作者简介：吴国林 熊飞雷（华南理工大学哲学与科技高等研究所）

摘要：在量子理论的诠释领域，近年来出现一类新的诠释，它们不再基于实体运动，而是基于信息处理对量子理论进行解读。这类诠释始于罗韦利的关系性量子力学，近些年又衍生出许多新分支和新方向，并产生了日益重要的影响。它们在诠释中引进了新的哲学倾向——现象学特征。经由现象学还原，量子态不再指向物理实体本身，而是指向物理实体的系综及实体间的关系。信息诠释导致了量子理论诠释上的变革，在其框架下避免了非决定论的疑难和态塌缩等问题。

关键词：量子理论  信息诠释  现象学  测量问题

 

自创立之初，量子理论的底层就存在着“塌缩如何发生”“非定域性如何理解”等难题。为解决这些难题，近百年间物理学家发展出众多对量子理论的诠释（以下简称“量子诠释”）。它们在经验预言上等同于公理体系，但常有不同的本体论承诺，例如玻姆力学中的粒子和多世界中的其他世界。这些实体无法验证，因而无法判定它们中的最优版本。近三十年来，信息主义与量子革命的结合给量子诠释带来新的契机，促使物理学家创立了一类新的诠释。它们不以时空中实体的运动为诠释的起点，而是从信息出发对量子理论进行诠释。这类诠释不需构造不可经验的实体，也避免了测量等难题。尽管对信息的意义尚未达成共识，但它们均以事件而非实体作为可靠要素，以知识或信念作为对波函数的基本态度，因而本文统称其为“信息诠释”，并把它们构成的方向称为信息诠释进路。本文旨在概述这一进路，探讨其哲学贡献与面临的问题，同时提出我们的解决方案。

 

一、量子理论的信息诠释进路

 

“没有量子世界，只有抽象的量子物理描述”，这是玻尔（N. Bohr）对量子理论的认识论宣告，也是用信息诠释量子理论的重要思想源头。（参见Laloё，p.18）然而直至20世纪50年代，格勒诺沃尔德（H. Groenewold）才提及将信息作为理解量子理论的基本要素。（参见van Fraassen, p.393）在那之后，这一进路沉寂多年，直至20世纪80年代在信息技术乃至量子信息理论发展的影响下，它才重获关注并得到巨大发展。1990年，惠勒（J. Wheeler）提出“万物源自比特”。自此，物理学家才真正开始用信息对量子理论进行诠释。首个初步成型的信息诠释由罗韦利（C. Rovelli）于1996年提出，它被称作关系性量子力学。（参见Rovelli，1996）后续方案如量子贝叶斯主义等或多或少受其影响。本部分我们将介绍这些诠释的概况。

1.关系性量子力学

该信息诠释中，态ψ被解读为相对态，它陈述的是物理对象相对特定对象的关系，只有谈及相对的对象，其表述形式才有意义。（参见Rovelli，2022，p.1060）这种解读超出了传统认识论中主客二分的框架，即ψ既不是对客体客观态的描述（ψ-ontic），也不是主体对客体客观态的知识（ψ-epistemic）。不同于香农熵或冯诺依曼熵对信息的定义，关系性量子力学中，信息是关联的别称，对象间有关联即称它们有对方的信息。如此，基于量子态的相对性，态ψ就是对信息的描述。

罗韦利通过两条获取信息的原理得到了量子系统的基本特征。即原理1“只能从系统获取有限的相关信息”与原理2“通过与系统作用，总能获取新的相关信息”。（参见同上，p.1062）原理1意味着量子化。它导致了许多量子化效应，例如能量只被允许取特定值，位置、动量无法同时获得精确值等。原理2意味着概率性，因为如果系统是决定论的，得到它完整的信息后再测量就无法得到新信息。实际上，基于相对态的解读，新的测量结果相对新的测量装置才有意义。得到新信息时，相对其他测量设备的信息（一般）会被消除。反复测量无法使观察者获知更多的信息以逼近系统的客观态，因为这个客观态本身就不存在。这样，通过将态作相对态的信息论诠释并对信息处理作限制，我们就得到量子系统的独特特征。它开启了一种可能，即超越构造性的量子理论，基于信息建立原理性的量子理论。

该诠释中，态的本体论地位丧失了，取而代之的是稀疏的和相对的事件。这个新本体论的建立基于对波动力学的批判。罗韦利认为波动力学中量子态的本体论地位导致了严重的误解，由此才有测量问题。（参见同上，p.1056）新本体论基于该事实：观测间的“事件”无法被经验地确认。罗韦利对事件的意义作了扩充，即事件并非测量后才发生，而是在相互作用时就已经发生，但只在相对于与系统作用的对象时才有意义。这种广义的事件就有了两重特性：稀疏性和相对性。它们替代了量子态的本体论地位，使量子理论从关于态的理论转为关于事件的理论。（参见同上，p.1057）

相对的事件中，一方物体被赋予相对态描述，与物体作用的其他对象是参照物，这使量子态有了知识论特征。测量事件也是相对的事件，但它们可用理论结合实验反复、多方确认，对测量结果的态描述具有主体间性。然而，测量事件间的过程却有不同的描述方案。在冯诺依曼的公理体系中，过程由态连续的幺正演化和跳跃的塌缩构成。前者延续的时间是从制备到测量前一刻，后者则是在测量时发生。可是，对态演化还可以有其他构造。时间对称的量子力学中，中间态既可根据初态及顺时幺正演化推测，也可根据末态和逆时幺正演化推测。两种方式推测的中间过程一般不一致，但是可以得到与公理体系一致的观测结果。（参见Aharonov，p.B1410）

在罗韦利的处理中，通常意义下导致塌缩的测量是一种特殊的相互作用。测量仪器构成一个复杂的环境，其自由度很高，不同的部分都可被视作“主体”，并对系统进行独立的观测。对于指针变量而言，这些“主体”拥有冗余信息。系统相对于环境的不同部分状态相同，因而产生了具有主体间性的稳定事实。（参见French，p.219）于是相对的事件转成绝对的事件，相对态转成绝对态，由此产生经典的观测事件，对态的描述对于所有观测者而言都相同。因此，“量子—经典过渡”通过引入多主体即可实现，没有所谓的“量子—经典界限”。测量导致特定结果发生，仅是参照物转变引起了相对态的变化，而信息的冗余又使态变得有主体间性，转变过程中没有实体突变，因而不必引进塌缩。

2. 量子贝叶斯主义

量子贝叶斯主义的代表人物是福克斯（C. A. Fuchs）等。2000年，福克斯和佩雷斯（A. Peres）说明了标准量子力学与任何实验都没有矛盾，因而诠释者们号称的危机是不存在的。他们认为，量子力学不描述微观实在，它没有给出实在的每个细节，只提供计算宏观事件概率的方法。人们应该根据科学进展更新实在观念，而不应该固守旧的实在观念，对新的科学理论提出不恰当的要求。这些观念在福克斯和卡夫（C. M. Caves）的后续研究以及和他人的论战中被逐渐完善，并形成量子贝叶斯主义。（参见Caves）这套观念体系中不存在独立实在（free-standing reality），只有参与性实在（participatory reality）。对实在的描述必然与实验活动相关，实在本身没有独立的细节。（参见Fuchs，2017）量子贝叶斯主义中的量子态是主体对所关注系统在观测行为上的信念。态ψ是相对主体而言的，故而与关系性量子力学类似，它也体现了相对性，与观察者相关。这种相对性意味着ψ的认识论特性，与关系性量子力学中的态类似，它也超脱了心物二元论的认识论模式。基于这种本体论和认识论，量子理论不指向事物本身，它处理的是信息，目的是根据已有结果计算未来事件的概率，具有浓重的工具主义色彩。（参见Healey）据此，态是贝叶斯式的概率赋值，它是信念，其演化是信念的演化，其塌缩也不对应真实事件，而是信念的更新。与日常生活中接受新信息后信念被更新一样，它没有不可理解之处，故而不需解释。基于对态的这种解释方式，量子贝叶斯主义者也会判定量子纠缠、非定域性等疑难为伪问题，不需要更多的解释。（参见Fuchs，2014）

3. 从诠释到理论

罗韦利最初设想通过信息论原理重构量子理论。但实际上，由他的信息论原理虽然可以得到微观体系的量子化和概率性特征，却不足以得到定量结果。他最终还是引进了正则量子化，具体的理论预测仍然依赖矩阵力学。因此，此阶段的信息论原理只是对矩阵力学的信息论诠释，离最初设想的原理性理论还有距离。

但是，这个方向的研究并未就此停止，后续发展始终持续。代表人物之一是布勃（J. Bub），其思想根源除与罗韦利相关外，还与1994年发现的PR-box相关。（参见Popescu）后者表明，除量子理论外，还存在其他理论，它们也有量子理论的基本特征：非定域性和不可超光速通讯（no signaling）。布勃的公理化方案即通过信息论原理将量子理论从符合这两条特征的理论中限定出来。该方案的标志性成果是2003年的CBH定理（参见Clifton），它实现了对经典理论的排除，因而在一定程度上说明了为何物质理论是量子的。后续布勃又发展了两条路线以论证这些研究的合理性。（参见Henderson，p.293）为说明测量问题，他区分了“小测量问题”和“大测量问题”。前者指演绎出概率，可通过退相干理论解决；后者指演绎出具体结果，通过“解释的平移”，它被认定为伪问题，因而得以避免。（参见同上，p.295）布勃认为该方案超越了工具主义，更接近实在论。然而他的体系并未断言实在是什么。

从原理到理论的构想未在布勃处终止。后续进展表明，它可以更接近原初目标，即推演出可计算的理论，代表性的有霍恩（P.Höhn）的工作。霍恩继承了惠勒的思想，认为信息是系统对观察者提问的回答，量子理论关注的是系统回答这些问题的规则。态是观察者对系统的知识目录，也是主体对系统的信念。知识的突变、信念的更新不会导致理解上的问题，因此测量问题也可以化解。（参见Höhn）它不像关系性量子力学那样对量子理论提供信息论说明标准量子理论指量子力学公理体系和它在相对论情形下对应的量子场论①，演绎出其部分特性，也不像布勃那样在候选理论中规定出量子理论，而是演绎出理论本身。目前它处理的系统还比较有限，但该进展决定性地显示了从信息诠释到重构理论的可能性。

信息诠释将解释框架从实体运动转为信息处理。自牛顿以来，时空被当作描述物质运动的背景，物理学均以时空中的实体运动作为一切解释的起点。在信息诠释中，这一框架得以转换。信息及其对应事件成了解释的起点，对它的理解支配了理论的走向。这些转换代表了物理理论在哲学态度上的转变，表现出现象学的特征。实际上，信息诠释除以上介绍的类别外，还有布鲁克纳（C. Brukner）和塞林格（A. Zeilinger）的诠释（参见Brukner）、陈增兵的信息完备的量子理论等方案（参见Chen）。而在信息诠释发展的同时，与其密切相关的理论也得到了发展。罗韦利等继续发展了圈量子引力，“热时间”等基础理论也逐渐发展起来。（参见罗韦利，第137页）到目前为止，信息诠释仍未完成，它还有许多值得探索并深入挖掘的分支和内容。

 

二、信息诠释的现象学意蕴

 

信息诠释开启了一种全新的诠释方式。它们在科学和哲学上贡献了诸多新思想，也带来了新挑战。这类诠释中，关系性量子力学和量子贝叶斯主义的哲学内涵最丰富。本部分将简介其现象学意蕴。

在量子诠释中，一类是实在论的，它们将理论实体视作物理实在，如多世界诠释认为波函数是对物理实在本身的描述，为此还设定其他世界为物理实在；一类是反实在论的，它们将理论视作解释现象、预言经验的工具，例如自洽历史诠释等。（参见Laloё，p.13）信息诠释开辟了一条新路。它既避免了为满足实在论引入多世界、隐变量等不可经验的实体，也避免了反实在论。这种对主客二分的认识论框架的突破，对实在与反实在争论的避免，背后蕴含了现象学的倾向，具体表现为第一人称优位、悬搁和还原及对外在超越的批判。

1.第一人称优位

信息诠释中，事件相对实体而言是更原初的被给予者。理论实体被认为是构造出来的，不等同于物理实体，并可能因经验的拓展、理论的发展而转变。事件在信息诠释中被赋予信息的解读，而信息先天地依赖主体的存在，是主体对事件第一人称的把握，这蕴含了第一人称的优位。该特征在信息诠释中都有一定体现，在量子贝叶斯主义中表现最明确。量子贝叶斯主义表明，类似于意识现象的发生需要意向者和意向对象的共同生成，量子世界中的观测者对于现象的生成而言也是必要的。福克斯认为，量子系统没有独立状态，它的描述必然与观测者相关。（参见Fuchs，2017）对此，比特博尔（M. Bitbol）声称，对物质性质的认识只能是参与性的，而不会是表征性的。（参见Bitbol，p.237）关系性量子力学中，态也是相对的，不是独立的，只是其相对的对象不是观测者，而是与它相互作用的对象，态所指向的对象也是参与性的。对量子贝叶斯主义和关系性量子力学这两种体系而言，对对象的描述必然地依赖于观测者或与其相互作用的对象，信息是观测者对对象的信念或知识，其陈述都是第一人称的，在逻辑上先于第三人称的对象。作为物理对象的实体不再是以自然态度被给予，而需奠基于主体间性之上。（参见de La Tremblaye，p.4）

2.悬搁和还原

第三人称对象的构造性使理论实体恢复其本来地位。它们不是原初的被给予者，而是实在的外在超越（参见张祥龙，第63—69页），可以被悬搁并还原。经典世界中，物体是第三人称的客观实在，它有属于自身的内禀性质（intrinsic property）。可观测的关系性质（位置、动量等）由它的内禀性质以及与其他对象外在性质（extrinsic property）间的关系决定。这些物体的背后预设了一个绝对的观察者——时空，它观察着物体相互作用所诱发的事件，且不对它们造成影响。依此前见，经典物理意欲建立一个相对绝对的观察者的第三人称世界。

许多量子诠释因坚持该前见陷入困难，例如找不到态塌缩的机制，或无法实证假设的实体。而信息诠释开辟了一条新路，它悬搁了理论实体即量子态。在关系性量子力学中，量子态不再指向在物理空间中以波的形式存在的物理实体，而是指向对象和其他对象间的关系。赋予对象位置表象下的描述不等于认定空间中真有此种性质的实体存在。此处，空间仅是描述状态的工具，并不能赋予被观测对象确定的空间构型。这点类似动量表象下的波函数描述，实际上也没有测量动量的仪器存在并监视着对象的动量演化。量子贝叶斯主义对态的还原更为彻底。德拉特朗布莱（L. de La Tremblaye）等人认为，物理对象是超越的现象学构造，它们可被还原至第一人称的纯经验，而量子态是观察者基于观察结果对物理对象之信念的描述，因而也不指向物理对象自身的性质。（参见de La Tremblaye，p.7）

类似于相对论将绝对时间等理论实体悬搁，回归更原始的实验操作和现象，并基于它们重构理论（参见同上, pp.3-4）。在信息诠释中，量子态也被悬搁，它们不再指向以它们的形式在时空中存在的对象，而是指向对象相对其他对象的关系；量子态表达了对象的潜能，刻画了对它测量所显现的概率性特征；它不是对象的内禀性质，而是来自主体的建构，且建构方式并不唯一。

3.对外在超越的批判

上小节已表明，量子态并不指向物理实体自身的性质。实际上，它是具有统计意义的理论实体，指向物理实体的“系综”（ensemble）②。例如，在电子的双缝干涉实验中，单次实验只能在屏上得到一个斑点，由此无法推论出电子以波的形式穿过空间，只有根据多次实验后屏上出现的干涉条纹才能推测电子的波动性，进而形成电子的波函数描述。因此，从实验中能够推论出的是波函数描述，针对的是系综而不是单一系统，量子态是统计意义上的理论实体。

信息诠释除了赋予量子态统计意义外，还指向物理实体间的关系。对关系性量子力学而言，物理对象没有独立的态，其态表述相对于其他特定对象才有意义。若测量方式与相对的对象匹配，则可以给出确定结果。如此一来，态相对一些特定对象就有了实在性，但其实在性也仅限于此。一旦更换测量方式，测量者就只能概率性地预测结果。对量子贝叶斯主义而言，量子态也是相对特定对象有意义，只不过该对象是观测者。虽然态被解读为观测者对物理对象的信念，但它在特定装置的观测下可以被单次地确认。而当涉及不同观测者或不同时刻的观测者时，随机性就会被迫引入。（参见同上, p.8）关系性量子力学和量子贝叶斯主义表明，不一定要把量子态当作物理实在自身的性质，把它认作实在间的关系也是一条可行的进路。

综上，在外在超越的物理实体的构造中可能有两个错误：一是将指向实体系综的理论实体当作指向单一系统的理论实体；二是将实在间的关系误认作实在自身的性质。基于对前者的批判，量子态的一重意义是计算概率的数学工具；基于对后者的批判，量子态超越了工具，只是它指向的不是独立的实在，而是相对特定物理对象的实在。于是，量子态超越了实在或反实在的划分模式，对量子态意义的哲学研究就可以进入更精确的范式之中。③

 

三、对批评的回应及我们对测量问题的解决方案

 

关于信息诠释有两条主要的批评。批评1针对信息诠释的充分性。对它的回应将展示信息诠释中的物质特性。批评2针对测量问题。对其回应则将展示我们对测量问题的基本观点及解决方案。

1.针对信息诠释的充分性

批评1的代表人物之一是多拉托（M. Dorato）。他指出，即使在最弱的意义上，信息也总是关于某物的信息，它不可能是基本的，因此信息诠释一定不充分。（参见Dorato）

在信息诠释中，无论是关系性量子力学还是量子贝叶斯主义，信息都是对象间关系的表征，是结构的特征。基于此，对信息作为解释基础的诘难与对结构实在论中关系优位于实体的诘难类似。针对结构实在论的合理性，雷迪曼（J. Ladyman）论证了关系对关系项的优位是可能的。关系项可以只是模态结构中抽象出来的占位者（placeholder），而不必是有个体性和同一性的物理实体。（参见Ladyman）笔者也曾论证，在量子世界中，结构的性质（如多体纠缠）不一定蕴含于其各个关系项的性质，甚至关系项的个数及内禀性质也都不能被理论和实验所确定。（参见熊飞雷、吴国林）因此，量子现象并不能从自带内禀性质和外在性质的个体化的实体建构出来。信息诠释只是将这种观念付诸实施。

在信息诠释中，量子贝叶斯主义过多地关注了心理层面。它的出发点是体验，落脚点是信念，逃避了对外在世界的明确指称。（参见de La Tremblaye，p.13）在量子贝叶斯主义者看来，量子态是对主体信念的陈述，量子力学提供的只是关于如何应对事物相互作用的规范性指导，是一种预测工具（参见同上, p.12），由此带有了反实在论的特征。福克斯通过论证参与性实在来反驳这些指控。但是，对态作为主观信念的解释使得其反驳苍白无力。这种自相矛盾的缝缝补补难以使物理学家信服。量子贝叶斯主义的优势是运用了还原的方法，问题是还原过度，将物理学推入心理学。这个诠释缺少了对物理世界的本体论承诺，断绝了之后基于它来发展新理论的可能性。我们不倾向于采用这种诠释方式。信息诠释中，笔者更赞同关系性量子力学及相关发展。因为它对量子理论作了还原，这使它的起点比较可靠；但是又没还原到心理领域，这使它对物理世界有（可以挖掘的）本体论承诺；基于该本体论承诺后续进展才有可能。

在关系性量子力学中，信息是基本概念，但它没有排除物质的存在。只是关系性量子力学中的物质与经典的物质有巨大区别。经典物质为强实在（strong realism）。在任何时刻，物质对象的性质都有明确定义。经典世界所显现的是对象间的关系性质，它们最终都可还原到对象的外在性质。例如，位置、动量等作为对象与参考系间的关系性质，由对象和参考系自身的性质生成。也就是说，对象的位置和运动在逻辑上先于特定参考系中对象的位置和动量。这意味着经典物理对应的世界符合实体实在论。

就冯诺依曼公理体系指向的物质而言，量子态比位置、动量等更基本。作为关系性质的（特定参考系下的）位置、动量等不再先于观测存在，对象自身的位置和运动作为关系项也就没有了存在的根据。量子态取代经典的位置和动量被当作对象的性质。

关系性量子力学对这种解释模式作了突破，量子态被解释成对对象间关系的陈述，而对象没有独属于自身的态。冯诺依曼体系对位置、动量等性质的拒斥，使物质对象丧失了属于自身的位置和运动。而在关系性量子力学中，独立的状态也不存在了，相对态并不由独立的态的关系生成。独立态在本体论承诺中的丧失是关系优位于实体的又一例证。尽管丧失了诸多偶性，物质对象的一些本质属性却没有改变，它们规定了对象所属的自然类。现今最好的物质理论是标准模型。在这个模型中，基本粒子是量子场的激发，它们对应对称群的不同表示。这些表示限定了基本粒子的本质属性（质量、电荷等），由此划分了粒子的自然类。（参见郝刘祥）从非信息诠释到信息诠释的转变中，粒子的自然类没变，对应的本质属性仍然规定着对象的质料和基本存在方式。

综上，在关系性量子力学及其对应的信息诠释中，信息是对象间关系的表征，其具体表现形式为量子态。这种诠释并非不充分，它只是指向了一种新颖的物质观。该物质观下，自然类作为物质的本质属性规定着对象的质料及与其他对象作用的特征，保证了物质的客观实在性。但是，物质不再有独立的状态，对状态这种基本偶性的谈论就丧失了意义。④

2.针对测量问题

批评2是针对测量中的非决定论问题，信息诠释被认为抛弃了动力学，未解释态塌缩如何发生。对此，我们将论证：（1）非决定论何以可能；（2）如何避免测量问题。

（1）非决定论何以可能

测量问题历史上源于波动力学。相对于矩阵力学的只关注实验现象，波动力学认为波函数是客体相对空间的存在方式，它在时空中运动，把实验现象联系到一起，并把时空中的事件补充完整。量子力学公理化后，波函数被拓展为态矢，但该解读方式仍被延续。量子态被如此运用，如此理解，因而常被当作客观实在的。测量间的连续演化可由薛定谔方程演绎得到，但测量时的态塌缩则无法通过演绎得到，因此便产生了测量问题。

逻辑上看，若重新考察量子态的意义，就有可能以新的方式看待塌缩。量子态真的指向对象的存在方式吗？这是否只是长期使用带来的自然态度？若对它采取别样的态度，测量问题是否就可以得到说明？信息诠释实际上就是采取了这种方式。它们一部分激进，对量子态完全采取工具主义态度，如量子贝叶斯主义。一部分温和，仅认为部分对象的实在性来自先入之见，如关系性量子力学。对于这两种信息诠释而言，态都是对关系的描述，不是对象自身的偶性，不是相对任何对象展现出的共性。此种转变之根源是时空本性相对经典情形的转变。量子物理中的时空没有观测功能，不能测量位置、动量和对象的分布。要观测这些量只能通过物质构成的仪器。这样，时空框架中的实体只是理论实体，而非指向物理实体。它们只是在时空框架中被描述，不是被直观或观测到，于是就有了成为幻象的可能。量子态即属此类，它不指向物理实体的客观状态——归属实体的偶性。因此我们对于态演化在时间上展现的因果性和在空间上展现的协同性，就需再作考察。⑤而基于这些范畴的因果决定论的物理世界观则可能被瓦解。

在信息诠释前对现象的自然主义解释中，时空是决定论的保障：自然科学以时空中的实体运动为解释的起点，以运动状态为实体的偶性，以实体对自由状态之偏离为果；其偏离缘于其他实体的作用，由此有因果关系；且此因与果并非单向作用，而是相互的，即实体b施加作用于实体a的同时，也被实体a反作用，据此有协同关系。（参见邓晓芒，第172—177页）对于时空中的任意实体，将其他实体对它的作用叠加，则构成因的总和，由此得到果，即实体运动对自由运动的偏离。借助协同性，对所有实体均可这样操作，如此便可实现从实体到现象的演绎。现象是实体通过具有协同性的因果作用而形成的，它指向可演绎的世界，因而是决定论的。对于经典物理学指向的世界：实体为粒子和场；偶性是它们的运动状态，粒子与空间的重合区域被理解为粒子的位置，该重叠区域的流变为粒子偶性的演化；场充满空间且有特定构型，该构型的流变为场偶性的演化；粒子自然状态被改变，其原因是场施加给它力的作用，场的构型偏离自然演化是因为被粒子影响，这两者都是实体的偶性被改变，因此有了因果关系；粒子与场通过交换动量相互作用，而动量的交换满足动量守恒，这构成了因果关系的协同性。以时空为背景，实体-偶性、因-果及协同性三个关系范畴为纲，经典物理指向的决定论的世界观得以建构。

牛顿力学的出现对康德哲学的诞生产生了巨大影响。如今，量子革命也影响着哲学，时空的本性发生了根本的变化——它们并非物理实体，没有观测的功能。实体-偶性、因-果和协同性三个关系范畴也发生了深刻的变化：量子系统作为实体，却没有作为其偶性的态描述；因果性联系的不再是实体偶性的变化，而是离散的事件，为了解释这些事件，连续的因果链条不充分，需要引进未明原因的态塌缩；量子对象间除继承了动量守恒这种协同性外，还要交换信息形成的协同性，对象间形成非定域的关联——量子纠缠，但找不到把不同粒子联系起来的质料。若承认时空非物理实体，则对三个关系范畴的坚持所导致的问题均可避免，以三个关系范畴为基础的因果决定论世界观便不是唯一可能的物理世界观。

（2）如何避免测量问题

物理学史中出现过多次因努力失败进而认定失败之必然性，并借此提出新原理、建立新理论的案例。例如，第一类和第二类永动机无法制成促成了热力学第一定律和第二定律的建立；测不出不同情境下光速的区别促成了光速不变原理的建立；电子轨道的不可经验性促成了矩阵力学的建立；等等。既然基于现有量子理论得不到实体运动的细节，尤其是认为塌缩存在却无法找到其原因，那么为何不承认这些，把它们当作自然本身的限制呢？如此一来便可放弃无法确认的实体，从而得到从实体运动到基于信息处理的解释进路的转变。这种转变是量子理论诠释上的一场变革，其解释方式发生了基础性的改变。它悬搁了过去认为真实的对象，重新检视、搭建理论基础，并形成新的提问和解答方式，转变了研究范式。这场变革表明，测量问题源于把超越的理论实体当作实在的物理实体。在对标准量子理论的实在论解读中，量子态是第三人称的，其演化由幺正演化和塌缩过程共同构成，也是第三人称的。这导致人们认为对象是以波的形式存在于物理空间中，在测量时由于因果作用发生未明原因的突变。可是，在标准量子力学的前见下，人最终能观测到的都是宏观现象，而要生成这些现象，幺正演化与塌缩过程要共同参与，它们无法被独立验证。这使得微观物理对象究竟如何在观测的事件间演变无法得到经验的确认，乃至是否真有幺正演化及塌缩过程也不可知。

我们在第二节中已经提及，量子态不指向物理实体本身，而指向实体间的关系。量子态是第一人称而非第三人称的，它的演化也不是第三人称的。薛定谔方程主导的幺正演化虽然正确，但只适用于相对特定的参照物。当涉及多个参照物时，幺正演化就丧失了一致的意义。以单粒子为例，依据初态作前选择，依据末态作后选择，以及同时依据两者作前选择和后选择，这三种情况下推测的中间过程并不相同。（参见Aharonov）当设定态不是实体的性质而是实体间的关系时，态演化便不是实体在时空中的绝对演化，中间状态不对应时空中的真实事件，塌缩过程就丧失了存在的基础。

在狭义相对论中，爱因斯坦重新检视了同时性，转变了时空结构，由此运动物体为何收缩就从动力学问题转变为运动学问题。（参见Henderson）与此类似，信息诠释重新检视“时空”及“量子态”等概念的意义，重新诠释并表达了理论。态的演变不再是实体偶性的客观演变，基于时空框架的第三人称的动力学解释因此丧失了存在的根基，现象的发生被归因于获取信息过程受到的约束。随机性因为信息论的约束成为理论的本质属性，特定结果为何发生就成了伪问题。

以上我们表明了信息诠释是量子诠释的根本变革，至于它是不是科学革命尚有待讨论。信息诠释指向的现象与标准量子理论指向的现象一致。在量子化的理念上，它们也没有差别。这可能使人误解，认为这些事实已经决定了信息诠释只是诠释，不会促成科学革命。然而，诸多事例表明，科学革命前后的理论并非完全不可通约，而是具有一定程度的连续性。例如在经验层面，哥白尼体系在天体方位上的指向与托勒密体系相同，狭义相对论前后高速物体的运动行为也相同。在理念层面，从亚里士多德物理学到牛顿力学，自然状态因外因作用而改变的基本解释模式被完整地继承，而在狭义相对论中，牛顿力学的相对性原理和麦克斯韦理论中的光速不变都得到了继承。基于这些例证，罗韦利认为，库恩（T. Kuhn）作出了一些重要的发现，即科学革命前后基本概念以及提问方式会发生断裂，但是科学革命也并非另起炉灶从零开始搭建一个全新的体系，革命前后的理论仍有许多连续的部分。（参见罗韦利，2022年，第54页）于是，虽然量子理论的信息诠释与标准量子理论有诸多共通之处，但仍有成为革命的可能。

在诠释发生变革之后，人们在科学上也开启了后续的研究。这些进展使信息诠释逐步发展成为基于信息的理论。基于关系性量子力学的基本观念，罗韦利等发展了圈量子引力等领域，并给出了“黑洞爆炸”等一些经验性的预言。（参见罗韦利，2017年，第198页）于是，我们不仅有了理解量子世界的新角度，也有了量子世界（待检验）的新知识。这些结果增加了信息诠释作为诠释的变革演变成为科学革命的可能性。

 

结语

 

信息诠释是量子诠释的一条新进路。它把量子诠释的基础从时空中实体的运动转换为信息的处理，将现象学还原等哲学倾向引入诠释之中，借此对量子基础作了超越自然态度的处理。信息诠释的还原特征使它比许多（带有诸多形而上学假设的）量子诠释（除量子贝叶斯主义外）更加可靠，也比工具主义的诠释揭示了量子世界更丰富的特性。通过诠释方式的改变，时空性质发生了变化，这也带来了关系范畴的变化，非因果决定论的世界观因此得以可能，测量问题也得以避免。由于在科学探索上的成功，信息诠释的变革还有发展成为科学革命的潜能，因此十分值得学术界的关注。本文只是一个引子，后续还有许多极有价值的工作等待去做。例如，对信息诠释声称的其他伪问题作更详尽的论证，对信息视角下的世界作更全面深入的考察，对充足理由律的基础作新的研究等。

 

【注释】

*本文系国家社会科学基金重大项目 “当代量子诠释学研究”（编号19ZDA038）、国家社会科学基金青年项目 “量子理论信息诠释的哲学研究”（编号23CZX051）和教育部人文社会科学研究青年基金项目“开放量子系统的哲学研究”（编号22YJCZH198）的阶段性成果。

①标准量子理论指量子力学公理体系和它在相对论情形下对应的量子场论。

②“系综 ”指多个相同的系统。

③在量子世界中 ,  物质仍有其客观实在性 。物质对象的本质属性  ( essential property ,  指属于实体且无法从实体 剥离的性质 , 例如规定自然类的性质)  客观存在 , 这保证了物质对象的客观实在性 。量子态因为相对性的特 征 , 一般不具有主体间性 , 它不再表征物质对象的偶性  ( accidental property ,  指属于实体却又不使实体成为 该实体的性质) 。

④在传统物理世界观中 ,  实体有本质属性 ,  它们恒定不变 ; 也有偶性 , 它们随时间 、境遇而变 。运动状态  ( 经 典粒子的位置和动量 、电磁场的分布等)  是实体的偶性中最基本的 ,  由它们可以导出其他的偶性和更复杂的 关系性质 。在信息诠释中 , 实体丧失了自身的运动状态 , 也就是丧失了最基本的偶性。

⑤实体 —偶性 、因 —果和协同性是康德哲学中的三个关系范畴 。(参见邓晓芒 ,  第 172—177 页)

【参考文献】

 

原载：《哲学动态》2024年第6期

文章来源：“哲学动态”微信公众号2024-7-15