超决定主义：为了更好地理解我们的宇宙抛弃自由意志的想法

量子力学迫使我们来丢弃其中我们使我们日常有意义的旧的、可靠的方法。

HARD SCIENCE — AUGUST 29, 2022

Tom Hartsfield

Credit: sutadimages / Adobe Stock

关键要点

量子力学迫使我们来接受似乎不可能的事情。

我们不喜欢这种事物的状态，但实验似乎来显示它把持真相的。

绕过量子力学的现实噩梦的一种方法是来接受对实验结果的另一种解释：超决定主义。

量子力学说的所有可怕的、没有好处的、腐烂的东西，最难接受的一个是：你必须放弃现实主义，某些事物在你的观察之外有明确的和内在的属性的信念。也许有一种方法来挽救现实主义的方式，但要做这样到你必须牺牲局域性，事物通过直接的相互影响和因果关系的基础的想法。这种事物的状态似乎被我们的物理世界的测量强加在我们上。然而，有一个第三种方法。刚好被警告：你可能不比前两个更喜欢它。

在我们的日常世界中，现实主义和局域性始终是把持真相的基石概念。让我们用一个简单的例子。我取两个拼字瓷砖A和B并把每个放在一个同一的盒子里。我随机挑选一个盒子并给你，然后你去中国旅行并打开这个盒子。如果你打开这个盒子，你的瓷砖是A，那么你知道我的盒子里包含瓷砖B。那是因为A一直都在你的盒子里。这绝对的不是因为你的瓷砖当你观察它时变成了A（这将违反现实主义）并然后跨这个世界出来到达了我的并立即告诉它来变成B（这将违反局域主义）。按它的标准解释，量子力学问你来相信这两些事情都发生。

现在，让我说我产生两个被一个纠缠的量子波函数连接的粒子。每个粒子有50%的处于量子态A的概率和一个50%的处于量子态 B的概率. 当被测量时，一个一定是A另一个是 B. 然后我不知怎的在每个盒子里陷了一个。量子力学说在它的盒子内部，每个粒子部分的作为A和部分的作为B同时存在，但在现实中不是任一个。这一次，你带着你的盒子旅行到一个遥远的恒星系统。当你打开它并看里面时，粒子将突然的随机的溶解为要么状态A要么状态B。更糟的是如果这是真的在同时刻我的盒子里的光子被迫来变成另一种状态。如果你的是B，那么我的瞬间的变成A------即便它在几光年外。

向一个聪明的非物理学家解释这类事情，而他们将本能的以不相信反弹。这是一个观察的思维的自然反应。毕竟，在我们的日常生活中从来没有任何事物以这种方式工作。这种反感不被限制于非物理学家。一名物理学家不亚于爱因斯坦他自己仇恨了这个想法并做出来反驳它的试图。1935年，爱因斯坦和他的同事波多尔斯基和罗森一起发表了一篇著名的论文，宣称如果局域主义是真的，那么量子力学一定是不完整的。这会意味着量子态在观测之前确实真的存在，但这个理论还不足够好来预测它们。物理学家约翰·贝尔随后扩展了这项工作来推断局域性可能可能的被挽救，但只通过放弃现实主义。或者现实主义可能会被挽救，但只能通过放弃局域性。呀。

实验物理学家能够来计算出在实验室内测试贝尔的想法的方法。不幸的是，这些实验和其他实验已经总是发现了量子力学的丑陋的预测把持真相的。这通常被当做来意味局域性或现实主义------或两者！------在量子力学中是不真的。从这个困境出来几乎没有什么方法。

其中一条逃逸路径是量子力学的许多世界解释。这一主题一直被在通俗科学和科幻小说中广泛的描述。粗略地说，每次一个概率量子态被溶解为两种选择中一个时，两个新的宇宙被分裂出来，每个对每个选择。以这种方式，每一纳秒一个难以想象大量的宇宙涌出进入存在。这是一个有趣的想法，但有它是真的的零证据。

另一种出路是超决定主义。

超决定主义

常规的香草决定主义是宇宙像时钟一样运行的想法，每个事件在一个完美的可预测性级联中触发下一个。如果你在一瞬间知道了宇宙的状态，你可以从理论上预测未来从来会发生的。这种想法能吸引一些人的秩序和确定性的愿望。对其他许多人，这在哲学上是令人沮丧的。

超决定主义是一个决定主义的特定应用的技术术语，假设一个用他的与粒子相互作用的探测器来探测它的测量者和粒子本身之间没有统计的独立性。换句话说，宇宙是如此彻底的决定的以致它将迫使任何似乎的随机的、自由做出的测量产生一些与其他的测量共相关的值。

应用到量子奇异性问题，超决定主义说一个粒子的状态并不神奇的控制另一个来自远外其它粒子的状态。每个粒子的状态能被经由与探测者的相互作用给它，被跨宇宙的整个决定主义协调。这样超决定主义拯救局域主义。因为超决定主义规定每个粒子的状态，甚至在很远的距离上，它意味着这个宇宙“知道”这些状态是什么。以这种方式，它在同时拯救现实主义。量子粒子一直有一些被从量子力学隐藏的真实状态。像许多世界一样，它是高度推测性的，也是激烈的科学论证和批评的主题。

放弃自由意志的假设来拯救我们的关于因果关系和物理现实主义的其它真爱的信念是一个要付的巨大的代价。就在现在，我们不知道怎样实验上以一种广泛的方式测试超决定主义。一些部分相关的实验还没有发现它的证据。从哲学上讲，对我们大多数人它仍然是一个可怕的选择：放弃理解这个世界或放弃自由意志。难怪甚至许多专业的物理学家也不喜欢拥抱量子力学。它的最肮脏的伎俩正在迫使我们来坍塌成这些不幸的哲学状态之一。

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