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量子力学与深层本体论:简论大卫·玻姆隐秩序哲学

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发表于 2008-5-24 20:58:56 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
刚刚逝去的20世纪是量子力学的世纪,而20世纪的量子力学则是哥本哈根学派的世纪。以玻尔为首的哥本哈根学派的科学思想,不仅在量子力学解释中,而且在整个物理学领域占主导地位。这一解释的基本立足点,是把量子力学所带来的种种困难,统统归结为认识论问题,回避本体论问题,认为物理学理论本质上是对各种实验结果的逻辑归纳,而不是探索实验现象背后的物理实在。量子力学的本质,是在测量仪器与被测量微观客体进行不可区分的相互作用条件下,把各种实验条件下的测量数据统一起来的数学方案,至于微观客体本身的客观实在如何,不是量子力学的研究目的。把哥本哈根解释简单地归结为主观唯心论,也许失之武断,但必须承认,至少在最后的结论上,这一学派的带有逻辑实证主义的烙印。如玻姆最重要的合作者B. J. Hiley 教授所说,哥本哈根解释中“不存在本体论,只有认识论”。 爱因斯坦则直接批评玻尔等人的“基本的实证主义态度”,认为“它会变成同贝克莱的原理‘存在就是被知觉’一样的东西”。
  哥本哈根解释的实证主义倾向,理所当然地受到了坚持物理实在论的物理学家们的反对。在这些反对派中,如果说爱因斯坦、薛定谔等人主要是从“破”的角度揭示对方理论漏洞,那么,三位名字以B开头的物理学家(合称“3B”)则是从“立”的角度,尝试建立替代哥本哈根解释的新理论,他们是:德·布罗意(L.de Broglie,1892—1987)、大卫·玻姆(David Bohm 1917-1992)和约翰·贝尔(John Bell)。其中伦敦柏克贝克学院理论物理教授大卫·玻姆,则是“3B”中的承前启后的中坚人物。他不顾重重理论困难与反对者的压力,终生献身于量子力学的实在论解释,成为现代物理学中这一思潮的代表。分析他的思想成果及其得失,继承其理论遗产,是我们在解开量子力学之谜,分析21世纪科学走向的必经之途。

一、经典实在论的本质与量子力学的挑战

  在哥本哈根学派看来,量子力学困难归根到底来源于被测量仪器与被测量客体之间的不可区分性。正是这种不可区分性造成了客体测量结果的不确定性,由此产生了量子力学的统计性质。而描述客体不同方面的一对基本力学量——如动量与空间坐标、能量与时间、相互垂直的自旋分量等等——的测量过程又是不相容的,因而同一客体在不同测量过程中会得到不同的本体论绘景。量子力学理论正是把这些不同绘景统一起来的数学模型。玻尔曾经十分具体地论证这一思想:“利用一种光学仪器,就可以测量一个粒子的坐标并达到任意所需的精确度,如果用波长够短的辐射来照明的活。然而,按照量子理论,辐射在客体上的散射永远是和一个有限的动量改变联系着的;所用辐射的波长越短,动量的改变就越大。另一方面,例如通过测量散射辐射的多普勒效应,就可以测定一个粒子的动量并达到任意所需的精确度,如果辐射的波长如此之长以致反冲作用可以忽略不计的话;但是,这时测定粒子空间坐标的精确度就会相应地减小”。 因此动量与坐标的测量过程是不相容的。与此同理,能量与时间坐标、粒子自旋的各个三维分量等等的测量也是不相容的。这一对对力学量的测量精确度呈反比关系,这就是著名的海森伯“不确定原理”。由此导致各个不同情境下的测量结果之间的不相容性:“在不同实验条件下得到的证据,并不能在单独一个绘景中加以概括,而必须被认为是互补的;所谓互补,就表示只有这些现象的总体才能将关于客体的可能知识包罗罄尽” 。这就是著名的“互补原理”。量子力学的本质正在于提出把这些不相容的、“互补的”的绘景统一在同一逻辑体系(表现为数学模型)下的方案——这正是希尔伯特空间,它将各个不同绘景,也即粒子的各个不同状态,理解为该空间中的一个向量。
  由此可见,哥本哈根学派是通过认识论途径来回答量子力学困难的,它回避关于微观本体的讨论。与此相反,玻姆认为量子力学的困难,并非来自于测量过程,而是来源于经典本体论(或曰经典实在论)的理论预设,这些预设的不合理性导致其无法容纳量子力学现象。他认为经典实在论实质上是机械论——把宇宙秩序理解为机械秩序,其主要特征是把“世界被看成相互外在的连续性事物,‘外在性’的意思是指它们在不同的空间(和时间)区域内独立存在,并通过那种不能导致其内在本性的任何变化的外力而相互作用。机器是这个秩序系统的典型图解。事物的各个部分独立于<敏感詞>部分而形成(例如,通过压印与铸造形成),并且只有通过与<敏感詞>部分的某种外部接触才能相互作用”。 这种可分解的宇宙秩序被玻姆称为“显秩序”(explicate order),它是可分离事物或事件的集合体。经典实在论只承认世界的显秩序。
  显秩序的天然数学表达是笛卡尔坐标系(包括它的种种变形——如极坐标、曲线坐标等等),它的“主要功能正在于能够清晰而明确地描述显秩序”, 由此而成为人们构想客观世界图景的基本框架:笛卡尔坐标系中的各个点与客观事物一一对应,而事物的运动轨道与坐标系中的曲线一一对应,而坐标的无限可分性成为世界无限可分性的概念基础。
  玻姆认为,显秩序的实验基础是在近代科学发展中发挥了重要作用的透镜。“透镜可以作为说明仪器与理论之间非常密切的关系的范例,它确实是近代科学思想背后的一个关键性事物。透镜的本质特性是能形成客体的影像,其中的每一点与客体上各点相对应。它使影像与客体之间的一一对应关系以如此鲜明的形式凸现出来,大大强化了人们关于客体各个分离的部分的意识,以及关于各部分之间相互对应关系的意识。此外,透镜还使人们有可能依靠肉眼,将分析与综合的经典秩序无限扩张到极大的、极小的、极快的客体”。 由此可以说,经典世界是透镜形成的一一对应的“质点世界”。
  经典实在论的机械秩序的最通常形式是原子论模式,它将“一组分立的客观事物——不可见的不变的‘基本粒子’,作为整个宇宙的基本的‘建筑砖块’”。最初这些“砖块”被理解为原子,后来则是形形色色的基本粒子,新近被理解为夸克和轻子等等。经典实在论认为这些最终的基本粒子将能完全解释一切事物。
  玻姆认为,最早向这种经典观点发出疑问的物理理论是相对论。在爱因斯坦的宇宙中,最基本构成物不再是粒子,而是服从相对论定律要求的“场”。爱因斯坦在其努力建立的“统一场论”中,提出了一种由场生成粒子的模型:场论的非线性方程的解是“定域化的脉冲,它构成能够作为整体稳定地在空间中运动的区域张量场”,这就是粒子。 但是,爱因斯坦的努力并没有成功。爱因斯坦的理论“仍然保留着机械论秩序的实质特征,因为其基本事物——场,仍然被构想为在彼此外在的各个分离的时空点上存在着,并且假设它们只通过外在关系而相互联系,这种外在关系确实被视为定域关系——因为只有当这些场的元素只有当其间距离‘无限小’时才能相互影响。”
  人们早已习惯于这种定域实在论观念,把宇宙秩序理解为这种由粒子或场构成的机械的显秩序。而当量子现象发现之后,这种实在论观念的合理性才受到了根本性的挑战和冲击。玻姆把这种冲击归结为以下三点:
  1. 运动从总体上说是不连续的,因为粒子行为由不可分的量子构成(这意味着电子等粒子能够从一个状态跃迁到另一状态,而不经过其间的任何状态)。
  2. 电子等事物能够依其生存与被观察的环境而显示出不同的性质(如粒子性、波动性或二者之间的某种性质)。
  3. 两个最初构成一个分子、然后相互分离的事物(如电子)显示出牺牲特殊的非定域性关联,它能被描述为相互远离的事物之间的非因果关联(如爱因斯坦-波多尔斯基-罗森实验所显示的那样)。
  量子力学的这三大特征使它与经典实在论不能相容。第一条特征——事物运动没有连续性轨道,说明空间与时间不是可以无限分割的,事物也不是在时空中移动的固定的存在物。第二条特征——事物的表现依赖于其生存环境,表明事物不是外在于他物的独立存在(在机械论图景中,像基本粒子等基本性事物是完全独立于他物而存在的,即使全世界他物都消灭了,某事物仍然如此存在着),而是依赖于他物而存在的。而第三条特征则以令人惊异的形式表明:事物之间天然地内在联系,不可分离,以至任何事物的某种状态都自动地通过不相互接触的方式,影响着其它事物——这就是著名的“EPR关联”。它从最深层次上揭示了量子力学的本质特征。
  爱因斯坦和他的学生波多尔斯基和罗森(合称EPR)在1935年5月的《物理评论》上发表了《量子力学对物理世界的描述是完备的吗?》一文,其中设计了一个理想实验:一个总动量为零的粒子体系分裂为两个粒子,此后便彼此分开,相隔遥远距离。这两个粒子的动量和算符(p2 + p1)及位置差算符 (x1 - x2)是可对易的(因为p2= - p1),因此可以同时具有确定的值,即有共同的本征态,因此我们可以根据薛定谔方程算出分离后任何时刻两个粒子的状态。如果测得粒子1的动量为p1,此测量对粒子动量的干扰小,粒子系仍服从动量守恒定律,因此可以确定粒子2的动量p2= - p1。这就是说,在不扰动粒子2的情形之下我们便可确定粒子2的动量;换言之,当粒子1因测量而发生波包扁缩时,粒子2随之自动发生波包扁缩!然后,我们再测量粒子 1的坐标,得到的坐标值为x1。在动量和算符与位置差算符的共同的本征态中,动量和与坐标差同时取确定值,因此在此本征态中此时粒子2有坐标为x2 =(a — x1)(a 为二者坐标差)。此测量过程只扰动粒子1,并没有扰动粒子2。于是我们便面临对下面结论二者择一:
  如果这两个粒子在测量过程中无关联(即爱因斯坦定域性原理成立),于是可以在无测量干扰下确定粒子2的动量和坐标,于是量子力学便是不完备的;
  第二,如果量子力学是完备的,粒子2服从不确定原理,那么它的坐标与动量的值就会取决于我们对粒子1的测量结果,这意味着违背爱因斯坦的定域性原理。
  爱因斯坦提出的“EPR悖论”将量子力学的本质确定为承认客体间的非定域性关联。这在物理学领域与哲学领域掀起了巨大的思想波澜。玻姆对这一问题做出了独特的贡献。他将EPR对两粒子坐标与动量的测量,改为对粒子自旋的不同分量的测量:在两粒子自旋总和为零的情况下,如果在它们分离之后,测得粒子1在X轴上的自旋分量为1 ,那么根据角动量守恒定律,粒子2在X轴上的自旋分量将为 - 1 ;如果改测粒子1在轴上的分量,那么按照量子力学,粒子2在X轴上的自旋分量将自动变为不确定的,有时为1,有时为- 1。即粒子2 的自旋分量依赖于对粒子1的测量过程。那么,粒子2如何得知对粒子1的测量的呢?其间必定存在着爱因斯坦所说的“鬼魂似的超距作用”。
  以上EPR关联存在于两个电子之间。最令人惊异的是这种关联也可以发生在两个光子之间,因而不可能是任何因果关联。考虑双光子系统,它来自动量为零的正负电子对的衰变。如果我们测得其中光子1的偏振为X方向,那么,根据宇称守恒定律,光子2的偏振方向必定是Y方向,而在对光子1测量之前,光子2是非偏振的。这是量子力学的预言并被实验所证实。那么,光子2如何知道对光子1的测量而改变自己的偏振的呢?这意味着存在某种神秘的非因果关联。
  上述“实验”只是理想实验,实质上是一种理论论证方式,而不是真正的实验检验。1964年,爱尔兰物理学家贝尔(J. S. Bell ) 在玻姆设计的模型基础上,用两个仪器分别测量两个电子的动量。然后根据量子力学的“自旋关联”和爱因斯坦定域假设,分别计算这两个仪器的测量结果的概率分布,由此提出了“贝尔不等式”。于是关于是否存在“EPR关联”的哲学论争,成为可以用实验检验的实证问题。从70年代初开始的10多个实验大多支持量子力学,意味着有可能存在某种神秘的“EPR关联”。

二、玻姆的“全运动”模型及其对量子力学的解释

  在玻姆看来,上述量子力学的奇异性,不是来自测量干扰,而是来自在上述机械性的显秩序(explicate order)背后,存在着某种隐秩序(implicate order)。玻姆在这方面的工作,早年集中于在物理学领域中,沿着德布罗意的“引导波”思路,用隐变量(hidden variables)来解释量子力学中粒子的运动。玻姆发现,当我们对薛定谔方程取近似值时,此方程就等于经典的哈密顿—雅可比方程。他于是想到,“如果我们不取这种近似值的话,在这一等式的论证过程中会发生什么呢?我马上就看出,存在另一种表示新的力的势,它对粒子产生作用。我把这种势叫做量子势(the quantum potential),用Q来表示。这直接产生了我称之为量子理论因果解释的东西。” 玻姆沿此思路,把薛定谔方程分成两部分,建立了“双波理论”,其第一部分描述经典电子,第二部分描述那种造成各种奇异量子现象的“量子势”。这是一种与距离无关的非线性的势场,在其中运动的粒子对其整体环境有无限敏感性,是整体环境在量子力学中的表达,它产生了迭加在经典运动之上的量子效应。粒子之间联系的首先取决于反映整体状态的。玻姆指出,“在经典理论看来,整体仅仅是部分及预先安排的各部分间相互作用的结果。然而,对于量子势来说,整体有独立的和优先的重要性,以致可以说整体组织部分的活动。……这种量子整体性更接近生物的部分的功能的有机统一性,而不是接近通过组装机器的部分所得到的那种统一性。” 量子势的整体性特性是玻姆思想的灵魂,由此可以使一系列奇怪的量子效应得到解释。例如,“EPR关联”就是两个粒子对其整体环境的敏感性产生的效应,而不是这两个粒子之间的通讯。沿此思路,玻姆相当成功地解释了上述一系列量子效应。然而,这一理论并没有得到物理学界的广泛承认。这是因为它只是给出量子力学的一种新的表达方式与新的解释,并没有给出任何新的结果,只是增加了数学上的复杂性。至于这稀奇古怪的量子势是怎样产生的?玻姆也未能给出任何解释。量子势所产生的作用违背了爱因斯坦的定域性原理,实际上承认了神秘的RPR关联的存在,受到了爱因斯坦的冷淡对待,这对玻姆理论无疑是重大打击——因为爱因斯坦是反对哥本哈根解释的科学阵营中,是公认的精神领袖。
  从1960年代起,他逐步转向哲学性理论——关于不断“卷入-展开”的“全运动”(holomovement)理论的探索,把全运动中的隐秩序作为包括量子现象在内的一切自然现象的发生源,这一概念成为玻姆一生达到的最高的哲学概念。当然,这两种理论之间有密切的内在联系,后者是前者的普遍化与升华。
  玻姆批判了西方对事物进行分割的传统,指出它对科学、<敏感詞>、人与自然、以及对人本身的分割是现代西方危机的根源,特别批判了机械原子论观念,批判了经典实在论关于事物的“点”以及“点”之间一一对应的概念。他认为,东方思想传统与现代量子力学都支持世界作为不可分的整体的观念。 玻姆指出:“在现行的物理相对论中将整个现实描写为以点事件为终极元素的过程,这种‘点事件’是某种发生在无限小时空区域的事情。我们认为这种基本元素应当用moment(时空瞬间)取而代之,这种瞬时不能用明晰的时空尺度来确定,而是模糊地覆盖某一时空展开区域。‘瞬间’所展开的时空区域依赖于所讨论的语境从很小到很大(在人类历史中甚至某一特殊的世纪也只是一‘时空瞬间’)”。 他用“旋涡”(vertex)来描述这种界限模糊的“时空瞬间”:“事物的生动景象是像溪流中的旋涡结构那样的波动形式”,各个旋涡之间没有明确的界限。它们作为不可分的世界整体的组成元素,彼此之间又是相互包含的:一方面,它们作为世界的显秩序的现实组成部分,是构成世界整体的元素,另一方面,在它们各自的内部又包含着其它各个“时空瞬间”,进而包含整体世界,它们构成该事物内部含有的隐秩序。
  为了说明上述观念,玻姆采用了很多隐喻。首先是“全息像片”隐喻:在透镜像片中,物像之间是一一对应的,而在全息像片中,任何一个小区域都是由整个被摄影结构中各个部分发出的光线相互干涉而形成的波,因而都包含整个被摄影的结构,它们构成事物内部的隐秩序。玻姆认为事物内部各个部分之间的关系,正像全息像片中各个部分之间的关系,每一部分包含着其它部分乃至事物整体,因而各个事物都具有不可分的整体性。 由于整个宇宙的各个天体都发出光线,在我们的眼底产生干涉图像,因此我们的眼睛里实际上已经包含了整个宇宙,包括时间上已经过去的宇宙。
  玻姆还用“油墨滴—甘油实验”作为隐喻,形象地说明显秩序与隐秩序之间的关系。两个同轴的玻璃简的空隙之间加上很稠的液体(如甘油),向液体中滴入不溶解的油墨,然后很缓慢地转动外面的玻璃筒,于是油墨逐渐被拖成一条线,逐步变成隐约的灰色条纹。玻姆认为这时墨滴的“序”被“卷入”(enfolding)甘油中,而成为隐秩序。这时如果反向转动外面的玻璃简,这根线一样的东西又向后浓缩,逐渐变成了原来的墨滴。玻姆认为这时墨滴的隐序会逐渐“展开”(unfolding)为显秩序。
  如果在上述实验中,先加入一涌油墨A,把外面的玻璃简转动n次,然后在相邻位置加入第二滴油墨B,再把外面的玻璃筒转动几次。如此相继加入油墨淌C,D,E……。在这一系列油墨滴“卷入”而成隐秩序之后,快速反向转动外玻璃简,我们将看到这些油墨将按照与油墨滴被放进去时的序相反的序列依次出现,构成了墨滴的运动,它看起来如同粒子的运动。玻姆用这一“卷入-展开”运动来解释量子力学中粒子的运动为何不是轨道性运动,而是量子跃迁:微观粒子的运动正是在这种“卷入- 展开”的过程中形成的,因此粒子从某点可以跳跃式地达到另一点,而不必经过二者之间的连线上的各个点。玻姆引入了“隐参量”[the hidden parameter],来刻画这种隐秩序与显秩序之间的“卷入- 展开”过程。在上例中,隐参量是指的是各个墨滴变成显形式所需的转动次数。
  玻姆把整个宇宙看成一个不断“卷入- 展开”的宏大过程,他称其为“全运动”(holomovement)。“每个时空结构区域都包含了被卷入在它自身里面的宇宙总结构。” 为了解释“波包偏缩”和EPR关联,玻姆后来(1980年)更进一步将“全运动”解释为“多维隐秩序”。他用“鱼缸”隐喻来说明多维隐秩序的意义:在一个长方形的玻璃鱼缸中放进一条免,两台相互垂直的摄像机“观察”鱼的活动,图象直接在两台电视机上报放出来。这时两台电视机屏幕上出现的“两种映象只涉及单一的现实,它是这两种映象的共同基础(这可解释两种映象的关联,而无而假定两种映象是有因果性的、相互影响的)。”玻姆据此来解释EPR关联:在EPR实验中,“最初组成一个分子的两个原子,应当被视为同一六维现实的两个不同的三维投影”,二者因为没有相互接触而无因果关联,“实际发生的事情是:两个原子之间相互关联的方式,非常类似于上面所说的鱼的两个电视图像之间相互关联的方式”。 “因此,普遍地说,隐秩序必须被扩展到一个高维现实,这个高维原则上是不可分割的整体,其包含整个具有其全部‘场’和‘粒子’的整体宇宙。于是我们必须说,全运动在高维空间中卷入与展出,其维数实际上是无限的”。 应当指出,“高维隐秩序”概念,是玻姆哲学思想中的一个败笔,它实际上是玻尔的“互补原理”的一个抽象化变形。因为高维空间只是数学工具,并非物理现实。把EPR关联说成是三维事物之间在“高维现实”中的关联,并且不能给出这种关联的具体的发生机制与运行规律,只是一种数学表述而已,并非对物理现实的新发现。从这个意义上说,“互补原理”反而更朴素,更富有物理内容。
  那么,这种隐秩序的实际的物理现实到底是什么?玻姆聚焦于现实的物理真空。玻姆根据量子力学与广义相对论,指出空间也是量子化的,其最短长度大约是10—33厘米。根据量子力学中不确定原理,“以此这最短的波长来计算,空间中1立方厘米的能量将大大超出已知宇宙中所有物质的总能量”。这说明被我们称为‘虚空的空间’包含着巨大的能量背景,而我们所称的物质只是这背景顶部的一种微小的、“量子化的’波状激发,就象汪洋大海上的一道涟漪。现代流行的物理学只是计算真空能量与包含物质的空间之差,而避开了这种真空背景能量。”然而,即使对于现代流行物理学来说,这种巨大的能量海在对于作为整体的宇宙的理解中,也起着关键的作用。玻姆把他的“高维全运动”概念施加到真空上,认为“这种能量海应当理解为高维隐秩序,而我们观察到的物质的宇宙应当被视为相对小的的激发态图式。这一激发态图式是相对自主的,并且向三维空间的表现出来的显秩序产生了一个近似地周期循环的、稳定的和可分离的投影,它与我们通常经验中的空间图式基本相当”。
  这就是玻姆所构想的宇宙的本体论绘景:宇宙真空的高维隐秩序被激发而展开和投影为三维物质世界的显秩序,而这种物质显秩序又不断卷入为宇宙真空中的隐秩序。玻姆不仅用这个本体论绘景来解释量子跃迁与EPR关联等量子力学现象,而且用它来解释宇宙的演化和人类意识等一系列科学与哲学难题。

三、对物质、宇宙与意识的解释

  根据上述本体论绘景,玻姆得到了对物质、意识和宇宙的新的理解方式。
  玻姆提出了与流行物理学完全不同的电子模型。在流行物理学中,粒子是在各时刻只存在于某一微小空间区域,并且其位置随着时间而连续变化。“这个新模型与的实质在于:电子被理解为一个并非空间局域化的系列卷入物(enfolded ensembles)的总体集合。在任何给定的瞬间,这些卷入物可的某一个可以展开而实现局域化,然而在下一时刻,它又被卷入,而被其后继的展开者所代替。持续性存在的观念于是被作为下述情况的一种近似:类似物以简单而规则的方式非常迅速地重现(相当于迅速旋转的自行车轮给人们的印象是固体的盘子,而不是一系列的轮辐。)当然,从更根本的意义上说,粒子只是显现在我们意识中的抽象,客观事实是共同存在的类似物的总体,以卷入和展开的各阶段的序列方式运动着”。 简而言之,在玻姆的构想中,一切粒子不过是处于“卷入”与“展开”过程中轮番显现的某种隐秩序的序列。
  玻姆用“卷入-展开”的全运动模型来理解宇宙“大爆炸”。现在流行的观点,把宇宙作为一种独立于宇宙能量海之外的自在的东西,这是有局限性的。在他看来,众所周知的宇宙大爆炸实际上只是巨大的真空能量海中的小涟漪。“我们可以设想下面的有趣的图景:成千上万股偶然地具有某种相位关系的小波浪,在地球表面的海洋上偶然地聚集起来,并且集中到一个小区域中,突然产生了一股宛如从虚无中诞生的、不知从何而来的巨浪。或许这样的事情也会发生在巨大的宇宙能量诲中,骤然创造出一个巨大的脉冲,我们的‘宇宙’在此脉冲中诞生。这一脉冲向外爆发,分成较小的细浪,并继续向外扩展,形成了我们的‘膨胀的宇宙’。这个‘膨胀的宇宙’将把它的‘空间’作为特别鲜明的表现出来的显秩序,而卷入到自身里面。”总而言之,我们生存的宇宙被理解为处于不断“卷入-展开”过程中的“全运动”的能量海中的一个不断扩张的波浪。玻姆认为,黑洞会将我们带入到宇宙的能量海背景具有重要作用的领域。他指出,许多<敏感詞>的不断扩张的宇宙,也理所当然地可能存在。
  玻姆指出,他的“卷入-展开”的全运动模型,实际上是一种有机论模型,是用有机生命现象来解释整个宇宙,从而消除了经典理论中有机世界与无机世界之间的鸿沟。上面所述的那种更替式粒子模型,实质上与生命体的新陈代谢模型是一致的:“我们可以将这个粒子模型与森林相比较:森林是由老树不断死亡,由新树所代替的过程构成的。在长期来看,森林可视为持续存在但缓慢变化的实体。” 由于生命与外部环境不断地进行物质与能量的交换,那么,生命体与外部环境之间就没有截然的界限:“我们不能说二氧化碳分子一旦进入叶子的细胞边界后便立刻获得生命,而氧分子一旦被释放到大气中便立刻“死亡”,“相反,植物的生命自身在某种意义上必须被视为属于包括植物与环境在内的整体”。生命在这个整体中不断展开与卷入,当它不再显示时便是“隐性”的生命,存在于我们通常所说的无生命状态。玻姆说道:“全运动从总体上说包括生命的原则,非生命物质于是被视为相对自主的、其中生命没有表现出来的子总体。这就是说,非生命物质是从全运动中得出的派生的特殊抽象。全运动作为‘隐性生命’(life implicit)确实是‘显性生命’与‘非生命物质’的共同基础,而这种基础是第一性的、自在的和普遍的。于是我们不再将生命与非生命物质分割开来,也不再试图将生命还原为仅仅是非生命的产物而已”。
  玻姆进而用他的全运动来解释意识。他指出,笛卡尔将物质与意识截然分开,前者是“广袤[实体”,后者是“思维实体”,这意味着“意识以完全不同于空间的形式存在,其中广袤性与可分离性不再具有基本的意义。而隐秩序正具有如此品质,因此从某种意义上说,笛卡尔或许已经预见到意识应当用某种类似于隐秩序的东西来理解。” 然而,在笛卡尔那里,物质与意识是完全分离的,最后他只能通过上帝来建立二者间的关系,而隐秩序概念则能够成为二者的共同基础。“像光、声等等各种形式的能量持续不断地将关于整个宇宙的主要信息卷入到各个空间区域。通过这一过程,这样的信息进入到我们的感官,通过神经系统进入大脑中。更深地说,我们身体的所有物质从最初开始,就以某种方式卷入了整个宇宙”。玻姆指出:神经生理学家Pribram 的研究结果支持下述见解:“记忆一般是以下述方式记录在整个大脑上的:关于某一给定客体或性质的信息,不是存储在大脑的某一特殊细胞或确定区域,而是整个信息都卷入而覆盖在大脑整体上”。这很像全息照片,但与全息照片又有根本的不同:因为从各个不同时间得到的记忆会融合在一起,并且通过逻辑思维而相互联系,将更进一层的秩序赋予这些整体图式。 玻姆认为,这些仅仅是显意识,在它的背后还有更深层的基础——无意识:“虽然这种基础并不呈现在普通的意识中,但它无论如何总以某种方式存在。正如空间中巨大的能量之海在我们的感觉中表现为‘虚空’与‘无’一样,人类显意识的巨大的‘无意识’背景也是如此。这就是说,它可以被感知为空虚和无,而淹没在它之中的通常的意识内容仅仅是其微不足道的一些侧面”。 玻姆进而把人的意识与人的身体一样,都归结为高维全运动的不同投影,而“高维全运动”及其隐秩序,以及“真空能量之海”在玻姆那里是同层次的深层概念。于是,作为“显意识”背后的深奥莫名的“无意识”,也就与“能量之海”实质上融为一体了。

四、本体论发展的新方向

  玻姆的思想虽然始终坚持一条基本主线,然而也不断地变化。晚年由于受到各种思想的影响,特别是怀特海有机论世界观的影响,其哲学思想越来越复杂。在这些复杂的思想中,既包含着昭示未来科学发展方向的深刻的哲学思想,又包含着种种并无价值的臆说。
  玻姆科学思想中最富有原创性的要素,是对掩藏在客观现象世界背后的深层秩序的揭示,也即他的深层本体论思想。他把量子力学现象所呈现的不可理解性,不是归结为人类的认识过程对微观客体的干扰,而是归结为量子力学现象本身的不完全性:它们仅仅是客观世界显示出来的部分,也即客观显秩序,而不是客观世界的全部整体。在这种情况下,量子力学的不可理解性于是成为理所当然的事情。而当我们把视野扩张到掩藏在这个显秩序背后的隐秩序,从包括隐秩序与显秩序在内的整个客观世界来审视量子力学现象,把它们理解为不断从更深层次的隐秩序中诞生和展现出来,而且也不断“卷入”到隐秩序之中的现实,才有可能使其逐步得到理解。这一思想开辟了自然科学本体论思想的新的发展方向。
  玻姆不但把人们的视野引向掩藏在显秩序背后的波澜壮阔的隐秩序,而且从哲学上初步地探索了这种包含隐秩序的世界结构基本特征,指出它与经典显秩序的根本区别。首先,他敏锐地抓住了经典理论的最重要的哲学缺陷:建立在对事物的无机分割基础上的定域性假设,从而把事物之间相互接触的外在关联作为事物间相互作用的唯一形态。在批评经典科学这一基本的理论预设的基础上,玻姆把包含隐秩序与显秩序的整体客观世界(全运动)理解为不可无机分割的有机整体,由此得到事物之间、事物的各个部分之间像全息照片那样的内在关联。这种世界图景不仅给量子力学的本体论解释,而且也给当代各门学科的科学思想的变革,提供了有深远发展前景的思路。
  然而玻姆的深层本体论思想也有致命的缺陷。他虽然注意到把隐秩序与作为物理真空的“能量海”相联系,但是并没有利用现代量子场量与基本粒子物理的成就,具体地阐发这一思想的物理现实,而是简单地把这种隐秩序数学化为神秘的高维时空。实际上,这种高维时空仅仅是一种数学的描述方式或表达方式而已,并没有实在的物理意义,它没有使人们对“能量海”的实在结构的理解获得一丝一毫的进步。玻姆用高维时空中客体的不同三维投影来解释EPR关联,也是一种数学上的敷衍,而没有实在论意义——没有使人们对EPR关联的现实机制的理解获得一丝一毫的进步。这些思想应当被视为玻姆科学思想中的糟粕。实际上,如果把数学上的高维空间作为量子力学背后的深层本体,不如直截了当地把波函数的希尔伯特空间当作“物理实在”来理解,不必走玻姆的弯路,因为它是与玻姆的高维时空性质一样的数学抽象。尤其是当人们把数学上的处理方式直接当作神秘的实在之时,就会滑到伪科学的边缘。对此,我们务必保持高度的警惕。
  R. G. 牛顿指出,“在亚微观尺度上描述实在的最适合的工具是量子场,它被看作一种‘物理空间条件’。与波函数不同,量子场不是‘生活’在如你所知的维数依赖于粒子数的位形空间内,而是在三维空间中的。” 实际上,量子力学背后的深层本体并非玻姆设想的抽象的数学高维空间,而是现实的、活生生的充满着不断产生与消灭的虚粒子的物理真空,以及建立在真空基础上的粒子世界。现代量子场论与真空理论的发展,将会逐步揭开量子力学背后的深层本体的神秘面纱,哲学本体论也将随之发生真正划时代的变革。玻姆的“全运动”隐秩序理论,只是在通往真理的道路上迟早将被取代的一个过渡性理论。
沙发
 楼主| 发表于 2008-5-24 20:59:43 | 只看该作者
买了玻姆的论文集,读后决定奉玻姆为毕生偶像。
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板凳
发表于 2008-5-30 10:24:03 | 只看该作者
玻姆的论文集..................
玻姆也是我的偶像.o>_<o...
隐秩序理论是我最喜欢最看好的量子力学理论
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地板
发表于 2008-5-30 10:36:25 | 只看该作者
不过第一偶像还是 海森堡 其次是傻呆呆的有BL嫌疑的尼尔斯-B。。。
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地下室
发表于 2011-5-22 18:45:56 | 只看该作者
谢谢楼主的无私提供和分享,楼主功德无量!
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