首先我们来说一说量子不确定性的哲学本质,它究竟是什么?
量子理论是20世纪科学进步产物,在量子力学的世界中,日常所见的熟悉的物理定律不再成立。在传统物理哲学的框架中,也根本无法解释和理解量子力学领域中微观物质运动的基本现象。由于不确定性原理导致了哲学上的迷惑不解,能级的量子化及波粒二象性等问题,在哲学的基本存在性质上、逻辑上都无法理解。
量子力学始终无法找到量子现实与经典物理之间的调和理论。波和粒子两种特性无法摆脱地纠缠在一起。既是粒子又是波,如此图像及运动规律在已有的常识中没有物理上的对应物。由于不能精确测定一个电子的位置和动量,所以这一原理便有了很深的哲学内涵,这也是量子理论不确定性与经典力学确定性思想相分离的地方。不确定性关系完全是由实验导出的,它内孕着不可预言性这样一个哲学命题和结论。从可知的过去走向不确定的未来,预示着在传统物理哲学的框架中,它已经成为自然规律中一个重要的基本原理,这是量子世界揭示出的一个基本特性。不确定性原理表明,我们在传统的哲学理念中,根本无法找到首先应该确定的是什么。
物理学家们意识到,观察者和系统之间存在着某种相互作用,这种相互作用导致无法认定被观察的物质系统是独立存在的。这就是人们熟悉的“量子纠缠”。这些问题本质上首先涉及到什么是真实的物质世界这样一个基本而又重大的哲学问题。什么是真实的物质世界,这一物理哲学的基本问题被再一次摆到面前。不确定性原理是量子理论的核心特性,量子相干论的目的,就是要建立起量子物理全新的哲学基础,彻底摆脱传统哲学带来的认识论混淆和观念纠缠。
量子物理哲学有一个全同性原理,理解起来十分困难,要理解“测不准”的本质,还要解决一个哲学的观察问题。就是人类在观察外部物质世界时,如何突破观察的全同性。观察者在观察形形色色的物质世界的同时,意识与思维也同时出现,这时,物理观察的对象在哲学的最基本、最原始的层面上可分为两类:一类是“物质实体的对象”,另类是观念存在“想象的物质对象”。这两类“对象”显然具有根本性质的区别。在传统哲学中,“物质对象”与“意识思维的对象”被认为是一致的,笼统地称之为“客观存在”。这种认识论没有明确的理论分界,量子相干论对这种模糊的观察过程,称之为:全同性存在。即相对于量子物理的认识论而言,观察的物质对象与意识思维的想象并处,物质与精神反映是同时存在的。““所有对称性原理均植根于‘不可观测’的理论假设之上。”
接下来再说下什么是全同?谁又和谁全同?
说到这个问题我们首先要先来了解一下所谓全同性原理是什么:观察者观察到的物质世界,必定与观察者意识、精神反映的观念的世界图像是一致的。两者之间,传统哲学的理念,无法有效地加以区别。如果不能有效地在此划出一条明确、清晰认识论的分界线,就势必会用意识、精神的理性反映去解读面对的物质世界。这个问题是物理哲学应当首先回答的。全同性原理也是量子力学的一个基本假设。因此导致不可能再用经典的、连续的运动物理学方法,去确切描述一个微观粒子的运动。亦即传统哲学观不再能满足量子力学的理论需求。全同性哲学概念的提出,是量子相干论哲学概念的重要贡献。
全同性原理是用来描述物理状态的,即交换两个全同粒子,波函数或者不改变,或者(只)改变正负号,前者称为对称波函数,后者称为反对称波函数。量子理论表明,全同粒子系统波函数应当具有对称性。
不可观测意味着对称性,这是物理学家李政道在阐述他“对称与不对称”理论时的表述。因此,全同性原理要求全同粒子的波函数或者是对称的或者是反对称的。为什么不可观测就意味着对称呢?
这个哲学问题的本质是:在进行物理观察时,由于无法找到被观察物质对象与意识、精神反映之间的差别,因此,看到的物质世界必定与头脑中意识、精神的图像是对称的,或是反对称的。