Fysiker och vetenskapsfilosofer verkar ofta verka i olika utrymmen. Robert P Crease rapporter från ett möte där de för en gångs skull befann sig i samma kvanttillstånd
"När jag agerar mot världen kommer något genuint nytt ut."
Det kan låta som en djup kommentar du kan förvänta dig från en utövare av zenbuddhism. Faktum är att det yttrades av Christopher Fuchs, en kvantfysiker, under öppningspratet av den tredje "Fenomenologiska förhållningssätt till fysik" möte i Linköping i juni. Fuchs, som är baserad vid University of Massachusetts Boston, sa att uttalandet var den "ädla sanningen" som behövs för att förstå kvantmekaniken.
Fuchs är den främsta promotorn för en tolkning av kvantmekanik som kallas "QBism". Termen myntades 2010 av Fuchs och var ursprungligen kort för "kvantbayesianism" men har sedan dess tappat den kopplingen och är nu självständig. Enligt QBism kvantifierar inte experimentella mätningar av kvantfenomen någon egenskap hos en oberoende existerande naturlig struktur. Istället är de handlingar som producerar upplevelser hos den eller de som gör mätningen.
För sådana som Fuchs handlar kvantmekanik alltså inte om att en redan existerande värld mäts - det är den "ädla sanningen" - utan är en teoretisk guide för att förutsäga vad vi kommer att uppleva i framtida händelser.
Det var som om dörren mellan fysiker och filosofer – stängd igen i kanske ett sekel – plötsligt hade kollapsat och vi befann oss i samma rum.
Genom att sätta erfarenhet i hjärtat av laboratoriearbetet har QBism fångat uppmärksamheten hos en grupp filosofer kända som "fenomenologer", som undersöker de olika sätt som erfarenhet ger upphov till allt som människor vet och kan veta om världen. Linköpingskonferensen samlade dessa fysikkunniga fenomenologer, som jag själv, med filosofiskt känsliga fysiker, i ungefär lika antal. Det var som om dörren mellan fysiker och filosofer – som stängdes igen i kanske ett sekel – plötsligt hade kollapsat och vi befann oss i samma rum, omtumlade och häpna, med de två grupperna som ibland pratade lite obekvämt med varandra.
Tillbaka historia
I nästan ett sekel har kvantmekanikens matematiska formalism varit tydlig och avgörande, men dess innebörd har varit ogenomskinlig. När man försöker ta reda på vad kvantmekaniken säger om världen, tyder vissa tolkningar på att kvantteorin inte beskriver världen direkt utan bara är ett verktyg för att göra förutsägelser om den. Det är "epistemologiska" tolkningar.
Andra tolkningar av kvantmekaniken är dock "ontologiska". De överväger vad som händer när vi avslöjar mer om kvantvärlden (när vi hittar variabler som fortfarande är "dolda") eller när vi accepterar att vissa av dess strukturer (som vågfunktionen) inte är de vi är bekanta med . När det inträffar kommer vi att se att dess grund, eller "ontologi", är mer eller mindre lik vår.
QBism är annorlunda. Det är agnostiskt om det finns en värld som är uppbyggd oberoende av mänskligt tänkande. Det antar inte att vi mäter redan existerande strukturer, men det låtsas inte heller att kvantformalism bara är ett verktyg. Varje mätning är en ny händelse som vägleder oss i att formulera mer exakta regler för vad vi kommer att uppleva i framtida händelser. Dessa regler är inte subjektiva, för de diskuteras öppet, jämförs och utvärderas av andra fysiker.
QBism ser därför fysiker som permanent kopplade till världen de undersöker snarare än att på något sätt komma "bakom" den. Fysik, för dem, är en öppen utforskning som fortsätter genom att generera ständigt nya laboratorieupplevelser som leder till allt mer framgångsrika, men reviderbara, förväntningar på vad som kommer att mötas i framtiden.
Fenomenologer som jag tycker att detta är uppenbart. Vi ser QBism som att bara konstatera att fysiker formar sina idéer om världen på det sätt som vi andra gör: genom erfarenhet. Människor är förbundna med världen, och erfarenhet kommer först. Som Laura de la Tremblaye – en filosof från Genèves universitet – sa vid Linköpingsmötet: "QBism är en fenomenologisk läsning av QM."
Överlappande tankar
Dessa anmärkningsvärda överlappningar mellan QBism och fenomenologi fick fysiker på konferensen att känna att de behövde studera fenomenologi – och fenomenologerna för att studera fysik. Fuchs själv förklarade hur han en gång hade kört 75 mil genom trafiken i Boston för att betala 1600 XNUMX dollar för en komplett uppsättning av verk av William James, 19-talets amerikanske filosof och proto-fenomenolog. Under tiden, Delicia Kamins – en filosofistudent vid Stony Brook University som också talade i Linköping – förra året använde hennes Fulbright-gemenskap att bena ut kvantmekaniken vid universitetet i Bonn.
För fenomenologer är erfarenhet alltid "avsiktlig" - d.v.s. riktad mot något - och dessa intentionaliteter kan vara uppfyllda eller ouppfyllda. Fenomenologer ställer frågor som: vilken typ av erfarenhet är laboratorieerfarenhet? Hur skiljer sig laboratorieupplevelsen – där fysiker tränas att se instrument och mätningar på ett visst sätt – från till exempel känslomässiga eller sociala eller fysiska upplevelser? Och hur tillåter labbupplevelser oss att formulera regler som föregriper framtida labbupplevelser?
En annan överlappning mellan QBism och fenomenologi gäller experimentens natur.
En annan överlappning mellan QBism och fenomenologi gäller experimentens natur. De skickar inte fysiker på magiskt sätt in i en speciell, mer fundamental värld. Istället, som jag länge har hävdat, är experiment uppträdanden. De är händelser som vi föreställer, arrangerar, producerar, sätter igång och bevittnar, men vi kan inte få dem att visa oss något vi önskar. Det betyder inte att det finns en djupare verklighet "där ute" - precis som, med Shakespeare, finns det ingen "djup Hamlet” varav alla andra Hamlets vi producerar är imitationer. I fysik som i drama, ligger sanningen i prestation.
Den kritiska punkten
I den sista sessionen av junikonferensen uppstod frågan om QBism är en "tolkning" av kvantmekaniken - det vill säga ett nytt perspektiv på det - eller helt enkelt en "rekonstruktion", en återmontering med nya bitar. Det ledde till en het, insiktsfull, produktiv (om ibland teknisk) diskussion bland närvarande filosofer och fysiker om vad dessa termer betyder. Jag hade alltid drömt om att den här typen av debatt skulle uppstå. Jag trodde bara inte att det skulle hända under min livstid.
