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觀測者動力學:量子理論能否將觀ット者內化?

日文解說

即使量子理論能夠描述可容許狀態與效應的動力學,本文仍重新探討是否能在同一動力學框架內,解釋單一結果實現的原理。文中分析了試圖完全將觀測內化時所產生的循環性。

本研究的定位

本文並非旨在斷定量子理論是不完備的,而是針對量子基礎論中尚未解決的問題,提出 SRI 獨有的結構性立場。

原文標題: Observer Dynamics: Why Quantum Theory Cannot Internalize the Observer


英文原文

檔案 https://doi.org/10.5281/zenodo.18091168

作者/創作者

內容說明

量子理論提供了物理系統完整的動力學描述,明確規定了可容許效應(admissible effects)的空間及其關係。然而,該理論的每一次經驗應用都預設了單一結果的實現。這種實現是否能被內化於量子理論的動力學框架之中,仍是一個尚未解決的基礎問題。

在本研究中,我們從內部嚴格分析量子理論,包括其場論與粒子物理的表述形式。我們展示了量子理論在可容許效應空間 $E$ 上定義了一個封閉的動力學結構,但並不包含選擇已實現結果的原理。若試圖將觀測內化為一種動力學過程,則會展現出不可避免的循環性:用來解釋結果實現的機制,其本身就隱含地預設了其試圖解釋的確定性。

為了明確說明此限制,我們引入了選擇映射 $I: E
ightarrow e^*$,代表從「可容許性」到「實現」的轉變。我們將觀測者定義為與此映射相關的後動力學參考(post-dynamical reference),而非物理子系統或過程。我們證明了一個「不可能性結果」(no-go result),即即便充分考慮量子場論與基本粒子,結果的選擇仍無法在不產生循環性的情況下被內化於量子動力學之中。

我們透過將人工智慧描述為 $E$ 上的可計算轉換,進一步推導出對人工系統的影響。這引出了「鏡像定理」(Mirror Theorem):無論是在古典還是量子硬體上實現,人工系統可以模擬與操作可容許效應,但無法實例化結果的選擇。

這些結果將「觀測者動力學」確立為量子理論的一個邊界原理,劃定了該理論可以描述的範圍以及無法內化的範疇。觀測者的出現並非因為缺少某種物理機制,而是為了實現經驗觀察所必需的、在結構上不可簡約(irreducible)的後動力學參考。