本書從語境的角度分析自然科學(xué)哲學(xué)問題,通過橫斷的語境分析方法對自然科學(xué)的科學(xué)理論、科學(xué)定律及科學(xué)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行反思與分析,意在揭示對自然科學(xué)的認(rèn)識不足與方法局限,以推動自然科學(xué)的發(fā)展。基于語境分析方法剖析了數(shù)學(xué)及自然科學(xué)中的理論與實(shí)踐問題,內(nèi)容主要包括物理學(xué)的隱變量、量子測量、量子力學(xué)、量子場論、對稱性中的哲學(xué)問題等,闡釋了生物學(xué)理論、基因理論與生物信息概念,豐富了科學(xué)哲學(xué)的研究內(nèi)容。
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《郭貴春文集·第二卷:自然科學(xué)哲學(xué)研究》:
。1)第一種演化方式是,當(dāng)微觀客體沒有與另外的客體發(fā)生相互作用時,即當(dāng)被測量的量子系統(tǒng)沒有受到測量時,量子系統(tǒng)的態(tài)的變化(即波函數(shù)的變化)將遵守薛定諤方程的演化。在這種演化方式中,微觀系統(tǒng)的態(tài)隨時間的演化規(guī)律描繪了一個連續(xù)的、可逆的物理過程。
。2)第二種演化方式是,當(dāng)微觀系統(tǒng)與測量儀器發(fā)生了相互作用之后,系統(tǒng)的態(tài)將會由疊加態(tài)轉(zhuǎn)變到其中的一個具體的可能態(tài)。在這種演化方式中,微觀系統(tǒng)的態(tài)發(fā)生了不連續(xù)的、不可逆的變化,或者說,在這個階段,微觀系統(tǒng)的態(tài)的演化過程是不連續(xù)與不可逆的。
這兩種不同的演化方式表達(dá)了兩種不同類型的物理系統(tǒng)之間存在的本質(zhì)差異:第一種演化方式描述的是一個純粹的微觀物理系統(tǒng)的演化行為,是由一個決定論的動力學(xué)方程式所支配的;第二種演化方式描述的是一個含有觀察主體的宏觀系統(tǒng)的演化行為,是由投影假設(shè)來解釋的。問題在于,在實(shí)際的測量過程中,從疊加態(tài)到一個具體的可能態(tài)的轉(zhuǎn)變將在哪里實(shí)現(xiàn)?哪一個具體的可能態(tài)將會有可能得到實(shí)現(xiàn)?為什么要對量子測量過程進(jìn)行如此特殊的處理?為什么系統(tǒng)之間的相互作用可以用薛定諤方程來描述,而從微觀值到宏觀值的轉(zhuǎn)換,卻不遵守薛定諤方程,而是用至今難以令人理解的投影假設(shè)來描述呢?到目前為止,物理學(xué)家并不知道量子測量與非測量之間究竟有什么差異,更不知道如何解釋,為什么量子客體會有兩種截然不同的演化方式。量子力學(xué)的哲學(xué)家把這種困惑稱為“測量難題”,以著重強(qiáng)調(diào)長期以來尋找“測量的量子理論”所存在的實(shí)際困難所在。
按照馮·諾依曼所提出的測量的量子理論,量子測量系統(tǒng)同經(jīng)典測量系統(tǒng)一樣,也是由測量主體、被測對象與測量儀器所組成的。所不同的是,在量子測量的過程中,被測對象與測量儀器組成了一個復(fù)合系統(tǒng),這兩個系統(tǒng)之間的相互作用可以用量子力學(xué)的術(shù)語來描述。由于量子系統(tǒng)是微觀的,所以,它只能在放大之后,才能被知覺主體所認(rèn)識。這樣,測量客體就可以包括微觀系統(tǒng)與測量儀器在內(nèi)。由于被測對象與測量儀器之間的分界線是任意的,所以,投影假設(shè)也可以用于其他的對象系統(tǒng),即既可以用于由對象與儀器組成的復(fù)合系統(tǒng),也可以用于更大的對象、儀器和更多的儀器所組成的系統(tǒng),等等。
如果觀察者完成了一次測量,那么,投影假設(shè)必然在這個系統(tǒng)的某一個中間環(huán)節(jié)發(fā)生作用。問題是,投影假設(shè)將會在哪里發(fā)生作用呢?馮·諾依曼指出,投影假設(shè)發(fā)生效用的地方完全是任意的、是可變的。這樣,客體鏈條在對象系統(tǒng)中的無限延伸的結(jié)果是,在理論上,可以把觀察者的感覺器官與大腦也可能包括在對象系統(tǒng)之內(nèi)。如果是這樣的話,那么,投影假設(shè)將能夠用于這一更大的系統(tǒng)。馮·諾依曼特別提到,對象與儀器之間的分界線,將會出現(xiàn)在觀察者的大腦與意識之間。因?yàn)槿绻盐⒂^系統(tǒng)、測量儀器和觀察者的感覺器官與大腦作為一個組合系統(tǒng),并且用薛定諤方程來描述的話,那么,在這種情況之下,主體與客體之間的分界線,將只能出現(xiàn)在組合系統(tǒng)的客體與觀察者的意識之間。因?yàn)樵谶M(jìn)行觀察時,只有觀察者的意識不能夠被包括在客體系統(tǒng)之內(nèi),它完全屬于主體的范疇。
然而,如果認(rèn)為投影假設(shè)在客體與觀察者的意識之間發(fā)生作用,那么,客體的狀態(tài)將最終取決于觀察者對儀器和測量結(jié)果的“觀看”這一行為本身。問題是,觀察者的認(rèn)識行為將如何決定被測量的可觀察量的值呢?被測量的可觀察量是微觀的,它不可能直接在宏觀意義上被觀察到,必須借助于與它發(fā)生相互作用的宏觀儀器的宏觀可觀察量來實(shí)現(xiàn)。按照這種測量理論,觀察者的觀察行為,即觀察者對宏觀儀器的“觀看”,將會使被研究的微觀可觀察量取一個確定的值。那么,可以認(rèn)為,觀察者的觀察行為本身將影響宏觀的可觀察量,然后,依次類推,最后影響到微觀的可觀察量的嗎?
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