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微尘舜筌

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量子力学的哲学困境  

2017-02-10 22:41:38|  分类: 纳米技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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量子力学有个“不确定性”原理,这是自然规律设置的,关于测量精度的上限,与测量仪器无关,大体含义是,如果你测量一个系统,就必然会干扰这个系统,从而造成测量结果的“不准确”,”亦即当你观测它时,它的状态就被改变从而造成观测结果的不准确。一切都是“观测结果”。

在科学史上,还没有任何一个理论比量子力学带来的哲学困惑更基本,也没有任何一个理论像量子力学那样,从其诞生之日起一直到有了惊人应用前景的今天,还伴随着激烈的哲学争论。

相对于人类而言,朴素的实在论是与人的日常生活相符合的很自然的态度,就像动物的本能一样。但是在科学中,科学家通常与超出日常生活之外的现象打交道,需要借助特定的抽象理论才能达到对所观察到的现象的说明。是理论拯救了现象,而不是从现象中归纳出理论。这样,客观性问题就变的复杂起来,现象背后是否存在一个不依赖于观察者的客观世界,就成为一个无法逃避的问题。

 量子力学诞生前,科学家有两个共同的基本信念:一是相信自然现象的发生都是有原因的,有规律可循的。相同的实验条件必然得到相同的实验结果,既决定论的因果性观念;一是相信科学理论都是对现象背后的客观世界的规律的解释,科学的目标在于掌握规律,作出预言。然而量子力学一开始就从根本意义上对这两种信念提出了挑战。正如波恩所说“从我们的量子力学的观点来看,在任何一个个别的情形里,都没有一个量能够用来确定碰撞的结果;不过迄今为止我们在实验上也没有理由相信,原子会具有某种内部特性,能够要求碰撞有一个确定的结果......我自己倾向于在原子世界里放弃决定论。但是这是一个哲学问题,只靠物理学的论证是不能决定的。”

量子力学的哲学困境 - 舜筌 - 微尘舜筌 

如果物理学家完全接受量子力学波函数的概率解释,那么就意味着降低了科学的预言能力,“而是像算命先生一样,只能说一些模棱两可的话,从而使科学变成一项追求不确定性的一项事业。”另一方面,如果我们认为量子力学真实的描述了现象背后的世界,那么那个神秘的世界确实让人难于想象。反之,如果认为量子力学没有描述现象背后的世界,那么就颠覆了科学家长期信奉的科学研究传统,这正是量子力学带来的哲学困惑之一。

另一个困惑是由量子测量导致的。测量的结果概率是一个数学量而不是一个物理量,是主体与客体通过测量相互作用的一个综合结果,量子力学是研究主体与被研究客体之间相互关系与作用的规律。量子测量中,主体与客体的分界线变得模糊不清了,量子力学不再是客观的,还包含主观的因素。“量子力学的建立,是以放弃对于物理现象的客观处理,亦以放弃我们唯一的区分观测者与被观测者的能力为代价的”

量子力学告诉我们,仅凭日常生活经验我们无法理解我们根本无法体验的微观世界的,量子世界在本质上是随机的,也是整体的,微观粒子是抽象空间的存在,它的演化遵循的是统计因果性的规律。与此同时,量子力学还似乎告诉我们,物质的实在性存在于观察中,不存在一个与我们的精神世界并行的客观独立的物质世界。我们所描述的物质世界是依赖于我们的精神世界而存在的,量子之间呈现的超距同谋是个体生命意识活动的综合反映,世界的实在性扎根于个体生命中的感受和理解中。

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