量子力學解釋群的哲學分析（簡體書）

“量子力學解釋”（interpretation of quantum mechanics）是關於量子力學數學形式系統的物理解釋，其目的是獲得能夠自洽和系統地解釋已有的微觀物理現象的普遍性經驗定律。和邏輯實證主義闡發的從普遍性定律導出被解釋的經驗陳述的“科學解釋”（scientific explanation，也被翻譯為“科學說明”）相比，“量子力學解釋”解決的是通常的科學解釋的推理前提問題。因此，量子力學解釋首先是一種具有決定性意義的物理學研究。正像量子力學的發展史表明的那樣，哥本哈根解釋產生之前，缺乏統一經驗定律的舊量子論，無法自洽地解釋已有的微觀物理現象，正是玻恩的波函數幾率解釋和海森伯的不確定關係（也被稱為“測不準關係”）等經驗定律的產生，才使量子力學具有了面對經驗的解釋力。
但量子力學面對的用宏觀儀器研究微觀物件的認識論現實，使獲得關於微觀現象的經驗定律這個在經典物理學那裡本質上是物理學的問題，表現出了濃厚的哲學意味。因為以往獲得統一的經驗定律依靠的“直觀”和“歸納”，在量子力學研究中受到了限制：“歸納”經驗定律所必需的量子現象是相互排斥的，量子現象與它賴以產生的測量裝置之間具有不可約化的相互作用，這種相互作用是該現象產生的條件。玻爾用“互補性”來概括量子現象的這種認識論新形勢，也指明了量子力學獲得統一的經驗定律的努力方向，那就是對“直觀解釋”和“歸納法”的放棄。經驗定律的獲得，依賴於對經驗現象的哲學、認識論分析，這種現象在物理學研究中是絕無僅有的。正是量子力學解釋的這種雙重屬性，導致了之後物理學家關於量子力學解釋的大論爭。
從1927年量子力學的哥本哈根解釋提出開始，量子力學就處於一種對經驗解釋、預言的巨大成功與不斷受到批判、“反建議”解釋不斷涌現的“對抗局面”。大家熟悉的愛因斯坦和玻爾兩位科學巨人從1927年的索爾維會議到1935年的EPR論證的爭論，就表現出了物理學家關於量子力學的認識分歧以及它的激烈程度。愛因斯坦對哥本哈根學派的哲學批判和對量子力學理論完備性的否定，使量子力學通常理論的“反建議解釋”研究在20世紀50-70年代成為“顯學”。這些研究具有物理學和哲學的雙重性質，並由於貝爾不等式，實實在在地推動了量子力學的實驗檢驗和量子力學基本概念的澄清。因此，對量子力學解釋的研究，形成了兩個相互聯系的理論視角：一是量子力學解釋的物理學研究視角，它或者遵循哥本哈根解釋綱領，探索量子力學的實驗檢驗、公理化和理論拓展，或者反對量子力學哥本哈根解釋的理論完備性，探索替代哥本哈根解釋的量子力學解釋；二是量子力學解釋的哲學研究視角，它立足由哥本哈根解釋產生的量子力學通常理論的完備性，將歷史上出現的量子力學解釋之論爭作為一個歷史事實，揭示量子力學解釋作為一種物理活動和科學現象具有的特征、意義和邏輯，闡述它與科學歸納邏輯和科學解釋的區別，以及它與詮釋學的“詮釋”（interpretation）的理論聯系。
量子力學解釋的物理學研究，目的是獲得能夠統一解釋微觀物理現象的普遍性定律。歷史上的哥本哈根解釋，作為哥本哈根解釋的反對者的“反建議解釋”①，如薛定諤的“一元論波動解釋”、德布羅意的“導波理論”和“雙重解理論”、玻姆的“隱變量解釋”、艾弗雷特等人的“多世界解釋”、布洛欣采夫的“系綜解釋”、波普爾的“傾向性解釋”，以及多種“隨機過程解釋”等，都屬於量子力學解釋的物理學研究的成果，盡管這些研究或多或少都與哲學有關。而將這些量子力學解釋作為物件，研究量子力學解釋的邏輯，揭示量子力學解釋及其論爭的歷史、哲學和社會學意蘊，則在廣泛意義上屬於量子力學解釋的哲學研究。這方面最著名的著作，是M.雅默的《量子力學的哲學》（The Philosophy of Quantum Mechanics）。M.雅默的這本著作，在他所著的《量子力學概念發展史》（ The ConceptualDevelopment of Quantum Mech，anics）基礎上，系統而細致地闡述了量子力學數學形式體系形成後哥本哈根解釋誕生的歷史、玻爾一愛因斯坦的論戰和量子力學主要“反建議解釋”的歷史形成。M.雅默的《量子力學的哲學》和《量子力學概念發展史》-起，成為人們系統了解量子力學產生和解釋爭論歷史的基本參考書。
本書對量子力學解釋的研究，是以歷史上發生的量子力學解釋的論爭和量子力學具有理論完備性這樣的事實為基礎的，我們不在於追溯某種解釋理論的歷史細節，而是將歷史上相繼出現的一些主要的量子力學解釋視為一種客觀存在，並將這種客觀存在稱為“量子力學解釋群”（the group of interpretations of quantum mechanics），存在於這個解釋群中的各種量子力學解釋分歧迭起但又時顯類同，構成了相互交織的邏輯畫面。面對這個解釋群，僅僅從某種解釋出發，並局限於為某種解釋做辯護，顯然已不足以勾勒出這幅畫面的清晰線條及其歸屬。相反，只有從量子力學解釋的多元化這個歷史事實出發，把量子力學解釋群作為一個系統，分析不同的量子力學解釋之間的邏輯關係，追溯量子力學解釋紛呈的歷史線索和哲學根源，才能明確不同量子力學解釋在物理學上的理論地位和命運，實現對量子力學解釋的邏輯把握。

第一章 量子力學解釋的多元化現象——量子力學解釋群的形成
第一節 波動力學與薛定諤的一元論波動解釋
第二節 哥本哈根學派的三部曲與哥本哈根解釋的形成
一、玻恩的幾率解釋
二、海森伯的不確定關係
三、玻爾的互補原理
第三節 愛因斯坦的“詰難”與統計系綜解釋
一、愛因斯坦對量子力學的“詰難”
二、量子力學的系綜解釋
第四節 因果解釋的三重奏
一、德布羅意的導波理論
二、玻姆的隱變量解釋
三、德布羅意的雙重解理論
第五節 隨機過程解釋
第六節 量子力學中的測量與多世界解釋
一、量子力學的測量理論
二、量子力學的多世界解釋
第七節 量子力學解釋群

第二章 量子力學解釋群的歷史線索與邏輯網結
第一節 波動性與粒子性
一、舊量子論對波動性與粒子性關係的處理
二、量子力學中的波動性與粒子性
三、關於波動性與粒子性關係的三種觀點
第二節 連續性與不連續性
一、物理學中的連續性與不連續性的矛盾
二、“場論綱領”與“量子論綱領”
第三節 還原論與類比法
一、還原論與類比：量子力學的還原性解釋
二、類比方法：還原性解釋與波動力學
第四節 隱變量與量子勢
一、隱變量與量子力學解釋
二、因果解釋中的量子勢

第三章 量子現象整體性：量子力學解釋群的經驗基礎
第一節 哥本哈根學派的量子現象整體論
一、量子現象整體性的含義
二、量子現象整體論的邏輯
第二節 統計系綜解釋對量子現象整體性的確認
一、“系綜”概念與量子現象整體性
二、傾向性解釋中的量子現象整體性
第三節 因果解釋的量子現象整體論
一、量子現象整體性與玻姆的隱變量
二、因果解釋對量子現象整體性的闡發
……
第四章 紛呈的研究綱領：量子力學解釋群的觀念支撐
第五章 量子力學解釋群的物理學重建
第六章 量子力學解釋群的哲學解構
第七章 科學劃界與量子力學解釋群
第八章 詮釋學與量子力學解釋群
第九章 量子力學的哲學精神
參考文獻

（一）科學歷史主義對量子力學非正統解釋有利的方面
（1）“範式”概念表明了過去被排除在科學理論之外的物理實在觀、信念、方法論等在科學理論中的合法性，這對被哥本哈根學派批判為根本是出於形而上學而不是物理學的原因反對通常理論的非正統解釋是有利的。
庫恩的“範式”是著作《科學革命的結構》的核心概念，在內容上包含符號概括、模型、實驗儀器、價值、範例等，其含義構成了科學歷史主義的理論基礎。庫恩用範式指稱使科學研究具有常規性質的普遍性理論的最強烈的屬性、地位和作用：範式類似“教條”，能夠把科學工作者凝聚成一致對外的科學共同體；範式具有最大的生產功能，它能產生常規問題直到出現反常，具有強大的解釋力和整合經驗的能力；範式是科學共同體的信仰，科學共同體相信範式是解決經驗問題的最好工具，面對經驗上的反常，範式具有隨信仰而來的調整能力。總之，和過去人們對科學理論的認識相比，庫恩賦予“範式”以解釋經驗的知識系統、看問題的方式、行動的規則系統、評價事物的準則、科學研究的工具等功能。庫恩的《科學革命的結構》是1962年出版的，但庫恩說他對“範式”的思考歷經了15年之久，而且從圖爾敏、漢森等人的科學歷史主義著作看，從20世紀50年代科學歷史主義的思想已經被明確地闡述了出來。我們前面指出，在自然科學方面，這是和量子力學解釋的爭論密切相關的。當科學歷史主義取代邏輯實證主義成為科學哲學的主流後，量子力學的反建議解釋能夠合法地在物理解釋之外談論物理實在觀、方法論原則以及因果性、決定論等科學觀念的意義，並且當海森伯批判量子力學的非正統解釋根本不是物理學的“反建議”，而是一種形而上學的理論建構的時候，非正統解釋的倡導者能夠用科學歷史主義為自己辯護。
（2）科學歷史主義否認中立的普遍適用的科學標準的存在，對於量子力學的非正統解釋是有利的。
如果堅持邏輯實證主義和波普爾批判理性主義的可檢驗標準，要求量子力學的非正統解釋將著眼點放在對經驗的物理解釋和預見方面，特別是看它們能不能提出和通常理論不一樣的經驗預見，這就從客觀方面嚴重威脅著量子力學非正統解釋存在的合理性。正如我們前面的有關章節討論過的，量子力學解釋群中，能夠解釋量子力學實驗的非正統解釋，都接受了玻恩的幾率解釋和最先由哥本哈根學派闡述的量子現象的整體性，的確出現了海森伯批判的非正統解釋不是物理學的反建議而完全是形而上學批判的客觀情景。基於貝爾不等式的實驗檢驗，更是以精確的實證材料，在定域性假設和量子力學的完備性之間做出了嚴重威脅所有非正統解釋存在的選擇。科學歷史主義的崛起，使量子力學的非正統解釋，能夠按照歷史主義的精神，合法地弱化實驗事實的作用，正當地闡述有利於自己的科學標準。比如，在德布羅意看來，物理學中最重要的評判理論根據，不是對於經驗的“算法”，而是物理概念的明晰性；雙重解理論在經驗方面可能不如通常理論，但概念體系要明晰得多，在其中波一粒關係有了直觀描述的物理模型。玻姆認為，評判科學理論的標準有兩個：一是邏輯的不自洽，二是與實驗不一致。量子勢解釋是邏輯自洽的，又跟一切已知的實驗一致，不能認為它是錯的，而且和通常理論相比它還有面向未來的亞量子力學層級的優勢。
（3）科學歷史主義的相對主義有利於量子力學的非正統解釋。
從庫恩到費耶阿本德，科學歷史主義的發展是一個相對主義不斷強化的過程。費耶阿本德的“無政府主義”“怎麼都行”肯定不是量子力學的非正統解釋樂於接受的觀點，因為它們都還在盡力保持自己的物理學“身份”，但相對主義反對理論霸權、提倡科學民主的精神，卻是它們樂於接受的。在量子力學解釋群中，薛定諤、德布羅意、玻姆等人都批判過哥本哈根學派的理論霸權，提倡量子力學研究的開放精神、理論討論的民主精神。
……