李繼堂 周可真

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第二屆全國物理學哲學學術研討會綜述

李繼堂 周可真

2016年11月18日—20日，由中國自然辯證法研究會物理學哲學專業(yè)委員會主辦，蘇州大學政治與公共管理學院哲學系承辦的第二屆全國物理學哲學學術研討會（CSPP2016）在蘇州大學成功召開。會議以“量子力學、量子場論等現(xiàn)代物理學與當代哲學觀念的變革”為主題。蘇州大學正校級調(diào)研員任平教授致歡迎辭后，中國自然辯證法研究會副理事長、物理學哲學專業(yè)委員會名譽主任吳彤教授對會議議題和會議論文做了介紹，開幕式由蘇州大學哲學系主任邢冬梅教授主持。來自全國各地30多個高校和研究機構的70多位專家學者，就物理學哲學的熱點問題進行了深度研討，主要議題和觀點如下。

一、有關量子信息前沿及其與相對論關系的哲學問題研究

20世紀60年代以來，當代量子論最大的進展有兩個：一是EPR問題和貝爾不等式驗證引發(fā)的量子信息的探索，二是量子場論及粒子物理標準模型的輝煌成就。本屆大會四個特邀報告就是圍繞這兩個主題展開的。

華南理工大學吳國林教授的報告題目是“量子信息能夠超光速嗎？”。量子信息的傳遞是否超光速是一個非常有爭論的議題。一種觀點認為，因為微觀粒子具有在先的聯(lián)系（如量子糾纏），因此，不存在量子信息的傳遞超光速的問題。而另一種觀點是，基于量子隱形傳態(tài)等新型量子信息的理論與實驗，足以支持量子信息的傳遞是超光速的。吳教授在介紹量子隱形傳態(tài)等相關理論與實驗的基礎上基本上認為：量子隱形傳態(tài)、量子糾纏交換、開放目的的隱形傳態(tài)等深刻闡明，量子信息的傳遞是超光速的，且是瞬時傳遞的。這沒有破壞因果律，也不違背狹義相對論對光速的限制及其時空觀。

北京師范大學董春雨教授的報告“從守恒律看世界的對稱與非對稱之爭”，首先梳理了對稱與非對稱的不同表現(xiàn)，之后著重探討了守恒定律的含義以及它與對稱性之間的關系；在此基礎上最終將對稱性問題的討論引向了哲學高度，從而啟發(fā)人們從更加廣闊的理論背景中去理解自然的本質(zhì)。最后得出“對稱是世界更基本的屬性”。不過，“自然是害羞的，它更喜歡把自己隱藏起來……。在對稱性和非對稱性關系中，對稱性居于基本的主導地位。所以楊振寧先生等則提出了‘對稱性支配相互作用’，即‘自然界所有的基本力都是由一些對稱性原理產(chǎn)生的’這一信條”。董教授從本體論、認識論和方法論層面強調(diào)了對稱性的重要性，不僅為量子信息與狹義相對論的光速不變原理的關系問題的討論，而且也為從量子力學和相對論相結合的量子場論的研究方法問題的討論做了鋪墊。

中國科學院高山副研究員的報告“量子力學的哲學—— 如何理解和完善量子力學？”，首先介紹了量子力學標準表述中的基本假設：物理態(tài)由希爾伯特空間的態(tài)矢量或波函數(shù)所描述；物理性質(zhì)由本征值—本征態(tài)連接確定；與經(jīng)驗聯(lián)系的著名波恩規(guī)則；系統(tǒng)沒有被測量時按照薛定諤方程演化，而測量時存在所謂坍縮假設。而量子力學的哲學問題主要有：幾個量子力學核心假設確證問題的研究進展，比如，標準表述中物理態(tài)假設的確證問題，其中高山副研究員提交的會議論文《波函數(shù)的一種粒子本體論解釋》 （英文）就是這方面的討論。在此基礎上考察了量子力學數(shù)學形式體系及以經(jīng)驗聯(lián)系為中心的量子力學內(nèi)核，以及它們的完備性問題。最后，他強調(diào)波函數(shù)的意義、測量問題與相對論的結合問題，有利于大家對量子力學哲學的深刻理解。

會議還特別邀請?zhí)K州大學物理科學與技術學院張成杰副教授，從物理專業(yè)角度做了以“量子糾纏與非局域性關系研究進展—— 從量子信息談起”為題的大會報告。重點介紹了量子糾纏這一最關鍵的物理資源，對于n體純態(tài)，如果就是糾纏態(tài)；幾種常用的純態(tài)糾纏態(tài)；混態(tài)量子糾纏理論的判定、操縱和度量三個基本問題。他進一步介紹了部分轉(zhuǎn)置判據(jù)、重排判據(jù)，以及連續(xù)變量糾纏判據(jù)等幾種糾纏判據(jù)，特別是自己提出的新判據(jù)。最后他介紹了糾纏和非局域性的關系：可分態(tài)不違背如何貝爾不等式，故不具有量子非局域性；糾纏態(tài)可能違背貝爾不等式，但也存在某些糾纏態(tài)不違背任何的貝爾不等式。他得出所有的糾纏純態(tài)都違背Hardy不等式的說法。他還介紹了廣義非局域態(tài)的概念，指的是局域操作后能違背貝爾不等式的態(tài)，或者多份拷貝下能違背貝爾不等式的態(tài)，指出廣義非局域態(tài)是否跟糾纏態(tài)完全等價，目前還是一個未解難題。

二、標準量子力學的核心原理以及量子力學哲學中的觀察者和意識問題

復旦大學張志林教授和唐先一博士在其報告“量子力學的新單子論詮釋與退相干理論”中，針對學界把量子測量問題歸結為“明確結果問題”和“優(yōu)先基矢問題”，以及在“自由意志定理”和萊布尼茲單子論基礎上，提出了“知覺—能量原理”和“意志—能量原理”。憑借這兩條原理，不僅可以解決測量問題，而且可望構建一種新型的量子力學詮釋—— 新單子論詮釋。支持“粒子具有極簡的知覺能力與自由意志”的新單子論，一方面揭示了退相干理論背后更深層的物理學哲學本質(zhì)，可以說是發(fā)展和深化了退相干理論。另一方面包含知覺和自由意志的內(nèi)容，在廣度上遠超退相干理論，使得量子力學有可能被運用于描述與心智有關內(nèi)容的廣袤天地之中，例如社會科學與心理學等。

華中科技大學—WISCO聯(lián)合實驗室的趙國求教授在其報告“論如何消除物理學中現(xiàn)象對觀察者的主觀依賴性—— ‘自在實體’的存在與意識無關”中認為，當今物理學理論遇到的種種困難告訴人們，需要增進時空概念的新理解。如何消除“量子現(xiàn)象對觀察者的主觀依賴性”、建立適應量子力學自身的時空、客觀描述微觀量子客體，正在考驗人類的智慧。復數(shù)時空是時空在微觀世界的拓展，量子力學時空是雙四維復時空W（x，k），它是閔可夫斯基時空M4（x）的復數(shù)拓展和推廣。

武漢大學的李宏芳教授在其報告“麥克斯韋妖和熱力學第二定律”中認為，麥克斯韋把熱力學第二定律看作是統(tǒng)計的。為此，他構想了一個精明的小妖來說明這一點。但是，他卻不曾發(fā)展他的這一理論。報告深入探討熱力學第二定律的發(fā)展史和麥克斯韋妖提出的緣由及其產(chǎn)生的深遠影響。通過探討熱力學第二定律和麥克斯韋妖的關系，李教授闡明了信息與熱力學、信息與存在的關系。

三、量子力學哲學中的邏輯問題和概率問題

華中科技大學的萬小龍教授在其報告“狹義函數(shù)相對論視野下的量子哲學問題”中，在其狹義函數(shù)相對論視野下討論了系列量子力學哲學問題，先簡要介紹非經(jīng)典邏輯問題，再介紹與量子科學哲學直接相關的整體性、辯證性或不確定性問題。整體是部分的非（真值）函數(shù)，并且它可以等值變換（即還原）為另一個（真值）函數(shù)。抓住了這一點，就可以細致考慮量子態(tài)的整體性。當不確定性與整體性纏繞時，典型表達這些非經(jīng)典性的工具就是量子邏輯。黑格爾辯證法核心是否定之否定，如果視被否定的對象為一個命題p，否定用氳表示，那么上句為定理：

山西大學的賀天平教授和喬笑斐博士在其報告“量子自殺實驗的哲學探析”中探討了量子自殺實驗是在多世界解釋假設的基礎上導出的一個思想實驗，是對“薛定諤的貓”的理想實驗的進一步延伸。該實驗可以算作是對量子多世界解釋和傳統(tǒng)解釋的一個判決性實驗，它試圖用一個有意識的人代替貓來參與實驗，從參與者的視角來驗證實驗的最后結果，以對兩種解釋做出最后的判定。對于該實驗的邏輯合理性和可行性，目前存在很多質(zhì)疑和爭論，報告對此一一給出了論述和澄清。報告對多世界解釋本身進行了反思，指出過多的形而上學論證，使得多世界解釋越來越難以捉摸，離科學越來越遠。

華中科技大學的萬子謙博士題為“量子力學多世界解釋視角下的睡美人悖論”的報告認為，對于概率哲學，睡美人悖論是無法回避的一個問題。學界在理解這一悖論的設置上有著根本性的互相誤解，即對于相對頻率和概率傾向未做適當區(qū)分。多世界解釋為概率性事件的描述提供了新的理論框架，即將某一概率性事件的不同后果描述為分裂的世界枝結構。借用這一描述方式，可以明確區(qū)分不同的概率類型，避免誤解，消除睡美人悖論。華東師范大學的戎思淼博士做了題為“量子思維對大數(shù)據(jù)背景下信息處理新思路的啟示”的報告，認為量子思維在方法論上可以為解決大數(shù)據(jù)時代到來所引發(fā)的復雜問題提供新的可行性思路。貴州大學的王婧做了題為“量子博弈的哲學問題研究”的報告，認為量子博弈的核心是量子信息的構建，信息是一切行為事理的差異，消除差異的最有效途徑是基于最大量子糾纏度的構建，進而為不確定事理的認識論和方法論提供了一種嶄新的視角。華南理工大學李鍵江的“量子閉環(huán)控制系統(tǒng)認識論分析”報告，分析了量子技術溝通了量子控制系統(tǒng)中的主客體橋梁的認識論意義。

四、量子物理學家們的物理學哲學思想研究

上海社會科學院的成素梅研究員在其報告“量子物理學家的實在觀題綱”中認為，實在論與反實在論的爭論是科學哲學的一個核心議題，至今仍然在繼續(xù)之中，并且觀點林立、立場迥異。然而，當科學哲學家試圖通過回答理論實體是否有本體論地位的問題來論證自己的立場時，他們都不得不借助量子力學的理論成果。問題在于，就對量子力學的理論成果而言，量子物理學家實在觀要比哲學家的實在觀，更能體現(xiàn)對量子力學本質(zhì)的理解。因此，現(xiàn)在回過頭來探討量子物理學家的實在觀，對于推進科學哲學的研究具有理論意義，對于深化量子力學哲學研究具有現(xiàn)實價值。報告基于原始文獻來探討玻爾、玻恩和玻姆的實在觀（簡稱BBB實在觀），一方面，為深化認識論共識提供理論依據(jù)；另一方面，為推動科學哲學研究的視域從關注科學成果擴展到關注科學家的認知技能的獲得提供實例。

重慶大學的張麗教授在其報告“不確定性原理與物理實在”中認為，不確定性原理通常被認為是量子力學區(qū)別于經(jīng)典物理世界的最本質(zhì)的特征。1927年，海森堡提出光子的位置越是確定，動量就越不清楚。1930年，他指出不確定性是天生的不確定性、內(nèi)秉的。EPR問題所展示給我們的海森堡不確定性原理僅僅是一個認識論問題嗎？愛因斯坦認為只要我們能夠predict月亮在那個位置，就可以斷定月亮在哪里，而不一定要親眼觀察到它正在那里。這是其與玻爾所強調(diào)的measurement的重大分歧，玻爾無視測量背后的物理實在、否認其存在。在這一點上，海森堡則介于愛因斯坦與玻爾之間。

遼寧社會科學院哲學研究所的張思寧研究員在其報告“測不準原理本質(zhì)的哲學探析”中認為，測不準原理是對粒子遵循的客觀規(guī)律的描述。任何粒子都在結構、規(guī)律和系統(tǒng)規(guī)律三個層面活動：在結構層面，粒子結構是否隨時間的變化而變化；在規(guī)律層面，規(guī)律是否隨時間的變化而變化；在系統(tǒng)規(guī)律層面，系統(tǒng)規(guī)律是否隨時間的變化而變化。結構、規(guī)律和系統(tǒng)規(guī)律是否隨時間的變化而變化，決定了測不準原理存在的必然性。中共沈陽市委黨校的王志佳博士在其報告“對應原理與薛定諤方程關系之方法論初探”中，就薛定諤波動方程的建立與對應原理之間的關系，在方法論層面進行深入考察。中國人民大學喬宇的報告“可觀測原則與矩陣力學的創(chuàng)立”，從原始史料出發(fā)認為可觀測原則并非海森堡創(chuàng)立量子力學的指導性原則，而是為放棄電子軌道這一做法辯護的。

五、量子場論中的哲學問題研究

蘇州大學的李繼堂教授在其報告“從量子力學解釋到量子場論解釋”中認為，量子力學和相對論建立后，其中的哲學問題催生了現(xiàn)代西方科學哲學，而把兩者結合起來的量子場論勢必推動科學哲學的發(fā)展，進而引發(fā)當代哲學觀念的變革。為此，有必要考察量子場論中的哲學問題，特別是從量子力學的解釋到量子場論的解釋的發(fā)展趨勢。他在綜述《愛思唯爾科學哲學手冊—— 物理學哲學》相關部分的基礎上，重點對量子力學的非局域性等問題和量子場論的解釋問題作了評論，認為量子信息中的非局域性還是跟洛倫茲不變性有關，因為洛倫茲不變性（和狹義相對性原理）跟光速不變性原理密切相關，這有必要從量子場論的理論高度去考察。而目前量子場論的解釋問題，首先是要研究代數(shù)量子場論和傳統(tǒng)量子場論這兩種解釋方法的關系問 題。

山西大學的趙丹副教授在其報告“經(jīng)典力學中核心論題的當代發(fā)展及其思考”中認為，20世紀物理學對于哲學的巨大影響，使得關于經(jīng)典力學中核心論題的哲學思考一度被擱置了許久。然而，關注量子力學及量子場論的哲學并不能完全脫離開經(jīng)典力學中的核心論題。報告就決定論和對稱性等經(jīng)典力學中的核心論題在當代的發(fā)展與演變進行審視，思考在量子力學與量子場論中這些論題的變化及其哲學影響，同時也是對《愛思唯爾科學哲學手冊—— 物理學哲學》中相關于經(jīng)典力學部分的介紹與評 述。

東華大學的譚力揚老師在其報告“重整化群、理論的元結構與它的解釋力”中認為，對于“重整化群理論的解釋力來源”這一問題，當代物理哲學給出了多種有爭議的闡釋。這些爭論具有普遍意義，即它們的觀念背景其實可以追溯至關于理論（特別是它的數(shù)學結構和數(shù)學運算技巧）解釋力來源的一般性爭論。無論是與物理學理論觀念的切合程度，還是哲學上的合理性程度，因果解釋與非因果解釋中的“統(tǒng)計解釋”派都有嚴重的缺陷?！皵?shù)學操作/數(shù)學結構”派在這兩方面則都是可接受的，然而仍有闡釋得不夠充分、徹底的問題。報告通過對該派觀點的深入闡釋，揭示出以下觀點：理論的解釋力并不來源于它現(xiàn)有的數(shù)學結構，而是來源于使其數(shù)學結構得以構造和普遍化的一層更抽象的結構—— 元結構。

上海交通大學的吳新忠老師在其報告“量子力學的分析力學結構與相對論時空觀”中認為，最小作用原理是貫穿于牛頓力學與幾何光學的基本原理。分析力學的各種形式，包括拉格朗日力學、哈密頓力學與基于最小曲率原理的赫茲力學，都立足于最小作用原理。量子力學從作用量量子化出發(fā)，它的各種形式都包含分析力學的數(shù)學結構。薛定諤在探索波動力學的過程中，不僅注意到波動光學—幾何光學與波動力學—牛頓力學的類比，而且還從赫茲力學與愛因斯坦廣義相對論的相似性出發(fā)，認為量子波函數(shù)具有曲率特征，量子力學同時包含牛頓力學與愛因斯坦相對論的雙重特性。

六、空間物理、相對論和宇宙學中的哲學問題

中國科學院的范岱年教授在其報告“日地空間物理學中的科學革命？—— 從流體力學范式到等離子體物理學范式”中，回顧了他的好友吳京生教授從1959年進入加州理工學院分管的噴射推進實驗室（JPL）物理科學部工作，從事等離子體物理的基礎理論研究，到1966年以后，開始關注JPL同事們的空間物理觀測研究工作，從1996年退休到2016年，這一階段吳京生的主要科學目標是從沒有解釋的空間物理現(xiàn)象出發(fā)探索新的基礎理論。他近20年用等離子體物理理論，解釋了一些日地空間物理中過去未能解的現(xiàn)象。但是，在日地空間物理中，占主導地位的理論是流體力學理論，很多人不關心等離子體物理。因此，他的論文找不到合適的人審查、評估。范教授認為，這可能意味著日地空間物理面臨著一次科學革命，即從流體力學理論范式向等離子體理論范式轉(zhuǎn)變的革命。希望中國科學界能抓住這個機遇，在日地空間物理和等離子體物理方面，做出突出的貢獻。

上海師范大學的殷業(yè)教授在其報告“望遠鏡最遠能觀測多遠”中認為，宇宙大爆炸學說成為宇宙學標準模型后，意味著宇宙是有限的，而科學家提出的多宇宙模型，預示著宇宙外還有客觀存在，人類目前唯一可以深入空間探索的是望遠鏡，從而存在一個問題：望遠鏡最遠可以觀測到多遠？報告討論了這個問題，提出了觀測方法，外宇宙在望遠鏡中主要是觀測類星體，而且指出觀測外宇宙是否存在最佳窗口，這種方法可以最終證明宇宙到底是無限的還是有限的，外宇宙到底存在不存在。四川理工學院的毛逢銀教授在“狹義相對論面臨的問題及解決的途徑”報告中認為，狹義相對論在自身框架內(nèi)面臨“孿生子佯謬”以及“慣性系”的定義存在邏輯循環(huán)等問題，并簡述了與量子力學之間的沖突，發(fā)現(xiàn)了狹義相對論的兩個基本假設之間互不支持。這也是狹義相對論產(chǎn)生一系列問題的根本原因。

上海電力學院的張貴紅老師在其報告“國外物理實驗哲學研究進展”中認為，對物理實驗的哲學探索正成為一個重要的學科交叉的學術領域。分析科學哲學中的新實驗主義、科學知識社會學的實驗室研究的實踐維度、科學史學領域的科學器物史維度，從內(nèi)到外探索物理實驗的本質(zhì)。上海海事大學的劉永昌老師做了“基于幾何邏輯學的整合物理科學初探”的學術報告，提出“整合物理科學”，用“幾何邏輯圖形”試圖理清一些物理學科與物理知識互相之間的關系。

七、超弦理論中的哲學問題

武漢大學的桂起權教授在其報告“為什么說超弦理論有資格稱作科學理論？—— 立足于休厄爾、亨普爾的觀點”中認為，科學理論具有復雜性，通常都只是間接可檢驗的，指望時時刻刻有直接檢驗，那是不切實際的空想。根據(jù)亨普爾的“安全網(wǎng)”模型，作為科學理論，超弦理論的眾多子理論之間相互纏繞而編織成網(wǎng)狀結構，它們在總體上得到經(jīng)驗的支撐。根據(jù)休厄爾的歸納邏輯，特別是歸納一致性的概括，超弦理論從經(jīng)驗性較強的底層理論逐級提升為越來越普遍的高層統(tǒng)一理論。這種歸納一致性、邏輯簡單性和連續(xù)概括，本身就體現(xiàn)了科學理論的主要特 征。

嘉應學院的沈健教授在其報告“弦論的對偶性能為科學哲學帶來什么？”中認為，對偶性是弦論框架內(nèi)的核心概念之一，其主要立場是“理論形式或物理系統(tǒng)的描述似乎十分不同，卻導致了相同的物理學”。這種奇特的對偶對稱對科學哲學而言意義非凡，許多傳統(tǒng)的哲學主張能以此獲得拓展和深化。其中，它所涉及的主要哲學問題有：理論的非經(jīng)驗確證、亞決定性、理論間的同一與個性化、系統(tǒng)觀、結構實在論、科學生成及其演化上的方法論。華中科技大學的王偉長博士在“超弦理論的歷史回顧”報告了，從20世紀60年代末的對偶模型到70年代初的弦理論雛形，再從可以描述引力的超弦理論推廣到囊括了不同極限情況的M理論。報告從歷史的角度回溯超弦理論的歷史發(fā)展進程中的若干關鍵節(jié)點，并分析每個時間節(jié)點的當事人所做的選擇及其對當下理論物理學發(fā)展的啟 示。

八、量子力學和空間概念的詮釋學、現(xiàn)象學，以及法國哲學、中國哲學角度的考察和探索

廈門大學曹志平教授的“量子力學的詮釋學本質(zhì)—— 論量子力學作為文本詮釋學的問題”報告認為，量子力學成為文本詮釋學有兩個理解途徑：量子力學數(shù)學形式體系作為詮釋學文本；量子現(xiàn)象作為詮釋學文本。量子力學解釋的邏輯：量子力學解釋就是解釋者、作為文本的形式系統(tǒng)、作為文本的實驗現(xiàn)象三者之間的視野融合過程。從量子力學解釋的特征，看量子力學的詮釋學本質(zhì)：數(shù)學形式體系超前于物理解釋；量子現(xiàn)象的整體性，使詮釋學成為最適合于量子力學的哲學，并且量子力學作為文本詮釋學產(chǎn)生系列理論結果。

蘇州大學的朱耀平教授在“介于可見與不可見之間的空間”中報告了，君特·費蓋爾（G俟nter Figal）的《不可見性》一書，在空間與現(xiàn)象的關系問題上，其基本觀點是：空間作為不可見者，是某物作為可見者或現(xiàn)象呈現(xiàn)出來的前提條件。從這個意義上來說，空間不僅是現(xiàn)象學的研究對象，同時也是現(xiàn)象學成為可能的前 提。

中國社科院的段偉文研究員在“西蒙東的個體化思想與物理個體化”報告了，法國當代哲學家西蒙東（Gilbert Simondon）對個體化（individuation）進行了深入的研究，其思想在本體論上對莫蘭和德勒茲產(chǎn)生過重大影響，在認識論上屬于后巴什拉式的“關系實在論”。（1）西蒙東的個體化與關系密不可分—— 個體是關系性的，關系與存在是同時的，關系造就了實在的實在性。（2）在此基礎上，個體應被視為“關系的存在”而不是“關系中的存在”；也就是說，關系是內(nèi)在能動性的體現(xiàn)。（3）西蒙東的個體化運用于物理個體化有助于推進一些根本性的物理問題的討論：能動實在論與量子實在的論證、通過量子潛勢探討“實在的潛勢”、物理個體化與生物個體化的關系。

陳永的報告“量子糾纏與陽明心學”認為，在用光的偏振來驗證貝爾不等式的實驗中，在沒有測量之前，量子的狀態(tài)是沒有確定的；就好像如果沒有看山中之花，山中之花是沒有什么顏色的一樣。

上海社會科學院哲學研究所副所長成素梅研究員主持閉幕式，中國自然辯證法研究會副秘書長董春雨教授作了精彩的會議總結，對本屆會議予以充分肯定，物理學哲學專業(yè)委員會主任吳國林教授對蘇州大學和政治與公共管理學院及哲學系師生表示感謝，并宣布下一屆會議于2017年10月在華中科技大學召開。此次會議，研討論題新穎，討論徹底，堪稱物理學哲學領域的一次盛會。

（責任編輯：肖志珂）

李繼堂，蘇州大學政治與公共管理學院哲學系教授；周可真，蘇州大學政治與公共管理學院哲學系教授。