[论文解读] Ockham's razor and the interpretations of quantum mechanics

Gerd Ch. Krizek|arXiv (Cornell University)|Jan 23, 2017

Philosophy and History of Science参考文献 33被引用 5

一句话总结

本文批判性地审视了奥卡姆剃刀——即简约性原则——在量子力学诠释中的应用。文章认为，尽管奥卡姆剃刀常被用来偏好更简单的诠释，但其历史根源在于认知经济与神学推理，而非自然本身的本体论简约性。其核心贡献在于得出结论：由于简约性的主观性和语境依赖性，奥卡姆剃刀无法最终解决量子力学诠释中的争议，特别是考虑到这些诠释在经验上等价但本体论上正交。

ABSTRACT

Ockham's razor is a heuristic concept applied in philosophy of science to decide between two or more feasible physical theories. Ockham's razor operates by deciding in favour of the theory with least assumptions and concepts; roughly speaking, the less complex theory. Could Ockham's razor not easily treat the different interpretations as theories and decide in favour of the one with fewest assumptions? We provide an answer to this question by means of examples of applications in literature and the discussion of its historical origin. We review the historical context of Ockham's razor and its connection to medieval philosophical struggles, discuss the essence of its parsimonious core and put it in relation with modern struggles in the context of interpretational issues in Quantum Mechanics. Due to the lack of experimental evidences in string theory, a new field of modern heuristics arose in the last years. We will discuss these heuristics in the context of Ockham-related heuristic methods and analyse the connection of these heuristics with the interpretations of Quantum Mechanics.

研究动机与目标

• 评估奥卡姆剃刀是否可作为在竞争性量子力学诠释中进行选择的可靠标准。
• 澄清奥卡姆剃刀的历史起源与哲学基础，特别是其在中世纪唯名论与神学推理中的根源。
• 研究简约性在现代理论物理中的启发式作用，尤其是在诠释之间缺乏经验区分时。
• 挑战本体论简约性等同于真理或科学偏好的假设，尤其是在量子基础领域。
• 提出，量子诠释中持续存在的模糊性——称为“quambiguity”——表明需要重新审视物理学与科学哲学中的基础假设。

提出的方法

• 分析历史文献，特别是威廉·奥卡姆的原始拉丁文著作，以重构简约性原则的真实含义与语境。
• 追溯奥卡姆剃刀从经院哲学关于共相的争论，到其在现代理论物理与量子基础中应用的演变过程。
• 比较奥卡姆剃刀在量子力学中的应用与其他领域（如弦理论）中的使用，其中经验上的不确定性的增强放大了启发式方法的作用。
• 从认知心理学的视角评估该原则，将其视为一种用于心理经济的工具，而非对自然界固有简约性的反映。
• 对比剃刀在解决争议（如日心说与地心说之争）中的作用与在量子诠释中的局限性，后者中多个模型在经验上等价但本体论上不相容。
• 引入“quambiguity”概念，以描述量子力学中固有的模糊性，暗示诠释多元性可能是一种特征，而非缺陷。

实验结果

研究问题

• RQ1 在多大程度上，奥卡姆剃刀可作为在经验上等价的量子力学诠释中进行选择的有效标准？
• RQ2 奥卡姆剃刀的历史发展——特别是其神学与认识论根源——如何影响其在现代物理学中的应用？
• RQ3 为何尽管奥卡姆剃刀广受欢迎，其简约性原则仍无法解决量子力学中深层的诠释冲突？
• RQ4 认知经济在奥卡姆剃刀的启发式使用中扮演何种角色？这与关于自然界根本简约性的主张有何不同？
• RQ5 能否将量子诠释之间持续存在的本体论不相容性重新诠释为一种深层理论模糊性的标志，而非问题？

主要发现

• 奥卡姆剃刀最初的形式并非自然本质简约性的形而上学原则，而是一种用于推理中认知经济的启发式方法。
• 该原则起源于中世纪关于共相的争论，奥卡姆用它来反对柏拉图主义，并减少不必要的本体论承诺。
• 人们常引用的奥卡姆剃刀表述（如“如无必要，勿增实体”）是后人转述，并非奥卡姆的直接引文。
• 在量子力学中，多个诠释（如哥本哈根诠释、多世界诠释、德布罗意-玻姆诠释）在经验上不可区分，但本体论上相互矛盾，使得奥卡姆剃刀无法作为选择工具。
• 该原则依赖于对简约性的主观判断，因此不足以解决量子基础中的诠释争议。
• 本文提出“quambiguity”作为新概念框架，用以描述量子力学中的内在模糊性，暗示这种模糊性可能是未来物理理论的根本特征。