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量子测量的语境论解释

赵丹  
【摘要】:在退相干与非定域性等量子力学理论与实验进展的新视野下,审视量子测量的基本特征与量子测量问题是量子力学哲学研究的重要论题。论文通过对量子测量动态过程的语境分析,揭示出非定域性的基本特征,进而构建量子测量的语境论解释,对量子测量问题进行了求解。论文第一章与第二章回顾了量子测量问题及其主要的求解策略,明确了对测量问题的求解需要引入解释的附加因素。第三章、第四章和第五章分别通过对量子测量的背景理论、测量过程、测量结果解释三方面的分析,论证了量子测量的语境性特征。第六章则把语境性上升到本体论、认识论和方法论层次,提出了量子测量的语境论解释,并对量子测量问题进行了求解。 第一章引入了量子测量及量子测量问题。通过对冯·诺依曼形式化量子力学体系的解读,在量子测量与经典测量的比较中揭示了量子测量的一般特征;指出,量子测量问题产生的根源在于量子力学理论中预设了两种对立的演化方式,其症结在赋予波函数以传统实在观的物理解释与哲学基础的寻求中,存在主观的与客观的两种求解测量问题的思路;回顾了量子力学的哥本哈根解释、玻姆解释和相对态解释等,分析并比较了这些解释中的不同预设、求解测量问题的不同方案以及各自存在的问题。 第二章介绍了求解测量问题的新平台,即退相干理论。对量子测量与量子力学解释引入退相干理论的历程进行回顾,分析了退相干理论对测量问题的分解与求解,指出退相干理论未彻底解决测量问题,并进而解读了退相干理论的意义;在退相干理论视野下,重新审视了量子力学的标准解释、哥本哈根解释、相对态解释和玻姆解释;最后指出测量问题仍然是开放的,有必要结合实际量子测量的特征提出一种新的解释。 第三章分析了量子测量背景理论的语境性。在对理论语境进行层次划分的基础上,用语义上升与语义下降描述测量与不同理论语境间的互动关联;以斯特恩-盖拉赫实验为例,分析了实验发生的原理理论语境、操作理论语境和实在解释语境,进而探讨了理论语境与测量间的相互作用,包括理论语境对测量的制约、生成和解释作用,以及测量对理论语境的检验和再语境化功能。 第四章分析了量子测量过程中的语境性。在探讨语义分析之于量子测量的方法论意义基础上,以EPR-玻姆实验为例,分析了该实验从理想实验到真实实验过程中实验的语义表征、语义转换和语义实现,以及非定域性概念从最初的预设,经过数学表述,而后得到实验验证的过程;通过语义分析,澄清了围绕在非定域性概念内涵上的争论,阐述了量子力学中非定域性的表现形式。 第五章分析了量子测量结果解释中的语境性。解释语境对于分析科学术语的指称和科学理论的意义非常重要:以能量-时间不确定关系为例,探讨ΔE和Δt的指称、AE·Δt≥h/2的意义要在相应的解释语境下进行,且各种ΔE和Δt的指称、ΔE·At≥h/2的意义分别形成了认识论的解释语境、本体论的解释语境和语义学的解释语境;最后在普遍意义上阐述了语境解释及其功能。 第六章构建了量子测量的语境论解释。通过分析哥本哈根解释和新哥本哈根解释对测量与测量语境的强调,提出语境论的解释;语境论解释把语境实在作为本体论基础,把测量的语境性作为认识论途径,把语境分析方法作为方法论平台;语境论解释否弃了本征值-本征态关联,把测量的确定结果解释为客体在语境中的显现,给出了非塌缩的、实在论的量子测量问题求解策略。 结语部分按照量子力学与实在论的关系这一线索,总结了论文提出语境论解释的过程,并指出了未来的研究方向。论文在量子力学要求革新经典实在观这一现实条件下,构建了符合非定域性这一新实在观的量子测量语境论解释。未来,量子测量的语境论解释要接受更多量子理论与实验的挑战,并要为科学实在论作辩护。


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