2024年3月29日下午1点30分，中国科学院大学人文学院2024年第2期“科学与人文”讲座在中国科学院大学玉泉路校区人文楼教一2教室举行。中国社会科学院哲学研究所王伟长副研究员应邀做了题为“波普尔与量子力学解释”的讲座，中国科学院大学人文学院历史系苏湛副教授主持了本次讲座。
讲座伊始，王伟长副研究员就学术界对波普尔的评价和其科学哲学研究方法表达了自己的观点，从而引出自己开始关注并研究波普尔科学哲学思想的原因。
关于波普尔的哲学思想，王伟长副研究员从其证伪主义、实在论、非决定论和概率解释四方面进行了简述。其中证伪主义是波普尔哲学中最著名的思想观点，他认为可证伪的理论是科学理论，不可证伪的理论是形而上学理论，世界是实在且非决定论的，这才能使我们在相互竞争的科学理论中选出更接近真理的理论，科学在不断被证伪的过程中进步；而波普尔的概率哲学，即概率是客观的，它反映了单个事件的物理的倾向性，是其量子力学解释的核心。
接下来，王伟长副研究员从以下几个方面对波普尔的量子力学解释进行了介绍：（一）重新解释不确定性原理；（二）倾向性与量子力学解释；（三）量子逻辑的解释。
（一）重新解释不确定性原理
波普尔认为不确定性原理不应当按照传统的方式去理解，即粒子的位置和动量不能同时存在，相反它只是一种“形式上单称的陈述”，实际上描述的是大量粒子的统计行为。对不确定性原理应当采用统计解释，即当我们测量大量粒子的位置之后，它们的动量会分散到一个非常大的范围之外，反之亦然。
王伟长副研究员对于波普尔的两个思想实验进行了详细分析：
思想实验Ⅰ：波普尔抓住了海森堡关于不确定性原理的表述漏洞，设计了自己的思想实验，试图证明不仅粒子的动量和位置可以同时存在，且能够通过初始条件预测它在任何时刻可以抵达的位置，从而证明量子力学并非不确定的。然而，王伟长副研究员指出这个思想实验已被众多学者证明是有误的，其主要问题出现在所谓的“测量扰动不对称”上：其实测量动量的方法远不止海森堡所描述的利用低频光这一种——如果测量光子的动量，可以用筛选特定频率的滤光片；如果测量电子的动量，可以用垂直于电子运动方向的电场——而且无论使用哪种方式测量动量，这种测量都会扰动被测物的位置，使得其位置的不确定程度达到符合不确定性原理的要求。
思想实验Ⅱ：波普尔设想了一个与EPR实验相同的发生装置，其中一对纠缠粒子沿着相反方向相互远离，在两方向上都设置一窄缝，那么缝后的屏上都会有衍射图像。如果去掉一方向上的窄缝，那么该方向屏上还会出现衍射图象吗？波普尔的答案是否定的，并以此说明量子理论中的不确定性关系存在逻辑漏洞。
王伟长副研究员总结道，尽管波普尔的思想实验并未受到太多专业学者的关注，且后来被证明是错误的或有局限性的，但他仍间接地对量子力学的不确定性原理解释做出了贡献，其工作不应当被轻易否定或忽视。
（二）倾向性与量子力学解释
作为实在论者的波普尔认为“概率”是客观的，概率或者倾向性是实验设置的真实物理性质，而不只是具有概念层面的意义。而这种真实的物理性质是可以被改变的，当我们改变它时，它会做出相应的反应。王伟长副研究员举例说明道， 当抛出一枚硬币时，某一面朝上的概率是50%，这是一个客观的实验结果概率。当改变条件，如将硬币掉落的桌面换成凹槽，那么就会出现硬币插到凹槽中的第三种情况，从而改变了出现某一面朝上这种结果的概率，因而所谓概率只是实验环境导致的倾向性。由此，波普尔也否定量子力学中“波包坍缩”问题的哥本哈根诠释，也即否定了“观察者”的作用，他认为只是实验设置导致了概率倾向性的改变。
（三）量子逻辑的解释
王伟长副研究员首先对比了经典力学和量子力学的逻辑结构，他指出对于量子逻辑与经典力学逻辑的最大差别是它表达命题的数学结构发生了变化。之前是用集合点的集合来表达问题的，但是在量子力学里必须用一个子空间来表达问题。现在人们普遍认为量子力学命题对应于该系统希尔伯特空间的闭子空间,所有这些闭子空间构成一个正交模格(orthomodular lattice)。这种代数结构需要满足的条件比布尔代数弱,因而相应的量子逻辑系统的概念比经典命题逻辑系统的概念外延更广。随后，王伟长副研究员详细介绍了波普尔对于量子力学代数结构的观点和对其的证明，并讨论了与伯克霍夫和冯·诺依曼量子力学代数结构之间的关系。王伟长副研究员总结道，波普尔关于量子逻辑代数结构的思想根源是其概率哲学，即概率客观存在，不依赖于个人主观倾向，因而波普尔反对的是伯克霍夫和冯·诺依曼量子逻辑解释背后的概率理论。
报告结束后，王伟长副研究员就讲座中的问题与在场学生进行了互动交流。在同学们热烈的掌声中，讲座顺利结束。
【图文/张翘楚】
【主讲人简介】
王伟长，男，1986年生，辽宁锦州人。中国社会科学院哲学研究所科学技术哲学研究室副研究员，主要从事现代物理学、逻辑学、数学的哲学与历史问题研究。
