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1700965300 第一个问题困扰过普朗克,而现在它仍让人难以捉摸。在本书的开始我就提出普朗克的e=hf是量子力学的标志。它从哪里来?最初它是一个没有证据的假设,然而现在它可以由更基本、更复杂的量子力学原理推断出来。可是这些原理最简单的本质又是什么?或许这个RBQ确实意义深远,也许它没有答案,或者最可能的是它的措辞不恰当。例如,假设我们的宇宙难以触及的部分是量子力学的领域,而在经典的世界中我们恰巧没有注意到那里,那么这个问题或许就会反过来。如果量子和存在一样不可解释,那么真正的问题或许应该是为什么是经典的?无论如何,惠勒喜欢问为什么,而不是问如何,这暗示了他对形而上学的喜好。他觉得,关于存在和实在的意义这类哲学问题应当在物理学中重新获取它们应有的位置,因为从物理学中它们已经被驱逐了长达一个世纪。福克斯将这个建议牢牢地记在心中。
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1700965302 第二个RBQ是万物源于比特?这是数据压缩的一个极端例子。惠勒提出它时无比自信地略去了后面的问号。这三个简单的词简练而又完整地概括了惠勒的哲学思想,它提出的信息是理解自然的关键之处。这个被视为信息单元的比特(bit)是否比组成万物(it)的化学意义的原子更加基本?对“万物源于比特”这一极其重要的形而上学探索,量子贝叶斯理论是21世纪的第一回,但肯定不是最后一个。
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1700965304 他最激进的一个问题是:参与式宇宙?惠勒想要强调的是我们从量子力学中学到的教训——实验和测量并不是一个被动的、分离的观测者检测外在的、独立存在的世界,而经典物理自从德谟克利特以来一直采用这样的假设。相反,观测者与他正在研究的物体是密切相关的,而不仅仅是作为信息的记录者。我们是代理人,与世界发生作用并且参与测量结果的创造过程。
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1700965306 量子贝叶斯理论肯定并且详尽回答了惠勒的这个问题。从最开始量子力学就沉浸在被称为测量(measurements)的物理实验中。一个仪器被装配起来测量量子系统的某些特性,如电子自旋的方向。紧接着,为了预言测量结果的概率,波函数被计算出来,实验成功之后,相应的数据就可以拿来和波函数的预测比较。
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1700965308 很多物理学家反对测量,他们指出这个词很有误导性。它似乎暗示着实验的结果是在做实验之前就是存在的,只不过等待着我们发现而已。例如,测量一个婴儿的体重之前,我们先默认了婴儿有一个固定的体重,只是还不知道而已。测量只是揭开数值的面纱并将它公之于众。
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1700965310 然而,在量子力学中,未完成的实验没有结果。电子自旋没有固定方向,除非我们完成了测量。代表自旋的量子位并没有比特值,直到这个波函数塌缩到上或者下。事实上,如果假设电子有一个隐藏的自旋值,那么就会导致错误——正如GHZ实验向我们展示的一样。不事先假定电子自旋值并不会有问题,错误的是自旋值事先存在这一基本假定。
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1700965312 根据量子贝叶斯理论的观点,一次测量并不是揭露出事先存在的值。相反,那个值是通过代理人和量子系统的作用创造出来的。
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1700965314 克里斯解释道:
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1700965316 量子贝叶斯理论声称,当代理人接触一个量子系统时——当他做一次量子测量时,那个作用就会出现,正如字面意义上描述的那样。伴随着代理人对这个系统的作用发生,新的事物来到这个世界,它们之前并不存在:这就是测量结果,那个采取行动的代理人造成的不可预测的结果。惠勒是这样说的,引用他的原话:“每一个基本的量子现象都是一种‘事实创造’的基本行为。”[1]
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1700965318 那就是惠勒口中参与式宇宙的含义。当我们生活并且在做自己的事时,我们不只是在和宇宙发生作用——我们也在持续地参与它的创造中。
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1700965320 这听起来有些自大,但是量子贝叶斯理论并不想为创造宇宙获得赞许。和这个世界构造相比,一次量子力学实验创造的只是几乎无形的极小的附加物,而不是整体上的事物。它们起到的作用是展示什么是可能的。此外,正如混沌理论告诉我们的,即使再小的起因都可能产生重大的后果(关键短语“蝴蝶效应”:在墨西哥的一只蝴蝶扇动它的翅膀可能最终会引起得州的一场飓风)。但是即使考虑这样可能的杠杆效应,在没有实验物理学家的帮助下整个宇宙显然还是形成了,只是如何形成我们还没有完全弄明白。但是惠勒这位曾经有远见的人却毫不犹豫地孤注一掷:
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1700965322 不能避开这样一个具有挑战性的问题。是否全部的存在物,不是建立在粒子或者力场或者多维几何的基础之上,而是基于数以亿计的基本的量子现象?这些都是“观测者参与”的基本作用,其中最优雅的存在物是通过科学的进步强加于我们的一部分。[2]
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1700965324 “观测者参与的基本作用”这个表述是有误导性的。参与量子实验,观测测量结果确实使物理学家发现量子理论,但是真实宇宙中涉及的基本作用或许比物理实验室的测量要常见的多。如果一个观测者——代理人连同他的实验仪器——被当作一个大的量子系统,那么一次实验本质上就是两个量子系统的相互作用,我们知道这最终会创造出新的事实。当任何两个量子系统恰巧碰到一起时,都会创造出同样类型的事实。根据惠勒的说法,那或许就是宇宙持续创造的机制:量子系统相遇并且相互作用,从而创造出新的事实。惠勒将他的第三个真正的大问题留给了未来的物理学家回答。克里斯和量子贝叶斯者已经向最终的目标迈出了第一步。
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1700965326 量子力学的贝叶斯解释的反对者经常批评的是他们对“实在”的看法。因为他们认为波函数和概率并不是真的实在,所以量子贝叶斯者被指责为完全否定实在——一个没有事实根据且毫无逻辑可言的控告。
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1700965328 事实上,量子贝叶斯者坚定地相信真实的世界在我们之外确实存在。但是他们否定科学家只是客观的观测者和实在的记录者。相反,他们将自身视为观测的一部分,视为信息的积极参与者。在观测者参与的意义下,观测者和被观测者处于同等的地位,没有谁能主导。也有可能,每一个粒子,甚至每一个代理人都是宇宙创造的参与者。
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1700965330 以这种方式理解,量子贝叶斯理论的宇宙不是静态的,而是动态的。这不太像一个复杂的钟表,而更像一个还在演化的恒星的内部,常规意义上它并不活跃,但却充斥着能量的产生和意想不到的事情频繁发生。它是真实的却又模糊不清,是客观的却又不可预测,内容丰富却仍在持续演化。
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1700965332 不仅不否定实在,量子贝叶斯者相信,什么是实在的判断依据根本上来自量子力学本身。克里斯表示:“我们恰恰相信在我们之外存在一个世界,因为我们发现自身(从世界中)会得到一些不可预测的反馈。”为了说明他的想法,他提到一个典型的实验。一个代理人以特定的配置安排好他的量子实验装备,其中如何配置是由他的自由意识决定的。他可以主观计算出测量的各种可能结果的概率,但是他只能做这么多。与他的实验仪器作用的外在世界决定最终会发生什么——哪种可能实际上出现了。“因此,”克里斯做出结论,“我会说在这次量子测量中我们以最基本的方式接触了世界的实在。”[3]
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1700965334 约翰逊博士认为他展示了物理实在的本质,因为他和他的听众能够确定无疑地预测踢石头时他将会有怎样的体验。石头可以当作爱因斯坦式的“实在的要素”的一个例子。但是如果他踢到的是一个“量子石头”,他就不得不设法预测多种可能结果中的一个,每一个都有相应的概率。真实发生什么并不只是这位尊敬的博士用他的自由意识决定的,也不是由石头严格遵循的自然定律决定的,而是两者碰撞到一起才发生的。根据克里斯的说法,在量子实验中会经常遇到不能准确预测的情况,这比带着确定性的经典物理展示给我们更多世界真实的本质,而且它们能够被发掘。在我们这个真实的量子世界中,观测者踢那块石头而石头也会反踢他一脚。
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1700965336 [1]Christopher A.Fuchs,“QBism,the Perimeter of Quantum Bayesianism”,March 26,2010,http://arxiv.org/abs/1003.5209.
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1700965338 [2]Christopher A.Fuchs,“QBism,the Perimeter of Quantum Bayesianism”,March 26,2010,http://arxiv.org/abs/1003.5209.
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1700965340 [3]Christopher A.Fuchs,“The Anti-Viejo Interpretation of Quantum Mechanics”,April 25,2002,11,http://arxiv.org/abs/quant-ph/0204146。这篇文章出现在QBism这个词被创造出来之前。
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1700965345 概率的烦恼:量子贝叶斯拯救薛定谔的猫 [:1700964168]
1700965346 概率的烦恼:量子贝叶斯拯救薛定谔的猫 第20节 现在的问题
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1700965348 我11岁时曾试图让时间静止。虽然我有些摸不着头脑,而且对不可阻止的时间流动隐约感到震惊,但是我渐渐接受不可能将时间完全停止这一事实。然而,我仍想知道,我能否至少将某些参考点在某一时刻停止,使它们永远保持固定的位置。我不能明确地表达这一想法,但是从生活经验中我意识到回忆越久远的时刻,记得的事情也越模糊,所以即使我选取了过去某一固定时刻,它也会很快变得黯淡无光,逐渐消失。为了确保我不会忘记它,我决定选取未来某一时刻而不是过去,然后将它像蝴蝶标本一样用大头针固定住。
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