[论文解读] Probabilistic Knowledge as Objective Knowledge in Quantum Mechanics: Potential Powers Instead of Actual Properties

Christian de Ronde|arXiv (Cornell University)|Jun 24, 2015

Quantum Mechanics and Applications被引用 7

一句话总结

本文提出一种形而上学框架，其中量子概率代表关于潜在能力的客观知识——这些能力由其潜能（potentia）定义，而非对实际属性的无知。通过以潜在主义本体论取代经典实际主义，该框架将玻恩法则重新解释为物理现实的客观度量，为量子力学提供了一个超越认识论解释的连贯基础。

ABSTRACT

In classical physics, probabilistic or statistical knowledge has been always related to ignorance or inaccurate subjective knowledge about an actual state of affairs. This idea has been extended to quantum mechanics through a completely incoherent interpretation of the Fermi-Dirac and Bose-Einstein statistics in terms of "strange" quantum particles. This interpretation, naturalized through a widespread "way of speaking" in the physics community, contradicts Born's physical account of Ψ as a "probability wave" which provides statistical information about outcomes that, in fact, cannot be interpreted in terms of 'ignorance about an actual state of affairs'. In the present paper we discuss how the metaphysics of actuality has played an essential role in limiting the possibilities of understating things differently. We propose instead a metaphysical scheme in terms of powers with definite potentia which allows us to consider quantum probability in a new light, namely, as providing objective knowledge about a potential state of affairs.

研究动机与目标

• 挑战经典形而上学假设‘现实 = 实际性’，该假设构成了量子力学标准解释的基础。
• 通过将量子概率重新定义为客观知识而非无知，解决量子力学的诠释危机。
• 为量子统计提供一种形而上学基础，将概率视为物理现实的内在特征，而非认识论限制。
• 构建一种新的本体论框架，其中量子系统被理解为由具有确定潜能的潜能构成，且独立于测量。
• 以薛定谔方程和玻恩法则为基础，用一种基于潜能的潜在主义本体论取代经典的实际属性概念。

提出的方法

• 提出从实际主义到潜在主义的形而上学转变，其中物理现实由具有确定潜能的潜能构成，而非实际属性。
• 引入‘潜在实现’（potential effectuations）的概念，其通过薛定谔方程进行幺正演化：$i\hbar\frac{d}{dt}|\Psi(t)\rangle = H|\Psi(t)\rangle$。
• 将潜能定义为内在的、客观的概率度量，与认识论上的无知相区别，其基础为玻恩法则。
• 区分潜在实现（由薛定谔方程支配）与实际实现（测量结果），后者由潜能的比值决定。
• 以非经典、概率性的真理概念取代经典布尔逻辑与真值函数语义，以适用于量子潜能。
• 构建一个本体论模型，其中态矢量 $|\Psi\rangle$ 编码了所有潜能及其各自潜能的完整集合，且独立于测量背景。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何将量子概率解释为客观知识，而非认识论上的无知？
• RQ2 何种形而上学框架可使量子概率代表物理现实的内在特征？
• RQ3 具有确定潜能的物理潜能概念能否为量子力学提供连贯的本体论基础？
• RQ4 潜在实现与实际实现之间的区分如何解决测量问题？
• RQ5 薛定谔方程在描述物理潜能的演化而非实际状态的演化中起何种作用？

主要发现

• 根据玻恩法则定义的量子概率，被重新解释为物理潜能潜能的客观度量，而非对实际属性无知的反映。
• 薛定谔方程支配潜在实现的幺正演化，代表潜能领域中潜能的动态行为。
• 实际测量结果作为潜能实际化时的特定表现，其频率由各潜能的潜能决定。
• 潜能本质上具有概率性且具有次协调性，其统计性质是本体论上客观的，而非认识论的。
• 该框架为经典公式‘现实 = 实际性’提供了一种形而上学替代，提出‘量子现实 ≠ 实际性’。
• 该模型支持泡利、海森堡和波普尔的直觉：量子统计反映的是物理现实的客观特征，而非主观不确定性。