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[220530]科哲前沿第43讲:成素梅-量子纠缠与意识决定论
  作者:pst    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2022-6-1    
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2022530日下午,由中国人民大学哲学院科学技术哲学教研室、中国自然辩证法研究会青年工作委员会、科学技术哲学史专业委员会共同主办的“当代科技哲学前沿系列讲座”,在腾讯会议室线上进行。

本次讲座题目为《量子纠缠与意识决定论》,主讲人为上海社会科学院哲学研究所副所长、《哲学分析》主编成素梅研究员。讲座由哲学院副院长刘劲杨教授主持,科技哲学教研室主任马建波副教授、王小伟副教授担任评议嘉宾,王伯鲁,刘永谋,滕菲老师也全程参与讨论。学界前辈丘亮辉老师、中科院大学孙小淳老师也参与了讲座讨论。全国各地高校的专家学者、硕博研究生等200多人共同参与了此次线上讲座。成老师的讲座主要从爱因斯坦与玻尔的第三次争论、量子纠缠概念的提出与发展、破解“薛定谔猫”悖论、量子力学与意识等四个方面展开。

 

成老师首先说明量子力学与量子力学解释是不同的。量子力学是科学,而对于量子力学的解释各异,不同的科学家的态度也不同,其中具有代表性的事件是爱因斯坦与玻尔的三次争论。两位科学家的区别在于,爱因斯坦始终坚持着牛顿经典力学的立场,而玻尔则能够接受量子力学的前提假设,从而转变自己的哲学立场。这就导致他们在测量值的客观性、物理学理论的完备性等方面产生了分歧。这些争论,特别是第三次争论当中爱因斯坦提出的EPR论证,启发薛定谔提出了“量子纠缠”概念。

随后,成老师对薛定谔提出量子纠缠概念的背景及发展进行了介绍。薛定谔意识到依据经典观念看待量子测量的悖论,因此在1935年接连发表了两篇文章。第一篇文章的主要目标与内容有:(1)认为当时的量子力学现状不能令人满意;(2)比较经典测量与量子测量之间的差别;(3)加深对量子力学深层问题的理解;(4)设计了著名的“薛定谔猫”实验,突出比较;(5)在讨论量子测量问题时编撰了“纠缠”这一概念。薛定谔认为在经典物理学中被测量对象真实存在,理论模型是对实在的描述,成素梅教授指出这是一种“认识论的本体论化”。进一步的,如果运用经典模型和表征概念来理解量子测量,就会导致悖论,而“猫”的思想实验就揭示了其中的悖谬之处。最终薛定谔得出,微观领域内,波函数不能够像在经典物理学当中那样,被看作是对微观粒子行动轨迹的表征,而是提供测量之后到达某个地方的可能性大小。而两个量子态在通过相互作用以后,已经无法用相互作用之前各自的表达式来描述复合系统的态,二者已经纠缠在了一起。第二篇文章的主要内容有:(1)推广了EPR论证,第一次明确地用“纠缠”概念来描述EPR思想实验中的现象;(2)“量子纠缠”概念的正式提出;(3)在猫实验中:猫态与原子衰变态之间的关联。成素梅教授认为,量子纠缠概念的提出是对量子力学形式体系进行哲学质疑的结果,而量子纠缠概念的接受是实验证实和技术应用的结果。

讲座中,成老师对“薛定谔猫”的思想实验进行了介绍与厘清。她认为,薛定谔提出这一思想实验的目的在于说明:以经典观念来理解量子现象是错误的。而由薛定谔之猫推演出意识决定论实际上忽视了薛定谔的理论情境。为了破解思想实验的悖论,成素梅教授提出:(1)“猫”实验中元素的辐射是随机的,何时放出辐射,量子力学并不回答;(2)原子衰变存在半衰期,这只能依据概率来回答。而且这是一个前提,并不是结果;(3)无法独立于实验对真实发生的情况作出确定性的判断;(4)因此“猫”实验的结果与观察者无关。成素梅教授还利用惠勒延迟实验、量子擦除实验与量子柴郡猫等例子反驳了意识决定论。最后成素梅教授总结,“猫”实验中的悖论表明:(1)整体处于确定的态,个体部分并不处于确定的态;(2)叠加态到一个确定态,必须经过一次测量;(3)测量前:不确定态;测量后:确定态;(4)测量之前,宏观的可观察量是不存在的,只有在测量之后才存在。 

在第四部分中,成老师对量子力学与意识进行了梳理。冯·诺意曼的“投影假设”与维格纳的“朋友”论证被视为意识决定论的来源,这些理论均可视为“塌缩解释”,即需要将叠加态塌缩到一个定态来进行解释,并具有主观意识决定客观物质世界的特征。但是成老师认为,意识决定论的解释是用量子力学体系以外的思维来看待量子力学的结果,只能成为对量子力学解释的其中一种,并随之介绍了许多哲学上的“非塌缩解释”:基于埃弗雷特的相对态解释发展起来的多世界或多心解释;玻姆的非定域性的本体论解释;量子达尔文主义;退相干解释等。除了这些哲学上的讨论,成老师还介绍了量子意识的神经科学研究工作,极大开阔了与会者们的视野。

在讲座的总结中,成老师认为原创性的科学认识是一种洞见,很难与原有观念兼容。突破性的科学创造依赖直觉判断,是实践理解的结果。物理学与数学的知识越深入,蕴含的哲学思想也更为深刻。

 

在评议与提问环节,马建波老师提了两个问题:1)询问成老师在实在论的问题上持什么立场,理论与实在是什么关系;2)量子力学对意识问题的介入,是否是另一种意义上的物理主义和身心二元论。王小伟老师对讲座进行了精彩的评议,并提了几个问题:1)如果经典物理学被理解成认识论的本体论,那么量子力学是否可以看成一种测量/工具本体论?2)如果量子现象可以从概率角度,从统计意义上进行把握,继而可以被工程化。尤其是薛定谔的猫假想实验,如成教授所说,并非说明猫的死活受到观测者意识的影响,量子物理哲学,似乎不一定非要排斥实在论立场?3)既然量子现象可以工程化,正如在量子通讯中的那样。那么认为人的意识活动是量子活动,并不能使的意识保持自由。反倒说明意识是可以被预测和决定的。刘永谋老师对于社会上流行的“量子文化”提出问题。滕菲老师关于量子科技对意识的研究进行了提问。在线同学围绕物理实在与数学实在关系、量子力学与本质主义等提出了很多问题。成素梅教授细致回应了评议嘉宾及线上与会者的提问,特别阐明了她关于“统合实在论”的立场。

刘劲杨老师对讲座进行了简要总结:本次讲座内容丰富,资料详实,有很多一手资料,视野广阔,既有严谨的科普,更有深入的哲学讨论,加深了我们关于量子力学及其哲学的理解。讲座清晰阐明了“薛定谔猫”思想实验的理论意义,澄清了常见的思想混淆,认为量子纠缠并不能导出意识决定论。量子力学是在对经典科学的反叛中得以创立和发展的,引发了什么是实在?什么是理论?什么是确定性?等许多根本哲学问题的再思考。量子力学开辟了新的自然观,新的科学路径、思维方式。量子科技也正推进着人类对意识的研究,促进当代技术与产业的升级与进步。

整场讲座科学与哲学交融,线上讨论热烈,思想互动积极,一些议题还意犹未尽,期待未来继续讨论。本次讲座圆满结束。(供稿:人大科哲 罗琤帅)

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