对“量子力学理论”的哲学思考
“量子力学理论”的提出和发展是二十世纪以来现代物理学取得的两大进展之一。究竟该如何理解现代量子力学,是当代最热门的科学话题之一。本文介绍的就是笔者从哲学角度对此问题得出的几点理解或猜想,遵循的基本原则是“内在逻辑的一贯性和自洽性”。
说明:逻辑一贯性:从静态角度看,对同一个(或同一种)对象是否持在以及持在的基本样态和基本性状如何的合理认知,必然在逻辑上具有一贯性。它体现了世界及其中的事物具有相对稳定的一面。逻辑自洽性:从动态角度看,对同一个(或同一种)对象如何动变、发展的合理认知,必然在逻辑上是自洽的。它体现了世界及其中的事物是处于有规律地动变之中的一面。 “逻辑一贯性和自洽性”表明哲学向人们承诺的世界是一个既复杂又简单的、既稳定又多变的、辩证统一的世界。
1、量子系综具有“矢量和守恒”和“整体相关”的特性。这可以说明:为什么“性质相反的量子往往成对产生”以及为什么“量子纠缠”会体现出“量子系综一体不可分性”。
注意:矢量和守恒并不是指单一种类的矢量和守恒,而是指所有种类的矢量和分别守恒;它并不必然导致直观上的对称性,实际上只要同一种类的可抵消量相互抵消后,剩余的不可抵消量为固定值即满足守恒的条件。矢量和守恒是在系综未受其他系综影响即系综的物理量未出现外源性改变的前提下的守恒,因而矢量和守恒只是相对的守恒。
2、量子系综可无限变形并因此而奇形化(如随机缠绕、超空间延展)。
注意:平直的欧氏空间只是量子空间的特殊形式;量子形态和运动轨迹与欧氏空间无关。
3、量子系综可随机涨落出许多集聚态,集聚态以极高的速度、几率波形式在不同的相位之间随机跃驻和随机回复,其不同相位之间可以无限密合或疏离。
注意:不同的集聚态对应着各种“基本粒子”;集聚态以极高的速度、几率波形式“随机跃驻”和“随机回复”就会表现为“量子云”。
4、量子系综中的不同集聚态可相互作用,并因此而产生状态叠加。
注意:系综自身原因产生的状态叠加,简称为“自态叠加”。“自态叠加”一般不会导致“量子云坍缩”,因而不会产生“观测者效应”。状态叠加的实质是能量和信息分布发生改变,但并未引起物质的整体性变化。
5、不同的量子系综可因相互作用而相互干扰,并因此而产生额外的状态叠加。
注意:因不同系综相互干扰而产生的状态叠加,简称为“干扰叠加”。“干扰叠加”会在一定范围内局部性的和暂时性的改变(增加或减少)量子系综的某些“矢量和”,其实质是能量和信息发生外源性改变,但还不足以引起物质的整体性变化。只要“矢量和”的改变不是无法回复的,就不会导致“量子云坍缩”。
6、只有“矢量和守恒”因被破坏而无法回复时,才会产生量子系综脱散。
说明:量子系综脱散后,会产生多个较小的量子系综。在一定范围内和一定程度上,后者的外在表现会类似于“宏观粒子”。
7、量子系综脱散会导致量子云在特定方向上的坍缩,此时,原量子系综的不同集聚态由可随机回复变为近乎不可回复。
注意:“观测者效应”只是量子云坍缩的特殊形式。在一定条件下,量子云坍缩后会变为特定种类的“宏观粒子”。
8、“波粒二象性”的实质是量子系综中不同集聚态在一定条件下的相互转换,极端情况下还包括“量子态叠加”和“量子云坍缩”在一定条件下的相互转换。
9、“测不准”的实质是量子系综的不同集聚态具有不稳定性,表现在量子“随机涨落”、“随机跃驻”、“自态叠加”、“干扰叠加”和“云坍缩”等方面。
10、“不相容”的实质是某一集聚态跃入并暂驻某一相位(或轨道)后,其他集聚态就不能跃进该相位(或轨道)了,而只能跃进或暂驻其他相位(或轨道)。