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量子贝叶斯主义与个人化的量子态

一种现代观点,把问题彻底翻了个面:波函数不是世界的某种特征,而是某个行动者对自己未来经验的个人信念的一份记录——而坍缩,不过是“学到了东西”。

也许我们一直问错了问题

迄今为止的每一种诠释,都试图说出波函数在世界中究竟什么——一道真实的波、一棵不断增殖的分支之树、一位引导粒子的领航员。量子贝叶斯主义(QBism,是 Quantum Bayesianism 的简称,自约 2001 年起由克里斯托弗·富克斯、吕迪格·沙克等人发展而来)则来了一个惊人的转向。倘若波函数根本就不在世界之中呢?倘若它是用来对自己未来的经验下注的一件工具呢——在精神上更接近赌徒的赔率,而非现实的一张照片?

按这种观点,量子态是毫不含糊地个人化的。你为某个系统赋予的波函数,编码的是对“若去拨弄那个系统、自己将会经验到什么”的预期。掌握不同信息的人,会给同一个系统赋予不同的波函数,而你们俩谁都没错——正如手握不同底牌的两位扑克牌手,对同一手牌算出不同的赔率,都是对的。波函数是认知性的——关乎知识与信念——而非对系统自身物理状态的描述。这就是量子贝叶斯主义那粒唯一而激进的种子,其余一切都从它生长出来。

不带神秘色彩的坍缩

仅这一步,就让那令人生畏的坍缩变得近乎平淡。如果波函数是你个人的预期,那么“坍缩”不过是“当你学到新东西、并更新自己的预期时所发生的事”——就好比一位侦探,每当一条新线索到来,便立刻大幅修订对每个嫌疑人的赔率。世界上没有任何物理之物在哪里猛地一颤。外面从来就没有一道真实的波会倾倒;那里只有你的信念;一次测量给了你新的信息,于是你的信念“咔嗒”一下变成了新的形状。臭名昭著的“波函数坍缩”,就此变得不比“改变主意”更诡异。

请注意,这还干净利落地拆解了一个著名的头疼难题:维格纳的朋友。在那个谜题里,一位朋友在密封的实验室内测量了一个粒子,得到了确定的结果;而外面的维格纳尚未观看,仍把整个实验室——连同那位朋友——描述为一个大叠加态。谁对?对大多数诠释而言,这令人痛苦不堪。对量子贝叶斯主义而言,这根本不是矛盾:每个行动者的波函数,无非是他为自己未来的经验所做的记账。朋友已经有了一次经验、并作了更新;维格纳还没有,于是他保留着自己那份更宽泛的下注。两本账,两个账主,并不冲突。

那么,世界究竟由什么构成?

正是在这里,量子贝叶斯主义既最令人耳目一新,又最滑不留手。它坚持波函数是信念而非现实,于是干脆绕过了“波函数由什么构成”这个问题——那里根本没有什么物理之物需要费解。但自然的追问会反咬一口:好吧,那外面究竟有什么? 量子贝叶斯主义的回答异常谦逊,又略带令人眩晕之感。确实有一个真实的世界,而它真真切切会让你吃惊——你的测量是真实的经验,是触碰某种并非由你造出之物所带来的真实后果。但按这种观点,量子理论并不是那个世界的一张地图;它是一本供你在其中航行的个人使用手册,一份教你如何形成预期、又如何把预期更新得当的、有纪律的指南。

批评者恰恰在这里施压,而这压力是公允的。如果量子力学说到底只关乎我的经验,那它是不是悄悄抽干了物理学“去描述一个共享的、不依赖于观察者的世界”这一古老抱负?把理论锚定在“行动者”身上,是不是让意识变得可疑地居于中心,或者让我们对“在任何行动者出现之前的宇宙”几乎说不出什么?量子贝叶斯主义者们有深思熟虑的回应,但平心而论,这正是该观点被争夺得最激烈的活跃战场。

把这一圈合上

我们走了多远,令人惊叹。哥本哈根划下一道线,拒绝看它背后;多世界保留了一切,并使世界倍增;导波保住了确定的现实,却以非定域性偿付;而如今,量子贝叶斯主义把整个谜团,从世界搬进了那个“做物理的行动者”的心智之中。每一种诠释都接受完全相同的方程、完全相同的实验数字——它们只是讲了几个天差地别的故事,来说这些数字究竟是关于什么的。