程并非意识的神秘干预,而是观察者与被观测系统之间存在一种根本的相关性。通过一种被称为“内省”的认知能力,观察者在自身与系统之间“创造客观性”,从而确立一个明确的结果。这一观点不仅为测量问题提供了新解,也重新定义了科学与哲学的关系。
量子理论的核心矛盾
量子力学使用“波函数”来描述一个系统,比如一个电子。在被测量之前,这个电子的自旋状态是“上”和“下”两种可能性的叠加。然而,一旦我们进行测量,结果总是确定的——要么是“上”,要么是“下”,绝不会是两者的混合。
这个从不确定的叠加态到确定结果的转变过程,就是所谓的 “测量问题”。
- 传统解释: 数学家冯·诺依曼提出,是观察者的意识这种非物理因素介入,才导致了叠加态的“坍缩”,产生了一个确定的结果。
- 哲学家的质疑: 希拉里·普特南指出,如果这个理论是正确的,那么量子力学就无法应用于整个宇宙,因为这将需要一个存在于宇宙之外的“超级观察者”。这迫使物理学家在“理论的普适性”和“标准的测量解释”之间做出选择。
被忽视的现象学视角
在普特南与物理学家尤金·维格纳的辩论中,双方都引用了一本由物理学家弗里茨·伦敦和埃德蒙·鲍尔合著的小册子。他们都以为这本书只是冯·诺依曼观点的总结,但实际上,它引入了一种全新的哲学——现象学。
物理学家们在不经意间发现,量子力学的形式本身已经蕴含了一种明确的理论,即客体与观察者之间的关系理论。这种关系与天真实在论所暗示的关系截然不同。
现象学的核心在于探究意识体验与体验对象之间的相关性。它认为意识和世界并非相互独立,而是在一个“相互依赖的存在情境”中共同构成。
用内省“创造客观性”
伦敦和鲍尔的观点与冯·诺依曼有根本不同。他们没有将意识置于物理系统之外,而是将其也包含在量子叠加态之中,体现了观察者与系统在物理上的关联。
那么,确定的结果是如何产生的呢?
这并非仪器与物体之间某种神秘的相互作用……而是一个“自我”的意识,它能够将自己从旧的(叠加)状态中分离出来……并通过其观察,赋予物体一个新的功能,从而建立一种新的客观性。
这个过程依赖于一种我们都熟悉的能力:
- 内省能力 (Faculty of Introspection): 观察者能够时刻追踪自己的状态。
- 创造客观性: 通过这种内在的认知行为,观察者切断了叠加态的关联链。这个行为同时完成了两件事:一方面,为被观测的系统赋予了一个确定的状态;另一方面,观察者自己也获得了一个确定的认知信念。
简单来说,从不确定到确定的转变,不是意识的神秘“作用力”,而是意识通过反思和内省,在自身与世界之间划定界限并建立客观现实的认知过程。
现象学与物理学的未来
伦敦和鲍尔的观点在当时被完全忽视,但它为理解量子力学开辟了一条全新的道路。它将量子力学从一个纯粹关于外部世界的理论,转变为一个也包含我们如何认识世界的知识理论。
这种思想影响了后来的哲学家,并与当代一些量子理论,如QBism,产生了共鸣。QBism同样采取第一人称视角,认为物理学的核心是行动者(agent)及其体验。
最终,现象学框架通过将量子理论理解为我们与世界“相关性参与”的体现,为解决测量问题提供了新思路。这不仅丰富了我们对物理学的理解,也揭示了哲学思考在科学发展中不可或缺的重要价值。