23、量子力学中的信息概念：挑战与可能性

量子力学中的信息概念：挑战与可能性

1. 量子态与信息更新

在量子力学的情境中，存在这样一种观点：当从单态转变为测量后的状态（例如从全局状态的单态到|↑⟩A|↓⟩B ，或者等价地，Bob 系统的状态从(1/2)1 变为|↓⟩B ），这并不代表世界或 Bob 系统本身发生了改变，而仅仅是 Alice 信息的更新。Bob 在与 Alice 碰面并得知她的测量结果之前，没有机会更新关于自己系统的信息。不过，两人对系统状态的不同赋值并不意味着他们对世界的认知存在分歧。

2. 对“信息”概念的质疑

2.1 贝尔的问题

在尝试理解量子态时，引入“信息”概念似乎颇具吸引力，它能解决一些棘手问题。然而，John Bell 指出了这一方法的核心问题。他提出两个关键问题：如果是信息，那么是关于什么的信息？以及是谁的信息？其中，第一个问题最为紧迫，它给信息论方法带来了两难困境。

2.2 两难困境

如果量子态代表某人的信息，对于“关于什么的信息”这个问题，似乎只有两种可能的答案：
- 答案（1） ：关于实验结果的信息。
- 答案（2） ：关于系统在测量前状态的信息。

对于答案（2），这种信息涉及系统在测量前就具有且量子态未描述的属性，也就是隐藏变量。但引入隐藏变量会让情况变得更糟，因为在量子力学中，隐藏变量的行为非常糟糕，具有非局域性和上下文相关性。所以，信息论者选择这个答案是自相矛盾的。

对于答案（1），如果量子态代表的信息是关于实验结果的，那么很难避免陷入工具主义。工具主义认为科学理论不描述不可