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量子的哲學
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2019.12.18

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我們的直覺,被局限在一定尺度、一定精度的時空內(nèi);在這樣時空內(nèi),通過人的智慧、實驗和數(shù)學建立了經(jīng)典物理學,衍生了經(jīng)典技術,影響了經(jīng)典哲學,使很多科學家堅定地相信世界本質(zhì)上是可以定量地精確地決定的。相對論給我們帶來了一次沖擊,把絕對的量和相對的量來了一些顛倒,但相對論沒有動搖“世界本質(zhì)上是可以定量地精確地決定的科學理念”;量子力學不僅帶來很多違背直覺的事情,它還動搖“世界本質(zhì)上是可以定量地精確地決定的科學理念”,因此量子力學給我們帶來的沖擊遠勝于相對論,至今我們都耿耿于懷。然而科學的最高原則是事實,科學的最高境界是和諧,所有別的成見或教條都應該是第二性的。由于人不可能看清所有的事實,又由于科學只發(fā)展了幾百年,也許我們離真相還很遠,但我們還應該去靜心地體會量子力學的思想,體會量子力學給予我們的哲學啟示。

啟示一:首先微觀粒子具有波動性,其某時刻的運動狀態(tài)不能像經(jīng)典物理那樣用位置和速度來描述,而要用一個彌散于整個空間,每一點都有一個值的波函數(shù)(或態(tài)矢量)來描述,其狀態(tài)必須是系統(tǒng)決定的。從哲學角度上說,量子學是徹底的系統(tǒng)決定的,這一點和中國古代哲學的自然觀是相容的;

啟示二:一個微觀粒子的狀態(tài)波函數(shù)是客觀的自然規(guī)律(薛定諤方程)的解,但波函數(shù)并不代表實際物理量的波動,而是描述粒子在空間的概率分布,它是概率波。由此可見量子學不像經(jīng)典科學觀那樣,認為物質(zhì)的運動從本質(zhì)上說應該是精確確定的,微觀粒子的行為從本質(zhì)上說是統(tǒng)計決定的;

啟示三:微觀粒子是波粒兩象性的,而且有些物理量是不能同時確定的,這在哲學意義上可以說物質(zhì)的本性是并協(xié)的、互補的,或說自然界客觀存在的東西必須是對立統(tǒng)一的整體,這一點和中國古代哲學的自然觀也非常相容;

啟示四:微觀系統(tǒng)的物理量和相應狀態(tài)往往是突變(躍遷)的,極高量子態(tài)下可以退化為經(jīng)典類似的情形。從哲學角度上說,這里存在著對應原理或量變質(zhì)變原理,經(jīng)典物理的行為只是量子行為退化后的近似行為;

啟示五:微觀系統(tǒng)中要考慮自旋空間,在自旋的參與下兩個氫原子才會以共價鍵結(jié)合成氫分子,大量原子系統(tǒng)才會由能級結(jié)構(gòu)形成能帶結(jié)構(gòu)。由此可見,一旦有新生力量參與很可能會使情況完全改觀,新生事物是極其重要的;

啟示六:在單粒子的干涉現(xiàn)象中測量會改變現(xiàn)象的發(fā)生,有干擾和無干擾可能是完全不同兩回事,因此我們不能用線性思維考察問題。另外量子系統(tǒng)存在零點能,說明物體的本性是永恒運動的,因此我們不能用靜止的眼光考察問題;

啟示七最近對有關量子糾纏態(tài)的實驗和理論研究發(fā)現(xiàn),量子信息具有不可克隆性、量子信息可以實現(xiàn)隱態(tài)傳輸、量子信息可以突破局域性限制,這似乎使我們認識到自然界會賦予一個系統(tǒng)以神圣的獨立性和統(tǒng)一性;

啟示八高等量子學和實驗事實揭示,一定條件下在真空中會產(chǎn)生正反粒子對、正反物質(zhì)也會湮滅消失,自然界物質(zhì)的秘密也許隱藏在真空及其對稱性上。由此可見,在一定條件下矛盾的雙方是可以互相轉(zhuǎn)換的,就是“有”和“無”也是可以互相轉(zhuǎn)換的。

量子科學使我們確立了一些量子世界的事實,但我們肯定還遠沒有知道量子科學的全貌,可以說我們現(xiàn)在還是處于“瞎子摸象”的階段,但量子科學的事實已給予我們很多全新的見識、應用、思想,使我們知道粒子本身就不是機械的,粒子本身是生動的、和諧、神圣的...;而且,量子力學似乎更適合用中國古代哲學理解,據(jù)說玻爾1937年訪問中國時,接觸到中國的太極和陰陽思想,大為震驚,多年來他領悟到的最深刻的物理思想:互補原理,竟與幾千年前中國圣賢的智慧如此相似,古老的東方智慧,與現(xiàn)代科學之間有著深刻的協(xié)調(diào)性。更神話一點,我們可以對中國古代哲學的物質(zhì)觀“道生一,一生二,二生三,三生萬物”,與現(xiàn)代的物質(zhì)觀“真空不空,真空中充滿著虛粒子對,對稱破缺會形成基本粒子,基本粒子形成化學元素,化學元素形成了豐富多彩的生命和自然界”作如下對比:“道即空”,真空也;一即太極,虛粒子對也;二即陰陽,組成各種元素的質(zhì)子、電子是也;三即八卦,五味雜陳的各種元素是也;八卦變出六十四卦道盡天地人世界萬物,元素變出各種物質(zhì)道盡天地人世界萬物。

為什么會出現(xiàn)這種吻合呢?事實上,量子學中粒子的運動不是機械的,一個粒子的行為也必須用整體論、統(tǒng)計決定論的觀念來討論,而這種觀念正是中國古代哲人在研究社會、研究人體和研究一些自然現(xiàn)象時所采用的(它反而和經(jīng)典的、機械的科學觀是很不一樣的),因此量子觀和中國古代哲學有相通之處就不足為怪了。東方文化重系統(tǒng)分析,整體演繹,返樸歸真;西方文化重分解分析,精確演繹,出神入化。西方孕育了經(jīng)典科學,發(fā)現(xiàn)了近代科學,而近代科學的內(nèi)涵具有整體性,互補性,對稱性等東方文化的要素,由此東西合璧才是完整的文化。

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