[论文解读] Wavefunctions can Simultaneously Represent Knowledge and Reality

Jonte R. Hance, John Rarity+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 16, 2021

Quantum Mechanics and Applications参考文献 32被引用 4

一句话总结

本文通过论证波函数可同时表征知识与实在，挑战了 $ψ$-ontic 与 $ψ$-epistemic 波函数解释之间的二元对立。通过重新审视 Pusey-Barrett-Rudolph 定理及其基础假设，作者提出一个统一框架，其中量子态同时编码了知识性（基于知识）与本体性（现实世界）的方面，从而 necessitating 对基础量子力学的重新思考。

ABSTRACT

Harrigan and Spekkens give formal definitions for the wavefunction in quantum mechanics to be $\psi$-ontic or $\psi$-epistemic, such that the wavefunction can only be one or the other. We argue that nothing about the informal ideas of epistemic and ontic interpretations rules out wavefunctions representing both reality and knowledge. The implications of the Pusey-Barrett-Rudolph theorem and many other issues need to be rethought in the light of our analysis.

研究动机与目标

• 挑战既有的二元对立观点，即波函数必须被理解为 $ψ$-ontic（表征实在）或 $ψ$-epistemic（表征知识）。
• 探究波函数是否能同时编码知识性与本体性内容，与标准解释相反。
• 在波函数具有双重表征的背景下，重新阐释 Pusey-Barrett-Rudolph 定理的含义。
• 重新评估那些假设波函数具有排他性本体性或知识性地位的基础量子力学框架。

提出的方法

• 形式化一种波函数的混合解释，使单一框架内可同时容纳知识性与本体性成分。
• 分析 Pusey-Barrett-Rudolph（PBR）定理所依赖的假设，以评估其是否排除了双重表征的可能性。
• 运用逻辑与概念分析，证明 $ψ$-ontic 与 $ψ$-epistemic 模型的约束条件并不排除知识与实在在波函数中的共存。
• 重新诠释量子态制备与测量过程，以允许波函数同时作为表征性与物理性实体。

实验结果

研究问题

• RQ1 波函数是否能同时表征知识与物理实在，从而与标准的 $ψ$-ontic/$ψ$-epistemic 二元对立相悖？
• RQ2 允许波函数同时编码知识性与本体性内容，其基础性后果是什么？
• RQ3 如果波函数并非纯粹属于其中一种类型，Pusey-Barrett-Rudolph 定理需要如何重新诠释？
• RQ4 是否存在支持波函数在表征知识与实在方面具有双重角色的一致性量子模型？

主要发现

• 本文表明，$ψ$-ontic 与 $ψ$-epistemic 波函数的形式定义在逻辑上并不排除一种混合解释，即波函数同时表征知识与实在。
• 研究显示，Pusey-Barrett-Rudolph 定理的假设与双重解释不相容，表明该定理并未排除这种混合视角。
• 作者提出了一套一致的概念框架，其中波函数同时充当表征性（知识性）与物理性（本体性）实体。
• 作者主张，基础量子力学必须被重新审视，以容纳那些既非纯粹知识性也非纯粹本体性的波函数，而应是二者兼具。