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量子力学重要概念范文1
【关键词】量子力学;教学方法;物理思想
“量子力学”是20世纪物理学对人类科学研究两大标志性贡献之一,已经成为理工科专业最重要的基础课程之一,学生熟练掌握量子力学的基本概念和基本理论,具备利用量子力学理论分析问题和解决问题的能力。对提高学生科学素,养培养学生的探索精神和创新意识及亦具有十分重要的意义。但是,量子力学理论与学生长期以来接触到的经典物理体系相去甚远,尤其是处理问题的思路和手段与经典物理截然不同,但它们之间又不无关联,许多量子力学中的基本概念和基本理论是类比经典物理中的相关内容得出的。思维上的冲突导致学生在学习这门课程时困惑不堪。此外,这门课程理论性较强,众多学生陷于烦琐的数学推导之中,导致学习兴趣缺失。针对这些教学中的问题,如何激发学生学习本课程的热情,充分调动学生的积极性和主动性,已经成为摆在教师面前的重要课题。对“量子力学”课程的教学内容应作一些合理的调整。
1 合理安排教学内容
1.1 理清脉络,强化知识背景
从经典物理所面临的困难出发,到半经典半量子理论的形成,最终到量子理论的建立,对量子力学的发展脉络进行细致的、实事求是的分析,特别是对量子理论早期的概念发展有一个准确清晰的理解,弄清楚到底哪些概念和原理是已经证明为正确并得到公认的,还存在哪些不完善的地方。这样一方面可使学生对量子力学中基本概念和基本理论的形成和建立的科学历史背景有一深刻了解,有助于学生理清经典物理与量子理论之间的界限和区别,加深他们对这些基本概念和基本理论的理解;另一方面,可使学生对蕴藏在这一历程中的智慧火花和科学思维方法有一全面的了解,有助于培养学生的创新意识及科学素养。比如:对于玻尔理论,由于对量子化假设很难用已经成形的经典理论来解释,学生往往会觉得不可思议,难以理解。为此,在讲解这部分内容时,很有必要介绍一下玻尔理论产生的历史背景,告诉学生在玻尔的量子化假设之前就已经出现了普朗克的量子论和爱因斯坦的光量子概念,且大量关于原子光谱的实验数据也已经被掌握,之前卢瑟福提出的简单行星模型却与经典物理理论及实验事实存在严重背离。为了解决这些问题,玻尔理论才应运而生。在用量子力学求解氢原子定态波函数时,还可以通过定态波函数的概率分布图,向学生介绍所谓的玻尔轨道并不是真实存在的,只是电子出现几率比较大的区域。通过这样讲述,学生可以清晰地体会到玻尔理论的承上启下的作用,而又不至于将其与量子力学中的概念混为一谈。
1.2 重在物理思想,压缩数学推导
在物理学研究中,数学只是用来表述物理思想并在此基础上进行逻辑演算的工具,教师不能将深刻的物理思想淹没在复杂的数学形式之中。因此,在教学过程中,教师要着重于加强基本概念和基本理论的讲授,把握这些概念和理论中所蕴含的物理实质。对一些涉及繁难数学推导的内容,在教学中刻意忽略具体数学推导过程,着重于使学生掌握其中的思想方法。例如:在一维线性谐振子问题的教学中,对于数学方面的问题,只要求学生能正确写出薛定谔方程、记住其结论即可,重点放在该类问题所蕴含的物理意义及对现成结论的应用上。这样,学生就不会感到枯燥无味,而能始终保持较高的学习热情。
2 改进教学方法
“量子力学”这门课程本身实验基础薄弱、理论性较强,物理图像不够直观,一味采取传统的灌输式教学,学生势必感到枯燥,甚至厌烦。学习效果自然大打折扣。为了提高学生学习兴趣,激发其学习的积极性,培养其科学探索精神及创新能力,在教学方法上应进行积极的探索。
2.1 发挥学生主体作用
在必要的教学内容讲解外,每节课都留出一定的师生互动时间。教师通过创设问题情景,引导学生进行研究讨论,或者针对已讲授内容,使学生对已学内容进行复习、总结、辨析,以加深理解;或者针对未讲授内容,激发学生学习新知识的兴趣(比如,在讲授完一维无限深方势阱和一维线性谐振子这
两个典型的束缚态问题后就可引导学生思考“非束缚态下微观粒子又将表现出什么样的行为”),这样学生就会积极地预习下节内容;或者选择一些有代表性的习题,让学生提出不同的解决办法,培养学生的创新能力。对于在课堂上不能解决的问题,积极鼓励学生利用图书馆及网络资源等寻求解决,培养学生的科学探索精神。此外,还可使学生自由组合,挑选他们感兴趣的与课程有关的题目进行讨论、调研并完成小组论文,这一方面激发学生的自主学习积极性,另一方面使其接受初步的科研训练,一举两得。
2.2 注重构建物理图像
在实际教学中着重注意物理图像的构建,使学生对一些难以理解的概念和理论形成较为直观的印象,从而形成深刻的记忆和理解。例如:借助电子束衍射实验,通过三个不同的实验过程(强电子束、弱电子束及弱电子束长时间曝光),即可为实物粒子的波粒二象性构建出一幅清晰的物理图像;借助电子束衍射实验图像,再以光波类比电子波,即可凝练出波函数的统计解释;借助电子双缝衍射实验图像,可使学生更易接受和理解态叠加原理;借助解析几何中的坐标系,可很好地为学生建立起表象的物理图像。尽管这其中光波和电子波、坐标系和表象这些概念之间有本质上的区别,但借助这些学生已经熟知和深刻理解的概念,可使学生非常容易地接受和理解量子力学中难以言明的概念和理论,同时,也可使学生掌握这种物理图像的构建能力,对培养学生的创新思维具有非常积极地作用。
3 教学手段和考核方式改革
3.1 课程教学采用多种先进的教学方式
如安排小组讨论课,对难于理解的概念和规律进行讨论。先是各小组内讨论,再是小组间辩论,最后老师对各小组讨论和辩论的观点进行评述和指正。例如,在讲到微观粒子的波函数时,有的学生会认为是全部粒子组成波函数,有的学生会认为是经典物理学的波。这些问题的讨论激发了学生的求知欲望,从而进一步激发了学生对一些不易理解的概念和量子原理进行深入理解,直至最后充分理解这些内容。另外课程作业布置小论文,邀请国内外专家开展系列量子力学讲座等都是不错的方式。
3.2 坚持研究型教学方式
把课程教学和科研相结合,在教学过程中针对教学内容,吸取科研中的研究成果,通过结合最新的科研动态,向学生讲授在相关领域的应用以培养学生学习兴趣。在量子力学诞生后,作为现代物理学的两大支柱之一的现代物理学的每一个分支及相关的边缘学科都离不开量子力学这个基础,量子理论与其他学科的交叉越来越多。例如:基本粒子、原子核、原子、分子、凝聚态物理到中子星、黑洞各个层次的研究以量子力学为基础;量子力学在通信和纳米技术中的应用;量子理论在生物学中的应用;量子力学与正在研究的量子计算机的关系等,在教学中适当地穿插这些知识,扩大学生的知识面,消除学生对量子力学的片面认识,提高学生学习兴趣和主动性。
量子力学从诞生到发展的物理学史所包含的创新思维是迄今为止哪一门学科都难以比拟的。在20世纪初,经典物理学晴空万里,然而黑体辐射、光电效应、原子光谱等物理现象的实验结果严重冲击经典物理学理论,让经典物理学陷入危机四伏的境地。量子力学的诞生,开启了人类科学发展的新思维。开展好量子力学的教学活动,在教学过程中展现量子力学数学形式之美,使学生在科学海洋中得到美的享受,有利于极大的提高学生的科学素养,从精神上熏陶他们的创新精神。
【参考文献】
[1]周世勋.量子力学教程[m].高教出版社,1979.
量子力学重要概念范文2
【关键词】量子力学;实验教学;改革
中图分类号:041 文献标识码:A 文章编号:1006-0278(2013)04-193-01
一、引言
作为现代物理学和现代科学技术的理论基础,量子力学将物质的波动性与粒子性统一起来,是研究微观粒子运动规律的物理学分支学科。很多教师在上课时只着重于讲授理论体系本身的知识,往往忽略了理论和实验的紧密联系,从而导致它的实验建设一直是本课程建设的薄弱环节。充分考虑到该门课程的性质和特点,我们在教学中借鉴了工科教学的模式重点围绕“培养学生物理应用的惯性意识与掌握量子力学基本概念和规律”的目标开展了三类不依赖于仪器设备和环境条件的实验,以切实贯彻“德育为先、能力为重”和“育人为本”的原则。
二、量子力学的实验教学
为了让学生从思想上接受并理解量子观念,在学习中透过复杂的数学计算深入理解量子力学的概念和规律,并能主动积极地思考、解决相关问题,我们构建了由思想、演示与创新性实验组成的课内课外教学平台,以辅助量子力学的理论教学过程。
思想实验,又称“假想实验”,是人类按照科学研究的实验过程在头脑中进行的发现和获取科学事实与自然规律的逻辑思维活动,是自然科学家和哲学家经常使用的一种十分有效的研究方法。由于不会受到主客观条件及仪器设备的操作限制,思想实验可以为学生的思维互动启发提供有利的平台。事实上,在量子力学建立与发展的过程中,很多思想实验都起到了重要的推动作用。例如作为量子力学的创始人之一,奥地利物理学家埃尔温・薛定谔提出了著名的“薛定谔之猫”的思想实验,它将量子理论微观领域中原子核衰变的量子不确定性与宏观领域中猫的生死联系在了一起,充分体现了量子力学的奇异性。通过在课堂教学中讲授诸如此类的思想实验可以给学生提供一个动脑“做”理论的机会,这样不仅可以使学生从理性的角度接受量子力学的基本思想并深入理解量子力学的基本概念和基本理论,还可以激发他们对课程的学习兴趣,在无形中培养他们的理性思维、逻辑思维、创新意识和推理能力。
演示实验,即教师在课堂上借助视频、计算机模拟等手段演示实验过程,展示物理现象,引导学生观察、思考、分析并得出结论的过程。量子力学的建立离不开很多重要实验的支撑,如黑体辐射、光电效应等。其中一些实验由于条件及经费的限制目前无法在实验室开展,所以我们可以充分利用丰富的网络资源及Matlab等数学软件构建演示实验的平台,给学生提供一个动眼“做”理论的机会。一方面,通过播放演示实验的视频重现实验过程,加强引导学生对实验的条件、思路和方法等进行思考和分析,培养学生的实验素养和强化他们的实验技能,帮助他们增加感性认识,使他们体会科学的发展过程,克服抽象的物理图景给他们带来的困扰。另一方面,通过利用数学软件实现对量子力学课程中一些问题的静、动态数值模拟,将抽象的量子力学结果形象直观化,帮助学生透过复杂的数学公式推导深入、形象地认识微观粒子的特征,使他们深入理解量子力学的基本原理和基本概念,提高他们运用物理思想进行综合分析的能力。
知识的获得是为了更好地服务于实践,因此为了让学生能将量子力学中所学到的基本理论运用于实践,我们在该门课程的教学中还开设了创新性实验,为学生提供动手“做”理论的机会。首先教师在课堂的教学中始终贯彻科研促教学的思想,有意识地结合具体的教学内容进行近代物理前沿知识的渗透。然后鼓励学生根据自己的实际情况与兴趣并结合毕业论文自由组合选择相应的小课题在教师的指导下进行专题研究,同时对于一些学生在平时教学过程中反映出来的理解上比较模糊或难以理解的部分定期组织专题讨论。该类实验的开设为学生提供了实践的自由发挥空间,可以初步培养学生的数理分析能力与结合自己的兴趣自我发现问题并解决与专业相关领域实际问题的能力及撰写科研论文的能力,同时还增强了学生对量子力学课程学习的兴趣和团结协作精神。
量子力学重要概念范文3
量子力学是当代科学发展中最成功、也是最神秘的理论之一。其成功之处在于,它以独特的形式体系与特有的算法规则,对原子物理学、化学、固体物理学等学科中的许多物理效应和物理现象作出了说明与预言,已经成为科学家认识与描述微观现象的一种普遍有效的概念与语言工具,同时也是日新月异的信息技术革命的理论基础;其神秘之处在于,与其形式体系的这种普遍应用的有效性恰好相反,量子物理学家在表述、传播和交流他们对量子理论的基本概念的意义的理解时,至今仍未达成共识。量子物理学家在理解和解释量子力学的基本概念的过程中所存在的分歧,不是关于原子世界是否具有本体论地位的分歧,而是能否仍然像经典物理学理论那样,把量子理论理解成是对客观存在的原子世界的正确描述之间的分歧。
在量子力学诞生的早期岁月里,这些分歧的产生主要源于对量子理论中的波函数的统计性质的理解。因为量子力学的创始人把量子力学理解成是一种完备的理论,把量子统计理解成是不同于经典统计的观点,在根本意义上,带来了量子力学描述中的统计决定性特征。而理论描述的统计决定性与物理学家长期信奉的因果决定论的实在论研究传统相冲突。在当时的背景下,对于那些在经典物理学的熏陶下成长起来的许多传统物理学家而言,对量子力学的这种理解是难以容忍的。这些物理学家仍然坚持以经典实在观为前提,希望重建对原子对象的因果决定论的描述。这种观点认为,现有的量子力学只是临时的现象学的理论,是不完备的,将来总会被一个拥有确定值的能够解决量子悖论的新理论所取代。量子哲学家普遍地把这种实在论称之为定域实在论,或者称为非语境论的实在论。从EPR悖论到贝尔定理的提出正是沿着这一思路发展的。这种观点把量子论中的统计决定论与经典实在论之间的矛盾,理解成是量子论与传统实在论之间的矛盾。
但是,自从1982年阿斯佩克特等到人完成的一系列实验,没有支持定域隐变量理论的预言,而是给出了与量子力学的预言相一致的实验结果以来,量子论与传统实在论之间的矛盾焦点,由对量子理论中的统计决定性特征的质疑,转向了对更加基本的量子测量过程中的“波包塌缩”现象的理解。因为量子测量问题是量子理论中最深层次的概念问题。冯诺意曼在本体论意义上引入量子态的概念来表征量子实在的作法,直接导致了至今难以解决的量子测量难题。到目前为止,所有的量子测量理论都是试图站在传统实在论的立场上,对量子测量过程作出新的解释。玻姆的本体论解释在承认量子力学的统计性特征,把量子世界看成是由客观的不确定性、随机性和量子纠缠所支配的世界的前提下,通过假设非定域的隐变量的存在,寻找对量子测量过程的因果性解释。量子哲学家把这种实在论称为非定域的实在论。[1] 多世界解释在承认现有的量子力学的形式体系和基本特征是完全正确的前提下,通过多元本体论的假设来对具有整体性特征的量子测量过程作出整体论的解释。量子哲学家把这种实在论称为非分离的实在论。[1]
量子测量现象的非定域性和非分离性所反映的是量子测量过程的整体性特征。问题是,相对于科学哲学研究而言,如果把量子测量系统理解成是一个包括观察者在内的整体,我们将永远不可能在观察者与被观察系统之间作出任何形式的分割。而观察者与被观察系统之间的分界线的消失,将会使我们在不考虑观察者的情况下,对物理实在进行客观描述的梦想彻底地破灭。这是因为,一方面,如果我们认为量子力学的形式体系是正确而完备的理论,那么,就能够用量子力学的术语描述包括观察者在内的整个测量过程。这时,观察者成为整个测量系统中的一个组成部分参与了测量中的相互作用;另一方面,如果我们仍然渴望像以可分离性假设为基础的经典测量那样,在以整体性假设为基础的量子测量系统中,也能够得到确定而纯客观的测量结果,那么,他们必须要在观察者与被观察的量子系统之间作出某种分割,观察者才有可能站在整个测量系统之外进行观察。然而,在量子测量的具体实践中,这个重要的“阿基米德点”是永远不可能得到的。因为对量子测量系统进行的任何一种形式的分割,都必然会导致像“薛定谔猫”那样的悖论。这样,关于量子论与实在论之间的矛盾事实上转化为,在承认量子力学的统计性特征的前提下,如何解决量子测量的整体性与传统实在论之间的矛盾。
以玻尔为代表的传统量子物理学家在创立了量子力学的形式体系之后,并不追求从量子测量现象到量子本体论的超越中提供一种本体论的理解。而是在认识论和现象学的意义上做文章。玻尔认为,观察的“客观性”概念的含义,在原子物理学的领域内已经发生了语义上的变化。在这里,客观性不再是指对客体在观察之前的内在特性的揭示,而是具有了“在主体间性的意义上是有效的”这一新的含义。这种把“客观性”理解成是“主体间性”的观点,在认识论意义上,所隐藏的直接后果是,使“客观性”概念失去了与“主观性”概念相对立的基本含义,从而使量子力学成为支持科学的反实在论解释的一个重要的立论依据。与此相反,近几十年发展起来的多世界解释,试图以多元本体论的假设为前提,恢复对客观性概念的传统理解;玻姆的本体论解释则是以粒子轨道与真实波的二元论假设为代价,把测量过程中的整体性特征归结为是量子势的性质。这两种解释虽然在理解量子测量现象时坚持了传统实在论的立场。但是,这些立场的坚持是以在量子力学中增加某些额外的假设为代价的。这正是为什么近几十年来,反思与研究量子力学与量子测量的概念基础问题,成为不计其数的论著和论文所讨论的中心论题的主要原因所在。
到目前为止,在量子物理学家的心目中,微观客体的非定域性特征和量子测量的非分离性特征已经成为不争的事实。如果我们站在科学哲学的立场上,像当初接受量子统计性一样,也接受量子力学描述的微观系统的这种整体性特征。那么,量子测量过程中被测量的系统与测量仪器(包括观察者在内)之间的整体性关系将会意味着,在微观领域内,我们所得到的知识,事实上,总是与观察者密切相关的知识。这个结论显然与长期以来我们所坚持的真理符合论的客观标准不相容。因此,接受量子力学的整体性特征,就意味着放弃真理符合论的标准,需要对传统实在论的核心概念——理论和真理的性质与意义——进行重新理解。这样,现在的问题就变成是,能否在接受量子力学的统计性和整体性特征的前提下,阐述一种新的实在论观点呢?如果答案是否定的,那么,科学实在论将永远不可能得到辩护;如果答案是肯定的,那么,与理论的整体性特征相协调的实在论是一种什么样的实在论呢?这正是本文所关注的主要问题所在。
2.认识论教益:隐喻思考与模型化方法的突现
自近代自然科学产生以来,公认的传统实在论的观点是建立在宏观科学知识基础之上的一种镜像实在论。在宏观科学的研究领域内,观察者总是能够站在整个测量系统之外,客观地获得测量信息。在有效的测量过程中,测量仪器对测量结果的干扰通常可以忽略不计。测量结果为理论命题的真假提供了直接的评判标准,使命题和概念拥有字面表达的意义(literal meaning)或非隐喻的意义和指称。因此,镜像实在论是以观察命题的真理符合论为前提的。
真理符合论的最实质性的内容是,坚持命题与概念同实际的事实相符合。长期以来,科学家一直把这种观点视为是科学研究活动的价值基础。
维特根斯坦在其著名的《逻辑哲学导论》一书中,把真理的这种符合论观点表述为:就像唱片是声音的画像并具有声音的某些结构一样,命题所描述是事实的画像,并具有与事实一致的结构。因为用语言来思考和说话,就是用语言来对事实作逻辑的模写,它类似于画家用线条、色彩、图案来描绘世界上的事物。所以,用语言描述的图象与世界的实际图象之间具有同构性。1933年,塔尔斯基对这种真理观进行了定义。在当前科学哲学的文献中,人们习惯于用“雪是白的”这一命题为例,把塔尔斯基对真理的定义形象地表述为:“雪是白的”是真的,当且仅当,雪是白的。
普特南把塔尔斯基对真理的这种定义概括为“去掉引号的真理论”。塔尔斯基认为,要想使“‘雪是白的’是真的”,这个句子本身成真,当且仅当,“雪是白的”这个事实是真实的,即我们能够得到“雪是白的”这一经验事实。这个看似简单的句子隐含着两层与常识相一致的符合关系:第一层的相符合关系是,语言表达的命题与实际事实相符合;第二层的相符合关系是,观察得到的事实与真实世界相符合。在日常生活中,像“雪是白的”这样的经验事实是非常直观的,只要是一个正常的人,都有可能看到“雪确实是白色的”这个实际存在的事实。因此,人们对它的客观性不会产生任何怀疑,能够作为“‘雪是白的’是真的”这个句子的成真条件。
然而,量子力学揭示出的微观测量系统中的整体性特征,既限制了我们对这种理想知识的追求,也向传统的客观真理标准的价值观提出了挑战。这是因为,在量子测量的过程中,对命题的这种理想的描述方式和对对象的如此单纯的观察活动,已经不再可能。以玻尔为代表的许多物理学家虽然在量子力学诞生的早期就已经意识到这一点。但是,在科学哲学的意义上,他们在抛弃了真理符合论之后,却走向了认识论的反实在论;冯诺意曼的测量理论以真理符合论为基础,要求在观察者与测量仪器之间进行分割的做法,直接导致了量子测量中的“观察者悖论”;现存的非分离与非定域的实在论解释,也是以真理符合论为基础,在量子力学的形式体系中增加了某些难以令人接受的额外假设,来解决量子测量难题。从哲学意义上看,这种借助于额外假设来使量子力学与实在论相一致的作法并没有唯一性。它不过是借助于各种哲学的想象力来解决量子测量难题而已。
由此可见,量子测量难题的产生,实际上是以真理符合论为基础的传统实在论的观点,来理解量子测量过程的整体性特征所导致的。现在,如果我们像放弃经典的绝对时空观,接受相对论一样,也放弃真理符合论的实在论,接受现有的量子力学。那么,在当代科学哲学的研究中,我们需要以成功的量子力学带给我们的认识论教益为出发点,对理论、概念和真理的性质与意义作出新的阐述。量子力学所揭示的微观世界与宏观世界之间的最大差异在于,我们对微观世界的内在结构的认知,不可能像对宏观世界的认知那样,使观察者能够站在整个测量语境的外面来进行。
这就像盲人摸象的故事一样,不同的盲人从大象的不同部位开始摸起,最初,他们所得到的对大象的认识是不相同的,因为每个人根据自己的触摸活动都只能说出大象的某一个部分。只有当他们摸完了整个大象时,他们才有可能对大象的形状作出客观的描述。然而,虽然他们对大象的描述始终是从自己的视角为起点的,并建立在个人理解的基础之上。但是,不可否认的是,他们的触摸活动总是以真实的大象为本体的。在微观领域内,量子世界如同是一头大象,物理学家如同是一群盲人,有所区别的是,物理学家对微观世界的认识不可能是直接的触摸活动,而只能借助于自己设计的测量仪器与对象进行相互作用来进行。在这个相互作用的过程中,包括观察者在内的测量语境成为联系微观世界与理论描述之间的一个不可分割的纽带。
如果把这种量子力学的这种整体性思想延伸外推到一般的科学哲学研究中,那么,可以认为,科学家所阐述的理论事实上是一个产生信念的系统。科学家借助于模型化的理论,把他们对世界的认知模拟出来。理论模型所描述出的世界与真实世界之间的关系是一种内在的、整体性的相似关系。这种相似分为两个不同的层次:其一,在特定的语境中,模型与被模拟的世界在现象学意义上的初级相似。这种相似是指,在这个层次上,我们只是能够通过某些关系把现象描述出来,但是,对现象之所以发生的原因给不出明确的说明;其二,在特定的语境中,模型与被模拟的世界在认识论意义上的高级相似。这种相似是指,理论模型达到了与真实世界的内在结构与关系之间的相似。所以,现象学意义上的相似最后会被成熟理论所描述的认识论意义上的结构相似所包容或修正。
这两个层次之间的相似关系是建立在经验基础之上的,而不是建立在逻辑或先验的基础之上。这样,虽然科学家在建构理论模型的过程中,总是不可避免地存在着许多非理性的因素。但是,在根本的意义上,他们的建构活动是以最终达到使理论描述的可能世界与真实世界之间的结构与关系相似为目的的。因此,测量语境的存在成为科学家建构活动的一个最基本的制约前提。建构理论模型的活动是一种对世界的认知活动。建构活动中的虚构性将会在与公认的实验事实的比较中不断地得到矫正,直至达到与真实世界完全一致为止。或者说,在一定的语境中,当从理论模型作出的预言在经验意义上不断地得到了证实的时候,类比的相似性程度将随之不断地得以提高;当科学共同体能够依据理论模型所描述的可能世界的结构来理解真实世界时,相似性关系将逐渐地趋向模型与世界之间的一致性关系。
在这种理解方式中,真理是物理模型与真实世界之间的相似关系的一种极限,是在一定的语境中完善与发展理论的一个最终结果。这样,在科学研究中,真理成为科学研究追求的一个最终目标,而不是科学研究的逻辑起点。或者说,把真理理解成是在科学的探索过程中,成熟的物理模型与世界结构之间达成的一致性关系。对真理的这种理解,使过去追求的客观真理变成了与语境密切相关的一个概念。超出理论成真的语境范围,真理也就失去了存在的前提和价值。这样,与玻尔把理论的客观性理解成是主体间性的观点所不同,本文是通过改变对真理意义的理解方式,挽救了理论的客观性。
如果把科学活动理解成是对世界的模拟活动,那么,在理论的建构活动中,科学理论的概念与术语所描述出的可能世界,只在一定的语境中与真实世界具有相似性。所以,相对于不可能被观察到的真实世界而言,科学的话语(scientific discourses)将不再具有按字面所理解的意义,而是只具有隐喻的意义。只有当理论与世界之间的关系趋向于一致性关系时,对某些概念的隐喻性理解才有可能变成字面语言的理解。所以,在科学研究的活动中,研究对象越远离日常经验,科学话语中的隐喻成份就越多。这也许是为什么在量子理论产生的早期年代,物理学家在理解微观现象时,不可能在微观对象的粒子性和波动性之间作出任何选择的原因所在。实际上,微观粒子的波——粒二象性概念只是在现象学意义上的一种典型的隐喻概念,它们并不拥有概念的字面意义,而只具有隐喻的意义。因此,它们不是对真实世界的基本结构的实际描述。正如惠勒的“延迟实验”所揭示的那样,物理学家不可能选择用其中的一类图象来解释另一类图象。只有当关于微观世界的内在结构在可能世界的模型中得到全部模拟时,原来的波——粒二象性的概念才被一个更具有普遍意义的新的量子态概念所取代。
如果科学语言只具有隐喻的意义,科学理论所描述的是可能世界,那么,物理学家对测量现象的描述,也只是一种隐喻描述,而不是非隐喻的按照字义所理解的描述。这种描述既依赖于观察者的背景知识,也依赖于当时的技术发展的水平。就像格式塔心理学所阐述的那样,同样的图形、同一个对象,不同的观察者会得出不同的结论。在这个意义上,测量与观察不再是纯粹地揭示对象属性的一种再现活动,而是观察者与对象发生相互作用之后,受到测量语境约束的一种生成活动。在这个活动中,就现象本身而言,至少包含有两类信息:一是来自对象自身的信息;二是包括观察者在内的测量系统内部发生相互作用时新生成的信息。
从这个意义上看,微观粒子在测量过程中表现出的波——粒二象性只是一种现象学意义上的相似,而不是微观粒子的真实存在。在大多数情况下,现象还不等于是证据,把现象作为一种证据表述出来,还要受到物理学家的背景知识和社会条件的制约,甚至受到已接受的可能世界的基本理念的制约。按照对理论、真理和测量的这种理解方式,由“波包塌缩”现象所反映的问题,就变成了提醒物理学家有必要对过去所忽视的物理测量过程的各个细节,对宏观与微观之间的过渡环节,进行更细致的理论研究的一个信号,成为进一步推动物理学发展的一个技术性的物理学问题,而不再是观念性的与实在论相矛盾的哲学问题。
玻姆的量子论是试图用非隐喻的字面语言对真实的量子世界进行描述,而现有的量子力学在它的产生初期则是用隐喻的语言对量子世界的一种模拟描述。正是由于理论模型具有的相似性,才使得薛定谔的波动力学与海森堡等人的矩阵力学能够得出完全相同的结果,并最终证明两者在数学上是等价的。在量子力学的语境中,不论是波动图象,还是粒子图象都只是理论与世界之间的现象学意义上的初级相似。在以后的发展中,量子力学所描述的可能世界的预言与真实世界的实验现象相一致的事实说明,当冯诺意曼在希尔伯特空间以量子态为基本概念建立了量子力学的公理化体系之后,这些现象学意义上的相似已经上升到认识论意义上的结构相似,说明量子力学描述的可能世界与真实世界在微观领域内是一致的。这时,以波——粒二象性为基础的隐喻图象被整体论的世界图象所取代。这也许正是物理学家可以在抛开哲学争论的前提下,只注重量子物理学的技术性发展的一个原因所在。而相比之下,玻姆的理论不过是追求传统意义上的非隐喻的字面图象和传统哲学观念的一种理想产物。
在对理论、概念和真理的意义的这种理解方式中,理论与世界之间的一致性关系不是建立在命题与概念的层次上,而是以测量语境为本体,建立在物理模型与真实世界之间从现象学意义上的初级相似到认识论意义上的结构相似的基础之上的。测量语境的本体性,成为我们在认识论意义上承认科学理论是一个信念系统的同时,拒绝后现代主义者把理论理解成是可以随意解读的社会文本的极端观点的根本保证。所以,真理的意义不是取决于词、概念和命题与世界之间的直接符合,而是在于理论整体与世界整体之间在逼真意义上的一致性。由于可能世界与真实世界之间的这种一致性关系在一定程度上是依赖于社会技术条件的动态关系。因此,以一致性为基础的真理是依赖于语境的真理,它永远是一个动态的和可变的概念,而不是静止的和不变的概念。这显然是对“把科学研究的目的理解为是追求真理”这句话的最好解答。
3.从思维方式的变革到语境实在论的基本原理
当我们把对理论、真理和意义的这种理解方式应用于对真实世界的认识时,也可以在测量语境的基础上,对理论进行实在论的解释。所不同的是,这种实在论不再是把科学理论理解成是提供关于世界的某种镜象图景的、以强调语言与命题的真理符合论为基础的那种实在论,而是把科学理论理解成是通过先对世界的模拟,然后,与真实世界趋于一致的、依赖于测量语境的实在论。不同的理论模型和测量语境可以提供对世界的不同描述。但是,通过进一步的观察或实验,我们可以判断哪一个模型能够更好地与世界相一致。在这里,理论模型与世界之间的关系是一种相似关系,而不再是相符合的关系;测量结果与对象之间的关系是在特定条件下的一种境遇性关系,而不再是一种纯粹的再现关系。我们把这种与量子力学的整体性特征相一致的量子实在论称为“语境实在论”。用语境实在论的观点取代传统实在论的观点,必然带来思维方式的根本转变。需要以整体性的语境论的思维观取代传统思维观。这种思维方式的逆转主要通过下列几个方面体现出来:
首先,在本体论意义上,用普遍的本体论的关系论(global-ontological relationalism)的观点取代传统的本体论的原子论(ontological atomism)的观点。承认关系属性或倾向性属性的存在,承认概率的实在性,承认世界中的实体、属性与关系之间的整体性。传统的原子本体论总是把世界理解成是由可以进行任意分割的部分所组成,整体等于部分之和,牛顿力学是这种本体论的一个典型范例;关系本体论则把世界理解成是一个不可分割的整体,整体大于部分之和,量子力学是这种本体论的一个典型范例。与原子本体论中认为实体可以独立地拥有自身的属性所不同,在关系本体论中,实体及其属性总是在一定的关系中体现出来。这里存在着两层关系:一层是实体之间的内在关系属性;另一层是实体固有属性表现的外在关系条件。前者具有潜存性,后者为潜存性向现实性的转变创造了有利条件。 其次,在认识论意义上,用理论模型的隐喻论的观点取论模型的镜象论的观点。传统的模型镜象论观点把理论理解成是命题的集合,命题与概念的指称和意义是由对象决定的,它们的集合构成了对对象的完备描述;而模型隐喻论的观点虽然也认为理论能够以命题的形式表示出来,但是,理论不是命题的集合,而是包含有模仿世界的内在机理的模型集合。理论与世界之间的关系不是传统的相符合关系,而是在一定的语境中,理论描述的可能世界与真实世界之间以相似为基础的一致性关系。理论系统的模型与真实系统之间的相似程度决定理论的逼真性。这样,真理不再是命题与世界之间的符合,而是成为理论的逼真性的一种极限情况。或者说,当理论所描述的可能世界与真实世界相一致的时候,理论的真理才能出现。这是对基本的认识论概念的倒转:传统的逼真性理论是用命题或命题集合的真理作为基本单元,来衡量理论距真理的距离,即理论的逼真度;而现在正好反过来,是通过对逼真性概念的理解来达到对真理的理解。
第三,在方法论意义上,用语义学方法取代传统的认识论方法。在传统的认识论方法中,是用命题的真理或图象与世界之间的逼真度的术语来表达科学实在论的一般论点。然而,这种方法使我们从开始就需要清楚地辨别对一些解释性描述的理解。例如,在相同的研究领域内,我们为什么能够说,一个理论比与它相竞争的另一个理论更逼近真理或更远离真理?对于诸如此类的问题,如果没有一个明确的和可辩护的回答方式,那么,逼真性概念要么是空洞的;要么就是不一致的。结果,对理论的逼真性的论证反而成为对“认识的谬误(epistemic fallacy)”的证明,并在某程度上支持了认识论的怀疑论观点。但是,如果我们在语义学的语境中,通过对逼真性概念的分析与辩护,然后,衍生出理论的真理,对上述问题的理解方式将不会陷入如此的认识论困境。并且从认识论的怀疑论也不会推论出语义学的怀疑论。
第四,在经验的意义上,用现象生成论的测量观取代现象再现论的测量观。所谓现象再现论的测量观是指,把物理测量结果理解成是对对象固有属性的一种再现,测量仪器的使用不会对对象属性的揭示产生实质性的干扰,它扮演着一个单纯意义上的工具角色。理论术语能够对这些观察证据进行精确的表述。观察证据的这种纯粹客观性成为建构与判别理论的逻辑起点;而现象生成论的测量观则认为,测量是对世界的一种透视,测量结果是在对象与测量环境相互作用的过程中生成的。测量结果所表达的经验事实,不是纯粹对世界状态的反映,因为经验事实存在于我们的信念系统之中,而不是独立于观察者的意识或论述之外与世界的纯粹符合,只是在特定的测量语境中的一种相对表现,是相互作用的结果。或者说,测量语境构成了对象属性有可能被认识的必要条件。
所以,理论的逼真度与科学进步之间的联系,应该在经验的意义上来确立。科学进步的记录并不是真命题的积累,而是从模型系统与真实系统之间的相似性出发,用逼真度的概念衡量科学研究纲领接近真理的程度。在这里,相似性不是一个命题,也不是两个世界之间的一种固定不变的关系,而是依赖于语境的一个程度性的概念。它的内容将会随着我们对世界的不断深入的理解而发生变化。所以,科学进步不是真命题积累的问题,而是理论的成功预言与经验事实的函数。
第五,在语义学的意义上,用整体论或依赖于语境的隐喻语言范式取代非隐喻的字面真理范式(literal-truth paradigm)。从17世纪开始,非隐喻的字面真理的范式就已经被科学家广泛地接受为是理想的语言。其动机是期望把理论模型的言语和论证,建立在优美而简洁的数学和几何的基础之上。当时的理性论者和经验论者把科学语言当成是理想的合乎理性的语言,或者说,把科学的经验和知识看成是人类经验和知识的典范。这种观点认为,所有的知识与真实世界之间的关系是根据表征知识的命题方式来讨论的,科学语言与概念的意义由它所表征的世界来确定,它们不仅在本质上具有固有的字义,而且语言本身的字面意义就是使用词语的标准。语言的意义不仅与语言的用法无关,而被认为是客观地对应于世界的各个方面。科学的话语总是关于自然界的现象、内在结构和原因的话语。
然而,在整体论的隐喻语言范式中,理论所讨论的是由科学共同体提出的关于世界的因果结构的信念,知识与真实世界之间的关系是根据可能世界与真实世界之间的相似关系来讨论的。在这里,两个世界之间的相似程度的提高是它们共有属性的函数。在隐喻的意义上,语言与概念的意义是极其模糊的和语境化的,隐喻的表达通常并不直接对应于世界中的实体或事件:即,按照字面的意义理解隐喻的陈述常常是错误的。例如,在理解量子测量现象时,实验已经证明,或者强调使用粒子语言,或者强调波动语言都是失败的。这也是玻尔的互补性原理在量子力学的时期岁月里容易被人们所接受的高明之处。从本文的观点来看,关于微观世界的粒子图象或波动图象只不过是传统思维惯性的一种最显著的表现而已。事实上,这两种图象都只是一种隐喻意义上的图象,而不代表微观世界的真实图象。隐喻与其它非字面的言词是依赖于语境的。正如后期维特根斯所言,语言与概念的意义依赖于活动,使用一个符号的充分必要条件必须包括对活动的描述。
在这种整体论的思维方式的基础上,我们可以把语境实在论的主要观点,总结为下列六个基本原理:
本体论原理:在物理测量的过程中,物理学家所观察到的现象是由不可能被直接观察到的过程因果性地引起的。这些不可能被直接观察到的过程是独立于人心而自在自为地存在着的。
方法论原理:对一个真实过程的理论模型的建构,是对不可能被观察到的真实世界的机理和结构的模拟。对于真实世界而言,它在现象学意义上的表现与它的内在结构或机理在定性的意义上具有一致性。即,理论模型具有经验的适当性。
认识论原理:理论描述的可能世界与真实世界只具有的相似性,它们之间的相似程度是它们具有的共同特性的函数。这些共性是在实验与测量语境中找到的。
语义学原理:在一定的语境中,理论模型与真实系统之间的相似关系决定理论的逼真性。在理想的情况下,真理是理论描述的可能世界逼近真实世界的一种极限。
价值论原理:科学理论的建构在最终意义上总要受到实验证据的制约,科学理论的发展总是向着越来越接近真实世界机理的方向发展的。
伦理学原理:包括人类在内的自然界具有不可分割的整体性,关于人类行为的评价标准应该建立在人与自然的整体性关系上。
4.科学进步的语境生成论模式
探讨科学进步的模式问题一直是科学哲学研究中的重大理论问题之一。不同的学派提出了不同的观点。逻辑实证主义者继承了自培根以来的哲学传统,认为科学的发展在于对经验证实的真命题的积累。理论所包括的真命题越多,它就越逼近真理。波普尔把理论逼近真理的这种性质称为“逼真性”,逼真性的程度称为“逼真度”。他认为,理论是真内容与假内容的统一,理论的逼真度等于理论中的真内容与假内容之差。而真内容由理论中那些得到经验确认的真命题所组成。真命题越多,理论的逼真度就越高。在所有这些观点中,逼真性的主要特性是用命题与事实的符合作为近似真理的基本单元。换言之,是用命题真理的术语来理解理论的逼真性。在这里“符合”没有程度上的差别;逼真性与真理之间的关系是部分与整体之间的关系。这种“符合”或“与事实相符”包含着四个方面的关系:其一,句子的主语与谓词之间处于相互联系的状态;其二,事态(the state of affairs)与主语之间的指称关系;其三,谓词表达与被选择的事态之间的指称关系;其四,说话者所选择的对象与事态之间的相适合关系。[1]
然而,这种以真命题的多少来衡量理论的逼真度的方法,似乎没有办法回答诸如下面的那些问题:如果一个理论最后被证明是与事实不相符,那么,这个理论怎么可能接近真理呢?比如说,在当前的情况下,量子场论还是一个不成熟的理论,它在未来一定会被加以修改,那么,我们能够说,量子场论不如牛顿力学与事实更相符吗?此外,“符合事实”这个概念也会遇到同样的问题:如果某个理论根本就是错误的,我们又怎能说,它与事实符合的更好或更糟呢?也许有些在表面上曾经显示出具有某种逼真性的理论,实际上,它却在根本意义上就是错的。例如,化学中的“燃素说”、物理学中的“地心说”,等等,这些理论都曾经在科学家的实际工作中,起到过积极的作用。但是,后来的发展证明,它们都是错误的假说。另一方面,这种方法还无法解释为什么在前后相继的理论中使用的同一个概念,却具有不同的内涵这样的问题。例如,经典物理学中的质量概念不同于相对论力学中的质量概念;量子力学的中微观粒子概念也比经典物理学中的粒子概念拥有更丰富的内涵。库恩在阐述他的科学进步的范式论模式时,为了避免上述问题的出现,走向了彻底的相对主义。
如果我们用强调理论描述的物理模型与世界之间的相似性比较,取论中包含的真命题的比较来理解理论的逼真性,那么,上述问题就很容易得到解决。在特定的语境中,并存着的相互竞争的理论,分别描绘出几个相互竞争的可能世界,这些可能世界与真实世界之间的相似程度决定理论的逼真性。逼真度越高的理论,将会越客观、越接近于真理。真理是理论的逼真度等于1时的一种极限情况。例如,牛顿力学比伽里略的力学更接近真理的真正理由是,因为牛顿物理学所描绘的世界模型比伽里略物理学所描绘的世界模型与真实世界更相似。而不应该把这个结论替换成是,在每一个方法中通过真命题的计数来使它们与精确地说明真实世界的真命题的总数进行比较后作出的选择。前后相继的理论中所使用的共同概念的意义也是依赖于可能世界的。不同层次的可能世界虽然赋予同一个概念以不同的内涵。但是,由于更深层的可能世界更接近真实世界的内在结构,所以,对为什么同一个概念会有不同内涵的问题就容易理解了。
我们把由理论描绘的可能世界逼近真实世界的过程,以及前后相继的理论之间的更替关系总结为:
前语境阶段——语境确立阶段——语境扩张阶段——语境转换阶段
——新的语境确立阶段……
在科学进步的这个模式中,前语境阶段是指,当科学进入一个新的研究领域时,面对不可能被旧理论所解释的有限数量的实验证据和存在的重要问题,科学家首先是进行大胆的创新和积极地猜测,提出可能与证据相一致的相互竞争的理论或假说。这些理论或假说分别描绘出了相互竞争的各种可能世界的图象。这个时期,科学家在建构理论时,通过模型与现象的比较来约束他们的想象。或者说,他们的富有创造性的想象力是一种意向性的想象,而不是完全随意的想象。这种意向性的信息直接来自不可能被直接观察到的对象本身。科学家在相互竞争的理论中作出选择时,依赖于两个主要的归纳根据:其一,相信任何一个理论模型的建构都是为了尽可能准确地模拟真实世界的结构和机理;其二,依据模型所产生的信念能够作为成为设计新的实验方案的基础,这个实验方案的设计是为了探索世界,和检验模型与它所表征的世界之间的类似程度。在特定领域内和一定的历史条件下,根据一个理论的信念所设计的实验越新颖,在得到应用之后,越能够证明理论的成功性。同时,理论的调整总是向着与新的实验结果相一致的方向进行的。而新的实验结果是由自然界中某种未知的因果机理引起的。
然而,说明的成功(explanatory success)只是理论逼近真理的一个象征或一个结果,或者说,说明的成功只是理论逼近真理的一个必要条件。凡是逼真的理论都必定能够对实验现象作出成功的说明。但是,并不是每一个拥有成功说明的理论都是逼真的理论。在理论的说明中,理论的逼真性与不断增加的成功之间的联系应该是一个认识论问题,而不是一个语义学问题。一个完整的科学理论从产生到成熟通常要经过三个阶段:其一,对现象的描述阶段,这个阶段得到了在经验上恰当的模型。例如,在量子力学之前,玻尔等人提出的各种原子模型;第二个阶段是建立一个理论的说明模型。例如,现有的量子力学的数学形式体系。第三个阶段是为成功的说明模型寻找一种可理解的机理,或者说,对说明模型提供语义学的基础。相对于一个成熟的科学理论而言,现象——模型——机理三者之间的相互关系具有内在的不可分割的整体性。这也就是为什么原子物理学家在理解量子力学的内在机理的问题上没有达成共识时,产生了量子力学的解释问题的原因所在。
在这里,我们所说的模型是指物理模型而不是仅仅指数学模型。物理模型除了包括数学模型之外,还包括理解世界的构成机理的模型。物理模型是为数学模型提供一个语义学基础。例如,分子运动论模型是解释压强公式的语义学基础;场的观点是理解引力理论的语义学基础。所以,物理学中的模型是指真实物理系统的替代物,它既具有解释的作用,也能够把抽象的数学系统翻译为一个可理解的论述。正是在这个意义上,物理学模型是指一个模型簇。由这些模型簇所描绘的可能世界的结构与真实世界的结构之间的相似关系,在选择理论时是很重要的。一方面,它能够使理论在科学实践中被不断地修改和扩展以适应新的现象,而不是静止的和孤立的;另一方面,它使相互竞争的理论之间的选择在科学实践的规则与活动之内自然地得到了求解。这时,被淘汰掉的理论并非必须要被证伪(尽管证伪也是因素之一),而是如同生物进化那样是自然选择的结果。
在这里,把逼真度作为选择理论的标准,与要么强调经验证实,要么强调经验证伪的标准不同,它永远是动态的和依赖于研究语境的概念。它既有助于把淘汰掉的理论中的某些合理化因素进行再语境化,也能够确保科学描述和与此相关的实验技巧与独立于人心的世界之间建立起一种物理联结,从而坚持了存在着一个不可能被观察到的独立于人心的世界的本体论的实在论观点。大体上,衡量可能世界与真实世界之间的结构或机理的相似程度可以通过它们之间的共有属性(或共同特征)来进行。如果用S(A ,B)表示两个世界之间的基本特征的相似关系,用 A∩B表示共有属性,A – B和 B - A表示它们之间的差异,那么,在定性的意义上,这些量之间的关系可以定性地表示为:[1]
S(A ,B)= C1F(A∩B)- C2F(A - B)- C3F(B - A)
这个公式说明,两个世界之间的相似关系是它们的共性与差异的函数。当C1远远大于C2和C3时,两个系统之间的共性将比差异处于更重要的支配地位。其中,三个系数C1、C2和C3 的值是通过实验来确定的。这样,我们就有可能在经验的意义上来研究相似关系。在经验的意义上,如果相互竞争的理论中的某个理论的描述和说明模型能够完全依据当前的实验结果和本体论概念被加以校准,那么,我们就可以认为,这个理论是似真的(plausible)。理论越拟真,它就越逼真。
在一个特定的语境中,当一个理论的说明与理解模型能够完全经得起经验的考验时,科学共同体将认为理论描绘的可能世界与真实世界之间达到了某种一致性。这时,科学的发展进入了语境确立的阶段。这个阶段相当于库恩的常规科学时期或范式形成时期。这时,科学家不仅拥有共同的信念和共同的语言,而且拥有对真实世界的共同图象。他们相信,理论描绘的可能世界代表了真实世界的内在机理;理论描绘的图象就是不可观察的真实世界的图象。为了进一步探索真实世界的精细结构,科学家常常会根据现有理论提供的信念和约定,设计新的实验规划,预言新的实验现象,特别是运用成熟理论中的理论实体进行实验操作,从而形成了一个相对稳定的语境阶段。但是,这个相对稳定的语境边界是非常不确定的。
当科学家把成熟理论所揭示的世界机理作为一个范式和信念的基础,延伸推广到解释其它相关领域的现象时,科学的发展进入到语境的扩张阶段。其中,既包括理论研究的信念与方法的扩张,也包括以它的基本原理为基础的技术与实验的扩张。例如,在牛顿理论确立之后,不论是物理学还是化学家,他们都用牛顿力学的基本思想解释他们所面临的其它领域内的新的实验现象,并且成功地制造出了许多测量仪器;同样,现代技术的崛起和分子生物学、量子化学等学科的产生都是量子力学的基本原理成功应用的结果。所以,语境扩张的过程实际上是已有语境膨胀的过程。当科学共同体在语境扩张的过程中,遇到了与理论信念相矛盾的而且是他们料想不到的实验事实时,他们才有可能开始对理论的信念产生怀疑,这时,理论的应用边界,或者说,语境扩张的边界逐渐地变得明确起来,科学的发展开始进入语境转换阶段。在这个阶段,旧语境的扩张受到了限制,新的语境处于形成与培育当中。新的理论竞争也就随之开始了。随着新理论竞争的开始,科学共同体的信念也在不断地发生着改变,直到一个全新的语境形成为止。
当新的语境确立之后,不仅科学家确立了新的信念,而且他们对问题的求解值域也随之发生了改变。这时,原来前语境中的一些不合理的偏见,在新语境中得到了纠正。在前语境中是真理的理论,在后语境中失去了它的真理性。后语境的形成是伴随着新理论的确立而完成的。由于新语境比旧语境揭示出了更深层次的世界结构或机理。所以,它在理论信念、方法和技术层次的扩张与渗透力将会比旧语境更强、更彻底。这也就是,为什么量子力学的产生所带来的理论、方法与技术革命会比牛顿力学更深刻、更广泛的原因所在。但是,前后语境之间的界线是连续的。这时,就像新理论是对旧理论的一种超越一样,新语境也是对旧语境的一种超越。由于语境的变迁和运动是不断地向着揭示世界的真实机理的方向发展的。因此,在语境中生成的理论也使得科学的发展与进步向着不断地逼近真理的方向进行。本文把科学发展的这种模式称为“语境生成论模式”。
这里包括两个层次的生成,其一,理论的形成与完善是在特定的语境中进行的;其二,科学进步也是在语境的变更中完成的。但是,值得注意的是,强调语境化并不意味着使科学进步成为无规则的游戏。把理论系统放置于特定的语境当中,强调了系统的开放性和连续性。在这个意义上,语境论的事实也是一种客观事实。运用语境论的隐喻思考与模型化方法,不仅能够使科学进步过程中的微观的逻辑结构与宏观的历史背景有机地结合起来,而且能够使基本的内在逻辑的东西在历史的发展中内化到新的语境当中,从而使得语境在自然更替的同时,一方面,完成了理论知识的积累与继承的任务;另一方面,揭示出更深层次的世界机理。所以,语境生成论的科学进步模式既不会像库恩的范式论那样,走向相对主义,也不会像普特南那样,走向多元真理论。科学进步的语境生成论模式,既能够包容相对主义的某些合理成份,又能够坚持实在论的立场。
5.结语
从量子力学的认识论教益中抽象出的语境实在论的观点,是一种具有更广泛的解释力,并且有可能把许多观点有机地融合在一起的实在论观点。它不仅能够赋予量子力学以实在论的解释,而且为解决科学实在论面临的许多责难,理清上世纪末围绕“索卡尔事件”所发生的一场震惊西方学坛的科学大战,[1] 提供了一条可能的思路。法因曾经在《掷骰子游戏:爱因斯坦与量子论》一书中断言“实在论已经死了”。[2] 然而,我们通过对量子力学与实在论的分析,在放弃了传统的真理符合论之后,运用隐喻思考与模型化方法所得出的结论则是,“实在论还活着,而且活的很好”。
[1] D.Bohm and B.J.Hiley, The Unpided Universe: An ontological interpretation of quantum theory, Routledge and Kegan Paul, London (1993).
[1] Jeffrey Alan Barrett, The Quantum Mechanics of Minds and Worlds, Oxford University Press (1999).
[1] Jerrold L. Aronson, Rom Harré & Eileen Cornell Way, Realism Rescued: How Scientific progress of possible, Gerald Duckworth & Co.Ltd (1994): 136-137.
[1] Jerrold L. Aronson, Rom Harré & Eileen Cornell Way, Realism Rescued: How Scientific progress of possible, Gerald Duckworth & Co.Ltd (1994): 133.
量子力学重要概念范文4
关键词:波粒二象性 理解 认识 量子力学
在近代物理学中,波粒二象性是一个具有极高知名度的词汇。但许多人对其的了解仅限于表面,对其本质概念、意义、诞生、发展的了解程度都不高,本文将于此对这些进行一定程度的介绍说明。
一、波粒二象性的概念
波粒二象性是一种量子力学概念,用于描述一种特殊的物质特征,即物质同时具有波动性和粒子性。最初,这种概念只被用来诠释光的特性,但随着相关研究的不断发展,人们认为所有的微观粒子都具备波粒二象性,该概念的应用和研究领域都得到了极大的拓展。
根据量子力学理论,微观粒子均具有波粒二象性,但在通常情况下往往体现为单一性质。因为当微观粒子体现出波动性时,粒子性会变得不显著,相对的,当微观粒子体现出粒子性时,波动性会变得不显著,两种性质何者体现出来取决于不同的条件。因此,从本质上来看,波粒二象性这种概念也可以看作是在描述微观粒子的这种特殊行为。
如前文所述,波粒二象性最初是爱因斯坦为诠释光的性质问题所提出的,属于光量子学说的一部分。根据该理论,光的构成基础是光子,这是一种光能量子,拥有动能与动量,因此光虽然在宏观上会体现出明显的波动性,但在微观上则是粒子性更为显著,即光具有波粒二象性。这种说法完美地解释了光电效应,因为光电效应中的电子是被光子撞击出去的,而光子带有能量,能量值为光频率与普朗克常数之积(光电效应方程),光子想要击出电子,携带的能量必须达到一定值。根据量子化效应,电子在接受光子能量时只能整份接受,所以光子能否把电子击出取决于每个光子的单份能量,而不是总能量。虽然光强越高,光子数量也就越多,但光强对单份光子的能量并无影响。因此,最终决定光子能否击飞电子的是决定单份光子能量的光子频率,而光子频率同时决定了光的颜色。因为蓝光比红光的频率要高,所以蓝光的单份光子能量更高,这能量会在与电子撞击时整份转移给电子,将电子击飞,由此就引发了光电效应。红光的频率比蓝光低,单份光子能量也低,虽然光强高、光子数量多,但光子均不足以击飞电子,所以无法产生光电效应。
二、波粒二象性的研究发展
1.波粒二象性提出前的相关研究
光是自然界中非常特殊的一种物质,在传统物理的研究中,人们尝试通过光所引发的现象来解析光的本质,但却遭遇了很大的困难与分歧。光既能引发一些只有波才能引发的现象比如折射、反射、散射等,也能引发部分只有粒子才能引发的现象,比如偏振现象、光电效应等。直到爱因斯坦在1905年提出光具有波粒二象性之前,两派物理学家已经为此争论了数百年。在这两派观点中,波动说的理论体系比较完善,能解释绝大多数宏观现象,而且随着横波理论与合成波理论的提出,原本波动性无法解释的偏振现象也得到了解释,因此波动说在历史上相当长的一段时期里都是解释光的性质的主流学说。但该派理论始终无法找到光波载体这种波的最基本要素,所以一直不够完善,光电效应发现后,波动说的根基更是直接被动摇。粒子说的理论体系则相对缺乏完善性,对光的多种宏观波动性现象都缺乏有力的解释,但在波动性理论无法解释的多种现象上,粒子说都可以做出相当完美的诠释。在这种互有优劣的情况下,两派理论被长期争论可以说是理所当然的。
2.波粒二象性的提出
1887年,光电效应被德国物理学家赫兹发现,这种特殊的光效应令波动说与粒子说都陷入了一种尴尬的境地。首先,虽然光的波动说在当时已经成为主流,但波动说完全无法解释光电效应现象。另一方面,一直以来都能解释波动说无法解释的光学现象的粒子说也只能对光电效应做出部分解释,虽然根据粒子说理论,可以认为光电效应中的电子是被光的粒子撞击出去的,但为什么蓝光可以引发光电效应而红光不能,这点连粒子说也无法解释。可以说,光电效应令两派学说同时面临瓶颈。
在这种情况下,普朗克的能量子理论给了爱因斯坦极大的启发,他以此为基础提出了光量子的概念,认为光能量并非连续分布,而是分作无数份彼此集中的,这样一来光就会同时具备波动性和粒子性,即光具有波粒二象性。该理论几乎完美地解释了包括光电效应在内的所有宏观与微观光学现象,引起了物理学界的极大震动,爱因斯坦也凭该理论获得了1921年的诺贝尔奖。
需要注意的是,爱因斯坦虽然提出了光的波粒二象性,但在该理论中,无论是波动性还是粒子性都与经典物理学中的概念有一定的差异。换言之,光作为波的性质不属于经典波,作为粒子的性质也不属于经典粒子。因此,爱因斯坦所提出的波粒二象性更近似于一种概念上的统一,这也是其在量子力学中的应用基础。
3.波粒二象性的研究拓展
光的波粒二象性提出后,作为其基础之一的光电效应方程在1916年得到了实证,此后该概念开始在物理学界得到了广泛的认可,针对其进行的深化和拓展研究也越来越多。在诸多研究成果中,以德布罗意的研究成果最为显赫,他针对波粒二象性理论进行逆向思考,对传统的实物微观粒子进行了重诠释,提出实物微观粒子与光一样具有波粒二象性,这将波粒二象性从光学的理论概念拓展到整个量子力学领域的理论概念,极大地促进了量子力学的发展。
结语:
总体来说,波粒二象性理论为物理学界的发展做出了极大贡献,不仅解释了光的本质,而且奠定了量子力学的基础。但近年来,随着相对论量子力学的进一步发展,该理论也受到了一定的质疑,这会是未来的物理学界极为关注的一个问题。
参考文献:
[1] 黄志洵. 波粒二象性理论的成就与存留问题[J]. 北京广播学院学报(自然科学版),2000(04)
[2] 孔令文. 论述光的波粒二象性[J]. 邯郸师专学报, 2000(03)
量子力学重要概念范文5
量子力学完美地解释了在各种尺度之下物质的行为,在所有物质科学中是最成功的理论,但也是最诡异的理论。
在量子领域里,粒子似乎可以同时出现在两个地方,信息传递速度可以比光速快,而猫可以同时既是死的又是活的!物理学家已经对这些量子世界中吊诡的事情困惑了90年,但他们现在还是一筹莫展。当演化论和宇宙论已经成为一般知识时,量子理论仍然让人认为是奇特的异常事物;尽管在设计电子产品时,它是很棒的操作手册,此外就没什么用处了。由于人们对于量子理论的意义有着深度混淆,便继续加深一种印象:量子理论想急切传达的深奥道理,与日常生活无关,而且因为过于怪异,以至于一点也不重要。
在2001年,有个研究团队开始发展一种模型,或许可以去除量子物理的吊诡之处,至少也会让这些吊诡不那么令人不安。这个模型被称为量子贝氏主义,它重新思考波函数的意义。
在正统量子理论中,一个物体(例如电子)可用波函数来表示,也就是说波函数是一种用来描述物体性质的数学式子。如果你想预测电子的行为,只需推导出它的波函数如何随时间变化,计算的结果可以给你电子具有某种性质(例如电子位于某处)的概率。但是如果物理学家进一步假设波函数是真实的事物,麻烦就来了。
量子贝氏主义结合了量子理论与概率理论,认为波函数不是客观实在的事物;反之,它主张把波函数作为使用手册,是观察者对于周遭(量子)世界做出适当判断的数学工具。明确一点讲,观察者了解一件事:自己的行为与抉择会无可避免地以无法预测的方式影响被观测系统,因此用波函数来指明自己判断量子系统具有某种特定性质的概率大小。另一个观察者也用波函数来描述他所看到的世界,对于同一量子系统而言,可能会得到完全不同的结论。观察者的人数有多少,一个系统(一个事件)可能拥有不同的波函数就有多少。在观察者相互沟通、并且修正了各自的波函数以涵盖新得到的知识之后,一个有条理的世界观就浮现了。
最近才转而接受量子贝氏主义的美国康奈尔大学理论物理学家摩明这么说:“在此观点之下,波函数或许是‘我们所发现最有威力的抽象概念’。”
波函数不是真实的事物,这种想法早在20世纪30年代就出现了,那时量子力学创建者之一的尼尔斯·波尔在其文章中已经这么说。他认为量子理论仅仅是计算工具,即量子论只是“纯符号性”的架构而已,而波函数是工具的一部分。量子贝氏主义是第一个为波耳的主张找到数学基础的模型,它把量子理论与贝氏统计结合起来。贝氏统计是一门有200年历史的统计学,这门学问把“概率”定义成某种类似“主观信念”的事物。一旦新信息出现,我们的主观信念也必须跟着更新。针对如何更新,贝氏统计定下了明确的数学规则。量子贝氏主义把波函数解释成一种会依据贝氏统计规则来更新的主观信念,如此一来,量子贝氏主义的鼓吹者相信神秘的量子力学吊诡就消失了。
以电子为例,每当我们侦测到一个电子,就会发现它一定是位于某个位置;但是当我们不去看它,则电子的波函数可能是散开的,代表了电子在某一时刻处于不同地方的可能性;如果我们再去看它,又会看到电子出现在某一个位置。根据标准说法,观测促使波函数在一瞬间“崩陷”而集中于某一个位置之上。
空间各处的崩陷发生于同一时刻,这种情形似乎违背了“局域性原理”(即物体的任何改变一定是由其附近的另一物体所引起的),如此一来就会引发一些如爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”的困惑。
量子力学一诞生,物理学家就知道“波函数的崩陷”是这个理论深深困扰人的一项特点。这个令人不安的谜促使物理学家发展出各种量子力学的诠释,但是都没能完全成功。
然而量子贝氏主义说量子力学根本没有任何诡异之处。波函数崩陷只是表示观察者依据新信息,忽然且不连续地更新了他原先分配的概率,就好像医生依据新的计算机断层扫描结果,而修正了对癌症病人病况的判断。量子系统并没有经历什么奇怪、不可解释的变化,改变的是(观察者选用的)波函数,波函数呈现的是观察者个人的期待。
量子力学重要概念范文6
关键词 心身二元论 经典力学 观察者 意识
中图分类号:B089 文献标识码:A
意识涵盖了大部分的心理现象,它既是我们体验到的对心理状态的复杂的内省,又等同于“觉醒”的状态,或者感知状态。因此,在给意识下定义时就会出现困难,它所涉及的分支众多,难以用一个单一的定义将意识所包含的方面全部囊括其中。意识的核心问题是“现象性”,理解意识的关键在于弄清楚现象性本身的本质及其起源。在早期西方哲学历史上,意识问题是以“心身问题”为标志开始的,意识是“心灵”的一个特征。从最早时期开始,意识与死亡相关联,人们希望并且相信,意识是与物质性的身体相区别的东西。因此,对意识的研究首先要回溯到早期历史上的心身问题。
自从笛卡尔提出“心身二元论”,赋予“心灵”以实体地位以来,对于心灵是否存在、怎样存在、如果存在,心灵该如何与身体相互作用等问题的争论延续至今。笛卡尔认为,心灵与物质是独立的两个实体,物质具有广延的属性,却不能思考,心灵能够思考却不占有空间。从对日常经验的内在主义素朴描述出发来看,心灵与身体之间和谐地相互作用,促使人们能够相信,心灵必然有其独特的存在地位。为了说明两者如何互动作用,笛卡尔提出“松果腺”这一概念。但是“松果腺”的提出,却恰恰暴露出笛卡尔的心灵观念存在的矛盾。
从内在主义的角度看,心灵确实与物质相互作用,意愿、欲望能够促成行为的发生,导致行为对象的改变等。但是,由于心灵不具有广延且不占有空间的属性,又导致人们无法运用在经典力学基础之上形成的认知图式,来理解和说明心灵的存在形式,心灵怎样与物质相互作用更成为了一个难题。如果承认心灵的独特实体地位,则有悖于经典力学的科学原则,如果依照唯物主义的基本观点,把心灵与物质等同起来,用大脑内部的物质之间的相互作用来说明意识活动,则导致无法说明为什么存在主观体验和感受的问题,这显然又违背了人类体验的直觉。因此,无论是坚持二元论还是唯物主义一元论,心物互动问题都面临着极大的理论困难,坚持内在主义观点,就必须说明心灵有别于物质的本体论地位以及心身互动的作用机制;坚持唯物主义的观点,就必须说明为什么人会有主观体验和感受。本文认为,除了上述两种对心物关系的说明之外,存在第三种对心物关系的思考,即对经典力学原则在说明心灵问题上是否具有适用性的质疑:经典力学的原则是万能的吗?它是否能够作为评判心灵是否存在以及怎样存在的标准?心物关系问题难以有所进展,是否因为我们用来评判心灵存在的标准出了问题?量子力学能否作为新的研究范式来推进心灵的研究?
随着人们认知程度的提高,自然科学的发展,对心灵问题的讨论更加如火如荼。古老神秘的“心灵”概念也逐渐以“意识”这一崭新的形式出现在哲学、神经科学、心理学、计算机科学等多学科的交叉研究视域中。本文将以“意识”这一概念来论述笛卡尔心物二元论中所提及的“心灵”。
“有一种古老的观点:自然由两部分组成,一部分包含感觉和思想,另一部分在运动中包含有物质对象。这个观点在笛卡尔的时代复活,并成为经典物理学的基础。”①1687年,牛顿出版了著名的《自然哲学的数学原理》一书,掀起了科学的革命。在这本书中,宇宙被描述成一个遵循严格规律的大机器,依照数学的精密性在空间中运动。一切事物都可以被还原成遵循严格规律运动的物质实体,作为因果决定链条上的一环,按照既定的规律运行。因此,经典物理学的世界被冠以具有决定论和客观性的特征。但是在涉及到微观世界的对象时,经典物理学的基本原则就失效了。
意识问题是当代哲学、神经科学、心理学、计算机科学等多个交叉学科进行跨学科研究的热点难题。众多学科关注意识的原因在于,它是关乎人的本性根基和人与外部世界关系的根本性问题。不论是唯物主义立场,还是二元论立场来看待意识,都有不可回避的理论困难。
以上两种立场在说明意识问题的过程中,会遭遇到困难的原因,除了意识问题本身的复杂性之外,另一个重要的原因是,唯物主义和二元论均把研究宏观事物低速运动规律的经典力学,作为思考意识问题的理论基础。二元论产生的部分原因是迫于经典力学的还原论和客观性压力,人们无法调和与说明物质活动和意识之间存在形式的不协调,但是却又难以违背自己体验的常识,放弃意识的主观性特征。唯物主义则恰恰相反,它遵循经典力学的客观性、决定论、还原论等根本规律,把物质放在优先地位,试图用经典力学的规律来同化或拒斥意识的主观性特征。在一定程度上,二元论与唯物主义这两种相对立的立场都是以经典力学的原则为根本依据,朝着各自相反的方向建构自己的理论,但是,二元论从理论内部割裂了意识与物质的关联,而唯物主义又混淆了意识与物质的差别。
以牛顿运动定律为主要内容的经典力学在20世纪以前被称为最美的物理学,它通过把“意识”排斥在研究范围之外来实现其理论的完备性。它假定时空的绝对性和依据初始值可进行精确预测等特征,为人类认识自然、了解自身的本性描绘了一幅因果封闭、清晰可测的蓝图。世界上的任何物理系统都能够被分解为各个组成元素,各个组成元素只能够与彼此相邻的元素发生相互作用,物理系统遵循着严格的物理因果封闭定律,根据一定的可观测的物理量,能够做出无限精确的预测。经典力学的唯物主义世界观已经否定了意识是有别于物质,具有独立存在地位的实体。大脑是世界上最为精密且复杂的整体系统,它作为意识活动发生的场所已经是毋庸置疑的科学事实。按照经典力学的观点,大脑与意识同样应该遵守经典力学的根本原则,但显然意识的诸多属性以及对应的神经活动的规律都无法用经典力学来说明。
神经科学的研究成果已经表明,意识活动的发生受到大脑整体活动的控制,它并不是固定发生在大脑的某一个区域。同样,大脑的某一部分神经通路也不是意识发生的场所,完整的意识的出现,需要调动大脑内部不同脑区的神经元进行放电。不同的意识场景所对应的神经元活动的组合也不一样。就目前的神经研究成果而言,神经科学只能够对意识活动的说明进行基于科学经验上的描述,而不能够进行充分的因果说明。经典力学中的整体可以分解成部分的组合的原则,无法说明意识的高度统一性;相邻部分的因果互动原则更加无法解释不同脑区的神经活动,怎样能够作为单一的意识活动的组成部分。发生在个体大脑中的意识转瞬即逝,难以捕捉,甚至毫无规律可循。大脑内部呈现的意识场景为什么具有统一整合性和动态的分化性,归属于不同脑区的神经元为什么能同时放电而形成单一的意识场景,控制这些神经元活动的机制是什么?这些问题,对于研究宏观事物运动规律的经典力学而言存在困难。经典力学中不需要涉及对微观事物的化学过程的说明,而这一点对于大脑研究来说,则非常重要。
如果从大脑内部和大脑外部两个维度,来对意识进行一种描述上的区分,从大脑外部,引入一个“观察者”,那么对意识就可以做出两种不同的描述。这两种维度的描述之间的区别也表明,经典力学难以说明意识。
按照经典力学的原则,每个脑区的神经元只能够与它紧邻的神经元发生互动,并根据所处的大脑区域的定域性而非全局性来表征意识场景。对意识的内在描述不是从外在的“观察者”或者元素集合所体现出的整体功能性角度进行描述,而是对这些独立的神经元描述的组合的描述。“根据经典力学,对物理系统和它的动力学的状态的描述,能够在内在的层次上表达出来。但是人们怎样来理解经验的整体思想的发生呢?”②
外在描述是在引入一个外部“观察者”之后而做出的描述,观察者知道大脑内部描述是由诸多元素所构成,但是,他能够从外在维度对内部元素进行整合,使内部元素组合起来具有整体的表征属性。同时,外部的观察者能够从整体的功能性角度出发来进行整体表征,在观察者的意识中形成的整体性描述,不会受到各个不同脑区神经元活动的区域性限制。总之,这个外在的观察者不仅具备“知道”大脑内部是由多个元素组合的能力,还具备把这些元素集合成整体的能力。因此,在内在描述层次上的独立元素的集合,在外在层次上可以被称为是一个单一的整体。
从功能的角度出发,大脑被看作是一个功能性的整体,但是在经典力学的框架中,功能基本上不具备任何实际的意义,因为大脑的过程受到不同脑区神经活动的控制,然而,大脑部分与部分之间的相互作用不可能实现大脑的整体作用。从根本上来说,一个从外在层次所描述的功能性整体,所表现出来的整体性含义要比逻辑上独立的要素的简单集合要复杂得多,而这一点恰恰是与经典力学的根本原则相悖。因此,意识的整体功能性概念在经典力学框架中也无法得到合理的说明。
依据经典力学的法则,整体可以被分解为独立的局部要素的集合。“功能性”对于物理因果封闭定律而言是无效的,因而不具备任何存在的理由,唯一承认它的理由就是方便我们从外在层次对它进行直接的理解。
灵感与顿悟是经常出现在人类思考过程中的真实存在的心理现象,在艺术和科学研究中表现尤为明显。它们具有突发性、偶然性、丰富性、瞬息变化等特征,它们常常会受到当下场景或意识内容的刺激而产生,但是其产生的机制与结果却远远超出了人对当下对意识的研究水平。按照经典力学的可预测性原则,依据一定的可观测的物理量,就能够对事物做出精确的预测,但是在灵感和顿悟这类具有突发性的心理现象上,经典力学的根本原则显然不适用。
根据经典力学的根本原则来解决意识问题面临诸多的理论困难,意识的高度整合性和高度的分化性、主观体验的整体性和动态多样性、从外在的功能角度所描述的大脑的整体功能性特征、灵感和顿悟这类突发性的心理现象都无法从经典力学理论中得到科学合理的说明。
斯塔普(Henry Stapp)认为,对于经典力学而言,意识和行为之间的紧密关系不可能从逻辑上推导出来,相反,这恰恰意味着经典力学的不完整性。经典力学不能够蕴含意识的现象性方面,除非意识是一种副现象。但是,如果意识是副现象,则显然有悖了直觉。如果经典力学控制自然的整个动态过程,那么作为人类大脑高度进化发展结果的意识就是一个令人怀疑的神话。经典力学的动态原则既不蕴含现象实在的存在,也不能够对它们怎样从简单形式进化到高级阶段提供一种自然的动态说明。在经典力学的理论框架当中,人类的体验既没有存在地位,它也无法对大脑的动态作用提供充分合理的自然说明,那么我们就应该放弃用经典力学的整体逻辑结构来研究意识,并转而寻求一种能让我们的体验充分发挥动态作用,且完全不同的逻辑结构的模式,这一模式就是量子力学。
量子力学的诞生打破了人类对经典力学关于世界的固有认识,传统的物质观念、物理封闭因果定律、决定论和连续性观点都遭到了破坏。量子力学重新为人类描述了一个新奇的、感官不可知、反常识的世界。量子力学的理论框架内,大脑被看作一个量子系统。
意识与大脑之间的紧密联系已经是一个不争的科学事实,虽然经典力学在说明意识问题上存在许多的理论困难,但是科学的发展趋势表明,我们始终要在科学的框架内来说明意识。因此,意识研究必须转换一种新的研究范式。目前,最有希望将意识重新纳入到物质世界的科学理论只有量子力学。“冯诺依曼、诺伯特维纳和霍尔丹指出,自然的量子力学方面似乎是为了将意识重新纳入我们现有的物质概念而为意识量身定做。”③
经典力学与量子力学的不同之处在于,量子力学引入了“观察者”因素,测量结果不再是具有绝对的客观性。尤其是在对意识进行研究的过程中,“观察者”本身也作为物理系统的一部分而参与和影响着对意识的测量结果。由于意识具有高度的分化性,各种心理事件瞬息万变,每一次对意识的测量都会取得不同的结果,为了对意识现象做出完备的描述,每一次的测量结果彼此之间呈互补关系,这种互补性取消了在经典力学框架内应该具有的严格因果律,意识呈现出非因果性的特征。
当代著名的心灵哲学家查默斯也多次在其著作中谈到意识可能与量子力学有紧密的关系,但是对此他常常又持一种怀疑的态度。作为提出“意识的困难问题”而闻名于世的哲学家来说,他始终关注的是意识的主观经验问题,但是,在他看来,量子力学与经典力学相比,在意识问题上具有一定的优势,但是即便如此,这一范式目前还未能说明为什么会有主观感受的发生。“问题在于物理理论的基本元素都要归结到两点:结构和物理过程的动力学,但是从结构和动力学出发,我们只能获得更多的结构和动力学,而有意识的经验仍然没有被涉及。”④尽管如此,量子力学在意识研究上仍有许多探讨的空间。
注释
① Stapp, H.P.(1993)Mind, Matter, and Quantum Mechanics, Springer-Verlag.83.