量子力學態疊加原理的先驗理由

2020-12-03 從哲學到科學

作者:李春

作者從微觀世界量子理論的應用實踐看,人們早就認識到了,量子力學的理論非常有效,沒有一項理論預言被證明是錯的。

而在整個量子力學理論中,態疊加原理起著統攝全局的作用,為什麼要這樣?我提供一個理由。

按(辯證)科學唯物主義認識論的要求,對宏觀和微觀兩種世界的認識,其實都從感性認識(以符號唯物化)開始,是「所見即所識」,對宏觀物體的認識也是態疊加的。

我們的世界觀、物理觀直接、自然地來源於經典宏觀物質世界,一般地說,具有「所見即所是」的特徵。這個「是」,便與客觀實在直接聯繫。但進一步仔細考察,也正因為可直接觀察到而產生了認識的虛擬性,使人們誤以為直接認識的是「客觀實在物」,而不是從其感性認識開始的具體的認識。

在經典宏觀世界中,人們由於自身物質性所限,一次認識某一客觀實在物其實總是它的一個方面,實際上是「所見即所識」,所以要相對完全地認識一個事物,也要進行多次認識。如果自負地認為一次認識就認識到了客觀實在物本身或認識到了客觀實在物的完全知識,那麼就極易犯形上學片面的、孤立的、僵化的錯誤,這大概就是源於恩格斯所說,甚至把形上學的原意也改變了的原因。

比如一個人說:「我看見一所房子」。一般說來,那裡確實有一座客觀存在的房子,不以人們的意志為轉移,我不(再)看它,它也存在;其他的人不看它,它也存在,看它,都可發現之。

但是,由於「我」——個人的物質性所限,通過一次觀察,我看到的肯定只是某一方面、角度(就說方向吧,姑且僅把方向限定在東南西北四方面)一部分的房子,為了發現這所房子的全部信息,我要發揮我的主觀能動性,看完東邊,要有意識地轉到南邊、西邊和北邊。也可說是我從東、或南、或西、或北四個地方發現了「房子」。

只是,我們在經典宏觀世界通常認為觀察來的信息是確定的。儘管只是一方面但都叫它「房子」——一個普遍性的概念,這個普遍性的概念(哲學上有共相、類概念諸如此類之說)實際上就相當於「量子」,各方發現的信息像拼圖一樣加起來就是房子的完全信息,用語言符號表示是:房子=東@+南#+西¥+北*(@、#、¥、*表示從各方發現的信息)。一般來說,只要房子不變,房子的信息就是確定的。

在微觀世界由於亞原子粒子看不見、摸不著和數不清的特點,只能藉助具有不確定性的概率工具了。但第一步——虛擬一個疊加態的波函數是當然必要的了。

也即態疊加原理(辯證法)在我們哲學的——根本的世界觀中是全面適用的,因而在整個量子力學理論中,採取線性結構的態疊加原理也必然起統制全局的作用, 量子力學在各方面獲得的巨大成功也表明這樣做是正確的。

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