从曲率解释到双四维复数时空解释的进展——兼论武汉量子哲学学术圈.doc
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1、Journal of Huaiyin Teachers College Social Science Vol 40 1 , 2018 从 曲 率 解 释 到 双 四 维 复 数时 空 解 释 的 进 展 兼论武汉量子哲学学术圈 桂 起 权 : ( 武汉大学 哲学学院,湖北 武汉 430070) “ ” “ ”, “ ” 摘 。 要 赵国求对量子力 学的新解释 : ( 1) 从 1998 曲率 , 到 双四维 是在武汉 量子哲学共同体 , 的背景中成长起 “ 来的 思想演进大致可分三阶段 约从 年起 赵国求开始摆脱 孤军奋战 积极 发起和参与 量子 哲学共同 ” , “ ” , ; ( 2) 2
2、007 8 , 体 活动 在 哥本哈根式 , 自由争鸣的氛围中继续独立思考 锤炼了曲率解释和相互作用实 在论 “ ”, “ ”, “ 年 月 以结识曹天予为转机 哲学上接受了 ”; ( 3) , 结构 实在论 不久后又在物理上引进了 。 复数时空 逐步 开拓 : 双四维复数 “ ” 时空解释 、 近年来 进入得到物理学者支持的新 阶段 “ ” 现阶段 武汉量子 哲学共 同体有 三股力量 , 。 武 大 量子 团队 赵国求的学术朋友圈和华科 大万小龙领导的 , 、 , 量子 、 团队 其 研究各有特 点 , 今年的这 次量子力学 基础研讨 。 会哲学 物理和数学各专业的学者聚集一堂 : ; ;
3、讨论深入 全面 ; 是一次硕果累累的盛会 关键词 量子力学基础 : C30 曲率解释 : A 双四维 复数时空解释 科学共同体 : 1007-8444( 2018) 01-0068-04 : 2017-07-15 中图分类号 : 文献标识码 , , , 文章编号 。 收稿日期 作者简介 桂起权 教授 博导 主要从事物理学哲学研究 赵国求教授 是武汉 量子哲 学团队 的一 员。 他从提出量子力学曲率解释到双四维复数时空 解释的进展,实为不易。 武汉 “量子 哲 学 ”学 术圈 内,就 物 理 学 而 言,虽然几乎所有人都有物理本科背景,不过毕 竟不是专业研究者,重点在于研究物理学哲学。 物理学哲
4、学在物 理学和 哲学之 间来回 穿梭,两 边都不讨好。所以,在某种特定意义上,有人戏 称我们是 “民 科 ”。不 过 需 要 矫 正 一 下,真 正 地,我们是 “闵可 夫斯 基 ”的 “闵可 ”,我们 主张 量子 力学与狭义 相对论 的一致 性,而 且起 始于 物理模型的设计中,这是在逻辑起点上的统一。 特别是,有 了 “双 四维 复 数时 空解 释 ”之 后,更 是这样。为什么这样 说呢? 因 为 “闵可夫 斯基 时空 ”,是实数的 “四维 时空 ”,而赵 国求 的 “双 四维 ”则 是复 数时 空,其 度 规仍 然 是闵 可 夫斯 基的,量子力学 正好 描述其 中。我们 是双 倍的 “闵
5、可夫斯基 ”了。这样的 “闵可 ”,可说是当之 无愧的了。截至 2010 年,我们主要限于物理学 哲学范畴之内讨论问题。这对赵老师的研究能 起什么作 用? 依我看,对 于思考 物理 学及 物理 学基础问题,主要是 提供一 个哲学 背景和 激活 思路的思想氛围,只能起辅助性的作用,敲敲边 鼓而已,在数 学物理 方面无 法提供 任何实 质性 的帮助。 在今年有关量子 力学 基础 研讨 会上,见到 了支持赵国求老 师的数 学物 理界的 许多 密友, 见到我早 已 “如 雷 贯耳 ”的李 康教 授。欧 阳教 授对纯粹数学有如此透彻澄明的认识又能做出 如此生动而易于理解的表述,绝非等闲之辈,真 的令人敬
6、佩不已。门福殿教授多年从事量子力 学教学,时刻与学生 的活思想息息相通,有着极 其丰富的教学经验。陈克求教授不仅精通量子 力学的基础理论,还 擅长于 将它应 用到 纳米技 术。还有其他各有独到见解的诸多朋友 重 要的是,这个 朋 友圈 还 有 个特 点 是,中 青 年居 多,积极 性 很 高,而 一 些 “退 休 ”了 ( 学 术 上却 “退而不休 ”) 的老年学者,则超 脱名利场,不从 实质上计较名利和报酬。 2004 年 我 写 了我 们 的 量 子 哲 学 共 同 体 一 文 对武 汉 学 术 圈 的当 时 情 况 作 了总 68 桂起权: 我们的量子哲学共同体,吉林师范大学学报 200
7、4( 6) ,人民大学复印报刊资料科学技术哲学转载。 2018 1 第 40 卷 哲学社会科学版 淮阴师范学院学报 结,也 是 作 为 赵 国 求 教 授物 理 学 的 新 神 曲 量子力学曲率解 释一书 的序 言。 武汉 以物理学哲学为 主线的 科学共 同体,大致 形成 于 1998 年前后。 1997 年我 招收的 第一个 博士 是万小龙,他的 硕 士论 文是时 间 空间 的 哲学 问题( 导师 是华 科大 殷正 坤教 授) ,博士 论文 做的是范 弗拉 森的 量子 力 学哲 学。博 士后 是在巴黎理工大学,跟随彼得 保罗教授,做的 是禅宗与量子 逻辑,极 有创意。他在 博士后 答辩中,在
8、 回答 “禅 ”是什 么意 思的 提问 时 说, “禅 ”字的右半边是简单性的 “单 ”,左半边是表 示的 “示 ”。总 体 来 说,不 需 要 通 过 复 杂 的 修 炼,而 是 通过 直 觉、顿悟,本质 直 观,直 接把 握 “真谛 ”! 这种机智的回 答令人惊 叹不已,赞赏 不已! 1997 年 11 月全国第 八届科 学哲学 会议 在华中科技大学召开,这对我们来说,是一个契 机。物理学哲学元老范岱年、洪定国、关洪先生 都参加了 会议。 “量 子 姐姐 ”成素 梅教 授 也参 加了会议。期间我看到了关洪与吴新忠亲切交 谈,此后,吴 新忠成为我的第二个物理学哲学博 士生,他可说是 “曲率
9、解释 ”的热情 支持者。再 后面,第三个物理学哲学博士生是李继堂,做的 是规范场论的哲学 意义,现 在是苏州 大学哲 学系教授。 赵国求老 师,我 戏称 其为 学 术 上的 “战 略 合作亲密伙伴 ”,因为我俩有一种 “相 互需求 ”。 我俩还有 量子 哲 学和 中 医方 法论 的 共 同兴 趣 ( 我还 加上 生物 学哲 学) 。我 有武 大哲 学 学院 的依托,有科学哲学的博士生团队,赵老师有武 钢领导对其开拓 创新精 神的热 情支持,也 有一 定的活动 经 费和 活 动 场所 及 学 术界 朋 友。因 此,几乎每 月 一次,我 带着 我 的团 队 到 武钢 聚 会,讨论量子哲学,每年我们
10、都组织召开全国物 理学哲学大会。薛晓舟、赵峥、洪定国、关 洪、董 光璧、沈惠川、王国文、范岱年、金吾伦先生等也 都参加过好几次 讨论。可以 说,赵国 求的 曲率 解释及其相互作用实在论,就是在 21 世纪的第 一个十年,在我们的学术圈内部,经受反反复复 的批判性讨论之后,得到磨炼和强化的。 2007 年 8 月,逻辑方法 论与科 学哲学 的国 际会议在北京召 开,赵 国求结 识波士 顿大 学曹 天予教授,这对 他来说 是研究 生涯的 一个 重要 转折点。曹天予是 结构实 在论的 倡导 者之 一, 国际上著名的现 代物理 学史专 家,他 的考 证功 夫,使得他甚至对诺贝尔物理奖的颁发,具有一 定
11、影响力。例如,通过他的仔细考证表明,威特 曼和特霍夫特一 样,应该因 确立弱 电统 一理论 而获奖。他的意 见最终 被采 纳。此 后,特霍夫 特还成为曹天予的 好朋友。作 为赵国 求 “双四 维 ”思想 的渊 源 之一,与 曹 天予 直 接有 关。有 一年,我们在武钢讨论量子哲学时,曹天予 带来 一个重要信息,就是 他正在 为特霍 夫特主 编的 杂志物理学基础审 稿,一 篇法国数 学家写的 关于 “本 体 力 学 ”的 论 文,其 中 所 用 的 数学 方 法,有 可 能 对 “曲 率 解 释 ”有 启 发 性 作 用。不 过,原作者并不考虑物理哲学问题,而重于数学 形式。此后,赵老 师花 费
12、几个 月的 功夫掌 握了 其中的数学思想,并 且创造 性地运 用和 推进了 “曲率解释 ”,终于开拓出 “双四维复数时 空 ”的 新解释。还要强调 一点的 是,整个 武汉 量子哲 学学术圈,在物理学哲学上,基本的哲 学立场是 采纳曹天予的结 构实在 论,具体到 量子 场论方 面,是持有 “场本体 论 ”立 场。这是我 们的统一 思想。我本人的物理学哲 学研究( 与沈健合 著,武汉大学 出版社 2012 年版) 就是以 结构实 在论与毕达哥拉 斯主义 的结 合为主 体思 想的。 我和高策等人的规范场 论的哲学探究 ( 科学 出版社 2008 年版) ,也都与 曹天予 结构 实在论 的观点有密切联
13、系。 一些物理学者介入武汉量子哲学学术圈的 讨论,使我感 到兴奋。 北京师 范大 学的 实验物 理教授张涛,是在电 磁学实 验上有 了新发 现而 渴求理论解释 之时,成为赵 国求 的盟 友。四川 大学的罗教明教授在我们 2012 年的 “武汉物理 学哲学小型 研 讨会 ”上,介 绍 了他 新颖 的 氢原 子结构 理论 模 型。罗 教明 理 论 的哲 学 意 义在 于,他给出了 物理学 从玄之 又玄的 数学形 式体 系的迷雾中摆脱 出来,回到 清醒的 物理 本体论 上来,开拓 了一 个 “把 牛顿 的 物理 本体 论 和因 果性思想一贯到底 ”全新可能的世界。 情况是不断变化的。现在武汉的物理学
14、哲 学学术圈,主 要 包括 三 种 成分, 或者 说 三 个子 集。一是在武汉大 学的人,就 科学 技术 哲学教 研室来说,李宏芳是现任主任,她是何祚庥院士 的博士,博士 论文 为薛 定谔 猫,在量 子 哲学 方面以研究退 相干、量子信 息等 方面 见长。周 祝红的博士论文是思辨的 宇宙,研 究霍金时 空起源的哲学问题。王贵友教授是与我学术志 趣及观点最接近的盟友,当年他论自生之 谜 ( 与陈克晶合 著,浙 江 科技 出 版社 1990 年版 ) 69 Journal of Huaiyin Teachers College Social Science Vol 40 1 , 2018 中对协同
15、学的辩证法解 释非 常精彩 ( 对福克 普朗克方程式中的决定论力之项与随机性力之 项,对偶然 性、必 然 性 辩证 关 系诸 如 此 类的 分 析) ,极有说服力和 吸引力,现 也已经 退休。他 们几个一直都 积极 参与 ( 或 曾经 参与 过) 赵国 求曲率 问题的 热烈讨 论。我本 人已于 2006 年 正式退休,变成 在学术 上没有 硬性任 务和 心理 压力的 “自由人 ”啦,开始可以 随心所欲 地参加 各种自己感兴趣的学术会议和学术活动。所以 我有这样的说法: “退休 之前 被哲学 玩,退 休之 后玩哲学。 ”二是 赵 国求 本 人,虽 然退 休 了,但 “宝刀不 老,老 当益 壮 ”
16、。仍 然冲 劲 十足,气势 不减当年。得到武 钢与华 科大两 方面 的支 持, 成立 了联 合研 究机 构 ( 全名: 华 中科 技 大学 WISCO 联合实 验室 基础 理论 研究 室) ,有 了新 的独立的机构和 活动场 地,聚 集了一 批志 同道 合的学术朋友圈,每年、每月都有相应的学术活 动。也 许 他 意 识 到,这 是 他 “迟 到 的 黄 金 时 期 ”。三是万小龙教 授现在 是华中 科技大 学科 学技术哲学的学 科带头 人。他才 智过 人,精明 能干。姜小慧所研究的是 EP 悖 论与量 子远 程关联。马兰 所研 究 的是量子 力学 多 种解 释。杨明 姣的 博士 论 文则 是质
17、 量概 念 的历 史与 哲 学。 陈 明 益 博 士 研 究三 值 量 子 逻 辑,还 与 我合 作 研 究从 逻 辑哲 学 看 量 子 逻 辑。去年他又成为华科大 “双一流 团队 ”的负 责人。因此, “在岗的 ”万小龙 真的是忙 碌不堪 的。前几年,他招 收了两 名物理 学哲 学上 极有 培养前途的学生 王伟长 和万子 谦,前 者曾 是北 海道大学物理系 的硕士,对量 子场论 的费 曼图 有独到的理解,后者本 科就读 于吉林 大学 物理 系,最近对多世界解释发生特别的兴趣,两人基 础都很好。因此,万小龙 有了物 理学 哲学 研究 的得力助手。万小 龙本人 科学 基础极 好( 毕业 于苏州大
18、学 物理 系 ) ,他 在 学术 上 的特 色 是擅 长于精致细腻的 逻辑分 析,并 且能与 思辨 性考 虑适当融合。近五年 来,他在对 冯诺 依曼 量子 逻辑进行批判性 分析基 础上,开拓了 一种 试图 统一解释各种非 经典逻 辑的新 逻辑,取得 了阶 段性突 破 和 进 展。最 近 几 个 月,他 着 力 于 对 “量子力学的多世界解释 ”进行批判性分析。 去年,万 小龙 主 持申 报有 关 “量 子 哲学 与 科学哲学新 进展 ”的 国 家社 科 基金 重大 项 目, 赵国求是其子课 题组长。 即使申 报未 能成 功, 也仍然能保持经 常的信 息交 流,互通 有无。当 70 然,万一申报
19、成 功,赵国求、万 小龙 这两 个子集 之间就可望出现更紧密的合作形式。我本人是 跨界的,两边的活动,我都积极参与了。我是这 样想的,经过哥白尼 革命,地球 人认识 到 “太阳 中心说 ”。但是,经过 开普勒 的改进,又 进一步 认识到,行星 的椭 圆轨 道 可以 有 “两 个焦 点 ”。 我们的量子哲学 共同体,为 什么不 能有 两个焦 点呢? 一个偏重于物理,另一个偏重于哲学,这 未尝不可啊。 这次研讨会上,我听 了李 康教 授 的 两个报 告。通过第一个报 告,了解到 德西 特时 空对闵 可夫斯基时空的超越; 通过第二个报告,了解到 维格纳函数形式的量子力学的独特之处。可以 从经典力学的
20、哈 密顿量 出发,从 * 星乘 的本征 值方程式给出维 格纳函 数,即相空 间的 准概率 分布函数。这样,经典 理论就 自然 过渡到 量子 理论。薛定谔方程、测 不准关 系都 成为 自然结 果。重要的是,维 格纳 函数还 能在 双四维 协变 量子理论中发 挥重要 作用。这 样的 话,我们不 仅能看到李康高超的数学技巧和对物理的深刻 理解,而且还能通 过实例体会,李康如何从数学 物理的视角,对赵国求的双四维复数时空解释, 提供强有力的 支持。若是 不参 加会 议,这是无 法以身临其境的 生动形 式体 会到这 些内 容的。 在讨论中,欧阳 谈到了 复变 函数 论、留数、解析 开拓、罗朗级数,尽管这
21、些都是我们以前在学习 数学物理方法课程 时曾经熟 悉的概念,然而 我们的理解深度和在实际运用能力上却绝对达 不到欧阳的程度。欧阳提出了有些看似公理的 东西,其实有可能从其他公理推出,因此没有独 立性等问题。我觉得,如果出现这样的情况,只 是说明公理系 统的简 洁性不 够。但 是,即使在 数理逻辑中,也有这 样的情 况: 起始 公理 太少, 逻辑上看起来有 简单性,却 不符合 教学 法上可 理解性的要求,推导 起来更 复杂。 况且 物理的 公理系统,每个公理本身还具有物理解释,有专 门的物理意义。另外,关于复数表示、虚数表示 有无必要问题。我 记得,在 流体 力学 中,虚部、 实部就具有相对 性
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