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【量子团队声音】 量子力学的哲学基础

量子力学的哲学基础


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      说起量子力学的哲学基础,回顾一下科学史,可以说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能像量子力学那样,从其诞生之日起一直到有了惊人成功应用前景的今天,还伴随着激烈的哲学争论。

       北京大学杨立铭与周光召两位教授认为量子力学基本原理中存在的主要哲学问题可归纳为两大类:
       第一类问题是有关微观世界的规律是否在本质上就是统计性的问题,这类问提是和微世界中客观规律的性质有关;

第二类问题是有关测量与认识微观现象间的关系问题,这类问题和认识这些规律的途径有关,这些问题都是哲学的基本问题。

      我阅读了部分讨论量子力学中的哲学基础的文章,结合自己的理解,谈些自己对量子力学中三个主要的哲学问题,这也是量子力学的三个哲学基础。

1、关于微观世界的统计规律性。

      这里说的统计规律性说的就是微观世界的规律性在本质上就是统计性的。大家都知道,微观粒子的波粒二象性,特别是杨氏双缝干涉实验证明了光的波粒二象性,对这种双重的特征和它们之间的矛盾给以一个解释,目前为止大家基本认为正确的解释是波恩的几率解释:认为波动振动的强度,即波函数Ψ的振幅模量的平方代表粒子在空间分布的几率,而粒子始终是一个个的粒子有不可分割的特性。依照这种说法,波动并不是物体本身的振动,而是代表微客体在分布传递中的几率的波,几率的分布是依照波动的形式出现。

为了证明电子是不可分割的,并且它们的几率分布是代表这种波动,前苏联物理学家法布里根等三人用强度极为微弱的电子束来对晶体面作衍射实验,使得每一次电子在晶体和照相底片之间进行衍射时,几乎只有一颗电子存在。他们发现电子和照相底片起作用仍是以一颗一颗地落在照片上而不是以干涉图形分布地落在照片上。而只有当电子数目(即曝光的时间足够长时)很多时,才可以看到底片上由各个电子作用的许多斑点逐步地以统计形式地形成一个衍射图形,与通常的衍射图形完全相同。这个实验毫无疑问地证明了微客体的电子是粒子型的,而其分布的几率是以波的形式出现的。

      微观粒子的波粒二象性表明,用经典物理(单纯的牛顿力学或波动学)已不再能说明这些现象,或者说,微观粒子不再遵守经典物理的规律了。丹娜将这个哲学基础运用到量子管理中,她认为,人的素质能力也体现粒子和波动二象性,粒子性体现的是人的显性能力,即显能;而波性体现的是人的潜在能力,即潜能。而粒子思维注重的是潜在性。

2、关于微观世界的不确定性。

      海森堡的测不准原理体现的就是微观世界的不确定性,这种不确定性并不是认识上的不确定性,而是本体不确定性或是自然不确定性,这就是表明微观世界本身就是具有不确定性的,不是人的认识的局限而造成其不确定。量子力学中测不准原理的表述是:“我们无法同时研究粒子的位置和动量,每次只能二者取一。”其中包含了两层意思,一是当我们关注事物的局部时,我们将局部从整体中剥离出来,同时选择性地抛弃了其他可能性。二是我们每次介入量子系统都会给系统带去改变。

      在量子管理中,量子组织的基础和策略需要迎合“不确定性”,量子领导力暗示着要将控制让位于对情况更加敏感的感觉和直觉,以及不确定性中的创新潜力。引导混沌以及最大的创造力需要学会在“模糊性”中成长学习,因为“模糊性”能释放那些与你共事的同事的创造力,必须明白,量子组织中的每一个员工都是潜在的领导者。在企业组织内部,领导应该凭倾听、直觉、勇气以及非凡的远见和价值取向来发挥领导力,只有高度包容不确定性、模糊性,以及一种允许事态自行发展、最终转危为安的松散结构,才是面对量子时代所需的领导和管理。

      在量子时代,高速、迅变,错综复杂、混沌、模糊,不确定、不稳定就是我们所处时代大环境的特征,在这个环境中的组织和个人都会具有很大的不确定性,特别是人的意识和思想更是呈现出量子特征。转变思维才能适应时代,量子时代催生了量子思维,那么我们的当务之急就是要将自己的思维转到量子思维上来。

3、关于微观世界中量子态的叠加性。

      量子态叠加原理是量子力学的另一个重要特性。这一点表示,一个微观粒子(比如,电子)的态可以是由其他各个态叠加而成的态。态叠加原理为量子力学带来了非常怪异的特征。一个就是干涉现象,前面已经讲过,不再重复。另一个就是引发了“量子纠缠”,所谓量子纠缠,简单说来是指,在多粒子的系统中,两个曾经相互作用过的粒子,在分开之后,不管相距多远,都彼此神秘地联系在一起,其中,一方发生任何情况,都会同时引发另一方发生相应的变化。薛定谔早在1926年创立他的波动力学是就已经意识到这点。1949年吴健雄和萨克诺夫第一次通过实验生成了一对互相纠缠的光子,这一重大突破直到1957年才被认可。

      1997年维也纳小组和罗马小组分别根据这个不受空间限制的量子纠缠现象成功地完成了隐形传输单粒子量子态实验。2009年实验证明,在肉眼能够看到的两个超导体之间也存在着纠缠现象。现在中国的潘建伟教授已经在量子纠缠的应用方面走在了世界的最前列。

      量子态叠加原理在量子管理中的应用是很广泛的,我们每一个人的身上都有着很强的叠加状况和效应。在对员工的管理中,要充分考虑其身份的叠加态和随之而起的情绪叠加态效应。如何利用和处理好自身叠加态的状况和效应,是我们在人际关系的处理中的一个重要方面。

 

      认清量子力学的哲学基础,学会用量子思维思考问题,适应量子时代的变革需求,迎接新时代的曙光!

本文作者:周 箴

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