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思想前沿|量子糾纏改變了傳統(tǒng)哲學(xué)怎樣的思考方式

 1鐵樹 2021-05-30

當(dāng)前,大力推進量子技術(shù)的研發(fā)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)成為各國競爭的重要利器之一。美國諾貝爾獎獲得者斯坦博格甚至估計,在當(dāng)代經(jīng)濟發(fā)展中,有三分之一的國民生產(chǎn)總值以某種方式來自以量子力學(xué)為理論基礎(chǔ)的高科技要素。21世紀將是量子技術(shù)全面崛起的量子時代。我國在量子信息領(lǐng)域的研究處在世界前列,已經(jīng)成為量子信息世界版圖中一股不可或缺的力量。

物理學(xué)家費曼說過,“沒有人能理解量子力學(xué)”,這種說法充分表達了人們立足于常識或經(jīng)典觀念來理解或領(lǐng)會量子理論的困難所在。量子糾纏是量子力學(xué)的一個最根本的特征,是量子力學(xué)理論的內(nèi)在特質(zhì),是物理學(xué)家在認知微觀世界的量子化道路上所揭示出的一種極其奇特的量子現(xiàn)象。

物理學(xué)家們對量子糾纏概念的理解與接納經(jīng)歷了兩個階段:其一是觀念質(zhì)疑與概念辨析階段;其二是實驗證實與技術(shù)應(yīng)用階段。目前,關(guān)于量子糾纏的測量、轉(zhuǎn)換和純化等研究已經(jīng)成為21世紀量子科學(xué)技術(shù)的前沿?zé)狳c。然而,當(dāng)科學(xué)家們不得不承認如此不可思議的量子糾纏確實真實存在時,這是令他們既向往又煩惱的一件事。他們之所以向往,是因為量子科學(xué)已經(jīng)帶來了令人向往的技術(shù)應(yīng)用;他們之所以煩惱,是因為如果接受量子糾纏的存在,就意味著不得不承認量子力學(xué)是正確的。

然而,如果量子力學(xué)是正確的,那么,接受量子力學(xué)的基礎(chǔ)假設(shè),就必須放棄建立在常識和經(jīng)典物理學(xué)基礎(chǔ)之上形成的哲學(xué)框架。因此,對于當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)研究來說,量子糾纏引發(fā)的哲學(xué)問題比過去任何時候都更加尖銳與深刻。我們對這些問題的討論,不是對傳統(tǒng)哲學(xué)觀念的細枝末節(jié)的修正或補充,而是從傳統(tǒng)的根深蒂固的哲學(xué)觀念中脫胎換骨式地帶來一場哲學(xué)革命。

首先,雖然量子理論中的許多物理學(xué)概念(比如超對稱、超弦、夸克、光子等),都沒有得到觀察或經(jīng)驗證據(jù)的支持,但卻使科學(xué)研究從經(jīng)驗科學(xué)時代轉(zhuǎn)向后經(jīng)驗科學(xué)時代,從而要求科學(xué)哲學(xué)家必須重新闡述,在后經(jīng)驗科學(xué)時代,“什么是實在”的問題。其次,在后經(jīng)驗科學(xué)時代,量子物理學(xué)家選擇放棄傳統(tǒng)的科學(xué)方法,轉(zhuǎn)而憑借在長期科學(xué)實踐過程中養(yǎng)成的直覺認知能力,求助于數(shù)學(xué)和審美的敏感性,創(chuàng)造性地提出量子概念與建立量子理論。這使科學(xué)哲學(xué)研究的問題域從關(guān)注理論與經(jīng)驗的關(guān)系,轉(zhuǎn)向關(guān)注理論與科學(xué)家的認知技能和直覺的關(guān)系,從而要求科學(xué)哲學(xué)必須重新定位與闡述。

目前為止,量子“哲學(xué)”帶給我們?nèi)缦滤伎寂c啟迪:第一,自然界是不連續(xù)的。普朗克提出的量子化假設(shè)及其推廣應(yīng)用,為我們撬開了關(guān)注不連續(xù)世界的大門,并在科學(xué)思想史上第一次打破了萊布尼茲明確宣稱的“自然界無跳躍”的常識性觀念,確立了“自然界存在著躍變式變化”的觀念。當(dāng)代量子信息技術(shù)的發(fā)展,進一步印證了基于這種不連續(xù)性思想建立起來的理論大廈的正確性,限制了經(jīng)典思維方式的適用范圍,把檢驗理論正確與否的標準從單純注重觀察與實驗結(jié)果,擴展到技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,“自然界是不連續(xù)的”這一觀念一旦確立,就具有顛覆性的作用,帶來了一系列觀念的改變。

第二,理論可能是在談?wù)撌澜缍皇窃诿枋鍪澜?。量子理論描述的量子實在只是對“對象性實在”的描述,而不一定是對作為“自在實在”的微觀粒子本身的直接描述。 第三,包括人類在內(nèi)的微觀世界,是一個錯綜復(fù)雜的世界。量子糾纏現(xiàn)象的存在性顛覆了決定論的因果性觀念,確立了統(tǒng)計因果性的觀念,這種統(tǒng)計因果性是一種形式的統(tǒng)計決定論。量子糾纏體現(xiàn)出的整體性是一種非分離的整體性,這種整體性表明整體不等于部分之和。

最后,量子物理學(xué)家對世界的認知是從較低層次的問題域到較高層次的問題域,從具體的三維時空到抽象的多維時空,從可觀察的宏觀客體到不可觀察的微觀客體,從日常語言到數(shù)學(xué)語言,從可存在的量到可觀察的量,從本體論的追求到認識論的追求,這是一個對物理世界認知不斷深化的過程。

研究量子哲學(xué)的理論價值在于,通過揭示量子糾纏概念的提出與發(fā)展所帶來的哲學(xué)觀念的改變,為促進科學(xué)哲學(xué)研究的視域轉(zhuǎn)換,把科學(xué)發(fā)現(xiàn)重新納入科學(xué)哲學(xué)研究的范圍之內(nèi),提供了概念基礎(chǔ)和基本框架,為推動科學(xué)哲學(xué)的當(dāng)代發(fā)展提供一個新的視域。同時,通過揭示量子糾纏概念的基本含義,能夠有力批判當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中流行的“量子糾纏為意識決定論提供了科學(xué)依據(jù)”等錯誤的主觀唯心主義觀點。這些觀念不僅是對量子糾纏概念的誤讀,沒有任何可靠的科學(xué)根據(jù),而且把物理學(xué)問題與哲學(xué)問題乃至宗教問題相混淆,對人們的觀念形成錯誤的引導(dǎo)。

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