量子力学是一门科学吗？
量子力学是一门科学吗？
量子力学诞生百年以来，其神秘性和复杂性一直困扰着科学家和哲学家。20世纪最具影响力的科学哲学家卡尔·波普尔对量子力学提出了独特的见解，他认为量子力学应该被视为一种过渡理论，需要进一步理解和发展。本文将探讨波普尔对量子力学的看法及其对科学哲学的影响。
量子力学和我们一贯信奉的经典力学有着截然不同的巨大差异，加上它的复杂性和不确定性，使得一些人甚至包括哲学家质疑量子力学是不是一门科学？
卡尔·波普尔是谁？
物理学家、哲学家卡尔·波普尔
卡尔·雷蒙德·波普尔被认为是 20 世纪最伟大的科学哲学家之一。他也是一位重要的社会和政治哲学家，自称是“批判理性主义者”，坚决反对科学中一切形式的怀疑论、传统主义和相对主义。卡尔·波普尔是“开放社会”的坚定捍卫者。
他认为科学进步的唯一途径是通过客观可测试性，来驳斥与此相反的观点。他因对逻辑实证主义运动的批评和他著名的著作《科学发现的逻辑》（1935 年）而闻名于世。波普尔认为科学理论永远无法证明其正确性，而只能暂时和假设地被接受为接近真理的近似值。
由于卡尔·波普尔生活在20世纪，他的哲学和逻辑方法论概念体现了当时历史时期的一系列概念、思想、问题和要求。从这个意义上说，卡尔·波普尔作为一名科学家和哲学家，是他那个时代的“产物”。他不仅形成了那个时代的思维方式并将其体现在他的未来计划中。然而，他本人也受到了那个时代的某种影响。
他的著作，包括他后来的量子力学著作，在科学哲学领域具有重大影响力。波普尔被人们铭记为反对 20 世纪迷信和独断倾向的科学和理性捍卫者之一。波普尔与尼尔斯·玻尔和阿尔伯特·爱因斯坦等许多其他科学哲学家进行过辩论，他的观点经常挑战当时公认的科学惯例。
卡尔·波普尔为何对量子力学问题感兴趣？
卡尔·波普尔对量子力学问题的关注源于他对科学哲学的兴趣。他坚信科学方法，并认为这是理解宇宙的最佳途径。此外，他认为科学应该是可证伪和可检验的，理论应该始终受到批评。
由于量子力学的性质，即其概率性和不确定性方程，波普尔认为它不适合用科学方法来研究，因此无法真正地研究或理解。他认为不可能用量子力学做出预测，必须重新解释它才能使其可测试。
此外，波普尔也批评了哥本哈根诠释，认为物理定律只能应用于观察到的现象。他认为，哥本哈根诠释过于依赖人类的解释，阻碍了对宇宙的真正科学解释。
因此，波普尔提出了另一种解释，使量子力学具有可观察性、可测试性和可证伪性。这些观点与许多同时代人的观点相左，但在科学哲学领域却具有极大影响力。
物理学的进步与理解的危机
物理科学不仅对哲学思维方式具有重要意义，哲学思维方式的基础是对我们周围世界的不断扩展的认识，而我们本身也是其中的一部分。物理学的重要性在于，它定期引发对作为知识工具的观点和概念体系的审查和改进。在每个时代的框架内，这些决定了过去时代哲学思维方式的知识领域，对于整个科学仍然至关重要。
例如，牛顿-麦克斯韦的经典力学仍然对整个自然科学具有根本重要性，但它不再决定现代的思维方式。
和大多数科学一样，物理学也存在理解危机。它与数学、物理学和其他科学中新问题的出现有关。
按照波普尔的说法，理解危机是随着哥本哈根诠释在物理学中产生的，或者更准确地说，是从玻尔和海森堡对量子力学地位的看法中产生的。
他认为，量子力学应该被解读为物理学的最后一次革命，因为它已经达到了知识的固有界限。
1921年第五届索尔维国际电子与光子会议的与会者
波普尔认为，量子力学不应被视为一种已完成的理论，而应被视为一种过渡理论，需要进一步理解和发展。他认为，量子力学应被解释为一个开放系统，并接受批评，这将有助于解决该领域的许多谜团。
波普尔将物理学中的理解危机与量子力学的哥本哈根诠释联系起来，指出了这场危机背后的原因——主观主义在物理学中的渗透以及人们认为量子理论包含完整和最终的真理。
波普尔认为，摆脱这场危机的唯一方法是用一种新的、更客观的观点取代哥本哈根诠释，这种观点使我们能够形成可检验的假设，然后对其进行检验和验证或证伪。
量子理论与物理学的分裂
1982 年的《量子理论与物理学的分裂》一书在波普尔的创作遗产中占有特殊地位。波普尔一直对量子力学感兴趣，但他不是作为局外观察者，而是作为积极参与者。他积极地介入理论物理学，提供思想实验和解释模型。
波普尔对量子力学的解释与尼尔斯·玻尔、维尔纳·海森堡、沃尔夫冈·泡利以及马克斯·玻恩和保罗·狄拉克部分提出的哥本哈根方法完全相反。这种方法意味着量子世界本质上是不可预测的，但尽管如此，其轨迹还是受到某些限制。
从这一点上看，他的立场与爱因斯坦、薛定谔等对量子力学发展做出贡献的现代主要物理学家的立场相似。
1947年拍摄的阿尔伯特·爱因斯坦
20世纪初决定科学哲学发展的一个根本性问题，是划界问题（这一术语由卡尔·波普尔提出），即科学与非科学的界限问题。
当时，波普尔对“一个理论何时为真？”这个问题不感兴趣，对“一个理论何时为可接受？”这个问题也不感兴趣。波普尔给自己提出了一个不同的问题——他想区分科学和伪科学，他很清楚科学经常是错误的，而伪科学可能会无意中发现真理。
这个问题最常见的答案是，科学不同于伪科学或“形而上学”，因为它的经验方法依赖于事实。然而，波普尔不同意这种观点。相反，他认为，依赖经验事实不足以区分科学和伪科学。
波普尔认为科学应该建立在可证伪的假设之上，伪科学则建立在不可证伪的假设之上。根据这一标准，波普尔认为量子力学是伪科学，因为它依赖于从根本上不受控制和无法控制的相互作用。
波普尔认为量子力学该如何发展？
对于波普尔来说，量子力学的目标应该是找到一个可以测试并可能被证伪的开放系统。他认为，如果找不到这个系统，那么量子力学就仍然是一门伪科学。
波普尔对量子力学的解释是开放的，基于概率而非决定论。他认为，我们不应该只为一个“正确”的问题寻找答案，而应该接受存在多个可能的答案，每个答案都有自己的概率。
作为其哲学的核心，波普尔强烈反对任何形式的反现实主义，以及随后的海森堡不确定性原理。他认为量子力学不应被用作反现实主义的基础。
在波普尔对量子力学的诠释中，需要注意的是，预先确定的物理定律并不能决定事件发生的概率。相反，它是由我们自己的想法和假设决定的。
波普尔认为，量子力学应该被用作一种工具，用来创建可证伪的假设，然后对其进行测试和验证。这将使量子力学摆脱哥本哈根诠释，波普尔批评哥本哈根诠释过于主观。
波普尔提出了一种客观的量子力学观点，使我们能够形成可检验的假设，从而为量子力学的新解释打开了大门，这种解释考虑到了可证伪性的重要性。从这个意义上说，波普尔在量子力学方面的工作对科学的发展做出了巨大贡献。