“自然科学的一项历史任务是对那些有意义的自然现象做出独立于主观意志与观察的解释。”
在20世纪20年代，这是以爱因斯坦为代表的持传统观点的物理学家的主流认识。然而随着量子力学与量子论的发展，科学实证主义受到了前所未有的冲击。1927年10月召开的第五次Solvay邀请会上，以爱因斯坦为代表的科学实在论者和以玻尔为代表的科学实证主义者发生了激烈的讨论。问题的焦点集中在物理理论的完备性和物理现象的实在性上，即理论是否应具有不依赖于观察者和观察行为的客观真实性。本文参考《量子力学与实在论》一文（出自上海社会科学院哲学研究所，作者成素梅，该所曾进行“量子纠缠引发的哲学问题”项目研究），结合本人自身对于量子力学与量子信息专业内容的认识，试图对这场跨越半个世纪的关于科学主义的真理观的争论与交锋做出解释。
量子力学基本原理
一直以来，人们都致力于建立一套完备的对自然现象的理论体系。19世纪的科学家认为，一套完备的理论体系可以对迄今可观测的一切物理现象做出解释；而自然本身也将不依赖于主体地在一个人类所认识的框架下运行，每一个物理实在也都能从理论体系中找到自己的位置。例如，自旋的动力学特征可以用“角动量”来表示；物体的时空关系可以用位置、速度、质量与力来描述。一颗骰子在掷出的那一刻就注定了它落下后的点数：在充分考虑了环境因素与系统性质之后，我们就可以对系统的结果进行准确的预测。这种科学实在论衍生出的真理观与20世纪命题逻辑的真理定义方法一致，即一个命题是真的，当且仅当它与现实相一致。
然而量子力学的横空出世打破了这种实在论传统。起先，物理学家只是发现，微观物理世界中存在一些人类理性似乎永远无法理解，但用物理学理论框架可以描述、测量与运算的事物。后来，越来越多的证据表明，“观测”这一行为本身也将直接导致人与被观测者的主客关系崩塌，从而影响到被观测者的存在形式。两个通俗的例子可以解释上述转变。
粒子自旋：不可名状的存在者
依据实验与现有理论体系，基本粒子（如电子）同时具有明显的电磁效应。我们似乎可以将一颗电子想象为一个带电并沿着某个方向旋转的小球，然而这与基本粒子的不可分性相违背！在物理学家们从理论、实验与人类理性认识中找到平衡点之后，一种极其矛盾的共识诞生了：电子乃至其他基本粒子中有一种内禀的属性，我们称之为“自旋”。电子并没有“转动”，我们也永远无法搞清楚自旋究竟是什么，但如果用实验去测量的话，它和一颗乒乓球的旋转可以用同样的符号与物理定义去描述。
混合态与叠加态
为了能通俗说明“叠加”、“纠缠”这些大众耳熟能详却又未必了解其具体含义的属于，我们不妨想象下面这样一个场景：
一枚硬币躺在桌子上，按照现实中的生活常识，它要么正面朝上、要么反面朝上。这两种情况我们分别记为+与-。相似地，两枚相同的硬币A与B，则可能处于++, +-, -+, –四种状态之一。这样一枚硬币就是量子信息中的一个基本单位，在实践中，它可以是一个电子的自旋方向，或是一个光子的偏振方向等等。这枚量子硬币的不同之处在于，它虽然同样躺在桌子上，但却同时具有+与-的两种属性，直到我们去观察它，才能最终确定是哪一面朝上。在经典领域中，一枚硬币被按在桌上，我们尽管不知道它的结果，但能肯定的说它正处于某一个确定的状态。然而在量子领域，未被观测的硬币处于+与-的叠加态，或者从命题逻辑的角度作一个比喻，“+ and -”。
混合态是更有趣的一种情况。假设硬币A与B受某种超自然力量的影响（在量子力学中称为纠缠），它们在桌上的结果只有可能是++或–。同样地，未经观测的这两枚硬币整体处于这两种状态的叠加。如果我们观测发现，硬币A处于状态+，那么我们就有十足的把握对硬币B的结果做出预测。一个很重要的问题是，假如两枚硬币都没有经过测量，那么硬币B处于什么状态？和“单枚硬币”的情况相比，量子力学理论给出了更为令人惊讶的结果：硬币B处于一种“混合态”，即它也有某种状态，但我们可以笃定地说，它非+也非-，甚至也不是+与-的叠加态。对它所处状态的唯一认识就是它处于+或-的概率。此外的一切推理与认识都超越人类知性的极限。
这两个例子的意义在于，量子力学的理论体系对人类现代的科学主义认识论而言是一种颠覆。它似乎并不能告诉人们“是什么”与“为什么”，而是像几个世纪以前的科学先驱们那样，将我们无法解释的东西丢回给形而上学传统中去。
爱因斯坦的反驳，定域实在论的立场
以爱因斯坦为代表的实在论主义者们认同一切量子力学领域的实验结果，但对量子力学的公理化系统本身的完备性提出了反驳。一颗量子力学领域的骰子，为什么不能像骰盅里的骰子一样，只是处于一种我们看不到的特定状态，而一定要假设一种“叠加态”的存在呢？
为此，爱因斯坦、波多尔斯基、罗森三人在1935年发表了一篇重要的论文，提出了量子力学理论体系中的EPR悖论。在整个悖论的阐述之中，除了两条公设之外，其他的证明过程均由量子力学理论体系建构。这两条公设是这样的：
- 一个系统，不能以超光速的速度影响另外一个系统，也即，两个相距一定距离的系统可以在某种时间精读下视为相互独立；
- 不存在“随着观察而改变存在”的事物。这一点在传统物理学视域下很好理解：如果存在者的存在依赖于观察，那么人类数千年来的本体论地位都将被颠覆。正如同如果不看月亮，月亮当然存在。
这两条公设，用更为哲学化的术语讲，就是定域实在论。
同样是上面“两枚纠缠的硬币”的例子。现在我们将硬币从空间上间隔开，对A进行观察并发现结果为+。那么，我们就有绝对的把握认为B硬币为+（这是量子力学的推导结果，也在后来被实验所验证）。也就是说，我们没有经过对B硬币的观测就能预测出他的结果。这在经典物理学世界中不足为奇，但在量子力学理论里是完全不正常的事！量子力学认为，对于一个量子态的硬币，如果不对它进行观测，我们就永远无法得知它的状态。这样一个能够准确预测出结果的物理实在，在量子力学体系中找不到任何对应，那么不就能认为量子力学理论是不完备的么？
玻尔的立场，两种实在论之间的矛盾
EPR悖论的争论最终被实验结果所终结。人们后来发现，无论两个粒子相距多远，波函数的坍缩总是同时发生的。也就是说，两个相互纠缠的粒子从逻辑上、规定上乃至实验上都将永远处于同一个系统，无论它们之间的物理距离有多远。两条物理学大厦奠基的公设就这样被大自然用她的奇迹推翻。这样的事实，引发人们对实在论的反思与对本体论的重新构建。
作为量子力学的奠基人，玻尔等一众传统量子物理学家对量子本体论的重新构建有着自己的认识。玻尔认为，“观察”这一行为的客观性概念在原子物理学中已经发生了语义上的变化。“客观性”不在意味着“客体在观察面前的内在特性的揭示”，而是具有了“在主体间性意义上是有效的”这一新的含义。与此相反，近几十年来发展起来的多世界解释，试图以多元本体论的假设为前提，恢复对客观性概念的传统理解。这些本体论与认识论层面新的解释虽然各不相同，但是我们需要达成的共识是，在量子力学主宰的微观世界中，系统间的非定域性与主客之间的非分离性是不争的事实。
让我们回到真理与理论的真实性判定中。以塔斯基为代表的当代分析哲学家讲命题逻辑引入到传统的符合论真理范式中。根据逻辑实证主义的科学传统，一个理论的正确性由其中的真命题数量来决定。然而这种衡量标准无法回答以下这些问题：如果一个理论本身就是错误的，那么它将如何接近真理？比如，在当前的量子场论还是一个很不成熟的理论，如果它在未来一定会被修改，那么我们可以说它不如牛顿力学更符合真理吗？此外，“符合事实”这一概念也受到了质疑。量子力学已经颠覆了既有的实在论框架，那么我们能否真正客观地评价理论是否“符合事实”？
《量子力学与实在论》一文提到了另一种考察理论真实性的依据。不以真命题的数量，而宏观地以理论构建的世界与现实世界的拟合程度作为判定依据。在特定的语境中，存在某几种相互竞争的理论体系，那么比较由这些理论体系构建出的所有可能世界，其中最符合现实的那个就为当前语境下最真实的。每一次新语境的确立，都是理论的一次迭代过程。
总结
量子力学今日的发展分为理论研究与量子计算、应用的研究。古今人们在科学研究中对真理的追求莫过于是。通过理论认识、接近真理，并对客观世界的实践活动做出贡献，这就是科学先驱与当今学者所做的事。
