从科学哲学的角度看，量子力学全局近似诠释 (GAI) 与哥本哈根、QBism、多世界、玻姆力学及自发坍缩理论等主流诠释的根本区别在于其独特的哲学立场：它主张一种基于近似的实在论 (realism)，认为量子力学的数学体系是客观实在的真实但近似的描述，而测量是一个连续的相互作用过程，这与其他诠释在实在论、决定论和观察者角色等核心问题上所做的哲学妥协形成了鲜明对比。 科学哲学的介入，将量子诠释之争从纯粹的物理学计算，提升到对科学知识本质、物理实在以及主客体关系的深刻拷问，从而框定了比较这些理论的基本视角。

• 实在论与本体论地位 (Realism and Ontology): 各诠释对“物理实在是什么”给出了不同答案。多世界诠释   和玻姆力学  坚持强实在论，认为波函数或粒子轨迹是客观实在的。哥本哈根诠释则持工具主义或反实在论立场，认为波函数仅是预测工具 。QBism 则走向主观主义，认为量子态是观察者的个人信念  。GAI 提出了一种近似实在论，即量子力学数学体系包括波函数是客观实在的近似。

• 测量问题 (The Measurement Problem): 如何解释从量子叠加态到经典确定结果的转变，是所有诠释的核心难题。哥本哈根诠释诉诸于一个没有物理解释的“坍缩”假设 。多世界诠释通过宇宙分裂成多个“世界”来取消坍缩 。自发坍缩理论则修改薛定谔方程，引入客观的、随机的坍缩机制  。GAI 将测量视为一个连续的、可逆的相互作用过程，通过近似层级来解释经典结果的涌现，从而消解了“坍缩”问题。

• 观察者的角色 (The Role of the Observer): 观察者在量子世界中扮演何种角色？在哥本哈根诠释和 QBism 中，观察者（或其信念）扮演着核心角色，甚至是创造现实的一部分。其他诠释则力图将观察者去中心化，如多世界、玻姆力学和自发坍缩理论都致力于构建一个不依赖于观察者的客观物理过程。GAI 将观察者定义为信息处理器，其作用是改进对实在的近似描述，而非“导致”坍缩 。

• 定域性与非定域性 (Locality and Non-locality): 量子纠缠所揭示的非定域关联挑战了经典物理的实在观。玻姆力学明确接受非定域性，将其内置于导引波中 。多世界和 GAI 等诠释认为这种关联是全局波函数的内在属性，无需超光速信号。哥本哈根诠释则通过否定反事实确定性来回避非定域性的本体论承诺 。

本文通过科学哲学的分析框架，系统性地梳理这些诠释在本体论、认识论和方法论上的根本差异。这不仅有助于澄清长达一个世纪的量子力学基础争论，也为理解科学理论如何与我们关于实在、知识和存在的哲学信念相互塑造提供了深刻的案例。

全局近似诠释（GAI）概述

全局近似诠释（Global Approximation Interpretation, GAI）提出了一种根植于实在论的全新视角，它主张量子力学本身并非对实在的终极描述，而是一个描述基本粒子及其相互作用的近似理论体系 。该诠释旨在通过重新审视量子力学的数学形式和概念框架，来消解测量问题、非定域性等长期存在的困惑，并使量子理论与经典物理及常识直觉重新协调一致。

哲学基础：近似实在论

GAI的哲学基石是一种独特的“近似实在论”（Approximative Realism）。它与传统实在论不同，其核心观点如下：

• 客观实在的存在性：GAI坚定地认为，一个独立于观察者的客观物理实在（本体论上的实在）是存在的。这一点与哥本哈根诠释认为客观实在是一种幻觉的观点形成鲜明对比 。

• 知识的相对性与近似性：尽管客观实在存在，但我们通过认知和测量所能获得的关于它的知识，本质上永远是相对的、局部的和近似的 。我们永远无法获得关于实在的绝对、完整的描述。

• 波函数的地位：在此框架下，波函数被视为一个对更深层次、更根本的实在的数学抽象和近似。它并非实在本身，而是我们用以描述在特定能量（通常是低能）条件下，由基本相互作用构成的全局时空微扰模式的有效工具。

这种哲学立场试图调和唯物主义与唯心主义，承认客观物质世界的存在，同时也强调我们认知能力的局限性，认为许多量子“悖论”源于我们将近似的数学工具误认为是实在本身。

测量问题：连续相互作用与层级近似

GAI对测量问题的处理方式是其最具颠覆性的特点之一，它彻底抛弃了“波函数坍缩”这一核心假设。

• 测量即相互作用：测量不被看作一个导致波函数瞬时、非物理性坍缩的特殊过程。相反，它被建模为一个连续且原则上可逆的物理相互作用过程 。在这个过程中，测量仪器与被测系统共同演化，形成一个新的整体状态 。

• 层级近似方案 (Hierarchical Approximation)：确定的经典测量结果之所以会出现，并非因为“坍缩”，而是源于一个层级近似的过程。完整的量子态极其复杂，我们通过测量所获得的，只是对这个完整状态在特定尺度和精度下的粗粒化近似。随着我们忽略更多细节，系统就表现出越来越经典的特征。

• 消解而非解决：通过将测量定义为一种获取局部、近似信息的相互作用，GAI直接消解（dissolves）了测量问题。既然不存在一个需要被解释的、物理上的“坍缩”，那么测量问题本身就成了一个伪问题  。

实在论立场与非定域性

GAI坚持一种波函数实在论，但赋予其近似的含义，并在此基础上自然地解释了非定域性。

• 实在论立场：波函数是本体论上近似真实的（ontologically real）实体，但它只是对一个更根本的、决定性的、非定域的实在的近似描述。这个底层的实在由标准模型所描述的基本粒子和相互作用的全局模式构成 。

• 非定域性作为内在属性：量子纠缠所表现出的非定域关联，在GAI中不再是“鬼魅般的超距作用”。它被理解为描述全局系统的波函数所固有的整体性约束的直接体现 。这种关联源于底层实在的全局相互作用，因此无需借助超光速信号或隐变量来解释，也自然地与相对论的因果律兼容 。

观察者的角色：信息处理器

在GAI中，观察者的角色被重新定义，从一个能够“创造现实”的神秘参与者，转变为一个物理系统内的信息处理器。

核心观点：观察者的作用不是通过“观察”这一行为来“导致”波函数坍缩，而是通过物理相互作用（即测量）来提取信息，并以此更新和改进他们对客观实在的近似描述  。观察者与其他任何物理系统一样，都受制于物理定律，其认知和测量行为本身就是近似过程的一部分，这决定了我们对未来的预测能力必然是部分的、有误差的 。

哥本哈根诠释

哥本哈根诠释并非一个单一、严格定义的理论，而是在20世纪20年代中期由尼尔斯·玻尔 (Niels Bohr)、维尔纳·海森堡 (Werner Heisenberg) 等人发展出的一系列观点集合 。它在哲学上采取了一种深刻的实用主义和工具主义立场，强调量子力学是用于预测实验现象的工具，而非对一个独立于观察的客观实在的直接描绘。这一诠释的诞生，标志着物理学从经典实在论向一种更注重认识论和测量过程的范式转变。

哲学根基：工具主义与实用主义

受博文篇幅限制，全文：

https://faculty.pku.edu.cn/leiyian/zh_CN/article/42154/content/2550.htm#article

转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自雷奕安科学网博客。
链接地址：https://wap.sciencenet.cn/blog-268546-1499490.html

上一篇：量子迷思：当科学成为人性弱点的舞台
下一篇：科学哲学缺失与量子力学的理解困境