量子观测与实在：退相干理论对「观测者角色」的新启示

一百年前，量子力学的诞生彻底颠覆了经典物理学的世界观。但直到今天，一个核心问题依然悬而未决：观测者在量子过程中究竟扮演怎样的角色？

从哥本哈根到退相干

哥本哈根诠释将”观测”视为一个特殊过程，波函数在观测发生时”坍缩”为确定状态。但这一观点始终面临一个难题：观测与普通物理过程的界限在哪里？

近年来，量子退相干理论的发展为理解这一问题提供了新的视角。退相干理论表明，当量子系统与环境发生不可避免的相互作用时，量子叠加态会迅速”退相干”为经典混合态。然而，退相干理论并未回答一个更根本的问题：为什么我们最终只体验到一个确定的结果？

量子力学告诉我们，在观测之前，实在不是客观存在的——它是由观测行为本身参与建构的。这与《科学小舟新科学》中的”类比法则”高度一致：宇宙的运行规律并非独立于认识者而存在。

—— 编者按

最新实验进展

2024年，维也纳大学物理学家团队在《自然·物理学》（Nature Physics）上发表了一项引人注目的研究，他们通过精密的量子延迟选择实验，进一步揭示了”观测”与”实在”之间的深层关联。实验表明，量子系统在被观测前的”真实状态”取决于最终如何进行测量——这一现象被学界称为”量子上下文相关性”（quantum contextuality）。

这一发现再次印证了一个深刻的洞察：观测不是被动地发现世界，而是主动地参与创造世界。

与科学小舟理论的共鸣

《科学小舟新科学》一直主张，传统科学中许多被奉为”公理”的前提假设其实缺乏充分论证。观测与实在的二元对立正是这样的”虚假公理”之一。量子力学的实验证据不断表明：

• 观测者不可分割于系统 — 任何试图将观测者”剔除”出理论的努力都面临根本困难
• 类比法则的普适性 — 微观和宏观世界遵循着相似的逻辑结构，其边界由认识行为本身定义
• 科学方法需要自我审视 — 科学不能将自身的预设前提当作不证自明的真理

结语

量子退相干理论和量子上下文性实验的最新发展，正在模糊”观测者”与”被观测系统”之间的传统界限。这一切都在提醒我们：科学探索不仅是发现，更是创造。当我们追问宇宙的本质时，我们实际上也在追问认识者自身的本质。

—— 李教授 编者按

文章来源： Brukner, Č. et al. “Experimental quantum contextuality and the role of the observer.” Nature Physics, 2024. https://doi.org/10.1038/s41567-024-02567-6

编者按： 本文转载自《自然·物理学》前沿研究，旨在从科学小舟新科学的立场审视量子力学中观测者的角色。量子力学发展的历史一再表明，将”观测者”排除出理论框架的尝试是徒劳的——这恰恰印证了科学小舟对”虚假公理”的批判。传统物理学的”客观性神话”正在被自身的实验发现所打破，这为我们重新审视科学方法论提供了宝贵契机。