[论文解读] Potentiality, Actuality and Non-Separability in Quantum and Classical Physics: Res Potentiae in the Macroscopic World

Robert R. Bishop, Joseph E. Brenner|arXiv (Cornell University)|Dec 20, 2017

Quantum Mechanics and Applications参考文献 20被引用 3

一句话总结

本文提出，通过潜能（res potentia）与现实性（actuality）的相互作用，宏观的、可交互的过程可表现出类量子行为，将量子基础解释的范畴从微观领域拓展至宏观领域。利用卢帕斯科的非标准逻辑，证明了在复杂系统中，非定域性和背景依赖的动力学可自然涌现，而无需引入量子形式体系，为理解经典物理中的生命、认知与信息提供了新框架。

ABSTRACT

To help resolve stubborn aporias in quantum mechanics, Kastner, Kauffman and Epperson have recently proposed a new interpretation of Heisenbergs ontological duality of res extensa and res potentia. In related work, Khrennikov and Aerts and their respective associates have explored the intermediate domain of mesoscopic phenomena in which quantum-like behavior can be observed and formalized. We generalize this work to define a third domain, one of macroscopic, interactive processes to which quantum concepts, but not quantum formalism apply. We show that they follow the non-standard logic proposed in the last century by the FrancoRomanian thinker Stephane Lupasco. This logical system, grounded in the ontological dualities in nature, describes the evolution of complex processes and emergence at macroscopic levels of reality as chains of interacting actualities and potentialities. Without going outside the laws of physics, some new approaches to the problems of life, cognition and information can be made. The most appropriate formalism for describing this logic is under current scrutiny.

研究动机与目标

• 将类量子现象的解释从微观领域拓展至宏观的、可交互的系统。
• 通过潜能与现实性的本体论二元性，解决量子力学中长期存在的哲学困境。
• 证明复杂系统中的非定域性与背景依赖动力学可借助非标准逻辑形式化，而无需依赖量子力学。
• 通过res potentia的视角，为在经典物理中理解涌现、生命与认知提供概念框架。
• 探讨斯蒂凡·卢帕斯科逻辑体系在表现出类量子行为的宏观过程中的适用性。

提出的方法

• 将凯斯纳、考夫曼与埃普森对海森堡的res extensa/res potentia二元性的解释，拓展至宏观系统。
• 应用卢帕斯科的非标准逻辑，将潜能与现实性视为本体上相异且动态相互作用的实体。
• 识别出在不依赖量子形式体系的情况下，类量子行为自然涌现的介观与宏观系统。
• 将经典物理中的交互性、非定域性过程视为现实性与潜能性不断演化的链条。
• 使用保持非定域性与背景依赖性的逻辑结构，形式化复杂系统动力学。
• 通过概念与逻辑分析，表明诸如叠加与非定域性等量子概念可应用于宏观领域，而无需依赖量子力学。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否将res potentia与res extensa的本体论二元性扩展至宏观的、可交互的物理过程？
• RQ2 如何在不引入量子力学的前提下，形式化经典系统中的非定域性与背景依赖性？
• RQ3 在潜能与现实性的相互作用下，宏观系统在多大程度上表现出类量子行为？
• RQ4 卢帕斯科的非标准逻辑能否为经典物理中涌现与复杂性的描述提供可行基础？
• RQ5 该框架对理解非量子领域中的生命、认知与信息具有何种意义？

主要发现

• 宏观的、可交互的过程通过现实性与潜能性的链条，即使在无量子形式体系的情况下，也表现出非定域性与背景依赖性。
• 卢帕斯科形式化的潜能与现实性的逻辑结构，为经典系统中复杂、涌现的动力学提供了连贯的框架。
• 类量子行为——如干涉与非局域性——可通过本体论二元性在宏观系统中涌现，而非依赖于量子定律。
• 该框架为复杂系统中的涌现提供了新解释，尤其适用于生命与认知领域，且无需依赖量子力学。
• 本文识别出第三类物理现象领域——超越微观量子与介观——在其中量子概念适用，但量子形式体系不适用。
• 该逻辑的最适当形式体系仍在积极研究中，表明仍需进一步的理论发展。