从实体实在到结构实在

　　量子力学自诞生以来，以颠覆性的理论革新了人类对实在的认知图景，同时也为科学哲学特别是科学实在论的理论建构提供了丰沃的思想资源。量子理论的百年发展史，也是科学实在论的百年演进史，二者的互动具有非常丰富和多元的内涵，难以尽述。本文选取从实体实在论到结构实在论演进过程中的关键节点，梳理其发展脉络，以期揭示20世纪科学哲学发展的内在逻辑与核心线索，进而明晰量子理论的认识论和方法论成果如何成为科学实在论演进和发展的实践土壤，以及如何成为重塑科学实在论的实践基础。

　　一、量子力学的本体论冲击与多元实在观的分化

　　量子力学诞生之前，经典物理学的实在观在很大程度上源于粒子概念在物理学中的发展。从古希腊德谟克里特的原子论到牛顿的光的微粒说，到道尔顿的原子论，再到电子的发现和人们对物质的原子核亚原子结构的初步探索，粒子从纯粹的形而上学假设转变为受到实验支撑的经验科学研究对象，而实体实在观则以物质和光的粒子结构为基础不断得到强化，它主张物理理论所描述的实体具有独立于人类感知和理论的客观实在性。虽然19世纪光的波动说开始出现，但它并未对实体实在观产生实质性的冲击，同期的电动力学、热力学和统计力学，仍建立在粒子说的基础之上。

　　这种经典的实体实在观就是早期朴素的科学实在论，它认为物理对象有着完全独立的客观存在性和确定的属性，物理学揭示的世界遵循因果决定论的自然法则。19世纪末20世纪初，不同于经典实在论观点的声音开始出现。马赫的经验批判主义认为传统哲学中的“物质实体”“因果律”等概念超出经验范围，属于无意义的形而上学；庞加莱的约定论认为科学中的基本概念是科学家共同体的“约定”，而非对客观世界的必然反映；迪昂的工具主义认为科学理论是帮助人们整理经验的工具，其价值在于解释和预测的有效性，而非“反映客观实在”。这些对于实在观的批判都是认识论上的，本体论上的批判并未形成，实体实在论的观点仍是主流。

　　量子力学的出现打破了这一切。它从本体论上冲击了经典物理学的粒子及其相互作用的形而上学假设，经典实在观受到了极大的冲击。量子力学中波粒二象性、全同粒子的不可区分性以及量子纠缠等，直接冲击了经典物理学粒子独立存在、属性是其内在固有属性，以及粒子可以通过时空轨迹或固有属性唯一标识的个体性原理；海森堡的不确定性原理、波恩波函数的几率解释，以及电子能级之间的非连续性跃迁，直接冲击了经典物理学的决定论因果观和物理过程的连续性假设，因果律退化为统计规律；量子非定域性冲击了经典物理学的局域性原理；量子测量问题，包括波函数坍缩、观测对系统的影响等，则冲击了经典物理学世界客观独立与主客二分的观点。这场由量子力学而起的争论不仅推动了物理学的发展，也深刻影响了人们对“实在”“观测”“因果”等基本概念的重新审视。而在冲击中形成的量子实在观，却并非一个确定无疑的统一观点，它是围绕量子力学基础问题和核心现象形成的多种解释框架，不同理论对“实在”的定义和理解存在根本分歧。

　　量子实在观的建立并非一蹴而就，它是人们在对量子力学的不断探索中逐渐形成的，可以分为几个阶段。

　　第一个阶段大致从1925年到20世纪30年代初，物理学上海森堡、薛定谔、狄拉克完成了量子力学数学框架的确立，波恩提出了几率假说。哲学上在围绕量子力学完备性的著名论战中哥本哈根解释成为正统解释。在这个阶段，以爱因斯坦观点为代表的传统实体实在论和决定论与量子力学的不确定性和几率性冲击之间的矛盾成为关注的焦点。爱因斯坦坚持传统的实在论和决定论，反对“上帝掷骰子”，把问题归结为量子力学的不完备性。而以玻尔、海森堡为首的哥本哈根学派则坚持量子力学的完备性，认为不确定性是微观世界的本质属性，并通过互补原理与测量过程的整体性阐释回应爱因斯坦的质疑。问题很快具体到了量子力学的测量问题上。

　　第二个阶段为30年代初到40年代末，量子测量问题被系统提出并形式化，催生了隐变量理论的早期尝试。1932年，冯·诺伊曼在《量子力学的数学基础》中提出投影假设，把哥本哈根学派此前提出的波函数坍缩概念进行了形式化描述并指出，测量问题的核心矛盾在于由薛定谔方程描述的幺正演化与波函数坍缩之间的割裂：幺正演化可逆且保持叠加态，坍缩过程则不可逆且破坏叠加态。他揭示了这一假设与量子力学基本方程的不相容性。冯·诺伊曼的工作为后续的解释理论，比如多世界解释、隐变量理论等提供了起点。

　　1935年爱因斯坦在著名的EPR论文中提出：“物理实在的每一元素都必须在一个完备的物理理论中有其对应”①，反对投影假设。他的实在性判据成为隐变量理论的哲学基础。同年“薛定谔猫佯谬”的提出、1940年德布罗意“导波理论”的尝试，使量子力学的测量问题的讨论不断深化。

　　测量问题是理解微观与宏观世界衔接的关键。它暴露了量子力学在理论描述与经验事实之间的鸿沟，迫使物理学家反思理论的基本假设，比如是否存在坍缩、何为“测量”、是否需要实在论等。这个阶段，关于实在观的争论慢慢地转向“测量如何定义实在”的哲学困境。

　　第三个阶段为50年代到80年代，量子力学多元解释爆发。这个阶段，解决测量问题成为量子力学解释的核心目标之一，不同解释通过不同假设或修正理论来回应这一矛盾。除哥本哈根解释之外，又出现了隐变量理论(大卫·玻姆1952年)、相对态解释(休·埃弗雷特20世纪50—70年代，后发展为多世界解释)、退相干理论(沃伊切赫·祖雷克20世纪80年代)、自发坍缩理论(GRW)理论②(吉安卡洛·吉拉尔迪等，1986年)等。各种量子力学解释的目标都在于通过解释量子现象的本质特征、澄清波函数的本体论地位，去解决测量问题的核心矛盾，调和量子理论与经典世界的边界。在这场争论中，以物理学家为主导，充满着科学和哲学的交织。