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   我们的“物理学哲学研究”的核心理念      ★★★ 【字体: 】  
我们的“物理学哲学研究”的核心理念
收集整理:佚名    来源:本站整理  时间:2012-06-21 20:48:14   点击数:[]    

地位[11-13]。
    8.充实的真空观(a plenum view of the Vacuum):量子场的实在论与生成辩证法。(1)回顾了科学思想史上场论与粒子论纲领之间的对立竞争,肯定了亚里士多德和笛卡尔关于“虚空不可能”、“连续的充实”和反超距作用观点的积极含义。(2)在量子场论多种解释中“场的实在论”和曹天予的“结构实在论”(知识论版本)最有合理性,其结构甚至还可以有形象模型(如双缝量子势分布图)。但是,法兰奇的取消“实体”而以结构为终极本体的“形上学的结构实在论”则是不可接受的。我们认为,无形无象的场物质才是终极实体、第一性实在,结构或概念之网的节点则无法胜任此重任。(3)爱因斯坦首先发现“场的实在性”的深刻内涵,从而认识到“以太”、空间、真空与场,四个名称所指称的是同一个物理实在。(4)狄拉克的量子真空图像,初步揭示了微观物理世界中场与粒子的相互作用和相互转化,即初步揭示了场量子的生成—湮没的辩证法。
    9.再论量子场的实在论与生成辩证法——从生成论与构成论对比的眼光看。(1)生成论和构成论是两种相互对立的哲学观,量子场论的“产生”、“湮灭”概念真正的逻辑基础在于生成论。(2)虚粒子“跃迁”假说只是一种过渡时期的特设性假说,是从“粒子本体论”转换到“场的本体论”的前奏曲。它对构成论、粒子论的背离并不彻底。若挖掘其背后深层次的预设,结果居然是:粒子仍然被看做是第一性物质,它本身是永固不变的,只是通过“跃迁”,既可以显现出来,也可以隐藏起来。(3)然而,一旦正式进入量子场论的语境,用真正建立在生成论基础上的“场的本体论”立场去替代“粒子本体论”,库恩所说的范式转换和科学革命就真正发生了。在新的眼光下,一切都变了,场才是第一性实体,粒子只是派生的,是可生可灭的。“产生与湮灭”这才成为名副其实的科学概念。(4)真空不空。由于真空相当于一个粒子也没有,因此“粒子本体论”不可能成为“真空”的逻辑基础。又由于真空是连续的充实(plenum)而不是空无一物,换句话说,“真空不空”,这就成为确立“场的本体论”的转机。(5)这里的目的就是要在前文分析的基础上,对由量子场论所蕴含的场的本体论、结构实在论(知识论版本)和生成辩证法思想,以及概念革命的主要历程作一种更加深入的补充分析。笔者发现,在认知的中间阶段作为权宜之计的特设性假说,也具有独特的认识论意义。
    10.EPR悖论、量子远程关联及其判决性实验。(1)EPR悖论是量子力学领域中的一个著名悖论:爱因斯坦等人借助于理想实验和极为精致的EPR论证,结果发掘出了量子力学背后在元理论层次的奇特的“非定域性假设”,从表面上看,显然违背了相对论的定域性要求。(2)从逻辑上看,所谓悖论是:从“公认正确的背景知识”出发,通过“精密无误的逻辑推导”,最终推出了违背共识的奇异结论。悖论的正确定位是一种语用现象,它总是相对于特定时代的背景知识的。悖论产生的要害或根源在于,背景知识是“有缺陷的”却又被公认为正确的。(3)所谓判决性实验,是要对相互对立的假说或理论作出生死判决,给一方决定性支持,给另一方决定性反驳。其实它也是相对于特定时代的背景知识的。贝尔不等式的实验检验属于“判决性实验”的范畴,其目标是想判定在EPR悖论之争中谁对谁错。(4)纽拉特的“船上修船”与波普尔的“沼泽地”隐喻都生动地说明科学理论可以有相对可靠的经验基础。同样道理,“可错的背景知识”有资格成为“判决性实验”的相对可靠的逻辑基础,因此判决性实验的判决效力也是相对确定的。(5)那么,在EPR悖论之争中,爱因斯坦与玻尔究竟谁对谁错?在分析中我们得出了也许令人意外的结论:量子整体性或远程关联性是前所未有的新颖真理,当然不容忽视,但是在另一方面,爱因斯坦想维护实在论和非超距作用并不错。矛盾如何消解?(6)我们的最新思路是,采用并引申发挥关于“全同粒子相对可分离的整体性”的理念(参考万小龙观点),来消解EPR悖论疑难。用“相对可分离的个体性”来解释和捍卫弱化了的爱因斯坦“定域实在论”(弱化到与量子力学不相矛盾的程度)。我们说,在量子领域全同粒子的“个体性”并没有完全丧失,粒子还是相对独立的粒子,仍然在很大程度上具有定域性。这就是“定域实在论”相对有效的根据。然而,这种定域性并不彻底,个体性(弱个体性)也不彻底,相反,整体性则体现在量子态的全域相关性上。因此,这种有限定的个体性/定域性,也就并不真正排斥远程关联,看起来水火不容的定域性条件和非定域性结果之间也就可以协调起来了。悖论问题也就得以解决。[14]
    11.量子消相干是否还原论的终结?(1)量子纠缠导致量子整体论:两个甚至更多的量子系统的态能够互相处于称做量子纠缠的叠加态之中。在量子纠缠下,多个量子系统组成为一个整体。(2)消相干理论其实就是有关环境物理系统的影响的研究。量子系统与经典系统不同,无法建立起过分理想化的隔绝模式,因为系统与热库的相互作用再也不能忽略。(3)量子消相干在哲学上也为整体论、突现论带来了新的支撑。从表面上看,“量子消相干”即量子纠缠的消失,正好是“量子纠缠”的反题。为什么也支撑了整体论呢?其实,量子消相干就是量子系统的纠缠态与其外在环境(常被人理解为一种经典系统)的纠缠,只是扩展了的纠缠性而已。由此,有关量子纠缠导致量子整体论的主张,同样可以适用。(4)不过,量子消相干所导致的整体论是存在适应范围的,在超出微观量子领域的宏观世界,量子整体论未必具有普适性;而对于量子消相干所引发的突现论也有可能受反驳的余地。(5)整体论与还原论的关系决不是非此即彼的。整体论的旗开得胜,并不意味着还原论已经简单地被抛弃了。其实,消相干自身的理论创建进路,仍然蕴涵着还原的进路,尤其是“问题还原”的研究进路。
    12.规范场论的研究纲领述评——按照毕达哥拉斯模式解读。(1)物理世界的基本结构
[align='center']       [/align]                             及其相互作用的奥秘都深藏于数学和谐的规律之中,但这种数学和谐并非人为的而是世界本身所固有。(2)这种整合型的毕达哥拉斯主义的基本理念,分别体现在现代物理学的三大研究纲领之中:①第一个纲领:物理学的几何化纲领。根据这一纲领,引力场弯曲空间的奥秘需要通过黎曼几何、微分几何与张量分析来解读。黎曼关于“度规、距离法则决定了一种几何学”的思想,对于广义相对论的创建有着特殊的启发力。正如爱丁顿所指出,物理世界的自然几何就是黎曼几何。②第二个纲领:量子场论纲领。根据这一纲领,场理论的“产生和湮灭”算符,能方便而精确地表征和重构相关的微观作用机制;“场的本体论”和“生成辩证法”思想同时得到体现。③第三个纲领:规范场论纲领。根据这一纲领,自然界四种相互作用的奥秘都深藏于“规范对称性”之中。第三纲领相当于前两个纲领的整合。在“规范不变性”的思想中所体现的“变中不变性”是,客观的物理事件独立于我们所选择的描述框架,即物理学规律具有某种深刻的内在不变性。从爱丁顿所要求的“世界结构的几何”的眼光看,杨振宁规范场论这一物理学理论在几何上的根本特点,就在于“外部时空”与“内部空间”的整合,恰与陈省身微分几何中的“纤维丛”不谋而合[15]。
    13.超弦——物理世界的琴弦。(1)超弦理论的基本思路:超弦乃是宇宙万物结构与功能的最小单元,即超级微小尺度上振动着的一根闭合的弦或环。日常生活中的琴弦都有共振频率,弦所倾向的振动频率,即所听的各种音调与和声。现在,超弦理论里的弦也将会有类似的性质,各种“基本

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