量子力学百年之辩：从哥本哈根到关系性与主观贝叶斯——观察者的回归与物理实在的重构

2025年12月18日下午2:00 • AI产业动态 • 阅读 83

量子力学自诞生以来，其数学形式体系已得到无数实验验证，成为现代物理学的基石。然而，关于其背后物理实在的诠释问题，却引发了长达一个世纪的深刻争论。这场争论的核心在于：量子理论描述的究竟是独立于观察者的客观世界，还是观察者与世界互动中形成的认知图景？2025年，在黑尔戈兰岛举行的量子力学百年纪念会议上，关系量子力学（RQM）与主观贝叶斯主义（QBism）的倡导者Carlo Rovelli和Chris Fuchs的辩论，将这一哲学与科学交织的问题推向了新的高度。

量子力学的诠释之争并非空谈哲学，而是触及了理论应用的边界。以“维格纳的朋友”思想实验为例：实验室内，朋友测量原子后声称“原子在左”；实验室外，维格纳根据量子力学将整个实验室（包括朋友）描述为叠加态。两者描述冲突，却都符合量子规则。这一悖论揭示了传统诠释的困境：若坚持客观唯一的“事实”，则必须解释为何不同观察者会得到矛盾但各自合理的描述。

关系量子力学（RQM）对此提出革命性解答：物理实在并非绝对，而是关系性的。在RQM框架中，吉梅娜与原子互动形成“原子在左”的关系事实；维格纳与实验室系统互动形成“系统处于叠加态”的关系事实。两者都是真实的，但仅相对于特定互动关系成立。RQM彻底摒弃了“上帝视角”的宇宙波函数，主张世界由无数局部视角编织而成，物理属性只在系统间互动中显现。正如Rovelli所言：“现实不存在于孤立的实体中，而诞生于事物之间的相互作用。”一块石头承载的化石信息、反射的阳光，都是它与世界互动的“关系事实”。

主观贝叶斯主义（QBism）则走得更远，它将波函数重新定义为“个人概率用户手册”。在QBism看来，波函数并非世界的客观状态，而是观察者基于过往经验对未来测量结果的信念编码。对于“维格纳的朋友”，吉梅娜的波函数更新反映她获得新信息后的信念变化；维格纳的波函数则代表他对实验室系统的概率预期。两者描述的是不同主体的认知状态，而非同一客观实体。QBism赋予经验主体核心地位，将量子力学从描述“世界是什么”转向指导“观察者如何与世界互动”。

尽管RQM与QBism路径不同——前者强调关系性实在，后者侧重主观信念——但两者都让观察者回归量子理论的核心。这与哥本哈根诠释“闭上嘴，直接算”的实用主义形成鲜明对比，也不同于多世界诠释的平行宇宙或隐变量理论的超距作用。RQM和QBism共同指出：量子现象无法脱离观察者语境而被完整理解。海森堡的名言“我们所观察到的，并非自然本身，而是自然在我们提出问题方式下所呈现的样子”，在这一框架下获得了字面意义的深化。

这一转向对科技发展具有深远影响。在宏观系统如量子计算、精密测量中，观察者效应不再被视为干扰，而是理论的内在组成部分。关系性视角有助于设计更稳健的量子协议，而主观贝叶斯方法能为机器学习中的不确定性量化提供新工具。两者都推动量子理论从封闭数学体系走向开放互动框架，为跨学科应用铺平道路。

当前争论的焦点在于如何形式化这些洞见。Rovelli认为RQM与QBism“本质上是一回事”，均强调局部视角的优先性；Fuchs则指出双方尚处“诗意阶段”，需更精确的数学表述。无论最终融合还是分立，这场辩论标志着量子力学诠释从逃避观察者到拥抱观察者的范式转变。在人工智能与量子技术交汇的时代，这种转变可能催生新的认知模型与工程范式。

展望未来，量子力学的诠释问题将继续驱动基础科学前沿。实验上，更大规模的“维格纳的朋友”变体正在验证关系性预测；理论上，信息几何与量子贝叶斯网络的结合有望统一RQM与QBism的见解。百年之后，量子力学不再只是计算工具，而成为理解认知、互动与实在之间深刻联系的窗口。观察者的回归，或许是这个窗口中最富启示的风景。