第二届全国物理学哲学学术研讨会综述

李继堂 周可真

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第二届全国物理学哲学学术研讨会综述

李继堂 周可真

2016年11月18日—20日，由中国自然辩证法研究会物理学哲学专业委员会主办，苏州大学政治与公共管理学院哲学系承办的第二届全国物理学哲学学术研讨会（CSPP2016）在苏州大学成功召开。会议以“量子力学、量子场论等现代物理学与当代哲学观念的变革”为主题。苏州大学正校级调研员任平教授致欢迎辞后，中国自然辩证法研究会副理事长、物理学哲学专业委员会名誉主任吴彤教授对会议议题和会议论文做了介绍，开幕式由苏州大学哲学系主任邢冬梅教授主持。来自全国各地30多个高校和研究机构的70多位专家学者，就物理学哲学的热点问题进行了深度研讨，主要议题和观点如下。

一、有关量子信息前沿及其与相对论关系的哲学问题研究

20世纪60年代以来，当代量子论最大的进展有两个：一是EPR问题和贝尔不等式验证引发的量子信息的探索，二是量子场论及粒子物理标准模型的辉煌成就。本届大会四个特邀报告就是围绕这两个主题展开的。

华南理工大学吴国林教授的报告题目是“量子信息能够超光速吗？”。量子信息的传递是否超光速是一个非常有争论的议题。一种观点认为，因为微观粒子具有在先的联系（如量子纠缠），因此，不存在量子信息的传递超光速的问题。而另一种观点是，基于量子隐形传态等新型量子信息的理论与实验，足以支持量子信息的传递是超光速的。吴教授在介绍量子隐形传态等相关理论与实验的基础上基本上认为：量子隐形传态、量子纠缠交换、开放目的的隐形传态等深刻阐明，量子信息的传递是超光速的，且是瞬时传递的。这没有破坏因果律，也不违背狭义相对论对光速的限制及其时空观。

北京师范大学董春雨教授的报告“从守恒律看世界的对称与非对称之争”，首先梳理了对称与非对称的不同表现，之后着重探讨了守恒定律的含义以及它与对称性之间的关系；在此基础上最终将对称性问题的讨论引向了哲学高度，从而启发人们从更加广阔的理论背景中去理解自然的本质。最后得出“对称是世界更基本的属性”。不过，“自然是害羞的，它更喜欢把自己隐藏起来……。在对称性和非对称性关系中，对称性居于基本的主导地位。所以杨振宁先生等则提出了‘对称性支配相互作用’，即‘自然界所有的基本力都是由一些对称性原理产生的’这一信条”。董教授从本体论、认识论和方法论层面强调了对称性的重要性，不仅为量子信息与狭义相对论的光速不变原理的关系问题的讨论，而且也为从量子力学和相对论相结合的量子场论的研究方法问题的讨论做了铺垫。

中国科学院高山副研究员的报告“量子力学的哲学—— 如何理解和完善量子力学？”，首先介绍了量子力学标准表述中的基本假设：物理态由希尔伯特空间的态矢量或波函数所描述；物理性质由本征值—本征态连接确定；与经验联系的著名波恩规则；系统没有被测量时按照薛定谔方程演化，而测量时存在所谓坍缩假设。而量子力学的哲学问题主要有：几个量子力学核心假设确证问题的研究进展，比如，标准表述中物理态假设的确证问题，其中高山副研究员提交的会议论文《波函数的一种粒子本体论解释》 （英文）就是这方面的讨论。在此基础上考察了量子力学数学形式体系及以经验联系为中心的量子力学内核，以及它们的完备性问题。最后，他强调波函数的意义、测量问题与相对论的结合问题，有利于大家对量子力学哲学的深刻理解。

会议还特别邀请苏州大学物理科学与技术学院张成杰副教授，从物理专业角度做了以“量子纠缠与非局域性关系研究进展—— 从量子信息谈起”为题的大会报告。重点介绍了量子纠缠这一最关键的物理资源，对于n体纯态，如果就是纠缠态；几种常用的纯态纠缠态；混态量子纠缠理论的判定、操纵和度量三个基本问题。他进一步介绍了部分转置判据、重排判据，以及连续变量纠缠判据等几种纠缠判据，特别是自己提出的新判据。最后他介绍了纠缠和非局域性的关系：可分态不违背如何贝尔不等式，故不具有量子非局域性；纠缠态可能违背贝尔不等式，但也存在某些纠缠态不违背任何的贝尔不等式。他得出所有的纠缠纯态都违背Hardy不等式的说法。他还介绍了广义非局域态的概念，指的是局域操作后能违背贝尔不等式的态，或者多份拷贝下能违背贝尔不等式的态，指出广义非局域态是否跟纠缠态完全等价，目前还是一个未解难题。

二、标准量子力学的核心原理以及量子力学哲学中的观察者和意识问题

复旦大学张志林教授和唐先一博士在其报告“量子力学的新单子论诠释与退相干理论”中，针对学界把量子测量问题归结为“明确结果问题”和“优先基矢问题”，以及在“自由意志定理”和莱布尼兹单子论基础上，提出了“知觉—能量原理”和“意志—能量原理”。凭借这两条原理，不仅可以解决测量问题，而且可望构建一种新型的量子力学诠释—— 新单子论诠释。支持“粒子具有极简的知觉能力与自由意志”的新单子论，一方面揭示了退相干理论背后更深层的物理学哲学本质，可以说是发展和深化了退相干理论。另一方面包含知觉和自由意志的内容，在广度上远超退相干理论，使得量子力学有可能被运用于描述与心智有关内容的广袤天地之中，例如社会科学与心理学等。

华中科技大学—WISCO联合实验室的赵国求教授在其报告“论如何消除物理学中现象对观察者的主观依赖性—— ‘自在实体’的存在与意识无关”中认为，当今物理学理论遇到的种种困难告诉人们，需要增进时空概念的新理解。如何消除“量子现象对观察者的主观依赖性”、建立适应量子力学自身的时空、客观描述微观量子客体，正在考验人类的智慧。复数时空是时空在微观世界的拓展，量子力学时空是双四维复时空W（x，k），它是闵可夫斯基时空M4（x）的复数拓展和推广。

武汉大学的李宏芳教授在其报告“麦克斯韦妖和热力学第二定律”中认为，麦克斯韦把热力学第二定律看作是统计的。为此，他构想了一个精明的小妖来说明这一点。但是，他却不曾发展他的这一理论。报告深入探讨热力学第二定律的发展史和麦克斯韦妖提出的缘由及其产生的深远影响。通过探讨热力学第二定律和麦克斯韦妖的关系，李教授阐明了信息与热力学、信息与存在的关系。

三、量子力学哲学中的逻辑问题和概率问题

华中科技大学的万小龙教授在其报告“狭义函数相对论视野下的量子哲学问题”中，在其狭义函数相对论视野下讨论了系列量子力学哲学问题，先简要介绍非经典逻辑问题，再介绍与量子科学哲学直接相关的整体性、辩证性或不确定性问题。整体是部分的非（真值）函数，并且它可以等值变换（即还原）为另一个（真值）函数。抓住了这一点，就可以细致考虑量子态的整体性。当不确定性与整体性缠绕时，典型表达这些非经典性的工具就是量子逻辑。黑格尔辩证法核心是否定之否定，如果视被否定的对象为一个命题p，否定用氳表示，那么上句为定理：

山西大学的贺天平教授和乔笑斐博士在其报告“量子自杀实验的哲学探析”中探讨了量子自杀实验是在多世界解释假设的基础上导出的一个思想实验，是对“薛定谔的猫”的理想实验的进一步延伸。该实验可以算作是对量子多世界解释和传统解释的一个判决性实验，它试图用一个有意识的人代替猫来参与实验，从参与者的视角来验证实验的最后结果，以对两种解释做出最后的判定。对于该实验的逻辑合理性和可行性，目前存在很多质疑和争论，报告对此一一给出了论述和澄清。报告对多世界解释本身进行了反思，指出过多的形而上学论证，使得多世界解释越来越难以捉摸，离科学越来越远。

华中科技大学的万子谦博士题为“量子力学多世界解释视角下的睡美人悖论”的报告认为，对于概率哲学，睡美人悖论是无法回避的一个问题。学界在理解这一悖论的设置上有着根本性的互相误解，即对于相对频率和概率倾向未做适当区分。多世界解释为概率性事件的描述提供了新的理论框架，即将某一概率性事件的不同后果描述为分裂的世界枝结构。借用这一描述方式，可以明确区分不同的概率类型，避免误解，消除睡美人悖论。华东师范大学的戎思淼博士做了题为“量子思维对大数据背景下信息处理新思路的启示”的报告，认为量子思维在方法论上可以为解决大数据时代到来所引发的复杂问题提供新的可行性思路。贵州大学的王婧做了题为“量子博弈的哲学问题研究”的报告，认为量子博弈的核心是量子信息的构建，信息是一切行为事理的差异，消除差异的最有效途径是基于最大量子纠缠度的构建，进而为不确定事理的认识论和方法论提供了一种崭新的视角。华南理工大学李键江的“量子闭环控制系统认识论分析”报告，分析了量子技术沟通了量子控制系统中的主客体桥梁的认识论意义。

四、量子物理学家们的物理学哲学思想研究

上海社会科学院的成素梅研究员在其报告“量子物理学家的实在观题纲”中认为，实在论与反实在论的争论是科学哲学的一个核心议题，至今仍然在继续之中，并且观点林立、立场迥异。然而，当科学哲学家试图通过回答理论实体是否有本体论地位的问题来论证自己的立场时，他们都不得不借助量子力学的理论成果。问题在于，就对量子力学的理论成果而言，量子物理学家实在观要比哲学家的实在观，更能体现对量子力学本质的理解。因此，现在回过头来探讨量子物理学家的实在观，对于推进科学哲学的研究具有理论意义，对于深化量子力学哲学研究具有现实价值。报告基于原始文献来探讨玻尔、玻恩和玻姆的实在观（简称BBB实在观），一方面，为深化认识论共识提供理论依据；另一方面，为推动科学哲学研究的视域从关注科学成果扩展到关注科学家的认知技能的获得提供实例。

重庆大学的张丽教授在其报告“不确定性原理与物理实在”中认为，不确定性原理通常被认为是量子力学区别于经典物理世界的最本质的特征。1927年，海森堡提出光子的位置越是确定，动量就越不清楚。1930年，他指出不确定性是天生的不确定性、内秉的。EPR问题所展示给我们的海森堡不确定性原理仅仅是一个认识论问题吗？爱因斯坦认为只要我们能够predict月亮在那个位置，就可以断定月亮在哪里，而不一定要亲眼观察到它正在那里。这是其与玻尔所强调的measurement的重大分歧，玻尔无视测量背后的物理实在、否认其存在。在这一点上，海森堡则介于爱因斯坦与玻尔之间。

辽宁社会科学院哲学研究所的张思宁研究员在其报告“测不准原理本质的哲学探析”中认为，测不准原理是对粒子遵循的客观规律的描述。任何粒子都在结构、规律和系统规律三个层面活动：在结构层面，粒子结构是否随时间的变化而变化；在规律层面，规律是否随时间的变化而变化；在系统规律层面，系统规律是否随时间的变化而变化。结构、规律和系统规律是否随时间的变化而变化，决定了测不准原理存在的必然性。中共沈阳市委党校的王志佳博士在其报告“对应原理与薛定谔方程关系之方法论初探”中，就薛定谔波动方程的建立与对应原理之间的关系，在方法论层面进行深入考察。中国人民大学乔宇的报告“可观测原则与矩阵力学的创立”，从原始史料出发认为可观测原则并非海森堡创立量子力学的指导性原则，而是为放弃电子轨道这一做法辩护的。

五、量子场论中的哲学问题研究

苏州大学的李继堂教授在其报告“从量子力学解释到量子场论解释”中认为，量子力学和相对论建立后，其中的哲学问题催生了现代西方科学哲学，而把两者结合起来的量子场论势必推动科学哲学的发展，进而引发当代哲学观念的变革。为此，有必要考察量子场论中的哲学问题，特别是从量子力学的解释到量子场论的解释的发展趋势。他在综述《爱思唯尔科学哲学手册—— 物理学哲学》相关部分的基础上，重点对量子力学的非局域性等问题和量子场论的解释问题作了评论，认为量子信息中的非局域性还是跟洛伦兹不变性有关，因为洛伦兹不变性（和狭义相对性原理）跟光速不变性原理密切相关，这有必要从量子场论的理论高度去考察。而目前量子场论的解释问题，首先是要研究代数量子场论和传统量子场论这两种解释方法的关系问 题。

山西大学的赵丹副教授在其报告“经典力学中核心论题的当代发展及其思考”中认为，20世纪物理学对于哲学的巨大影响，使得关于经典力学中核心论题的哲学思考一度被搁置了许久。然而，关注量子力学及量子场论的哲学并不能完全脱离开经典力学中的核心论题。报告就决定论和对称性等经典力学中的核心论题在当代的发展与演变进行审视，思考在量子力学与量子场论中这些论题的变化及其哲学影响，同时也是对《爱思唯尔科学哲学手册—— 物理学哲学》中相关于经典力学部分的介绍与评 述。

东华大学的谭力扬老师在其报告“重整化群、理论的元结构与它的解释力”中认为，对于“重整化群理论的解释力来源”这一问题，当代物理哲学给出了多种有争议的阐释。这些争论具有普遍意义，即它们的观念背景其实可以追溯至关于理论（特别是它的数学结构和数学运算技巧）解释力来源的一般性争论。无论是与物理学理论观念的切合程度，还是哲学上的合理性程度，因果解释与非因果解释中的“统计解释”派都有严重的缺陷。“数学操作/数学结构”派在这两方面则都是可接受的，然而仍有阐释得不够充分、彻底的问题。报告通过对该派观点的深入阐释，揭示出以下观点：理论的解释力并不来源于它现有的数学结构，而是来源于使其数学结构得以构造和普遍化的一层更抽象的结构—— 元结构。

上海交通大学的吴新忠老师在其报告“量子力学的分析力学结构与相对论时空观”中认为，最小作用原理是贯穿于牛顿力学与几何光学的基本原理。分析力学的各种形式，包括拉格朗日力学、哈密顿力学与基于最小曲率原理的赫兹力学，都立足于最小作用原理。量子力学从作用量量子化出发，它的各种形式都包含分析力学的数学结构。薛定谔在探索波动力学的过程中，不仅注意到波动光学—几何光学与波动力学—牛顿力学的类比，而且还从赫兹力学与爱因斯坦广义相对论的相似性出发，认为量子波函数具有曲率特征，量子力学同时包含牛顿力学与爱因斯坦相对论的双重特性。

六、空间物理、相对论和宇宙学中的哲学问题

中国科学院的范岱年教授在其报告“日地空间物理学中的科学革命？—— 从流体力学范式到等离子体物理学范式”中，回顾了他的好友吴京生教授从1959年进入加州理工学院分管的喷射推进实验室（JPL）物理科学部工作，从事等离子体物理的基础理论研究，到1966年以后，开始关注JPL同事们的空间物理观测研究工作，从1996年退休到2016年，这一阶段吴京生的主要科学目标是从没有解释的空间物理现象出发探索新的基础理论。他近20年用等离子体物理理论，解释了一些日地空间物理中过去未能解的现象。但是，在日地空间物理中，占主导地位的理论是流体力学理论，很多人不关心等离子体物理。因此，他的论文找不到合适的人审查、评估。范教授认为，这可能意味着日地空间物理面临着一次科学革命，即从流体力学理论范式向等离子体理论范式转变的革命。希望中国科学界能抓住这个机遇，在日地空间物理和等离子体物理方面，做出突出的贡献。

上海师范大学的殷业教授在其报告“望远镜最远能观测多远”中认为，宇宙大爆炸学说成为宇宙学标准模型后，意味着宇宙是有限的，而科学家提出的多宇宙模型，预示着宇宙外还有客观存在，人类目前唯一可以深入空间探索的是望远镜，从而存在一个问题：望远镜最远可以观测到多远？报告讨论了这个问题，提出了观测方法，外宇宙在望远镜中主要是观测类星体，而且指出观测外宇宙是否存在最佳窗口，这种方法可以最终证明宇宙到底是无限的还是有限的，外宇宙到底存在不存在。四川理工学院的毛逢银教授在“狭义相对论面临的问题及解决的途径”报告中认为，狭义相对论在自身框架内面临“孪生子佯谬”以及“惯性系”的定义存在逻辑循环等问题，并简述了与量子力学之间的冲突，发现了狭义相对论的两个基本假设之间互不支持。这也是狭义相对论产生一系列问题的根本原因。

上海电力学院的张贵红老师在其报告“国外物理实验哲学研究进展”中认为，对物理实验的哲学探索正成为一个重要的学科交叉的学术领域。分析科学哲学中的新实验主义、科学知识社会学的实验室研究的实践维度、科学史学领域的科学器物史维度，从内到外探索物理实验的本质。上海海事大学的刘永昌老师做了“基于几何逻辑学的整合物理科学初探”的学术报告，提出“整合物理科学”，用“几何逻辑图形”试图理清一些物理学科与物理知识互相之间的关系。

七、超弦理论中的哲学问题

武汉大学的桂起权教授在其报告“为什么说超弦理论有资格称作科学理论？—— 立足于休厄尔、亨普尔的观点”中认为，科学理论具有复杂性，通常都只是间接可检验的，指望时时刻刻有直接检验，那是不切实际的空想。根据亨普尔的“安全网”模型，作为科学理论，超弦理论的众多子理论之间相互缠绕而编织成网状结构，它们在总体上得到经验的支撑。根据休厄尔的归纳逻辑，特别是归纳一致性的概括，超弦理论从经验性较强的底层理论逐级提升为越来越普遍的高层统一理论。这种归纳一致性、逻辑简单性和连续概括，本身就体现了科学理论的主要特 征。

嘉应学院的沈健教授在其报告“弦论的对偶性能为科学哲学带来什么？”中认为，对偶性是弦论框架内的核心概念之一，其主要立场是“理论形式或物理系统的描述似乎十分不同，却导致了相同的物理学”。这种奇特的对偶对称对科学哲学而言意义非凡，许多传统的哲学主张能以此获得拓展和深化。其中，它所涉及的主要哲学问题有：理论的非经验确证、亚决定性、理论间的同一与个性化、系统观、结构实在论、科学生成及其演化上的方法论。华中科技大学的王伟长博士在“超弦理论的历史回顾”报告了，从20世纪60年代末的对偶模型到70年代初的弦理论雏形，再从可以描述引力的超弦理论推广到囊括了不同极限情况的M理论。报告从历史的角度回溯超弦理论的历史发展进程中的若干关键节点，并分析每个时间节点的当事人所做的选择及其对当下理论物理学发展的启 示。

八、量子力学和空间概念的诠释学、现象学，以及法国哲学、中国哲学角度的考察和探索

厦门大学曹志平教授的“量子力学的诠释学本质—— 论量子力学作为文本诠释学的问题”报告认为，量子力学成为文本诠释学有两个理解途径：量子力学数学形式体系作为诠释学文本；量子现象作为诠释学文本。量子力学解释的逻辑：量子力学解释就是解释者、作为文本的形式系统、作为文本的实验现象三者之间的视野融合过程。从量子力学解释的特征，看量子力学的诠释学本质：数学形式体系超前于物理解释；量子现象的整体性，使诠释学成为最适合于量子力学的哲学，并且量子力学作为文本诠释学产生系列理论结果。

苏州大学的朱耀平教授在“介于可见与不可见之间的空间”中报告了，君特·费盖尔（G俟nter Figal）的《不可见性》一书，在空间与现象的关系问题上，其基本观点是：空间作为不可见者，是某物作为可见者或现象呈现出来的前提条件。从这个意义上来说，空间不仅是现象学的研究对象，同时也是现象学成为可能的前 提。

中国社科院的段伟文研究员在“西蒙东的个体化思想与物理个体化”报告了，法国当代哲学家西蒙东（Gilbert Simondon）对个体化（individuation）进行了深入的研究，其思想在本体论上对莫兰和德勒茲产生过重大影响，在认识论上属于后巴什拉式的“关系实在论”。（1）西蒙东的个体化与关系密不可分—— 个体是关系性的，关系与存在是同时的，关系造就了实在的实在性。（2）在此基础上，个体应被视为“关系的存在”而不是“关系中的存在”；也就是说，关系是内在能动性的体现。（3）西蒙东的个体化运用于物理个体化有助于推进一些根本性的物理问题的讨论：能动实在论与量子实在的论证、通过量子潜势探讨“实在的潜势”、物理个体化与生物个体化的关系。

陈永的报告“量子纠缠与阳明心学”认为，在用光的偏振来验证贝尔不等式的实验中，在没有测量之前，量子的状态是没有确定的；就好像如果没有看山中之花，山中之花是没有什么颜色的一样。

上海社会科学院哲学研究所副所长成素梅研究员主持闭幕式，中国自然辩证法研究会副秘书长董春雨教授作了精彩的会议总结，对本届会议予以充分肯定，物理学哲学专业委员会主任吴国林教授对苏州大学和政治与公共管理学院及哲学系师生表示感谢，并宣布下一届会议于2017年10月在华中科技大学召开。此次会议，研讨论题新颖，讨论彻底，堪称物理学哲学领域的一次盛会。

（责任编辑：肖志珂）

李继堂，苏州大学政治与公共管理学院哲学系教授；周可真，苏州大学政治与公共管理学院哲学系教授。