文章来源：《中国社会科学》2012年第1期
贺天平
摘 要：多世界解释是由量子力学“测量难题”出发，基于不同视角和方法提出的一种关于整个量子力学的解释理论。该理论并不是一种单一的解释理论，而是多种解释理论的集合，包括相对态解释、德·维特理论、多视域解释、多心灵解释、多历史解释和多纤维理论等。多世界解释存在着共同的物理框架和哲学基础，每种解释在理论纲领和思想内核上又具有一定的独立性。多世界解释的理论贡献一是超越还原论，走向整体论；二是解构二元论，回到一元论；三是消解非决定论，坚持决定论。然而，在量子力学解释没有得到最终的确认之前，寻求量子力学在哲学上的合理解释仍然是一条艰辛而漫长之路。
关键词：量子力学 测量难题 多世界解释
作者贺天平，哲学博士，山西大学科学技术哲学研究中心教授（太原 030006）。
一、引 言
量子力学正统解释(orthodox interpretation)告诉我们，量子系统在两种情况下遵循不同的方式演化。在非测量过程中，量子系统按照薛定谔方程演化，是熵不变过程，其演化方式是决定论和连续性的；在测量过程中，量子系统发生突变，是熵增加过程，其演化方式是非决定论和突变性的。第二种演化方式用数学化的语言表述就是“投影假设”(projection postulate)，用物理化的语言表述就是“波包塌缩”(the collapse of wave packet or wave-function)，这使“测量”成为微观世界中难以理解而又神秘的物理现象，导致众所周知的“测量难题”。
科学家和哲学家以“测量难题”为核心，对传统物理学的认识论基础作了根本性修正，对决定论、因果论和实在论等问题进行了深刻辨析，这一系列问题构成了所谓的“量子力学解释难题”（the difficult problems of interpretation）。通常认为，“解决测量难题是量子力学解释的核心困难”。①围绕量子力学解释，科学界展开了旷日持久的争论。1974年,雅默(Max Jammer)就曾说过：“（对）形式体系的解释……在提出理论之后……的今天，却仍然是一场空前争论的主题。（而且因此）……把物理学家和科学哲学家分成了许多对立的学派”。②雅默之后，这场争论不但没有丝毫的缓解，反而愈演愈烈。据埃里则(A. Elitzur)的研究,截至2005年,比较有影响的量子力学解释至少有13种之多。③
多世界解释理论(the many-worlds interpretation）就是其中最重要的一种。20世纪80年代末,罗伯(L. D. Raub)通过对72位宇宙学家和理论物理学家的调查发现，58%的学者相信多世界解释是正确的；④2003年，美国物理学家泰格马克(Max Tegmark)在一次量子物理学国际会议上作过一次调查，在做出选择的40人之中有30人支持多世界解释，远远超过对正统解释的认可。⑤
量子力学多世界解释是现代物理学重要的研究成果。国外对多世界解释的研究有两个特点：一是这些研究都侧重于物理分析和数学方法，少有从哲学视角展开的探讨；二是这些研究都是对某个或某类解释进行讨论，尚无对整个多世界解释理论的系统研究。国内则少有学者涉猎此领域，目前仅有对德·维特(Bryce DeWitt)理论的译介。从哲学视角对多世界解释展开深入研究显得十分必要。
二、多世界解释理论的发展
多世界解释是由量子力学“测量难题”出发，基于不同视角和方法提出的一种关于整个量子力学的解释理论。多世界解释虽然在20世纪50年代末提出，但在20世纪80年代之后才真正兴起，其发展可以分为两个阶段。
一是启蒙与沉默阶段（20世纪50—70年代）。当正统解释考虑引力问题时，面临着前所未有的困难。在正统解释看来，测量结果是由独立于被测系统之外的观察者获得的；当考虑到引力和天文学时，整个宇宙变成了一个系统，系统之外什么都没有了，根本不存在独立于系统之外的观察者。这个矛盾引起了当时还在普林斯顿大学攻读博士学位的埃弗雷特(Hugh Everett)的关注，他重新考虑量子力学测量理论，于1957年提出量子力学相对态解释(the relative states interpretation）①———即多世界解释的第一个模型。相对态解释认为，不存在复合系统的子系统的独立态，各“分支”(branches)的存在只是“相对的”（relative)。物理学家惠勒(John Wheeler)给予相对态解释高度评价，并认为“它将彻底改变我们传统的物理实在观”。②可惜在当时，埃弗雷特的工作并没有引起关注，十几年的沉默使其成为“本世纪（指20世纪）保守的最好的秘密之一”。③
1967年，德·维特重新提及埃弗雷特的思想，④并指导其学生格拉罕(N. Graham)做了进一步的推广。德·维特把埃弗雷特的“分支”，理解为许多相互观察不到却同样真实的“平行世界”(parallel worlds)。这样，宇宙就由“多世界”构成，测量则是世界的“分裂”（splitting)行为，因此该理论被称为量子力学多世界解释或多宇宙解释(the many-universes interpretation)。有评论说，“（德·维特）多世界理论无疑是科学史上曾建立过的最大胆、最雄心勃勃的理论之一。”⑤1973年，德·维特和格拉罕编辑出版的《量子力学多世界解释》一书，⑥将由埃弗雷特首创、经惠勒、德·维特和格拉罕发展而形成的理论简称为ＥＷＧ理论(Everett-Witt-Graham Theory)。
二是发展与争鸣阶段（20世纪80年代至今）。德·维特的工作促进了多世界解释研究的兴盛。自德·维特以后，不同进路的解释理论相继出现。第一种进路是“视域或心灵”的认知思路。斯奎尔斯(Squires)反对德·维特存在许多“平行世界”的说法，认为“世界”只有一个，“测量结果是对‘我’的‘一种’意识抉择”，①因此用量子力学多视域解释(the many-views interpretation)加以概括。与斯奎尔斯的观点相类似，阿尔伯特(David Albert)和罗伊(Barry Loewer)认为世界不是在测量中分裂，而是测量后观察者的“心灵”处于一种与“大脑”相联系的状态，提出了量子力学的多心灵解释(the many-minds interpretation)?②第二种进路是“历史概念”的认知思路?1984年，格里弗斯(Griffiths)将“历史”在属性的意义层面加以拓展，提出“一致性历史”(consistent histories)的概念，③以此来讨论多世界解释，“多分支”、“多世界”和“多心灵”演变为“多种宇宙可选择的历史”，从而该理论被称为量子力学的一致性历史解释(the consistent history interpretation)?④盖尔曼(Murray Gell-Mann)和哈托(James Hartle)在借鉴“历史”概念的基础上，继承费曼路径积分的方法，发扬埃弗雷特等人世界有多重选择的思想，结合杰瑞克(Zeruk)的退相干理论,提出量子力学退相干历史解释(the decoherent history interpretation)，⑤也被称为量子力学的多历史解释(the many-histories interpretation)?奥姆尼斯(Roland Omnès)高度评价了该理论，认为它是“一个很好的一致性、完备性的解释”。①从此，冯·诺依曼描绘的一张张独立的、静态的照片被改装成一连串的动态画面。第三种进路是“纤维”的认知思路。巴雷特(Jeffrey Barrett)于1999年出版了《心与世界的量子力学》一书，②把世界的态联接成一个“轨道”，每一个轨道表示一个可能世界的一种历史，在可能的历史中阐述概率的测量。巴雷特把这种解释称为量子力学多纤维理论(the many-threads theory)，这是多世界解释的最新形态。
由此可见，量子力学多世界解释并不是一种单一的解释理论，而是多种解释理论的集合。由于最初的两种解释模型———相对态解释和德·维特理论的相关论文一并被收录在1973年出版的《量子力学多世界解释》一书中，这些解释理论之间又存在着一定的思想关联，尔后的研究者便将其“混”称为“多世界解释”。之后，虽然有多种理论陆续提出，但学者们仍沿袭这一说法加以概括。
多世界解释的发展不仅是一段科学进步史，也是一段哲学理念嬗变史。
首先，多世界解释的发展是对形式体系与理论解释重新审视的历时研究过程。形式体系(formulation)和解释(interpretation)都是量子力学研究中概念演化的产物，然而形式体系超前于解释已经是一个不争的事实。在传统观点看来，对形式体系进行理论解释就是将理论术语通约为观察术语，将理论命题还原为经验命题，将语形系统演化为语义系统。埃弗雷特和德·维特并没有因循这种传统的理念，而是宣称“自己的形式体系本身派生了它的解释”。多世界解释根据一些确定的预设推演出确定的结果，这一过程是每个人都可以自行核对的。因而，量子力学解释变成了科学的一部分，不再是玄学的空谈。与哥本哈根解释相比，多世界解释具有更多的可推演性表达和技术性内容。然而，埃弗雷特和德·维特的主张并没有获得学者的一致认可。巴伦泰因就认为，ＥＷＧ理论是“没有根据的并且是会使人误解的”，充其量只能“提示”某种解释，因为一种形式体系的语义学永远需要一些特殊的解释性假设。面对责难，德·维特也难以说服对方，后来不得不把这项任务交出由将来“某个有魄力的分析哲学家来完成”。
“相对态解释———德·维特理论———多视域解释———多心灵解释———多历史解释———多纤维理论”的发展，伴随着形式体系与解释的更迭。尤其在解释方面，经历了“态———宇宙———心灵———历史———纤维”的演变。多世界解释的发展重新审视了数学形式体系与物理解释的关系，最起码动摇了二者传统的哲学理念。
其次，多世界解释的发展是对世界多重机制进行反复修辞认知的历时研究过程。修辞认知作为一种横断的元分析方法，具有构建和组织科学论述的功能。相对态解释的物理结构“只”对应于希尔伯特空间的态矢量，“分支”也是一个必然的数学过程。虽然埃弗雷特使用过“分裂”一词，但他从来没有提出过世界的分裂，仅说过观察者的分裂。德·维特在相对态解释的数学基础上增加一个解释性预设，将相对态解释中的“分支”表征为“一个真实存在的世界”，“分裂”被描述成一个瞬间的物理过程。斯奎尔斯把分支理解成观察者的“看法”，多心灵解释把分支理解成不同的“心灵”，这使得多世界解释更加地哲学化，斯奎尔斯甚至说“意识心灵‘缔造’粒子”。①盖尔曼把“多世界”改造成“多历史”，以避免由于多个宇宙不可观察而导致的困惑。可见，多世界解释的演变伴随着对一些核心概念的反复修辞认知。
至此，我们梳理了从“测量难题”到多世界解释的发展脉络，这不仅是对多世界解释在量子力学图景中的定位，也是对纷繁芜杂的多世界解释理论的澄清。一方面，这些理论不能兼并包容，暗示着每种解释在理论纲领和思想内核上的独立性；另一方面，多世界解释发展的逻辑表明这些理论一定存在着某种共同的物理框架和哲学基础。
三、多世界解释的整体论重塑
关于量子测量的“还原论—整体论”的争论由来已久。还原论是“将认识对象从其所处的环境整体中抽离出来进行单独分析”的方法论原则，整体论则是从整体的角度去把握事物的实在和解释一切现象。戴维斯指出，“过去三个世纪以来，西方科学思想的主要倾向是还原论。的确，‘分析’这个词在最广泛的范围中被使用，这种情况也清楚地显明，科学家习惯上是毫无怀疑地把一个问题拿来进行分解，然后再解决它的。但是，有些问题只能通过综合才能解决。它们在性质上是综合的或‘整体的’。”②由于一开始就受还原论思想的影响，量子力学将微观对象从整体中抽离出来，甚至将测量仪器和微观对象分隔开来。学者们逐渐意识到还原论的弊端，玻尔的互补原理在某种意义上可以视为调和“还原—整体”的产物。20世纪60年代初，普特南(Hilary Putnam)认为，“心理学是不可还原的”；1980年，玻姆(David Bohm)在《整体性与隐缠序》中提出，量子理论打碎了常识中的实在概念，主体与客体、原因与结果之间的界线变得模糊，从而将整体论引入了我们的世界观；1989年，斯查弗（David C. Scharf）指出，冯·诺依曼投影假说作为一条基本预设不能还原为更基本、更原始的规律，更不能通过还原基本粒子的演化规律推演出来，所以，“要么科学统一的还原观念是错误的，要么当前的微观理论是不充分的”。①后来他甚至宣布：“还原论死了”，②这无疑给还原论以沉重打击。在传统量子力学遭遇还原论困惑之后，多世界解释采取了整体论重塑的路径。
第一，多世界解释洞悉微观世界本体的整体性，是本体界限有原则放宽的必然结果。本体论整体性消解了本体实在在空间结构上的机械划分。在越来越小的空间结构中，越来越多的现象表征了本体论的整体性。“量子纠缠”(quantum entanglement)导致“鬼魅似的超距作用”(spooky action-at-a-distance)，充分表明不同粒子态之间的整体性特征。以往，人们能够通过理论预言分子和原子的存在，并为实验所验证；然而，现在虽然一致承认夸克的存在，却长期找不到“自由”的夸克，只能用“夸克禁闭”（quark confinement）的说法加以描述。难免会有人提出，既然量子纠缠坚定地支持了整体论，那么作为其反题的退相干难道不能支持还原论？在笔者看来，退相干效应非但不能排除还原论的困扰，反而支持了整体论。因为消失不等于还原，干涉项的消失并不意味着可以将干涉项还原出来做独立的分析，而恰恰依赖于量子系统与环境的整体耦合，退相干“就是量子系统的纠缠态与其外在环境的纠缠，只是扩展了的纠缠性而已。”③由于微观世界的实体已不能用还原论的方法孤立地研究，因而必须回归整体论，多世界解释正是抓住了微观世界本体这一整体性特点，走出了本体论的形而上学“贫困”。
第二，多世界解释持整体论的认识论，是认识疆域有限度扩展的客观要求。认识论上“量子论所要求的关键性的描述变化就是，放弃分析的想法，不再把世界分析成相对自主的部分，分别存在但同时又相互作用。相反，现在最受强调的是不可分的整体性……”④反映在具体的认识过程中，多世界解释改变了传统理论对微观世界的看法。相对态解释把整个宇宙视为“整体”，“说子系统的独立态是毫无意义的，人们只能说与其余的子系统的给定态相对的态”。⑤观察不是发生于孤立系统之外的一个新的过程，而是系统内部相互作用的特殊情形，从而没有必要分割观察者与客体系统之间的联系。显然，这“不仅要消除对经典的宏观观察装置或外部的最终观察者的需要，而且还要消除对其形式体系的先验的操作解释的需要。”①如此一来，还原论方法导致的量子力学的本体论与认识论之间的鸿沟就被消解了。
第三，多世界解释贯彻整体论的方法论原则，是方法与形式相互渗透的内在途径。对于多世界解释理论来说，整体论不能仅仅满足于本体论和认识论上的优越性，而应该落实为一种具有可操作性的方法论。一方面，多世界解释认为波动力学既能描述每一个孤立系统，也能描述每一个被观察的系统；另一方面，早在多世界解释诞生之初，整体性就已蕴涵在“相对态”这一数学模型之中，建构数学形式体系与观察经验之间的某种一致性。将整体论渗透到数学形式体系之中，是多世界解释整体性原则在方法论上的体现。
需要指出，整体论与还原论不是非此即彼的关系，而是一种相互协调的关系。对部分的描述与对整体的描述并不矛盾，二者在特定层面上都是正确的。那么，究竟应该选择整体论还是还原论来解释世界？霍弗斯塔特(Douglas R.Hofstadter)在《歌德、埃舍尔、巴赫》②中斥之为无用，他认为选择整体论还是还原论，全看你想知道什么。因此，必须清楚地意识到：一方面，在量子世界里，整体是还原论不可分析的，整体论的意义只有在整体结构的层面上才能显现出来，而在部分结构的层面上则毫无意义；另一方面，多世界解释的整体论路径并非是某种理论的预设，而是解决物理学实际问题的需要，这恰恰反映出当代科学发展的趋势。
总之，还原论已经远远不能满足微观现象解释的需要，当微观世界从本体论上彻底抛弃还原论的时候，我们不得不改变以前传统的认识和方法。而且，多世界解释的整体论重塑，为研究者提供了一个不必再向更深层次本体还原、不必再向其他理论模型还原的语境基底，充分彰显了整体性思想在微观领域研究的优越性。
四、多世界解释的一元论重构
正如前文所言，正统解释认为量子系统有两种不同的演化方式，即“自发演化”和“随机演化”。雅默强调，这些早期的量子力学理论，“在他们提出两种根本不同的态函数行为模式的意义上”，③是二元论的。由于把过程划分为两种互相不能约化的范畴，相应地把世界划分为被观察部分和观察部分，这两部分尽管其分界线可以移动，但互不约化。这也是雅默声称“冯·诺依曼的理论是一种二元论”④的另一个理由。不仅如此，人们认为正统解释是一种二元论，更多是出于一种“精神—物质”二元的考量。1932年，冯·诺依曼在《量子力学的数学基础》中引入心理作用，将“波包塌缩”归结为观察者大脑心理状态的瞬间突变，提出“物理心理平行论”；1939年，在冯·诺依曼的研究基础上，伦敦－鲍厄(F. London-E. Bauer)提出“精神收缩论”；1941年，冯·威扎克把客体与观察者的不可分离性建立在“认识和意愿”共有的精神行为上；20世纪60年代，冯·诺依曼的坚定支持者维格纳(Eugene Wigner)继承了伦敦－鲍厄的观点，提出“意识介入论”。由于“测量难题”过分地依赖“精神”，陷入了一种“精神—物质”的二元论。在《上帝与新物理学》和《原子中的幽灵》中，戴维斯反复讨论的也是这种二元论，他认为，“今天许多科学家已经不欢迎这种二元论思想了。”①
正统解释的二元论有三重含义：一是物理实体还原上的二元规则，二是演化模式上的二元规则，三是精神与物质的二元规则。雅默认为，“（量子力学）必须把被看成一个自动机的观察者或测量仪器当作整个系统的一部分，并且完全摒弃不连续变化或波包‘崩溃’的观念。这种类型的一个一元论的量子测量理论，确实在1957年被埃弗雷特提出来了。”②下面，笔者从上述正统解释二元论的三重含义阐释多世界解释的一元论重构。
其一，解构物理实体的二分法是多世界解释进行一元论重构的理论前提。在物理实体上，“解构二元论、恢复一元论”代表了绝大多数物理学家的呼声。海森堡明确表示，“习惯上把世界分成主体与客体、内心世界与外部世界、肉体与灵魂，这种分法已不恰当了”；玻姆在《整体性与隐缠序》里强调，观察工具与被观察对象的不可分割；戴维斯也认为，“微观的实在与宏观的实在是不可分的”。③事实上，正统解释对物理实体看似是经验的二分法，实则是超验的。在量子力学中，无论是数学计算还是经验描述我们都无法找到任何涉及上述分割的“分界点”，它已超逾人类检验能力之外。所以解构物理实体的二分法成为消解测量难题的关键，而且“因为不满意哥本哈根解释人为地把系统和观察者分开，许多理论家提出了迥然不同的观点：量子力学多世界或多历史解释，它第一次出现在普林斯顿爱（埃）弗雷特的博士论文里。”④
而多世界解释的一元论重构却确定了理论在经验适当性基础上的逼真性，对可能世界的研究提供了某种可评价的标准。EWG理论对整个宇宙的描述是一个巨型的态函数，态函数是由无穷多个几率幅构成的复合体，所有的观察者只是这个态函数的一个支体；后续的多世界解释由于在数学形式体系上根源于EWG理论，本质上并没有改变用一个态函数刻画整个宇宙的思想。埃弗雷特提出：“从我们的观点来看，测量仪器与其他物理系统之间不再存在根本差别。”①显然，多世界解释扬弃了被测系统和测量系统之间的二分法，无需正统解释中的那个外部的、经典的、宏观的观察者，而将其纳入被测系统，作为一个整体加以考虑，在“物理实体划界的意义上”恢复了一元论。由于把整个宇宙用一个态函数来表示，彻底地否定了任何外部观察者或经典测量仪器的地位，主体只能用内在化观点看宇宙，从而在根本上改变了传统物理学中主体外在地审视客观实在的认知方式。
其二，演化模式从二元论到一元论的转变是多世界解释完成一元论重构的关键环节。恢复物理实体一元论并没有消除冯·诺依曼演化模式的二元规则，多世界解释还必须恢复演化模式的一元论。冯·诺依曼提出两个预设：
（１）在非测量过程中，态函数按照薛定谔方程 
决定性地演化；
（２）在测量过程中，态函数发生突变 
。
埃弗雷特用一个预设来替代：
所有的孤立系统按照薛定谔方程 
决定性演化。
由此，可以得到两个推论：其一，整个宇宙作为孤立系统按薛定谔方程演化；其二，量子测量没有确定的结果。在埃弗雷特的预设中，不再需要“波包塌缩”，也不再需要冯·诺依曼的第二种演化，测量过程被置于量子理论之内，包括观察者和测量仪器在内的整个系统都按照薛定谔方程发展。这样，不仅能够克服“测量难题”所遇到的各种诘难，而且实现了传统量子力学的预言结果，从而为多世界解释演化模式的一元论哲学基础。
其三，消解“精神—物质”二元论是多世界解释实现一元论重构的根本任务。多世界解释由于消解了“波包塌缩”似乎排除了意识难题。多视域解释和多心灵解释反复讨论意识与心灵问题，似乎意味着依然存在精神和物质的二元论。其实不然，观察者Ｏ通过仪器Ｍ测量系统Ｓ的某一可观察量Ｂ，其本征态的叠加态为Ｓ〉＝αφ〉＋βφ〉，测量结果为φ〉Ｓ，测量过程因解释理论不同而不同。根据正统解释，这个过程表示为：
根据多世界解释，这个过程表示为：
显然，过程（1）和（1'）是测量过程，属物理学范畴；过程（2）和（2'）是感知过程，属心理学或认知科学范畴。正统解释与多世界解释对过程（1）和（1'）的解释是不同的，前者解释为塌缩过程，后者解释为非塌缩过程。正统解释认为，意识导致了过程（1）的发生；多世界解释则认为，过程（1'）没有任何变化，依然保持了测量前的状态。冯·诺依曼用意识这种心理学手段来解释物理学过程，引发了“精神—物质”二元论，多世界解释则不存在这样的问题。多心灵解释和多视域解释引入意识，是出于对过程（2'）而不是过程（1'）的考虑。作为感知过程的（2）和（2'）超越物理学的范畴，并不是量子力学所特有的，即使经典物理学也不可避免“观察者如何感知测量结果”之类的问题，所以过程（2）和（2'）是等价的。由于多视域解释和多心灵解释消解了精神与物质的二元规则，多世界解释坚持了一元论。
总之，多世界解释实现了量子力学从二元论到一元论的转变，弥合了被测系统与观察系统、主体与客体、宏观领域与微观领域的分离，精神与物质的对立。冯·诺依曼的二元论不能给客观世界一个令人满意的解释，多世界解释则撩开了正统解释蒙蔽下的微观世界的面纱。正如盖尔曼在1979年所说，“（量子力学）的一种适当的哲学描述竟被推迟了这么久，这无疑是由于玻尔对整整一代物理学家洗了脑(brainwashed),使他们以为这一任务早在５０年前已经完成了的缘故。”①
五、多世界解释的决定论重建
20世纪以来，“决定论—非决定论”之争②与量子力学的发展紧密联系在一起。在量子力学创立之初，哥本哈根学派的代表人物有否定量子力学遵循因果律的倾向。1927年，海森堡明确表示，“因果律的失效是量子力学本身的一个确立的结果”。③同年，玻尔也声称，“在通常意义下的因果性问题也就不复存在了”。但海森堡和玻尔并没有明确指出因果律究竟是什么。20世纪50年代，玻恩提出，“事件本身的几率在传播时遵循的规律……是因果的规律”，并声称“量子定律的发现宣告了严格决定论的结束，而这种决定论在经典时期是不可避免的。这个结果本身有着巨大的哲学意义。”④此后，科学哲学家邦格在《因果性的复活》中也为因果性辩护，提出“随机性并非排除因果性”的论断。纵观学术史，关于决定论—非决定论的讨论，均未给出可供检验的标准，大都是建立在思辨的基础上。
多世界解释究竟是一种决定论，还是一种非决定论？为回答这一问题，首先需要对决定论与严格决定论加以区分。决定论是建立在因果律基础上的对关联事件的判决性，因果律是一套自然本体运行的内在机制；严格决定论是遵循牛顿—拉普拉斯信条的决定论，即“遥远的未来（或遥远的过去）的每一个物理事件是可以任何预期的精确度预测的（或可以追溯的），假若我们对于目前物理世界状况具有充分知识的话”。①相对于严格决定论而言，决定论则要弱得多。经典物理学的严格决定论和量子物理学的机遇律是决定论的不同表现形式，在雅默看来两者是“同样古老的”观念。②从数学的视角来看，严格决定论是百分之百的机遇律，因此可以视为概然性的必然性终极退缩。在这个意义上讲，多世界解释消解了非决定论，坚持了决定论，但并没有回到严格决定论。
首先，超越演化模式的突变论是多世界解释决定论重建的理论前提。多世界解释消解了突变论，坚持了演化模式的决定论。根据多世界解释，态函数始终都按照薛定谔方程演化，而薛定谔方程是线性和决定论的；测量过程不存在从“可能”到“实际”的转变，最后的结果依然是各种“可能”的数学叠加，而不是某一种“可能”。于是，“波包塌缩”被消解，为多世界解释坚持决定论奠定了基础。在德·维特看来，没有波函数的塌缩，只有世界的分裂。在测量瞬间，与原来状态对应的一个世界分裂为多个与本征态相对应的世界，而每一个世界都是真实的。我们之所以看到某一个测量结果，是因为正好生活在这一观察结果相对应的世界里。其他世界对应着其他的测量结果，只不过我们看不到而已。简言之，在多世界解释中，只要给出宇宙初始状态的波函数和外力场，利用量子力学方程就能够推导出粒子在任何时刻的状态；波函数的演化无论是否测量都会按照薛定谔方程进行，不再有塌缩，不再有突变，完全是决定论的。
其次，因果关联是多世界解释决定论重建的逻辑纲领。虽然多世界解释消除了突变论，但是随机性并不会随着突变论的消失而消失，概率依然是量子力学的关键词。在正统解释看来，玻恩的几率解释是先验的，是嵌入解释性预设的。多世界解释进一步证明了玻恩概率是形式体系本身的一个结论，无需给概率以先验解释。埃弗雷特认为，概率是可观察量的各个本征值的相对频率，由观察者、仪器和被观察系统的物理态决定；格里弗斯、盖尔曼等人认为，概率是可选择的粗粒历史的退相干集合，不同的历史所实现的概率不同；多心灵解释则把概率视为测量后观察者或心灵所具有的一定信念，由定域精神态决定；鉴于ＥＷＧ理论中概率的客观性与多心灵解释中概率的主观性之间的矛盾，巴雷特将多心灵解释和多世界解释结合提出多纤维理论。
既然多世界解释没有彻底消除量子力学的随机性，那么能否认为其恢复了决定论？答案是肯定的。决定论与非决定论的分水岭不在于是否承认随机性，而在于是否承认因果律。随机性的系统总会保持随机性，随机性的原因必然导致随机性的结果，这是因果律的体现。所以，决定论意义下的随机性与因果律并不对立，非决定论意义下的随机性则在空间上是超距的，在时间上是超时的。如果以量子力学的随机性和测不准原理来否定多世界解释的决定论重建，那可能是被量子力学概念貌似非决定论的字面义所蒙蔽，“所有的非决定性都是从Ｒ（指第二种演化）不是从Ｕ（指第一种演化）来的。”①量子力学的随机性并没有违背因果律，脱离因果律的第二种演化的突变在多世界解释中已经销声匿迹，多世界解释在消解“波包塌缩”时就完成了决定论重建。
第三，微观世界严格决定论的崩溃是决定论重建的必然结果。每一个严格决定论的系统都是一个因果性系统，但每一个因果性系统却不一定是严格决定论系统。随机性不是决定论与非决定论的分水岭，却是检验严格决定论的唯一标准。玻恩几率解释的技术陈述和哲学意蕴对现代物理学产生深远影响，测不准原理“正是量子力学中出现统计关系的根本原因”。②根据测不准原理，精确预言的不确定性排除了对未来事件作严格预言的可能性，使微观世界丧失了确定的语义规则。从这个意义上讲，随机性不会被排除在量子理论之外，多世界解释证明了严格决定论与微观世界在逻辑上的互斥性。
非严格的决定论是微观世界的内禀属性，在微观领域拯救严格决定论的一切努力注定是徒劳的。建构经验主义者提出的数据对经验的“非完全决定论”(under-determinism)认为：所有理论都不确定地有某些经验上等价的竞争对手，经验上等价的假设是同等地可确信的，因此任何理论中的信仰必定是任意的和未确定的。然而，这种观点并不恰当。一方面，建构经验主义在经验适当性基础上讨论理论实体和形式体系合理性的思路，遏制了任何决定论意义上的本体论后退，证实了对其真理性信仰的不充分性；另一方面，非完全决定论的逻辑前件是片面的，科学理论的经验特征并非理论的全部，此外具有理论简单性和论述修辞性等非经验特征。在这一意义上，“非完全决定论”是一种对科学解释的消解态度。
总之，多世界解释否定的不是决定论，而是严格决定论。测不准原理导致的随机性终结了严格决定论，“波包塌缩”形成的演化模式的突变论则摧毁了决定论。可以说，多世界解释的决定论重建，是通过消除“波包塌缩”回到决定论的有益尝试。
六、结 论
多世界解释的理论贡献一是超越了传统量子力学解释的束缚，超越还原论，走向整体论；二是解构二元论，回到一元论；三是消解非决定论，坚持决定论。整体论、一元论、决定论三者环环相扣，相辅相成，浑然一体，实现了宏观、微观和宇观的统一，推动着量子力学哲学基本理念的更新。
然而，多世界解释遵循的整体论、一元论和决定论是否能够彻底解决“测量难题”？这种结构是否依然会遭到费耶阿本德无政府主义的批判？如果考虑到更多的解释要素，这样的物理学和哲学框架是否能够相容？随着新的解释理论层出不穷，这一框架是否会重蹈还原论的覆辙？在量子力学解释没有得到最终的确认之前，寻求量子力学在哲学上的合理解释仍然是一条艰辛而漫长之路。
“语境论”为探索量子力学的哲学解释提供了某种可能。语境论是一种温和的整体论和包容的一元论，能够汲取各种要素为量子力学服务。在量子力学史上，语境论在隐变量理论发展过程中发挥过重要作用，先后出现过“非语境(non-contextual)隐变量理论—语境隐变量理论—定域隐变量理论”的嬗变。①语境论具有本体论上的实在性、认识论上的包容性和方法论上的横断性，在语境论的视域下，能更加深刻地认识到量子理论解释的对象领域的广阔性，表现方式的多样性；研究的本质属性不仅表现在直观的物理客体中，而且表现在抽象的形式化体系和远离经验的微观世界之中；研究的方法手段不是建立在归纳逻辑基础上的哲学体系，而是一个容纳各种科学方法、立体化的网状理论系统。因此，在语境论基础上解决量子力学解释难题将是一条希望之路。
〔责任编辑：郑 飞 责任编审：柯锦华〕
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