【量子團隊聲音】 量子力學的哲學基礎

量子力學的哲學基礎

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說起量子力學的哲學基礎,回顧一下科學史,可以說還沒有任何一個理論比量子力學帶來的哲學困惑更基本,也沒有任何一個理論能像量子力學那樣,從其誕生之日起一直到有了驚人成功應用前景的今天,還伴隨著激烈的哲學爭論。

北京大學楊立銘與周光召兩位教授認為量子力學基本原理中存在的主要哲學問題可歸納為兩大類: 第一類問題是有關微觀世界的規律是否在本質上就是統計性的問題,這類問提是和微世界中客觀規律的性質有關;

第二類問題是有關測量與認識微觀現象間的關係問題,這類問題和認識這些規律的途徑有關,這些問題都是哲學的基本問題。

我閱讀了部分討論量子力學中的哲學基礎的文章,結合自己的理解,談些自己對量子力學中三個主要的哲學問題,這也是量子力學的三個哲學基礎。

1、關於微觀世界的統計規律性。

這裡說的統計規律性說的就是微觀世界的規律性在本質上就是統計性的。大家都知道,微觀粒子的波粒二象性,特別是楊氏雙縫干涉實驗證明了光的波粒二象性,對這種雙重的特徵和它們之間的矛盾給以一個解釋,目前為止大家基本認為正確的解釋是波恩的幾率解釋:認為波動振動的強度,即波函數Ψ的振幅模量的平方代表粒子在空間分布的幾率,而粒子始終是一個個的粒子有不可分割的特性。依照這種說法,波動並不是物體本身的振動,而是代表微客體在分布傳遞中的幾率的波,幾率的分布是依照波動的形式出現。

為了證明電子是不可分割的,並且它們的幾率分布是代表這種波動,前蘇聯物理學家法布里根等三人用強度極為微弱的電子束來對晶體面作衍射實驗,使得每一次電子在晶體和照相底片之間進行衍射時,幾乎只有一顆電子存在。他們發現電子和照相底片起作用仍是以一顆一顆地落在照片上而不是以干涉圖形分布地落在照片上。而只有當電子數目(即曝光的時間足夠長時)很多時,才可以看到底片上由各個電子作用的許多斑點逐步地以統計形式地形成一個衍射圖形,與通常的衍射圖形完全相同。這個實驗毫無疑問地證明了微客體的電子是粒子型的,而其分布的幾率是以波的形式出現的。

微觀粒子的波粒二象性表明,用經典物理(單純的牛頓力學或波動學)已不再能說明這些現象,或者說,微觀粒子不再遵守經典物理的規律了。丹娜將這個哲學基礎運用到量子管理中,她認為,人的素質能力也體現粒子和波動二象性,粒子性體現的是人的顯性能力,即顯能;而波性體現的是人的潛在能力,即潛能。而粒子思維注重的是潛在性。

2、關於微觀世界的不確定性。

海森堡的測不準原理體現的就是微觀世界的不確定性,這種不確定性並不是認識上的不確定性,而是本體不確定性或是自然不確定性,這就是表明微觀世界本身就是具有不確定性的,不是人的認識的局限而造成其不確定。量子力學中測不準原理的表述是:「我們無法同時研究粒子的位置和動量,每次只能二者取一。」其中包含了兩層意思,一是當我們關注事物的局部時,我們將局部從整體中剝離出來,同時選擇性地拋棄了其他可能性。二是我們每次介入量子系統都會給系統帶去改變。

在量子管理中,量子組織的基礎和策略需要迎合「不確定性」,量子領導力暗示著要將控制讓位於對情況更加敏感的感覺和直覺,以及不確定性中的創新潛力。引導混沌以及最大的創造力需要學會在「模糊性」中成長學習,因為「模糊性」能釋放那些與你共事的同事的創造力,必須明白,量子組織中的每一個員工都是潛在的領導者。在企業組織內部,領導應該憑傾聽、直覺、勇氣以及非凡的遠見和價值取向來發揮領導力,只有高度包容不確定性、模糊性,以及一種允許事態自行發展、最終轉危為安的鬆散結構,才是面對量子時代所需的領導和管理。

在量子時代,高速、迅變,錯綜複雜、混沌、模糊,不確定、不穩定就是我們所處時代大環境的特徵,在這個環境中的組織和個人都會具有很大的不確定性,特別是人的意識和思想更是呈現出量子特徵。轉變思維才能適應時代,量子時代催生了量子思維,那麼我們的當務之急就是要將自己的思維轉到量子思維上來。

3、關於微觀世界中量子態的疊加性。

量子態疊加原理是量子力學的另一個重要特性。這一點表示,一個微觀粒子(比如,電子)的態可以是由其他各個態疊加而成的態。態疊加原理為量子力學帶來了非常怪異的特徵。一個就是干涉現象,前面已經講過,不再重複。另一個就是引發了「量子糾纏」,所謂量子糾纏,簡單說來是指,在多粒子的系統中,兩個曾經相互作用過的粒子,在分開之後,不管相距多遠,都彼此神秘地聯繫在一起,其中,一方發生任何情況,都會同時引發另一方發生相應的變化。薛定諤早在1926年創立他的波動力學是就已經意識到這點。1949年吳健雄和薩克諾夫第一次通過實驗生成了一對互相糾纏的光子,這一重大突破直到1957年才被認可。

1997年維也納小組和羅馬小組分別根據這個不受空間限制的量子糾纏現象成功地完成了隱形傳輸單粒子量子態實驗。2009年實驗證明,在肉眼能夠看到的兩個超導體之間也存在著糾纏現象。現在中國的潘建偉教授已經在量子糾纏的應用方面走在了世界的最前列。

量子態疊加原理在量子管理中的應用是很廣泛的,我們每一個人的身上都有著很強的疊加狀況和效應。在對員工的管理中,要充分考慮其身份的疊加態和隨之而起的情緒疊加態效應。如何利用和處理好自身疊加態的狀況和效應,是我們在人際關係的處理中的一個重要方面。

認清量子力學的哲學基礎,學會用量子思維思考問題,適應量子時代的變革需求,迎接新時代的曙光!

本文作者:周 箴


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