前言：中文期刊網(wǎng)精心挑選了量子力學(xué)的定義范文供你參考和學(xué)習(xí)，希望我們的參考范文能激發(fā)你的文章創(chuàng)作靈感，歡迎閱讀。
量子力學(xué)的定義范文1
乍看,題目好象哲學(xué)的。不屑哲學(xué),只談物理。
大量研究表明,目前為止的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)給出物質(zhì)世界準(zhǔn)確信息,物理學(xué)重要任務(wù)之一就在于找出這信息并揭示其內(nèi)在規(guī)律。遺憾的是,目前為止的理論(無(wú)例外)均未能如此。然而國(guó)內(nèi)外學(xué)界卻一致認(rèn)為理論物理大廈框架——《量子力學(xué)》已經(jīng)建成,剩下只是裝修和美化了。
但經(jīng)本文研究表明,《量子力學(xué)》對(duì)一些基本物理學(xué)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)并不清楚,往往似是而非。然而《量子力學(xué)》卻娓娓動(dòng)聽(tīng)、夸夸其談,實(shí)則以其昏昏使人昭昭!請(qǐng)看事實(shí):
1.1 關(guān)于“量子化”根源問(wèn)題。
微觀世界“量子化”已被證實(shí),人們已經(jīng)公認(rèn)。但接踵而來(lái)的就是“量子化”根源問(wèn)題,又機(jī)制怎樣?這本是物理學(xué)根本任務(wù)之一。已有的理論包括愛(ài)因斯坦、玻爾、量子力學(xué)都未能回答。然而量子力學(xué)家們卻置這本職任務(wù)于不顧,翩翩起舞與數(shù)學(xué)喧賓奪主、相互玩弄!
就是說(shuō),《量子力學(xué)》是在未有弄清量子化根源前提下侈談“量子”的“科學(xué)”。其結(jié)果只能使原子結(jié)構(gòu)憑空量子化,量子化則成為無(wú)源之水,無(wú)本之木。這就是目前物理科學(xué)之現(xiàn)狀!
可有人,例如一位量子力學(xué)教授辯論時(shí)說(shuō):“量子化是電子自身固有屬性,陰極射線中的電子能量也是量子化的”。
雖然,這量子力學(xué)家利用了“微小量子”數(shù)學(xué)“極限”概念進(jìn)行詭辯,顯得很聰明,但卻誤了人類物理學(xué)前程!
不可否認(rèn)的事實(shí)是:陰極射線中的電子、X射線韌致輻射電子、高能加速器中電子或其它自由電子能量都連續(xù)可變,決不表現(xiàn)量子化!這無(wú)疑表明量子化不是電子自身固有屬性。那末,原子結(jié)構(gòu)中能量量子化必有其它原因。顯然這是基本物理學(xué)問(wèn)題,作為理論物理又是非弄清不可的問(wèn)題。其它科學(xué)例如數(shù)學(xué),由于任務(wù)不同尚可不必關(guān)心量子化根源問(wèn)題。然,作為理論物理決不可以!本文如下將準(zhǔn)確具體討論量子化根源問(wèn)題以及物質(zhì)世界又怎樣量子化的,并給出8位數(shù)字有效精度與實(shí)驗(yàn)完全相符的計(jì)算結(jié)果。 1.2 理論與實(shí)踐關(guān)系問(wèn)題
既然憑空將電子能量量子化,就難免臆造之嫌,所以《量子力學(xué)》就下意識(shí)往實(shí)驗(yàn)上靠――“符合”試驗(yàn)。然而,既下意識(shí)就難免拙劣,請(qǐng)看事實(shí):
世界著名理論物理第六冊(cè)——《量子力學(xué)》(文獻(xiàn) [1]) 中著:“量子力學(xué),可建立于數(shù)個(gè)基本假定上,大體上這些基本假定分屬兩大項(xiàng)……,兩項(xiàng)的假定便構(gòu)成一量子力學(xué)完整系統(tǒng)”。
這明確表明,量子力學(xué)就是建立在基本假定上的(種種猜測(cè))。“科學(xué)學(xué)”研究還表明:任何建立在基本假定上的東西都不可能是科學(xué)!然而量子力學(xué)家們卻娓娓動(dòng)聽(tīng)說(shuō):“量子力學(xué)是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的科學(xué)”。這不是彌天大謊么?!
文獻(xiàn) [1] 在建立對(duì)易關(guān)系:
pq -qp = (?/i)E ――――――――― (1)
時(shí)說(shuō):“這是一基本假定”。并告誡人們:“不可懂”!就是說(shuō)(1)式不能用任何數(shù)學(xué)——物理方法導(dǎo)出,即:不否認(rèn)這是一種猜測(cè)。然而,(1)式就是昭著世界的“波動(dòng)方程”的基礎(chǔ),也就是量子力學(xué)的理論基礎(chǔ)。
所以確切地說(shuō),量子力學(xué)就是建立在基本假定上的種種猜測(cè)。這分明表現(xiàn)的是量子力學(xué)家們主觀意識(shí)!
研究表明,量子力學(xué)所謂實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),首先在于德布羅意“物質(zhì)波”理論。認(rèn)真研究表明,物質(zhì)波究竟是什么?德布羅意本人未有弄清,后人至今仍未弄清,又怎能說(shuō)“建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上”呢?!
研究表明,量子力學(xué)的實(shí)際過(guò)程是:德布羅意對(duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行一次連他自己也弄不清的抽象(猜測(cè))(以下證明),提出“物質(zhì)波”概念。量子力學(xué)對(duì)這不清的概念又進(jìn)行一次抽象(猜測(cè))(以下證明),提出“波函數(shù)”(Ψ)概念,并且通過(guò)一種算符將其作用到一個(gè)基本假定即(1)式上,便鑄成了著名的“波動(dòng)方程” ——量子力學(xué)的理論基礎(chǔ):
(h2/2m)2Ψ + (E-V)Ψ = 0 ――――― (2)
由于量子力學(xué)憑空引進(jìn)“波函數(shù)Ψ”,實(shí)際上就賦予了電子神奇性質(zhì)。正是這種神奇性質(zhì)使得量子力學(xué)具備了非凡詭辯能力。
1.3 量子力學(xué)詭辯倫理
1.3.1 關(guān)于理論基礎(chǔ)詭辯
以上及以下討論都證明,量子力學(xué)是,由于缺乏了解,錯(cuò)誤地估計(jì)了試驗(yàn)(以下嚴(yán)格證明),用了錯(cuò)誤的基本假定(不能由任何合理方法導(dǎo)出)而形成的,錯(cuò)誤理論。然而量子力學(xué)家們卻口口聲聲:“量子力學(xué)是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上地科學(xué)”。這分明是在詭辯,再加上社會(huì)意識(shí),量子力學(xué)又具備了狡辯能力。 1.3.2 關(guān)于物質(zhì)波的狡辯
對(duì)于“物質(zhì)波”概念,量子力學(xué) [1] 應(yīng)用了三個(gè)基本假定:其一假定“對(duì)易關(guān)系”即(1)式,由此構(gòu)成量子力學(xué)骨架;其二假定“測(cè)不準(zhǔn)原理”,由此編造了電子“幾率云”圖像;其三假定“波粒互補(bǔ)原理”,這種原理本身就是一種詭辯,因?yàn)椤安６笮浴眴?wèn)題目前仍屬困難不解的世界性難題。于是量子力學(xué)精心泡制出“波函數(shù)Ψ”并強(qiáng)加給電子。經(jīng)如此之假定,電子便具備了神奇性質(zhì)——量子力學(xué)家們的主觀意識(shí)。
然而“波函數(shù)”的物理意義究竟是什么?量子力學(xué)家們著實(shí)應(yīng)向人們交代清楚,遺憾的是任何學(xué)家都未能如愿。實(shí)際上對(duì)波函數(shù)Ψ的真實(shí)物理意義,量子力學(xué)家們也只是:你知、我知、天知、地知,凡人不可知。這分明是狡辯理論!
如果需要,量子力學(xué)(文獻(xiàn) [1])首先拿出:
2πa=n ―――――――――――――― (3)
很明顯式中 2πa是粒子中心軌跡。于是說(shuō),物質(zhì)波是粒子軌跡波動(dòng)。此說(shuō)極易征服初學(xué)者,但此說(shuō)問(wèn)題也易敗露。量子力學(xué)立即改變說(shuō)法,言(3) 式系近代物理概念,對(duì)此不能用經(jīng)典概念理解。于是又出現(xiàn):
1.3.3 關(guān)于“經(jīng)典”與“近代”狡辯
量子力學(xué)經(jīng)常炫耀是近代科學(xué)理論,已經(jīng)超脫經(jīng)典,又不時(shí)貶低經(jīng)典理論。
然而,以下討論完全證明:量子力學(xué)除了主觀臆造因素外,完全沒(méi)有離開(kāi)經(jīng)典物理一步,也未超出經(jīng)典物理一點(diǎn),就連波函數(shù) Ψ 的表達(dá)式(無(wú)例外)也完全是經(jīng)典數(shù)學(xué)和經(jīng)典力學(xué)關(guān)系式,并且以下用不可否認(rèn)的事實(shí)——量子力學(xué)所犯經(jīng)典錯(cuò)誤,表明量子力學(xué)連經(jīng)典理論也不通。所以,量子力學(xué)所謂超脫經(jīng)典,正在于一些基本假定連同主觀臆造。在此種意義上說(shuō),量子力學(xué)不僅超脫經(jīng)典,而且也超脫科學(xué)! 1.3.4 量子力學(xué)方法論狡辯
確切說(shuō),量子力學(xué)不能給波函數(shù) Ψ 做出完整的真實(shí)物理學(xué)定義,但在理論中卻輪番使用: ①波函數(shù) Ψ 表示粒子中心軌跡波動(dòng);②波函數(shù) Ψ 表示粒子出現(xiàn)幾率;③波函數(shù) Ψ 表示彌撒物質(zhì)波包三種概念。有了三種概念,又可各取所需,自然一切物理問(wèn)題都“迎刃而解”了。
然而,量子力學(xué)同時(shí)又“有權(quán)”輪番否定這三種概念。但卻不是自我否定,而是另一種需要——否定其它理論,其中包括真理。要指出的是,量子力學(xué)輪番使用三種概念,又輪番否定這三種概念,并不是在同一時(shí)間同一地點(diǎn)進(jìn)行的。因?yàn)閼?yīng)用一種概念的同時(shí)又否定這種概念,這是賣矛又賣盾的故事,連兒童都知道是蠢事。顯然量子力學(xué)家比兒童高明得多,這叫認(rèn)識(shí)方法狡辯。
似這樣,在哲學(xué)面前,用“建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上”量子力學(xué)可以蒙混過(guò)關(guān);其它科學(xué)由于研究任務(wù)不同,不會(huì)關(guān)心“量子化”根源,又由“領(lǐng)地”限制也無(wú)權(quán)過(guò)問(wèn)波函數(shù)的真實(shí)意義;量子力學(xué)又可各取所需輪番應(yīng)用和輪番否定①、②、③三種概念。于是,量子力學(xué)便以狡辯贏得了世界理論權(quán)威!
1.4 關(guān)于“符合”試驗(yàn)問(wèn)題
以下將證明,量子力學(xué)所謂符合實(shí)驗(yàn),實(shí)際上系對(duì)實(shí)驗(yàn)的猜測(cè)。量子力學(xué)很善于做貌似合理實(shí)則謬誤的猜測(cè)(以下揭示),并美其名曰“符合”試驗(yàn)。其實(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)的真實(shí)物理過(guò)程并不清楚,又何談相符呢?請(qǐng)看事實(shí):
基于玻爾理論的成功,量子力學(xué)作兩項(xiàng)重要推廣。 心理學(xué)原因,人們對(duì)這種推廣又愿意接受。然而卻出現(xiàn)本質(zhì)性原則錯(cuò)誤,請(qǐng)看:
1.4.1 量子力學(xué)推廣(一)
由于氫原子的試驗(yàn)電離能與玻爾理論真實(shí)能級(jí)相近,于是量子力學(xué)推廣為:
試驗(yàn)電離能 = 原子真實(shí)能級(jí) ―――――――――― (4)
將該式推廣到多電子原子中顯然很省力氣,但這是嚴(yán)重錯(cuò)誤。請(qǐng)看氦原子事實(shí):
試驗(yàn)(文獻(xiàn)[1])測(cè)得氦原子兩個(gè)電離能,這里分別用 E1,E2 表示為:
E1= 1.80(Rhc) = 24.58(ev) ―――――――― (5)
E2= 5.80(Rhc) = 79.01(ev) ―――――――― (6)
量子力學(xué)[1]認(rèn)為這就是氦原子的兩個(gè)真實(shí)能級(jí)。
若用 E玻 表示類氫氦離子基態(tài)能玻爾理論值,則
E玻 = 54.42(ev) ――――――――――――― (7)
顯然下式成立:
E2 = E1+ E玻 ―――――――――――――― (8)
該式明確表明 E2 不是氦原子的真實(shí)能級(jí),因?yàn)槠渲邪?E1 ,即第一電離能。
那么,實(shí)驗(yàn)值 E2 即(8)式表示什么物理內(nèi)容呢?
研究表明:要使氦原子第二電子電離,儀器必先付出能量 E1=24.58(ev) 先使第一電子電離,這好比代價(jià),氦原子于是變成類氫氦離子,其基態(tài)能為 E玻=54.42(ev)。要使它電離,儀器必須再付出與 E玻 相等的能量,才能使第2電子電離。那么儀器付出總能量必為 E2=E1+E玻,這就是氦原子電離實(shí)驗(yàn)真實(shí)過(guò)程,由此不難結(jié)論:
1.4.2 據(jù)電離實(shí)驗(yàn)本文結(jié)論
電離實(shí)驗(yàn)結(jié)論一:氫原子及類氫氦離子玻爾理論值正確。
電離實(shí)驗(yàn)結(jié)論二:目前電離能實(shí)驗(yàn)值 ≠ 原子真實(shí)能級(jí)。
電離實(shí)驗(yàn)結(jié)論三:所有元素最低能級(jí)皆為其類氫離子能級(jí),不存在比這更低的能級(jí)。 然而量子力學(xué)(文獻(xiàn)[1]、[3])卻競(jìng)相用“微擾法”、“變分法”乃至用修正核電荷方法逼近計(jì)算這氦原子的“能級(jí)”E2 :
E2= 5.80(Rhc) = 79.01(ev) ―――――― (9)
量子力學(xué)的定義范文2
量子力學(xué)是當(dāng)代科學(xué)發(fā)展中最成功、也是最神秘的理論之一。其成功之處在于，它以獨(dú)特的形式體系與特有的算法規(guī)則，對(duì)原子物理學(xué)、化學(xué)、固體物理學(xué)等學(xué)科中的許多物理效應(yīng)和物理現(xiàn)象作出了說(shuō)明與預(yù)言，已經(jīng)成為科學(xué)家認(rèn)識(shí)與描述微觀現(xiàn)象的一種普遍有效的概念與語(yǔ)言工具，同時(shí)也是日新月異的信息技術(shù)革命的理論基礎(chǔ)；其神秘之處在于，與其形式體系的這種普遍應(yīng)用的有效性恰好相反，量子物理學(xué)家在表述、傳播和交流他們對(duì)量子理論的基本概念的意義的理解時(shí)，至今仍未達(dá)成共識(shí)。量子物理學(xué)家在理解和解釋量子力學(xué)的基本概念的過(guò)程中所存在的分歧，不是關(guān)于原子世界是否具有本體論地位的分歧，而是能否仍然像經(jīng)典物理學(xué)理論那樣，把量子理論理解成是對(duì)客觀存在的原子世界的正確描述之間的分歧。
在量子力學(xué)誕生的早期歲月里，這些分歧的產(chǎn)生主要源于對(duì)量子理論中的波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的理解。因?yàn)榱孔恿W(xué)的創(chuàng)始人把量子力學(xué)理解成是一種完備的理論，把量子統(tǒng)計(jì)理解成是不同于經(jīng)典統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)，在根本意義上，帶來(lái)了量子力學(xué)描述中的統(tǒng)計(jì)決定性特征。而理論描述的統(tǒng)計(jì)決定性與物理學(xué)家長(zhǎng)期信奉的因果決定論的實(shí)在論研究傳統(tǒng)相沖突。在當(dāng)時(shí)的背景下，對(duì)于那些在經(jīng)典物理學(xué)的熏陶下成長(zhǎng)起來(lái)的許多傳統(tǒng)物理學(xué)家而言，對(duì)量子力學(xué)的這種理解是難以容忍的。這些物理學(xué)家仍然堅(jiān)持以經(jīng)典實(shí)在觀為前提，希望重建對(duì)原子對(duì)象的因果決定論的描述。這種觀點(diǎn)認(rèn)為，現(xiàn)有的量子力學(xué)只是臨時(shí)的現(xiàn)象學(xué)的理論，是不完備的，將來(lái)總會(huì)被一個(gè)擁有確定值的能夠解決量子悖論的新理論所取代。量子哲學(xué)家普遍地把這種實(shí)在論稱之為定域?qū)嵲谡摚蛘叻Q為非語(yǔ)境論的實(shí)在論。從EPR悖論到貝爾定理的提出正是沿著這一思路發(fā)展的。這種觀點(diǎn)把量子論中的統(tǒng)計(jì)決定論與經(jīng)典實(shí)在論之間的矛盾，理解成是量子論與傳統(tǒng)實(shí)在論之間的矛盾。
但是，自從1982年阿斯佩克特等到人完成的一系列實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有支持定域隱變量理論的預(yù)言，而是給出了與量子力學(xué)的預(yù)言相一致的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以來(lái)，量子論與傳統(tǒng)實(shí)在論之間的矛盾焦點(diǎn)，由對(duì)量子理論中的統(tǒng)計(jì)決定性特征的質(zhì)疑，轉(zhuǎn)向了對(duì)更加基本的量子測(cè)量過(guò)程中的“波包塌縮”現(xiàn)象的理解。因?yàn)榱孔訙y(cè)量問(wèn)題是量子理論中最深層次的概念問(wèn)題。馮諾意曼在本體論意義上引入量子態(tài)的概念來(lái)表征量子實(shí)在的作法，直接導(dǎo)致了至今難以解決的量子測(cè)量難題。到目前為止，所有的量子測(cè)量理論都是試圖站在傳統(tǒng)實(shí)在論的立場(chǎng)上，對(duì)量子測(cè)量過(guò)程作出新的解釋。玻姆的本體論解釋在承認(rèn)量子力學(xué)的統(tǒng)計(jì)性特征，把量子世界看成是由客觀的不確定性、隨機(jī)性和量子糾纏所支配的世界的前提下，通過(guò)假設(shè)非定域的隱變量的存在，尋找對(duì)量子測(cè)量過(guò)程的因果性解釋。量子哲學(xué)家把這種實(shí)在論稱為非定域的實(shí)在論。[1] 多世界解釋在承認(rèn)現(xiàn)有的量子力學(xué)的形式體系和基本特征是完全正確的前提下，通過(guò)多元本體論的假設(shè)來(lái)對(duì)具有整體性特征的量子測(cè)量過(guò)程作出整體論的解釋。量子哲學(xué)家把這種實(shí)在論稱為非分離的實(shí)在論。[1]
量子測(cè)量現(xiàn)象的非定域性和非分離性所反映的是量子測(cè)量過(guò)程的整體性特征。問(wèn)題是，相對(duì)于科學(xué)哲學(xué)研究而言，如果把量子測(cè)量系統(tǒng)理解成是一個(gè)包括觀察者在內(nèi)的整體，我們將永遠(yuǎn)不可能在觀察者與被觀察系統(tǒng)之間作出任何形式的分割。而觀察者與被觀察系統(tǒng)之間的分界線的消失，將會(huì)使我們?cè)诓豢紤]觀察者的情況下，對(duì)物理實(shí)在進(jìn)行客觀描述的夢(mèng)想徹底地破滅。這是因?yàn)椋环矫妫绻覀冋J(rèn)為量子力學(xué)的形式體系是正確而完備的理論，那么，就能夠用量子力學(xué)的術(shù)語(yǔ)描述包括觀察者在內(nèi)的整個(gè)測(cè)量過(guò)程。這時(shí)，觀察者成為整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分參與了測(cè)量中的相互作用；另一方面，如果我們?nèi)匀豢释褚钥煞蛛x性假設(shè)為基礎(chǔ)的經(jīng)典測(cè)量那樣，在以整體性假設(shè)為基礎(chǔ)的量子測(cè)量系統(tǒng)中，也能夠得到確定而純客觀的測(cè)量結(jié)果，那么，他們必須要在觀察者與被觀察的量子系統(tǒng)之間作出某種分割，觀察者才有可能站在整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)之外進(jìn)行觀察。然而，在量子測(cè)量的具體實(shí)踐中，這個(gè)重要的“阿基米德點(diǎn)”是永遠(yuǎn)不可能得到的。因?yàn)閷?duì)量子測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行的任何一種形式的分割，都必然會(huì)導(dǎo)致像“薛定諤貓”那樣的悖論。這樣，關(guān)于量子論與實(shí)在論之間的矛盾事實(shí)上轉(zhuǎn)化為，在承認(rèn)量子力學(xué)的統(tǒng)計(jì)性特征的前提下，如何解決量子測(cè)量的整體性與傳統(tǒng)實(shí)在論之間的矛盾。
以玻爾為代表的傳統(tǒng)量子物理學(xué)家在創(chuàng)立了量子力學(xué)的形式體系之后，并不追求從量子測(cè)量現(xiàn)象到量子本體論的超越中提供一種本體論的理解。而是在認(rèn)識(shí)論和現(xiàn)象學(xué)的意義上做文章。玻爾認(rèn)為，觀察的“客觀性”概念的含義，在原子物理學(xué)的領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)發(fā)生了語(yǔ)義上的變化。在這里，客觀性不再是指對(duì)客體在觀察之前的內(nèi)在特性的揭示，而是具有了“在主體間性的意義上是有效的”這一新的含義。這種把“客觀性”理解成是“主體間性”的觀點(diǎn)，在認(rèn)識(shí)論意義上，所隱藏的直接后果是，使“客觀性”概念失去了與“主觀性”概念相對(duì)立的基本含義，從而使量子力學(xué)成為支持科學(xué)的反實(shí)在論解釋的一個(gè)重要的立論依據(jù)。與此相反，近幾十年發(fā)展起來(lái)的多世界解釋，試圖以多元本體論的假設(shè)為前提，恢復(fù)對(duì)客觀性概念的傳統(tǒng)理解；玻姆的本體論解釋則是以粒子軌道與真實(shí)波的二元論假設(shè)為代價(jià)，把測(cè)量過(guò)程中的整體性特征歸結(jié)為是量子勢(shì)的性質(zhì)。這兩種解釋雖然在理解量子測(cè)量現(xiàn)象時(shí)堅(jiān)持了傳統(tǒng)實(shí)在論的立場(chǎng)。但是，這些立場(chǎng)的堅(jiān)持是以在量子力學(xué)中增加某些額外的假設(shè)為代價(jià)的。這正是為什么近幾十年來(lái)，反思與研究量子力學(xué)與量子測(cè)量的概念基礎(chǔ)問(wèn)題，成為不計(jì)其數(shù)的論著和論文所討論的中心論題的主要原因所在。
到目前為止，在量子物理學(xué)家的心目中，微觀客體的非定域性特征和量子測(cè)量的非分離性特征已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)。如果我們站在科學(xué)哲學(xué)的立場(chǎng)上，像當(dāng)初接受量子統(tǒng)計(jì)性一樣，也接受量子力學(xué)描述的微觀系統(tǒng)的這種整體性特征。那么，量子測(cè)量過(guò)程中被測(cè)量的系統(tǒng)與測(cè)量?jī)x器（包括觀察者在內(nèi)）之間的整體性關(guān)系將會(huì)意味著，在微觀領(lǐng)域內(nèi)，我們所得到的知識(shí)，事實(shí)上，總是與觀察者密切相關(guān)的知識(shí)。這個(gè)結(jié)論顯然與長(zhǎng)期以來(lái)我們所堅(jiān)持的真理符合論的客觀標(biāo)準(zhǔn)不相容。因此，接受量子力學(xué)的整體性特征，就意味著放棄真理符合論的標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)傳統(tǒng)實(shí)在論的核心概念——理論和真理的性質(zhì)與意義——進(jìn)行重新理解。這樣，現(xiàn)在的問(wèn)題就變成是，能否在接受量子力學(xué)的統(tǒng)計(jì)性和整體性特征的前提下，闡述一種新的實(shí)在論觀點(diǎn)呢？如果答案是否定的，那么，科學(xué)實(shí)在論將永遠(yuǎn)不可能得到辯護(hù)；如果答案是肯定的，那么，與理論的整體性特征相協(xié)調(diào)的實(shí)在論是一種什么樣的實(shí)在論呢？這正是本文所關(guān)注的主要問(wèn)題所在。
2．認(rèn)識(shí)論教益：隱喻思考與模型化方法的突現(xiàn)
自近代自然科學(xué)產(chǎn)生以來(lái)，公認(rèn)的傳統(tǒng)實(shí)在論的觀點(diǎn)是建立在宏觀科學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)之上的一種鏡像實(shí)在論。在宏觀科學(xué)的研究領(lǐng)域內(nèi)，觀察者總是能夠站在整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)之外，客觀地獲得測(cè)量信息。在有效的測(cè)量過(guò)程中，測(cè)量?jī)x器對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾通常可以忽略不計(jì)。測(cè)量結(jié)果為理論命題的真假提供了直接的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，使命題和概念擁有字面表達(dá)的意義（literal meaning）或非隱喻的意義和指稱。因此，鏡像實(shí)在論是以觀察命題的真理符合論為前提的。
真理符合論的最實(shí)質(zhì)性的內(nèi)容是，堅(jiān)持命題與概念同實(shí)際的事實(shí)相符合。長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家一直把這種觀點(diǎn)視為是科學(xué)研究活動(dòng)的價(jià)值基礎(chǔ)。
維特根斯坦在其著名的《邏輯哲學(xué)導(dǎo)論》一書中，把真理的這種符合論觀點(diǎn)表述為：就像唱片是聲音的畫像并具有聲音的某些結(jié)構(gòu)一樣，命題所描述是事實(shí)的畫像，并具有與事實(shí)一致的結(jié)構(gòu)。因?yàn)橛谜Z(yǔ)言來(lái)思考和說(shuō)話，就是用語(yǔ)言來(lái)對(duì)事實(shí)作邏輯的模寫，它類似于畫家用線條、色彩、圖案來(lái)描繪世界上的事物。所以，用語(yǔ)言描述的圖象與世界的實(shí)際圖象之間具有同構(gòu)性。1933年，塔爾斯基對(duì)這種真理觀進(jìn)行了定義。在當(dāng)前科學(xué)哲學(xué)的文獻(xiàn)中，人們習(xí)慣于用“雪是白的”這一命題為例，把塔爾斯基對(duì)真理的定義形象地表述為：“雪是白的”是真的，當(dāng)且僅當(dāng)，雪是白的。
普特南把塔爾斯基對(duì)真理的這種定義概括為“去掉引號(hào)的真理論”。塔爾斯基認(rèn)為，要想使“‘雪是白的’是真的”，這個(gè)句子本身成真，當(dāng)且僅當(dāng)，“雪是白的”這個(gè)事實(shí)是真實(shí)的，即我們能夠得到“雪是白的”這一經(jīng)驗(yàn)事實(shí)。這個(gè)看似簡(jiǎn)單的句子隱含著兩層與常識(shí)相一致的符合關(guān)系：第一層的相符合關(guān)系是，語(yǔ)言表達(dá)的命題與實(shí)際事實(shí)相符合；第二層的相符合關(guān)系是，觀察得到的事實(shí)與真實(shí)世界相符合。在日常生活中，像“雪是白的”這樣的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)是非常直觀的，只要是一個(gè)正常的人，都有可能看到“雪確實(shí)是白色的”這個(gè)實(shí)際存在的事實(shí)。因此，人們對(duì)它的客觀性不會(huì)產(chǎn)生任何懷疑，能夠作為“‘雪是白的’是真的”這個(gè)句子的成真條件。
然而，量子力學(xué)揭示出的微觀測(cè)量系統(tǒng)中的整體性特征，既限制了我們對(duì)這種理想知識(shí)的追求，也向傳統(tǒng)的客觀真理標(biāo)準(zhǔn)的價(jià)值觀提出了挑戰(zhàn)。這是因?yàn)椋诹孔訙y(cè)量的過(guò)程中，對(duì)命題的這種理想的描述方式和對(duì)對(duì)象的如此單純的觀察活動(dòng)，已經(jīng)不再可能。以玻爾為代表的許多物理學(xué)家雖然在量子力學(xué)誕生的早期就已經(jīng)意識(shí)到這一點(diǎn)。但是，在科學(xué)哲學(xué)的意義上，他們?cè)趻仐壛苏胬矸险撝螅瑓s走向了認(rèn)識(shí)論的反實(shí)在論；馮諾意曼的測(cè)量理論以真理符合論為基礎(chǔ)，要求在觀察者與測(cè)量?jī)x器之間進(jìn)行分割的做法，直接導(dǎo)致了量子測(cè)量中的“觀察者悖論”；現(xiàn)存的非分離與非定域的實(shí)在論解釋，也是以真理符合論為基礎(chǔ)，在量子力學(xué)的形式體系中增加了某些難以令人接受的額外假設(shè)，來(lái)解決量子測(cè)量難題。從哲學(xué)意義上看，這種借助于額外假設(shè)來(lái)使量子力學(xué)與實(shí)在論相一致的作法并沒(méi)有唯一性。它不過(guò)是借助于各種哲學(xué)的想象力來(lái)解決量子測(cè)量難題而已。
由此可見(jiàn)，量子測(cè)量難題的產(chǎn)生，實(shí)際上是以真理符合論為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)實(shí)在論的觀點(diǎn)，來(lái)理解量子測(cè)量過(guò)程的整體性特征所導(dǎo)致的。現(xiàn)在，如果我們像放棄經(jīng)典的絕對(duì)時(shí)空觀，接受相對(duì)論一樣，也放棄真理符合論的實(shí)在論，接受現(xiàn)有的量子力學(xué)。那么，在當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)的研究中，我們需要以成功的量子力學(xué)帶給我們的認(rèn)識(shí)論教益為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)理論、概念和真理的性質(zhì)與意義作出新的闡述。量子力學(xué)所揭示的微觀世界與宏觀世界之間的最大差異在于，我們對(duì)微觀世界的內(nèi)在結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，不可能像對(duì)宏觀世界的認(rèn)知那樣，使觀察者能夠站在整個(gè)測(cè)量語(yǔ)境的外面來(lái)進(jìn)行。
這就像盲人摸象的故事一樣，不同的盲人從大象的不同部位開(kāi)始摸起，最初，他們所得到的對(duì)大象的認(rèn)識(shí)是不相同的，因?yàn)槊總€(gè)人根據(jù)自己的觸摸活動(dòng)都只能說(shuō)出大象的某一個(gè)部分。只有當(dāng)他們摸完了整個(gè)大象時(shí)，他們才有可能對(duì)大象的形狀作出客觀的描述。然而，雖然他們對(duì)大象的描述始終是從自己的視角為起點(diǎn)的，并建立在個(gè)人理解的基礎(chǔ)之上。但是，不可否認(rèn)的是，他們的觸摸活動(dòng)總是以真實(shí)的大象為本體的。在微觀領(lǐng)域內(nèi)，量子世界如同是一頭大象，物理學(xué)家如同是一群盲人，有所區(qū)別的是，物理學(xué)家對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)不可能是直接的觸摸活動(dòng)，而只能借助于自己設(shè)計(jì)的測(cè)量?jī)x器與對(duì)象進(jìn)行相互作用來(lái)進(jìn)行。在這個(gè)相互作用的過(guò)程中，包括觀察者在內(nèi)的測(cè)量語(yǔ)境成為聯(lián)系微觀世界與理論描述之間的一個(gè)不可分割的紐帶。
如果把這種量子力學(xué)的這種整體性思想延伸外推到一般的科學(xué)哲學(xué)研究中，那么，可以認(rèn)為，科學(xué)家所闡述的理論事實(shí)上是一個(gè)產(chǎn)生信念的系統(tǒng)。科學(xué)家借助于模型化的理論，把他們對(duì)世界的認(rèn)知模擬出來(lái)。理論模型所描述出的世界與真實(shí)世界之間的關(guān)系是一種內(nèi)在的、整體性的相似關(guān)系。這種相似分為兩個(gè)不同的層次：其一，在特定的語(yǔ)境中，模型與被模擬的世界在現(xiàn)象學(xué)意義上的初級(jí)相似。這種相似是指，在這個(gè)層次上，我們只是能夠通過(guò)某些關(guān)系把現(xiàn)象描述出來(lái)，但是，對(duì)現(xiàn)象之所以發(fā)生的原因給不出明確的說(shuō)明；其二，在特定的語(yǔ)境中，模型與被模擬的世界在認(rèn)識(shí)論意義上的高級(jí)相似。這種相似是指，理論模型達(dá)到了與真實(shí)世界的內(nèi)在結(jié)構(gòu)與關(guān)系之間的相似。所以，現(xiàn)象學(xué)意義上的相似最后會(huì)被成熟理論所描述的認(rèn)識(shí)論意義上的結(jié)構(gòu)相似所包容或修正。
這兩個(gè)層次之間的相似關(guān)系是建立在經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的，而不是建立在邏輯或先驗(yàn)的基礎(chǔ)之上。這樣，雖然科學(xué)家在建構(gòu)理論模型的過(guò)程中，總是不可避免地存在著許多非理性的因素。但是，在根本的意義上，他們的建構(gòu)活動(dòng)是以最終達(dá)到使理論描述的可能世界與真實(shí)世界之間的結(jié)構(gòu)與關(guān)系相似為目的的。因此，測(cè)量語(yǔ)境的存在成為科學(xué)家建構(gòu)活動(dòng)的一個(gè)最基本的制約前提。建構(gòu)理論模型的活動(dòng)是一種對(duì)世界的認(rèn)知活動(dòng)。建構(gòu)活動(dòng)中的虛構(gòu)性將會(huì)在與公認(rèn)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)的比較中不斷地得到矯正，直至達(dá)到與真實(shí)世界完全一致為止。或者說(shuō)，在一定的語(yǔ)境中，當(dāng)從理論模型作出的預(yù)言在經(jīng)驗(yàn)意義上不斷地得到了證實(shí)的時(shí)候，類比的相似性程度將隨之不斷地得以提高；當(dāng)科學(xué)共同體能夠依據(jù)理論模型所描述的可能世界的結(jié)構(gòu)來(lái)理解真實(shí)世界時(shí)，相似性關(guān)系將逐漸地趨向模型與世界之間的一致性關(guān)系。
在這種理解方式中，真理是物理模型與真實(shí)世界之間的相似關(guān)系的一種極限，是在一定的語(yǔ)境中完善與發(fā)展理論的一個(gè)最終結(jié)果。這樣，在科學(xué)研究中，真理成為科學(xué)研究追求的一個(gè)最終目標(biāo)，而不是科學(xué)研究的邏輯起點(diǎn)。或者說(shuō)，把真理理解成是在科學(xué)的探索過(guò)程中，成熟的物理模型與世界結(jié)構(gòu)之間達(dá)成的一致性關(guān)系。對(duì)真理的這種理解，使過(guò)去追求的客觀真理變成了與語(yǔ)境密切相關(guān)的一個(gè)概念。超出理論成真的語(yǔ)境范圍，真理也就失去了存在的前提和價(jià)值。這樣，與玻爾把理論的客觀性理解成是主體間性的觀點(diǎn)所不同，本文是通過(guò)改變對(duì)真理意義的理解方式，挽救了理論的客觀性。
如果把科學(xué)活動(dòng)理解成是對(duì)世界的模擬活動(dòng)，那么，在理論的建構(gòu)活動(dòng)中，科學(xué)理論的概念與術(shù)語(yǔ)所描述出的可能世界，只在一定的語(yǔ)境中與真實(shí)世界具有相似性。所以，相對(duì)于不可能被觀察到的真實(shí)世界而言，科學(xué)的話語(yǔ)（scientific discourses）將不再具有按字面所理解的意義，而是只具有隱喻的意義。只有當(dāng)理論與世界之間的關(guān)系趨向于一致性關(guān)系時(shí)，對(duì)某些概念的隱喻性理解才有可能變成字面語(yǔ)言的理解。所以，在科學(xué)研究的活動(dòng)中，研究對(duì)象越遠(yuǎn)離日常經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)話語(yǔ)中的隱喻成份就越多。這也許是為什么在量子理論產(chǎn)生的早期年代，物理學(xué)家在理解微觀現(xiàn)象時(shí)，不可能在微觀對(duì)象的粒子性和波動(dòng)性之間作出任何選擇的原因所在。實(shí)際上，微觀粒子的波——粒二象性概念只是在現(xiàn)象學(xué)意義上的一種典型的隱喻概念，它們并不擁有概念的字面意義，而只具有隱喻的意義。因此，它們不是對(duì)真實(shí)世界的基本結(jié)構(gòu)的實(shí)際描述。正如惠勒的“延遲實(shí)驗(yàn)”所揭示的那樣，物理學(xué)家不可能選擇用其中的一類圖象來(lái)解釋另一類圖象。只有當(dāng)關(guān)于微觀世界的內(nèi)在結(jié)構(gòu)在可能世界的模型中得到全部模擬時(shí)，原來(lái)的波——粒二象性的概念才被一個(gè)更具有普遍意義的新的量子態(tài)概念所取代。
如果科學(xué)語(yǔ)言只具有隱喻的意義，科學(xué)理論所描述的是可能世界，那么，物理學(xué)家對(duì)測(cè)量現(xiàn)象的描述，也只是一種隱喻描述，而不是非隱喻的按照字義所理解的描述。這種描述既依賴于觀察者的背景知識(shí)，也依賴于當(dāng)時(shí)的技術(shù)發(fā)展的水平。就像格式塔心理學(xué)所闡述的那樣，同樣的圖形、同一個(gè)對(duì)象，不同的觀察者會(huì)得出不同的結(jié)論。在這個(gè)意義上，測(cè)量與觀察不再是純粹地揭示對(duì)象屬性的一種再現(xiàn)活動(dòng)，而是觀察者與對(duì)象發(fā)生相互作用之后，受到測(cè)量語(yǔ)境約束的一種生成活動(dòng)。在這個(gè)活動(dòng)中，就現(xiàn)象本身而言，至少包含有兩類信息：一是來(lái)自對(duì)象自身的信息；二是包括觀察者在內(nèi)的測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生相互作用時(shí)新生成的信息。
從這個(gè)意義上看，微觀粒子在測(cè)量過(guò)程中表現(xiàn)出的波——粒二象性只是一種現(xiàn)象學(xué)意義上的相似，而不是微觀粒子的真實(shí)存在。在大多數(shù)情況下，現(xiàn)象還不等于是證據(jù)，把現(xiàn)象作為一種證據(jù)表述出來(lái)，還要受到物理學(xué)家的背景知識(shí)和社會(huì)條件的制約，甚至受到已接受的可能世界的基本理念的制約。按照對(duì)理論、真理和測(cè)量的這種理解方式，由“波包塌縮”現(xiàn)象所反映的問(wèn)題，就變成了提醒物理學(xué)家有必要對(duì)過(guò)去所忽視的物理測(cè)量過(guò)程的各個(gè)細(xì)節(jié)，對(duì)宏觀與微觀之間的過(guò)渡環(huán)節(jié)，進(jìn)行更細(xì)致的理論研究的一個(gè)信號(hào)，成為進(jìn)一步推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展的一個(gè)技術(shù)性的物理學(xué)問(wèn)題，而不再是觀念性的與實(shí)在論相矛盾的哲學(xué)問(wèn)題。
玻姆的量子論是試圖用非隱喻的字面語(yǔ)言對(duì)真實(shí)的量子世界進(jìn)行描述，而現(xiàn)有的量子力學(xué)在它的產(chǎn)生初期則是用隱喻的語(yǔ)言對(duì)量子世界的一種模擬描述。正是由于理論模型具有的相似性，才使得薛定諤的波動(dòng)力學(xué)與海森堡等人的矩陣力學(xué)能夠得出完全相同的結(jié)果，并最終證明兩者在數(shù)學(xué)上是等價(jià)的。在量子力學(xué)的語(yǔ)境中，不論是波動(dòng)圖象，還是粒子圖象都只是理論與世界之間的現(xiàn)象學(xué)意義上的初級(jí)相似。在以后的發(fā)展中，量子力學(xué)所描述的可能世界的預(yù)言與真實(shí)世界的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相一致的事實(shí)說(shuō)明，當(dāng)馮諾意曼在希爾伯特空間以量子態(tài)為基本概念建立了量子力學(xué)的公理化體系之后，這些現(xiàn)象學(xué)意義上的相似已經(jīng)上升到認(rèn)識(shí)論意義上的結(jié)構(gòu)相似，說(shuō)明量子力學(xué)描述的可能世界與真實(shí)世界在微觀領(lǐng)域內(nèi)是一致的。這時(shí)，以波——粒二象性為基礎(chǔ)的隱喻圖象被整體論的世界圖象所取代。這也許正是物理學(xué)家可以在拋開(kāi)哲學(xué)爭(zhēng)論的前提下，只注重量子物理學(xué)的技術(shù)性發(fā)展的一個(gè)原因所在。而相比之下，玻姆的理論不過(guò)是追求傳統(tǒng)意義上的非隱喻的字面圖象和傳統(tǒng)哲學(xué)觀念的一種理想產(chǎn)物。
在對(duì)理論、概念和真理的意義的這種理解方式中，理論與世界之間的一致性關(guān)系不是建立在命題與概念的層次上，而是以測(cè)量語(yǔ)境為本體，建立在物理模型與真實(shí)世界之間從現(xiàn)象學(xué)意義上的初級(jí)相似到認(rèn)識(shí)論意義上的結(jié)構(gòu)相似的基礎(chǔ)之上的。測(cè)量語(yǔ)境的本體性，成為我們?cè)谡J(rèn)識(shí)論意義上承認(rèn)科學(xué)理論是一個(gè)信念系統(tǒng)的同時(shí)，拒絕后現(xiàn)代主義者把理論理解成是可以隨意解讀的社會(huì)文本的極端觀點(diǎn)的根本保證。所以，真理的意義不是取決于詞、概念和命題與世界之間的直接符合，而是在于理論整體與世界整體之間在逼真意義上的一致性。由于可能世界與真實(shí)世界之間的這種一致性關(guān)系在一定程度上是依賴于社會(huì)技術(shù)條件的動(dòng)態(tài)關(guān)系。因此，以一致性為基礎(chǔ)的真理是依賴于語(yǔ)境的真理，它永遠(yuǎn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的和可變的概念，而不是靜止的和不變的概念。這顯然是對(duì)“把科學(xué)研究的目的理解為是追求真理”這句話的最好解答。
3．從思維方式的變革到語(yǔ)境實(shí)在論的基本原理
當(dāng)我們把對(duì)理論、真理和意義的這種理解方式應(yīng)用于對(duì)真實(shí)世界的認(rèn)識(shí)時(shí)，也可以在測(cè)量語(yǔ)境的基礎(chǔ)上，對(duì)理論進(jìn)行實(shí)在論的解釋。所不同的是，這種實(shí)在論不再是把科學(xué)理論理解成是提供關(guān)于世界的某種鏡象圖景的、以強(qiáng)調(diào)語(yǔ)言與命題的真理符合論為基礎(chǔ)的那種實(shí)在論，而是把科學(xué)理論理解成是通過(guò)先對(duì)世界的模擬，然后，與真實(shí)世界趨于一致的、依賴于測(cè)量語(yǔ)境的實(shí)在論。不同的理論模型和測(cè)量語(yǔ)境可以提供對(duì)世界的不同描述。但是，通過(guò)進(jìn)一步的觀察或?qū)嶒?yàn)，我們可以判斷哪一個(gè)模型能夠更好地與世界相一致。在這里，理論模型與世界之間的關(guān)系是一種相似關(guān)系，而不再是相符合的關(guān)系；測(cè)量結(jié)果與對(duì)象之間的關(guān)系是在特定條件下的一種境遇性關(guān)系，而不再是一種純粹的再現(xiàn)關(guān)系。我們把這種與量子力學(xué)的整體性特征相一致的量子實(shí)在論稱為“語(yǔ)境實(shí)在論”。用語(yǔ)境實(shí)在論的觀點(diǎn)取代傳統(tǒng)實(shí)在論的觀點(diǎn)，必然帶來(lái)思維方式的根本轉(zhuǎn)變。需要以整體性的語(yǔ)境論的思維觀取代傳統(tǒng)思維觀。這種思維方式的逆轉(zhuǎn)主要通過(guò)下列幾個(gè)方面體現(xiàn)出來(lái)：
首先，在本體論意義上，用普遍的本體論的關(guān)系論（global-ontological relationalism）的觀點(diǎn)取代傳統(tǒng)的本體論的原子論（ontological atomism）的觀點(diǎn)。承認(rèn)關(guān)系屬性或傾向性屬性的存在，承認(rèn)概率的實(shí)在性，承認(rèn)世界中的實(shí)體、屬性與關(guān)系之間的整體性。傳統(tǒng)的原子本體論總是把世界理解成是由可以進(jìn)行任意分割的部分所組成，整體等于部分之和，牛頓力學(xué)是這種本體論的一個(gè)典型范例；關(guān)系本體論則把世界理解成是一個(gè)不可分割的整體，整體大于部分之和，量子力學(xué)是這種本體論的一個(gè)典型范例。與原子本體論中認(rèn)為實(shí)體可以獨(dú)立地?fù)碛凶陨淼膶傩运煌陉P(guān)系本體論中，實(shí)體及其屬性總是在一定的關(guān)系中體現(xiàn)出來(lái)。這里存在著兩層關(guān)系：一層是實(shí)體之間的內(nèi)在關(guān)系屬性；另一層是實(shí)體固有屬性表現(xiàn)的外在關(guān)系條件。前者具有潛存性，后者為潛存性向現(xiàn)實(shí)性的轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了有利條件。 其次，在認(rèn)識(shí)論意義上，用理論模型的隱喻論的觀點(diǎn)取論模型的鏡象論的觀點(diǎn)。傳統(tǒng)的模型鏡象論觀點(diǎn)把理論理解成是命題的集合，命題與概念的指稱和意義是由對(duì)象決定的，它們的集合構(gòu)成了對(duì)對(duì)象的完備描述；而模型隱喻論的觀點(diǎn)雖然也認(rèn)為理論能夠以命題的形式表示出來(lái)，但是，理論不是命題的集合，而是包含有模仿世界的內(nèi)在機(jī)理的模型集合。理論與世界之間的關(guān)系不是傳統(tǒng)的相符合關(guān)系，而是在一定的語(yǔ)境中，理論描述的可能世界與真實(shí)世界之間以相似為基礎(chǔ)的一致性關(guān)系。理論系統(tǒng)的模型與真實(shí)系統(tǒng)之間的相似程度決定理論的逼真性。這樣，真理不再是命題與世界之間的符合，而是成為理論的逼真性的一種極限情況。或者說(shuō)，當(dāng)理論所描述的可能世界與真實(shí)世界相一致的時(shí)候，理論的真理才能出現(xiàn)。這是對(duì)基本的認(rèn)識(shí)論概念的倒轉(zhuǎn)：傳統(tǒng)的逼真性理論是用命題或命題集合的真理作為基本單元，來(lái)衡量理論距真理的距離，即理論的逼真度；而現(xiàn)在正好反過(guò)來(lái)，是通過(guò)對(duì)逼真性概念的理解來(lái)達(dá)到對(duì)真理的理解。
第三，在方法論意義上，用語(yǔ)義學(xué)方法取代傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)論方法。在傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)論方法中，是用命題的真理或圖象與世界之間的逼真度的術(shù)語(yǔ)來(lái)表達(dá)科學(xué)實(shí)在論的一般論點(diǎn)。然而，這種方法使我們從開(kāi)始就需要清楚地辨別對(duì)一些解釋性描述的理解。例如，在相同的研究領(lǐng)域內(nèi)，我們?yōu)槭裁茨軌蛘f(shuō)，一個(gè)理論比與它相競(jìng)爭(zhēng)的另一個(gè)理論更逼近真理或更遠(yuǎn)離真理？對(duì)于諸如此類的問(wèn)題，如果沒(méi)有一個(gè)明確的和可辯護(hù)的回答方式，那么，逼真性概念要么是空洞的；要么就是不一致的。結(jié)果，對(duì)理論的逼真性的論證反而成為對(duì)“認(rèn)識(shí)的謬誤（epistemic fallacy）”的證明，并在某程度上支持了認(rèn)識(shí)論的懷疑論觀點(diǎn)。但是，如果我們?cè)谡Z(yǔ)義學(xué)的語(yǔ)境中，通過(guò)對(duì)逼真性概念的分析與辯護(hù)，然后，衍生出理論的真理，對(duì)上述問(wèn)題的理解方式將不會(huì)陷入如此的認(rèn)識(shí)論困境。并且從認(rèn)識(shí)論的懷疑論也不會(huì)推論出語(yǔ)義學(xué)的懷疑論。
第四，在經(jīng)驗(yàn)的意義上，用現(xiàn)象生成論的測(cè)量觀取代現(xiàn)象再現(xiàn)論的測(cè)量觀。所謂現(xiàn)象再現(xiàn)論的測(cè)量觀是指，把物理測(cè)量結(jié)果理解成是對(duì)對(duì)象固有屬性的一種再現(xiàn)，測(cè)量?jī)x器的使用不會(huì)對(duì)對(duì)象屬性的揭示產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的干擾，它扮演著一個(gè)單純意義上的工具角色。理論術(shù)語(yǔ)能夠?qū)@些觀察證據(jù)進(jìn)行精確的表述。觀察證據(jù)的這種純粹客觀性成為建構(gòu)與判別理論的邏輯起點(diǎn)；而現(xiàn)象生成論的測(cè)量觀則認(rèn)為，測(cè)量是對(duì)世界的一種透視，測(cè)量結(jié)果是在對(duì)象與測(cè)量環(huán)境相互作用的過(guò)程中生成的。測(cè)量結(jié)果所表達(dá)的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，不是純粹對(duì)世界狀態(tài)的反映，因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)事實(shí)存在于我們的信念系統(tǒng)之中，而不是獨(dú)立于觀察者的意識(shí)或論述之外與世界的純粹符合，只是在特定的測(cè)量語(yǔ)境中的一種相對(duì)表現(xiàn)，是相互作用的結(jié)果。或者說(shuō)，測(cè)量語(yǔ)境構(gòu)成了對(duì)象屬性有可能被認(rèn)識(shí)的必要條件。
所以，理論的逼真度與科學(xué)進(jìn)步之間的聯(lián)系，應(yīng)該在經(jīng)驗(yàn)的意義上來(lái)確立。科學(xué)進(jìn)步的記錄并不是真命題的積累，而是從模型系統(tǒng)與真實(shí)系統(tǒng)之間的相似性出發(fā)，用逼真度的概念衡量科學(xué)研究綱領(lǐng)接近真理的程度。在這里，相似性不是一個(gè)命題，也不是兩個(gè)世界之間的一種固定不變的關(guān)系，而是依賴于語(yǔ)境的一個(gè)程度性的概念。它的內(nèi)容將會(huì)隨著我們對(duì)世界的不斷深入的理解而發(fā)生變化。所以，科學(xué)進(jìn)步不是真命題積累的問(wèn)題，而是理論的成功預(yù)言與經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的函數(shù)。
第五，在語(yǔ)義學(xué)的意義上，用整體論或依賴于語(yǔ)境的隱喻語(yǔ)言范式取代非隱喻的字面真理范式（literal-truth paradigm）。從17世紀(jì)開(kāi)始，非隱喻的字面真理的范式就已經(jīng)被科學(xué)家廣泛地接受為是理想的語(yǔ)言。其動(dòng)機(jī)是期望把理論模型的言語(yǔ)和論證，建立在優(yōu)美而簡(jiǎn)潔的數(shù)學(xué)和幾何的基礎(chǔ)之上。當(dāng)時(shí)的理性論者和經(jīng)驗(yàn)論者把科學(xué)語(yǔ)言當(dāng)成是理想的合乎理性的語(yǔ)言，或者說(shuō)，把科學(xué)的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)看成是人類經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的典范。這種觀點(diǎn)認(rèn)為，所有的知識(shí)與真實(shí)世界之間的關(guān)系是根據(jù)表征知識(shí)的命題方式來(lái)討論的，科學(xué)語(yǔ)言與概念的意義由它所表征的世界來(lái)確定，它們不僅在本質(zhì)上具有固有的字義，而且語(yǔ)言本身的字面意義就是使用詞語(yǔ)的標(biāo)準(zhǔn)。語(yǔ)言的意義不僅與語(yǔ)言的用法無(wú)關(guān)，而被認(rèn)為是客觀地對(duì)應(yīng)于世界的各個(gè)方面。科學(xué)的話語(yǔ)總是關(guān)于自然界的現(xiàn)象、內(nèi)在結(jié)構(gòu)和原因的話語(yǔ)。
然而，在整體論的隱喻語(yǔ)言范式中，理論所討論的是由科學(xué)共同體提出的關(guān)于世界的因果結(jié)構(gòu)的信念，知識(shí)與真實(shí)世界之間的關(guān)系是根據(jù)可能世界與真實(shí)世界之間的相似關(guān)系來(lái)討論的。在這里，兩個(gè)世界之間的相似程度的提高是它們共有屬性的函數(shù)。在隱喻的意義上，語(yǔ)言與概念的意義是極其模糊的和語(yǔ)境化的，隱喻的表達(dá)通常并不直接對(duì)應(yīng)于世界中的實(shí)體或事件：即，按照字面的意義理解隱喻的陳述常常是錯(cuò)誤的。例如，在理解量子測(cè)量現(xiàn)象時(shí)，實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，或者強(qiáng)調(diào)使用粒子語(yǔ)言，或者強(qiáng)調(diào)波動(dòng)語(yǔ)言都是失敗的。這也是玻爾的互補(bǔ)性原理在量子力學(xué)的時(shí)期歲月里容易被人們所接受的高明之處。從本文的觀點(diǎn)來(lái)看，關(guān)于微觀世界的粒子圖象或波動(dòng)圖象只不過(guò)是傳統(tǒng)思維慣性的一種最顯著的表現(xiàn)而已。事實(shí)上，這兩種圖象都只是一種隱喻意義上的圖象，而不代表微觀世界的真實(shí)圖象。隱喻與其它非字面的言詞是依賴于語(yǔ)境的。正如后期維特根斯所言，語(yǔ)言與概念的意義依賴于活動(dòng)，使用一個(gè)符號(hào)的充分必要條件必須包括對(duì)活動(dòng)的描述。
在這種整體論的思維方式的基礎(chǔ)上，我們可以把語(yǔ)境實(shí)在論的主要觀點(diǎn)，總結(jié)為下列六個(gè)基本原理：
本體論原理：在物理測(cè)量的過(guò)程中，物理學(xué)家所觀察到的現(xiàn)象是由不可能被直接觀察到的過(guò)程因果性地引起的。這些不可能被直接觀察到的過(guò)程是獨(dú)立于人心而自在自為地存在著的。
方法論原理：對(duì)一個(gè)真實(shí)過(guò)程的理論模型的建構(gòu)，是對(duì)不可能被觀察到的真實(shí)世界的機(jī)理和結(jié)構(gòu)的模擬。對(duì)于真實(shí)世界而言，它在現(xiàn)象學(xué)意義上的表現(xiàn)與它的內(nèi)在結(jié)構(gòu)或機(jī)理在定性的意義上具有一致性。即，理論模型具有經(jīng)驗(yàn)的適當(dāng)性。
認(rèn)識(shí)論原理：理論描述的可能世界與真實(shí)世界只具有的相似性，它們之間的相似程度是它們具有的共同特性的函數(shù)。這些共性是在實(shí)驗(yàn)與測(cè)量語(yǔ)境中找到的。
語(yǔ)義學(xué)原理：在一定的語(yǔ)境中，理論模型與真實(shí)系統(tǒng)之間的相似關(guān)系決定理論的逼真性。在理想的情況下，真理是理論描述的可能世界逼近真實(shí)世界的一種極限。
價(jià)值論原理：科學(xué)理論的建構(gòu)在最終意義上總要受到實(shí)驗(yàn)證據(jù)的制約，科學(xué)理論的發(fā)展總是向著越來(lái)越接近真實(shí)世界機(jī)理的方向發(fā)展的。
倫理學(xué)原理：包括人類在內(nèi)的自然界具有不可分割的整體性，關(guān)于人類行為的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該建立在人與自然的整體性關(guān)系上。
4．科學(xué)進(jìn)步的語(yǔ)境生成論模式
探討科學(xué)進(jìn)步的模式問(wèn)題一直是科學(xué)哲學(xué)研究中的重大理論問(wèn)題之一。不同的學(xué)派提出了不同的觀點(diǎn)。邏輯實(shí)證主義者繼承了自培根以來(lái)的哲學(xué)傳統(tǒng)，認(rèn)為科學(xué)的發(fā)展在于對(duì)經(jīng)驗(yàn)證實(shí)的真命題的積累。理論所包括的真命題越多，它就越逼近真理。波普爾把理論逼近真理的這種性質(zhì)稱為“逼真性”，逼真性的程度稱為“逼真度”。他認(rèn)為，理論是真內(nèi)容與假內(nèi)容的統(tǒng)一，理論的逼真度等于理論中的真內(nèi)容與假內(nèi)容之差。而真內(nèi)容由理論中那些得到經(jīng)驗(yàn)確認(rèn)的真命題所組成。真命題越多，理論的逼真度就越高。在所有這些觀點(diǎn)中，逼真性的主要特性是用命題與事實(shí)的符合作為近似真理的基本單元。換言之，是用命題真理的術(shù)語(yǔ)來(lái)理解理論的逼真性。在這里“符合”沒(méi)有程度上的差別；逼真性與真理之間的關(guān)系是部分與整體之間的關(guān)系。這種“符合”或“與事實(shí)相符”包含著四個(gè)方面的關(guān)系：其一，句子的主語(yǔ)與謂詞之間處于相互聯(lián)系的狀態(tài)；其二，事態(tài)（the state of affairs）與主語(yǔ)之間的指稱關(guān)系；其三，謂詞表達(dá)與被選擇的事態(tài)之間的指稱關(guān)系；其四，說(shuō)話者所選擇的對(duì)象與事態(tài)之間的相適合關(guān)系。[1]
然而，這種以真命題的多少來(lái)衡量理論的逼真度的方法，似乎沒(méi)有辦法回答諸如下面的那些問(wèn)題：如果一個(gè)理論最后被證明是與事實(shí)不相符，那么，這個(gè)理論怎么可能接近真理呢？比如說(shuō)，在當(dāng)前的情況下，量子場(chǎng)論還是一個(gè)不成熟的理論，它在未來(lái)一定會(huì)被加以修改，那么，我們能夠說(shuō)，量子場(chǎng)論不如牛頓力學(xué)與事實(shí)更相符嗎？此外，“符合事實(shí)”這個(gè)概念也會(huì)遇到同樣的問(wèn)題：如果某個(gè)理論根本就是錯(cuò)誤的，我們又怎能說(shuō)，它與事實(shí)符合的更好或更糟呢？也許有些在表面上曾經(jīng)顯示出具有某種逼真性的理論，實(shí)際上，它卻在根本意義上就是錯(cuò)的。例如，化學(xué)中的“燃素說(shuō)”、物理學(xué)中的“地心說(shuō)”，等等，這些理論都曾經(jīng)在科學(xué)家的實(shí)際工作中，起到過(guò)積極的作用。但是，后來(lái)的發(fā)展證明，它們都是錯(cuò)誤的假說(shuō)。另一方面，這種方法還無(wú)法解釋為什么在前后相繼的理論中使用的同一個(gè)概念，卻具有不同的內(nèi)涵這樣的問(wèn)題。例如，經(jīng)典物理學(xué)中的質(zhì)量概念不同于相對(duì)論力學(xué)中的質(zhì)量概念；量子力學(xué)的中微觀粒子概念也比經(jīng)典物理學(xué)中的粒子概念擁有更豐富的內(nèi)涵。庫(kù)恩在闡述他的科學(xué)進(jìn)步的范式論模式時(shí)，為了避免上述問(wèn)題的出現(xiàn)，走向了徹底的相對(duì)主義。
如果我們用強(qiáng)調(diào)理論描述的物理模型與世界之間的相似性比較，取論中包含的真命題的比較來(lái)理解理論的逼真性，那么，上述問(wèn)題就很容易得到解決。在特定的語(yǔ)境中，并存著的相互競(jìng)爭(zhēng)的理論，分別描繪出幾個(gè)相互競(jìng)爭(zhēng)的可能世界，這些可能世界與真實(shí)世界之間的相似程度決定理論的逼真性。逼真度越高的理論，將會(huì)越客觀、越接近于真理。真理是理論的逼真度等于1時(shí)的一種極限情況。例如，牛頓力學(xué)比伽里略的力學(xué)更接近真理的真正理由是，因?yàn)榕ｎD物理學(xué)所描繪的世界模型比伽里略物理學(xué)所描繪的世界模型與真實(shí)世界更相似。而不應(yīng)該把這個(gè)結(jié)論替換成是，在每一個(gè)方法中通過(guò)真命題的計(jì)數(shù)來(lái)使它們與精確地說(shuō)明真實(shí)世界的真命題的總數(shù)進(jìn)行比較后作出的選擇。前后相繼的理論中所使用的共同概念的意義也是依賴于可能世界的。不同層次的可能世界雖然賦予同一個(gè)概念以不同的內(nèi)涵。但是，由于更深層的可能世界更接近真實(shí)世界的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，所以，對(duì)為什么同一個(gè)概念會(huì)有不同內(nèi)涵的問(wèn)題就容易理解了。
我們把由理論描繪的可能世界逼近真實(shí)世界的過(guò)程，以及前后相繼的理論之間的更替關(guān)系總結(jié)為：
前語(yǔ)境階段——語(yǔ)境確立階段——語(yǔ)境擴(kuò)張階段——語(yǔ)境轉(zhuǎn)換階段
——新的語(yǔ)境確立階段……
在科學(xué)進(jìn)步的這個(gè)模式中，前語(yǔ)境階段是指，當(dāng)科學(xué)進(jìn)入一個(gè)新的研究領(lǐng)域時(shí)，面對(duì)不可能被舊理論所解釋的有限數(shù)量的實(shí)驗(yàn)證據(jù)和存在的重要問(wèn)題，科學(xué)家首先是進(jìn)行大膽的創(chuàng)新和積極地猜測(cè)，提出可能與證據(jù)相一致的相互競(jìng)爭(zhēng)的理論或假說(shuō)。這些理論或假說(shuō)分別描繪出了相互競(jìng)爭(zhēng)的各種可能世界的圖象。這個(gè)時(shí)期，科學(xué)家在建構(gòu)理論時(shí)，通過(guò)模型與現(xiàn)象的比較來(lái)約束他們的想象。或者說(shuō)，他們的富有創(chuàng)造性的想象力是一種意向性的想象，而不是完全隨意的想象。這種意向性的信息直接來(lái)自不可能被直接觀察到的對(duì)象本身。科學(xué)家在相互競(jìng)爭(zhēng)的理論中作出選擇時(shí)，依賴于兩個(gè)主要的歸納根據(jù)：其一，相信任何一個(gè)理論模型的建構(gòu)都是為了盡可能準(zhǔn)確地模擬真實(shí)世界的結(jié)構(gòu)和機(jī)理；其二，依據(jù)模型所產(chǎn)生的信念能夠作為成為設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案的基礎(chǔ)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)是為了探索世界，和檢驗(yàn)?zāi)Ｐ团c它所表征的世界之間的類似程度。在特定領(lǐng)域內(nèi)和一定的歷史條件下，根據(jù)一個(gè)理論的信念所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)越新穎，在得到應(yīng)用之后，越能夠證明理論的成功性。同時(shí)，理論的調(diào)整總是向著與新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致的方向進(jìn)行的。而新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由自然界中某種未知的因果機(jī)理引起的。
然而，說(shuō)明的成功（explanatory success）只是理論逼近真理的一個(gè)象征或一個(gè)結(jié)果，或者說(shuō)，說(shuō)明的成功只是理論逼近真理的一個(gè)必要條件。凡是逼真的理論都必定能夠?qū)?shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出成功的說(shuō)明。但是，并不是每一個(gè)擁有成功說(shuō)明的理論都是逼真的理論。在理論的說(shuō)明中，理論的逼真性與不斷增加的成功之間的聯(lián)系應(yīng)該是一個(gè)認(rèn)識(shí)論問(wèn)題，而不是一個(gè)語(yǔ)義學(xué)問(wèn)題。一個(gè)完整的科學(xué)理論從產(chǎn)生到成熟通常要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段：其一，對(duì)現(xiàn)象的描述階段，這個(gè)階段得到了在經(jīng)驗(yàn)上恰當(dāng)?shù)哪Ｐ汀＠纾诹孔恿W(xué)之前，玻爾等人提出的各種原子模型；第二個(gè)階段是建立一個(gè)理論的說(shuō)明模型。例如，現(xiàn)有的量子力學(xué)的數(shù)學(xué)形式體系。第三個(gè)階段是為成功的說(shuō)明模型尋找一種可理解的機(jī)理，或者說(shuō)，對(duì)說(shuō)明模型提供語(yǔ)義學(xué)的基礎(chǔ)。相對(duì)于一個(gè)成熟的科學(xué)理論而言，現(xiàn)象——模型——機(jī)理三者之間的相互關(guān)系具有內(nèi)在的不可分割的整體性。這也就是為什么原子物理學(xué)家在理解量子力學(xué)的內(nèi)在機(jī)理的問(wèn)題上沒(méi)有達(dá)成共識(shí)時(shí)，產(chǎn)生了量子力學(xué)的解釋問(wèn)題的原因所在。
在這里，我們所說(shuō)的模型是指物理模型而不是僅僅指數(shù)學(xué)模型。物理模型除了包括數(shù)學(xué)模型之外，還包括理解世界的構(gòu)成機(jī)理的模型。物理模型是為數(shù)學(xué)模型提供一個(gè)語(yǔ)義學(xué)基礎(chǔ)。例如，分子運(yùn)動(dòng)論模型是解釋壓強(qiáng)公式的語(yǔ)義學(xué)基礎(chǔ)；場(chǎng)的觀點(diǎn)是理解引力理論的語(yǔ)義學(xué)基礎(chǔ)。所以，物理學(xué)中的模型是指真實(shí)物理系統(tǒng)的替代物，它既具有解釋的作用，也能夠把抽象的數(shù)學(xué)系統(tǒng)翻譯為一個(gè)可理解的論述。正是在這個(gè)意義上，物理學(xué)模型是指一個(gè)模型簇。由這些模型簇所描繪的可能世界的結(jié)構(gòu)與真實(shí)世界的結(jié)構(gòu)之間的相似關(guān)系，在選擇理論時(shí)是很重要的。一方面，它能夠使理論在科學(xué)實(shí)踐中被不斷地修改和擴(kuò)展以適應(yīng)新的現(xiàn)象，而不是靜止的和孤立的；另一方面，它使相互競(jìng)爭(zhēng)的理論之間的選擇在科學(xué)實(shí)踐的規(guī)則與活動(dòng)之內(nèi)自然地得到了求解。這時(shí)，被淘汰掉的理論并非必須要被證偽（盡管證偽也是因素之一），而是如同生物進(jìn)化那樣是自然選擇的結(jié)果。
在這里，把逼真度作為選擇理論的標(biāo)準(zhǔn)，與要么強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)證實(shí)，要么強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)證偽的標(biāo)準(zhǔn)不同，它永遠(yuǎn)是動(dòng)態(tài)的和依賴于研究語(yǔ)境的概念。它既有助于把淘汰掉的理論中的某些合理化因素進(jìn)行再語(yǔ)境化，也能夠確保科學(xué)描述和與此相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技巧與獨(dú)立于人心的世界之間建立起一種物理聯(lián)結(jié)，從而堅(jiān)持了存在著一個(gè)不可能被觀察到的獨(dú)立于人心的世界的本體論的實(shí)在論觀點(diǎn)。大體上，衡量可能世界與真實(shí)世界之間的結(jié)構(gòu)或機(jī)理的相似程度可以通過(guò)它們之間的共有屬性（或共同特征）來(lái)進(jìn)行。如果用S（A ，B）表示兩個(gè)世界之間的基本特征的相似關(guān)系，用 A∩B表示共有屬性，A – B和 B - A表示它們之間的差異，那么，在定性的意義上，這些量之間的關(guān)系可以定性地表示為：[1]
S（A ，B）= C1F（A∩B）- C2F（A - B）- C3F（B - A）
這個(gè)公式說(shuō)明，兩個(gè)世界之間的相似關(guān)系是它們的共性與差異的函數(shù)。當(dāng)C1遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于C2和C3時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)之間的共性將比差異處于更重要的支配地位。其中，三個(gè)系數(shù)C1、C2和C3 的值是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定的。這樣，我們就有可能在經(jīng)驗(yàn)的意義上來(lái)研究相似關(guān)系。在經(jīng)驗(yàn)的意義上，如果相互競(jìng)爭(zhēng)的理論中的某個(gè)理論的描述和說(shuō)明模型能夠完全依據(jù)當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和本體論概念被加以校準(zhǔn)，那么，我們就可以認(rèn)為，這個(gè)理論是似真的（plausible）。理論越擬真，它就越逼真。
在一個(gè)特定的語(yǔ)境中，當(dāng)一個(gè)理論的說(shuō)明與理解模型能夠完全經(jīng)得起經(jīng)驗(yàn)的考驗(yàn)時(shí)，科學(xué)共同體將認(rèn)為理論描繪的可能世界與真實(shí)世界之間達(dá)到了某種一致性。這時(shí)，科學(xué)的發(fā)展進(jìn)入了語(yǔ)境確立的階段。這個(gè)階段相當(dāng)于庫(kù)恩的常規(guī)科學(xué)時(shí)期或范式形成時(shí)期。這時(shí)，科學(xué)家不僅擁有共同的信念和共同的語(yǔ)言，而且擁有對(duì)真實(shí)世界的共同圖象。他們相信，理論描繪的可能世界代表了真實(shí)世界的內(nèi)在機(jī)理；理論描繪的圖象就是不可觀察的真實(shí)世界的圖象。為了進(jìn)一步探索真實(shí)世界的精細(xì)結(jié)構(gòu)，科學(xué)家常常會(huì)根據(jù)現(xiàn)有理論提供的信念和約定，設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)規(guī)劃，預(yù)言新的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，特別是運(yùn)用成熟理論中的理論實(shí)體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從而形成了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的語(yǔ)境階段。但是，這個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的語(yǔ)境邊界是非常不確定的。
當(dāng)科學(xué)家把成熟理論所揭示的世界機(jī)理作為一個(gè)范式和信念的基礎(chǔ)，延伸推廣到解釋其它相關(guān)領(lǐng)域的現(xiàn)象時(shí)，科學(xué)的發(fā)展進(jìn)入到語(yǔ)境的擴(kuò)張階段。其中，既包括理論研究的信念與方法的擴(kuò)張，也包括以它的基本原理為基礎(chǔ)的技術(shù)與實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)張。例如，在牛頓理論確立之后，不論是物理學(xué)還是化學(xué)家，他們都用牛頓力學(xué)的基本思想解釋他們所面臨的其它領(lǐng)域內(nèi)的新的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并且成功地制造出了許多測(cè)量?jī)x器；同樣，現(xiàn)代技術(shù)的崛起和分子生物學(xué)、量子化學(xué)等學(xué)科的產(chǎn)生都是量子力學(xué)的基本原理成功應(yīng)用的結(jié)果。所以，語(yǔ)境擴(kuò)張的過(guò)程實(shí)際上是已有語(yǔ)境膨脹的過(guò)程。當(dāng)科學(xué)共同體在語(yǔ)境擴(kuò)張的過(guò)程中，遇到了與理論信念相矛盾的而且是他們料想不到的實(shí)驗(yàn)事實(shí)時(shí)，他們才有可能開(kāi)始對(duì)理論的信念產(chǎn)生懷疑，這時(shí)，理論的應(yīng)用邊界，或者說(shuō)，語(yǔ)境擴(kuò)張的邊界逐漸地變得明確起來(lái)，科學(xué)的發(fā)展開(kāi)始進(jìn)入語(yǔ)境轉(zhuǎn)換階段。在這個(gè)階段，舊語(yǔ)境的擴(kuò)張受到了限制，新的語(yǔ)境處于形成與培育當(dāng)中。新的理論競(jìng)爭(zhēng)也就隨之開(kāi)始了。隨著新理論競(jìng)爭(zhēng)的開(kāi)始，科學(xué)共同體的信念也在不斷地發(fā)生著改變，直到一個(gè)全新的語(yǔ)境形成為止。
當(dāng)新的語(yǔ)境確立之后，不僅科學(xué)家確立了新的信念，而且他們對(duì)問(wèn)題的求解值域也隨之發(fā)生了改變。這時(shí)，原來(lái)前語(yǔ)境中的一些不合理的偏見(jiàn)，在新語(yǔ)境中得到了糾正。在前語(yǔ)境中是真理的理論，在后語(yǔ)境中失去了它的真理性。后語(yǔ)境的形成是伴隨著新理論的確立而完成的。由于新語(yǔ)境比舊語(yǔ)境揭示出了更深層次的世界結(jié)構(gòu)或機(jī)理。所以，它在理論信念、方法和技術(shù)層次的擴(kuò)張與滲透力將會(huì)比舊語(yǔ)境更強(qiáng)、更徹底。這也就是，為什么量子力學(xué)的產(chǎn)生所帶來(lái)的理論、方法與技術(shù)革命會(huì)比牛頓力學(xué)更深刻、更廣泛的原因所在。但是，前后語(yǔ)境之間的界線是連續(xù)的。這時(shí)，就像新理論是對(duì)舊理論的一種超越一樣，新語(yǔ)境也是對(duì)舊語(yǔ)境的一種超越。由于語(yǔ)境的變遷和運(yùn)動(dòng)是不斷地向著揭示世界的真實(shí)機(jī)理的方向發(fā)展的。因此，在語(yǔ)境中生成的理論也使得科學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步向著不斷地逼近真理的方向進(jìn)行。本文把科學(xué)發(fā)展的這種模式稱為“語(yǔ)境生成論模式”。
這里包括兩個(gè)層次的生成，其一，理論的形成與完善是在特定的語(yǔ)境中進(jìn)行的；其二，科學(xué)進(jìn)步也是在語(yǔ)境的變更中完成的。但是，值得注意的是，強(qiáng)調(diào)語(yǔ)境化并不意味著使科學(xué)進(jìn)步成為無(wú)規(guī)則的游戲。把理論系統(tǒng)放置于特定的語(yǔ)境當(dāng)中，強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)的開(kāi)放性和連續(xù)性。在這個(gè)意義上，語(yǔ)境論的事實(shí)也是一種客觀事實(shí)。運(yùn)用語(yǔ)境論的隱喻思考與模型化方法，不僅能夠使科學(xué)進(jìn)步過(guò)程中的微觀的邏輯結(jié)構(gòu)與宏觀的歷史背景有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，而且能夠使基本的內(nèi)在邏輯的東西在歷史的發(fā)展中內(nèi)化到新的語(yǔ)境當(dāng)中，從而使得語(yǔ)境在自然更替的同時(shí)，一方面，完成了理論知識(shí)的積累與繼承的任務(wù)；另一方面，揭示出更深層次的世界機(jī)理。所以，語(yǔ)境生成論的科學(xué)進(jìn)步模式既不會(huì)像庫(kù)恩的范式論那樣，走向相對(duì)主義，也不會(huì)像普特南那樣，走向多元真理論。科學(xué)進(jìn)步的語(yǔ)境生成論模式，既能夠包容相對(duì)主義的某些合理成份，又能夠堅(jiān)持實(shí)在論的立場(chǎng)。
5．結(jié)語(yǔ)
從量子力學(xué)的認(rèn)識(shí)論教益中抽象出的語(yǔ)境實(shí)在論的觀點(diǎn)，是一種具有更廣泛的解釋力，并且有可能把許多觀點(diǎn)有機(jī)地融合在一起的實(shí)在論觀點(diǎn)。它不僅能夠賦予量子力學(xué)以實(shí)在論的解釋，而且為解決科學(xué)實(shí)在論面臨的許多責(zé)難，理清上世紀(jì)末圍繞“索卡爾事件”所發(fā)生的一場(chǎng)震驚西方學(xué)壇的科學(xué)大戰(zhàn)，[1] 提供了一條可能的思路。法因曾經(jīng)在《擲骰子游戲：愛(ài)因斯坦與量子論》一書中斷言“實(shí)在論已經(jīng)死了”。[2] 然而，我們通過(guò)對(duì)量子力學(xué)與實(shí)在論的分析，在放棄了傳統(tǒng)的真理符合論之后，運(yùn)用隱喻思考與模型化方法所得出的結(jié)論則是，“實(shí)在論還活著，而且活的很好”。
[1] D.Bohm and B.J.Hiley， The Unpided Universe: An ontological interpretation of quantum theory， Routledge and Kegan Paul， London (1993).
[1] Jeffrey Alan Barrett， The Quantum Mechanics of Minds and Worlds， Oxford University Press (1999).
[1] Jerrold L. Aronson， Rom Harré & Eileen Cornell Way， Realism Rescued: How Scientific progress of possible， Gerald Duckworth & Co.Ltd (1994): 136-137.
[1] Jerrold L. Aronson， Rom Harré & Eileen Cornell Way， Realism Rescued: How Scientific progress of possible， Gerald Duckworth & Co.Ltd (1994): 133.
量子力學(xué)的定義范文3
關(guān)鍵詞： 微磁學(xué) 交換作用 經(jīng)典交換作用
1.引言
在真實(shí)的磁化過(guò)程中，交換作用能、磁各向異性能和靜磁能中任何一項(xiàng)都不能忽略。如果這些能量項(xiàng)作為微擾加入海森堡哈密頓量中，然后用量子力學(xué)的方法求解，那就是最為理想的了。但是，實(shí)際上即使不附加其他能量項(xiàng)，也必須做粗略的近似才能求解。所以，微磁學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，它沒(méi)有顧及量子力學(xué)，忽略了物質(zhì)的原子本性，而采用介質(zhì)的經(jīng)典物理方法處理問(wèn)題，這種經(jīng)典理論是與M（T）的量子理論（忽略了靜磁作用）并行發(fā)展起來(lái)的，它起源于1935年Landau和Lishitz關(guān)于兩個(gè)反方向磁疇間疇壁結(jié)構(gòu)的論文及1940―1941年W.F.Jr.Brwon的幾篇論文。Brwon將此經(jīng)典理論命名為“微磁學(xué)”，此理論忽略了原子理論的微觀性質(zhì)，用宏觀的觀點(diǎn)討論問(wèn)題并認(rèn)為材料是連續(xù)的。因而，采用了經(jīng)典矢量來(lái)代替自旋，并且在“連續(xù)介質(zhì)”的極限下，為了使其能與麥克斯韋方程組一起使用，采用了一項(xiàng)經(jīng)典的能量項(xiàng)來(lái)代替量子力學(xué)中的交換作用能。本文主要考慮交換作用能經(jīng)典的代替項(xiàng)，并通過(guò)分析，討論它的適用性與局限性。
2.何為“交換作用”
在順磁體中，其原子磁矩只與外磁場(chǎng)相互這樣。而在鐵磁體中情況卻不相同，其原子的自旋之間存在著相互作用，每個(gè)自旋都力圖使其他自旋沿著它的方向取向，自旋間的相互作用來(lái)源于自旋的量子力學(xué)性質(zhì)，交換作用沒(méi)有經(jīng)典的對(duì)應(yīng)物，是量子力學(xué)中電子波函數(shù)的重疊引起的。這些自旋之間存在著一種力，這種力試圖使所有的自旋平行排列，這就是所謂的交換作用，可以用自旋和自旋之間的交換作用能表示，交換作用能正比于•
ε=-′J
其中，求和符號(hào)旁邊的分號(hào)表示求和時(shí)排除i=j，因?yàn)槟芘c自旋發(fā)生作用，除此之外，此式遍及材料中所有的原子自旋。系數(shù)J稱為交換積分。系數(shù)的正負(fù)是這樣定義的，如果J為正，則自旋平行取向，如果J為負(fù)，則自旋反平行取向，分別意味著鐵磁性耦合與反鐵磁耦合。
對(duì)于交換積分J，目前尚不能根據(jù)基本原理計(jì)算出，只能假設(shè)給出哈密頓量，而J作為一個(gè)參量，其數(shù)值由理論與某些實(shí)驗(yàn)（通常是居里溫度）值的比較來(lái)確定。
3.“經(jīng)典”的交換作用
“交換作用”是一種非常“短程”的作用力，它只能在鄰，也可能在次近鄰自旋之間產(chǎn)生作用，而對(duì)較遠(yuǎn)的自旋沒(méi)有作用，將自旋算符近似地用經(jīng)典矢量表示，則交換作用能有〈1〉式給出，如果只能是最鄰近自旋之間的J不等于零，則：
ε=-′J•=-JScosφ
其中，φ為自旋和之間的夾角。
可以預(yù)期，相鄰自旋之間的夾角“總”是很小的，因?yàn)榻粨Q作用是極短程的作用力，不允許產(chǎn)生大的夾角。當(dāng)φ很小時(shí)。可以假設(shè)每個(gè)平面上有幾個(gè)自旋，這些平面相互平行，此時(shí)則有：
ε=JSφ
在計(jì)算中將所有自旋相互平行的狀態(tài)作為參考狀態(tài)，減去參考狀態(tài)的能量即得到上述表示式。這意味著重新定義了交換作用能的零點(diǎn)。但是，不必?fù)?dān)心，只要互相一致，重新定義是合理的。
如圖1所示，設(shè)為平行于局域自旋方程的單位矢量，在小角度的場(chǎng)合，|φ|≈|-|。需指出，這一定義也意味著平行于磁化強(qiáng)度矢量的局部方向。不僅定義在格點(diǎn)上，而且是一個(gè)連續(xù)變量，其泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)的一級(jí)近似為：
|-|=|（•）|
其中，是從格點(diǎn)i到格點(diǎn)j的位置矢徑
將〈4〉式代入〈3〉式，則得：
ε=JS•［（•）］
上式中的第二個(gè)求和遍及格點(diǎn)i到所有鄰近的位置矢徑，例如對(duì)晶格常數(shù)為a的簡(jiǎn)單立方晶格，需要六個(gè)位置矢徑S=a（±1，±1，±）求和。對(duì)于三種立方晶格很容易求和，計(jì)算表明三種立方晶格的表達(dá)式相同，只是系數(shù)因子不同。
將對(duì)i的求和變換為對(duì)整個(gè)鐵磁體求積分，則立方晶體交換作用能的表達(dá)式為：
ε=?蘩wd?，w=1/2C［（m）+（m）+（m）］
其中C=c
上式中，a為晶胞棱邊的長(zhǎng)度，c為常數(shù)，其數(shù)值對(duì)于簡(jiǎn)單立方，體心立方，面心立方分別為1，2和4。
4.交換作用與“經(jīng)典”的交換作用
前面已經(jīng)提到，交換作用沒(méi)有經(jīng)典的對(duì)應(yīng)物，是量子力學(xué)中電子波函數(shù)的重疊引起的。實(shí)際的交換能量論即〈1〉式來(lái)源于庫(kù)侖作用，因?yàn)樗鼞?yīng)用了反映pauli不相容原理的行列式。根據(jù)pauli不相容原理，兩個(gè)相同自旋的電子不能處于同一個(gè)位置，因此，它們的重疊就比經(jīng)典電子的重疊小（詳情參見(jiàn)文獻(xiàn)1），因?yàn)榻粨Q能量項(xiàng)的主要特征是其積分中包含了對(duì)自旋波函數(shù)的求和，因自旋波函數(shù)是彼此正交的，如果自旋不平行取向，則積分為零。所以，這一項(xiàng)能量實(shí)際上表征了兩個(gè)自旋爬行取向，以及反爬行取向的兩個(gè)姿態(tài)的能量“岔值”，其作用在于力圖使自旋彼此平行取向（或者反平行取向，這取決于交換積分的正負(fù)）。
但是，在“經(jīng)典”的交換作用中，恰恰忽略了交換作用最為重要的一點(diǎn)，即電子的自旋波函數(shù)，而是以經(jīng)典的矢量來(lái)代替自旋。而這一變化，促使了經(jīng)典的能量論代替了量子力學(xué)的交換作用能，這一變化，使得交換能量的計(jì)算顯得更加簡(jiǎn)捷方便，也便于解決目前考慮到量子力學(xué)性質(zhì)時(shí)難以解決的問(wèn)題，比如，對(duì)三種立方晶格即（簡(jiǎn)單立方，體心立方，面心立方）交換作用能的積分，以及對(duì)兩個(gè)反方向磁疇間疇壁結(jié)構(gòu)的求解問(wèn)題等。
可是，既然經(jīng)典交換作用已經(jīng)忽略了物質(zhì)的原子本性，不以經(jīng)典矢量來(lái)代替自旋。那么，我們?cè)诶媒?jīng)典交換作用解決問(wèn)題時(shí)，就必須忽略它帶來(lái)的局限性和一些限制。
5.經(jīng)典交換作用的應(yīng)用和限制
在上一節(jié)中已經(jīng)提到，經(jīng)典交換能量式為：
ε=JS•［（•）］
其對(duì)三種立方晶格交換作用能的表達(dá)式為：
ε=?蘩wd?，w=1/2C［（m）+（m）+（m）］
其中C=c
a為晶胞棱邊的長(zhǎng)度，c為常數(shù)，而對(duì)六角密堆晶體，譬如能對(duì)Si的體積同樣給出〈6〉式，只是系數(shù)C不同，其值為：
C=
其中a為最鄰近原子間的距離。
對(duì)于低對(duì)稱性的晶體，〈6〉式需做某種修改。不多對(duì)于大多數(shù)有實(shí)際意義的情況，可以認(rèn)為這一表達(dá)式仍然是交換作用的很好近似，比如連續(xù)介質(zhì)的假設(shè)是物理真實(shí)的很好近似一樣。將常數(shù)C看作是材料的一個(gè)物理參數(shù)，其數(shù)值可以通過(guò)理論計(jì)算結(jié)果及測(cè)量數(shù)據(jù)的擬合而求得。當(dāng)然，如果已知交換積分J，那么從理論表達(dá)式〈7〉和〈8〉也可求出常數(shù)C。
不過(guò)，J與溫度有關(guān)。靠近居里溫度T的J值不再適用于微磁學(xué)計(jì)算，因?yàn)槲⒋艑W(xué)往往適用于室溫附近。通常用鐵磁共振實(shí)驗(yàn)可以較準(zhǔn)確地測(cè)出交換常數(shù)C，對(duì)于鐵和鎳，其數(shù)量級(jí)C≈2×10erg/cm。
對(duì)于解決晶體中磁化強(qiáng)度矢量的方向隨空間位置變化的問(wèn)題〈6〉式給出的交換作用能量是非常有用的工具。假設(shè)磁化強(qiáng)度矢量的數(shù)值在晶體內(nèi)處處相同，且等于M（T），再均勻磁化，即晶體各點(diǎn)的磁化強(qiáng)度矢量均平行取向時(shí)，磁化強(qiáng)度的微商為零。交換作用能隨磁化強(qiáng)度矢量的空間變化率的增大而增加，正如所預(yù)期的，交換作用能力圖避免磁化強(qiáng)度矢量隨位置的急劇變化。
但是，交換作用能的使用是有其限制的，我們絕不能在超出其有效的近似范圍去應(yīng)用它。它主要有以下限制。
5.1與材料是連續(xù)的基本假設(shè)有關(guān)
如果所涉及的任何特征長(zhǎng)度都遠(yuǎn)大于晶胞的尺寸，則材料是連續(xù)的，這個(gè)假設(shè)是合理的。但是，事先并不能完全保證這一點(diǎn)，不過(guò)，必須牢記，如果某個(gè)微磁學(xué)計(jì)算中涉及以長(zhǎng)度為量綱的參數(shù)，只有在這些參數(shù)的數(shù)值遠(yuǎn)大于晶格常數(shù)是結(jié)果才是可信的。
本文為全文原貌 未安裝PDF瀏覽器用戶請(qǐng)先下載安裝 原版全文
5.2溫度不能太高
將格點(diǎn)上的自旋變?yōu)檫B續(xù)變量時(shí)，的數(shù)值在整個(gè)晶體內(nèi)便自動(dòng)的變?yōu)橐粋€(gè)常數(shù)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，磁疇中的數(shù)值是材料常數(shù)M（T），只與溫度有關(guān)，格點(diǎn)上具有固定自旋的圖像對(duì)于實(shí)際材料并不是一種很好的近似（參見(jiàn)文獻(xiàn)1）。下式給出的實(shí)驗(yàn)事實(shí)
||=M（T）
只有在較大的體積中求平均時(shí)才正確，而當(dāng)漲落足以使從一點(diǎn)到另一點(diǎn)有差別時(shí)，在每個(gè)點(diǎn)上（9）式就不滿足了。因?yàn)槿狈Ω玫哪Ｐ停⒋艑W(xué)理論仍假設(shè)〈6〉式到處成立。因此，這個(gè)理論不能應(yīng)用于居里點(diǎn)附近，因?yàn)榫永稂c(diǎn)附近很小的“局部”場(chǎng)都會(huì)改變的數(shù)值。
同時(shí)對(duì)此理論來(lái)做必要的修改前，不能應(yīng)用于高溫。如果假設(shè)尚不清楚，不過(guò)已有一些推行此理論的嘗試，其中取得重大步驟的是Minnaja（參見(jiàn)文獻(xiàn)2），他證明在存在熱漲落的情況下，應(yīng)該用下列交換作用能密度的表達(dá)式代替〈6〉式。
w=［（m）+（m）+（m）］
其中，M為矢量的數(shù)值，是位置的函數(shù)。但是，這一理論仍存在問(wèn)題，沒(méi)有用確定值的另一關(guān)系式代替（9）式，因而這部分工作尚未完成。另外在“成核問(wèn)題”（Nucleation）的研究中（9）式是可以忽略的。
5.3這些近似只適用于相鄰自旋間“小夾角的情況”
不過(guò)，由于交換作用力是極短程的作用力，一般地講：相鄰自旋間的夾角預(yù)期是很小的。但是，這一普遍的規(guī)則并不排除一些非尋常情況下的例外，譬如在材料拐角處，由于其他能量項(xiàng)的制約磁化強(qiáng)度必須翻轉(zhuǎn)方向，如果以為〈6〉式是嚴(yán)格正確的，那么，形式上自旋夾角的不連續(xù)躍變會(huì)使交換作用能變?yōu)闊o(wú)窮大。因此，不能認(rèn)為〈6〉式是嚴(yán)格成立的，因?yàn)樗吘故恰?〉式的近似表達(dá)式。而自旋躍變時(shí)，〈2〉式并不趨于無(wú)窮大。〈3〉式總是有限的，而取近似的結(jié)果導(dǎo)致無(wú)窮大。這意味著這種近似方法不適用此特殊情況，應(yīng)該采用別的方法進(jìn)行研究。
6．結(jié)語(yǔ)
雖然經(jīng)典的交換作用的使用存在諸多限制，在應(yīng)對(duì)一些特殊情況時(shí)，問(wèn)題也的確存在。但不可否認(rèn)的是，對(duì)于大多數(shù)的問(wèn)題，目前來(lái)說(shuō)，別無(wú)選擇，只能采用〈6〉式。對(duì)于特殊的問(wèn)題，我們就需采用一些特殊的技術(shù)。因而，在沒(méi)有找到更好的辦法之前，經(jīng)典的交換作用不失為一種很好的方法。
參考文獻(xiàn)：
［1］A.Aharoni.鐵磁學(xué)性理論導(dǎo)論［M］.蘭州：蘭州大學(xué)出版社.
［2］Minnaja.N（1970）.Micromagaetics at high temperature.phy.s.Rev.B.1，1151-9.
［3］鐘文定.鐵磁學(xué)（中）［M］.北京：科學(xué)出版社，1998.
量子力學(xué)的定義范文4
關(guān)鍵詞：量子糾纏；特征關(guān)聯(lián)；認(rèn)識(shí)論；波函數(shù)
量子信息研究領(lǐng)域在近幾年發(fā)展迅速，并獲得了諸多突破，推動(dòng)著計(jì)算機(jī)和信息通信領(lǐng)域的發(fā)展，有非常樂(lè)觀的應(yīng)用前景。不同于經(jīng)典的信息處理方式，量子信息處理利用了粒子的量子力學(xué)特性。而量子糾纏理論被認(rèn)為量子信息處理的重要理論，是區(qū)別于經(jīng)典力學(xué)的本質(zhì)特性[1]。深入認(rèn)識(shí)和理解量子糾纏的構(gòu)建機(jī)制，能夠?yàn)榱孔有畔㈩I(lǐng)域的理論和技術(shù)研究提供全新的思路，為科技哲學(xué)的認(rèn)識(shí)論帶來(lái)深層次的理論依據(jù)，為信息思維、能力思維、物質(zhì)思維和客觀世界的復(fù)雜性思維提供系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)方法。
一、量子糾纏的構(gòu)建
按照量子糾纏的定義[2]，如果復(fù)合系統(tǒng)的純態(tài)不能寫成子系統(tǒng)純態(tài)的直積，即，那么這個(gè)態(tài)為糾纏態(tài)，即
式中，表示子系統(tǒng)的基本屬性簇；由n個(gè)微觀粒子子系統(tǒng)組成復(fù)合純態(tài)系統(tǒng)
，
其中，為希爾伯特空間的直積態(tài)或非糾纏，假設(shè)存在
，，…，
使得不成立，那么就稱這n個(gè)微觀粒子之間糾纏。
如果存在n個(gè)不同的態(tài)，當(dāng)tt0時(shí)，假設(shè)這些態(tài)之間發(fā)生相互作用，形成更大的復(fù)合系統(tǒng)Hi，Hi =H1H2×…Hn，這一系統(tǒng)的狀態(tài)特征可用波函數(shù)表征。若無(wú)法將獨(dú)立的狀態(tài)特征分立出來(lái)，那么該表征僅僅是描述復(fù)合系統(tǒng)的特征概率。這意味著，若發(fā)生糾纏態(tài)，則至少存在不少于兩個(gè)的量子態(tài)的疊加，構(gòu)成一個(gè)復(fù)合的整體。這種量子糾纏理論說(shuō)明，發(fā)生相互糾纏的量子態(tài)之間存在特定的關(guān)聯(lián)作用，當(dāng)對(duì)某一實(shí)在進(jìn)行操作時(shí)，與其發(fā)生糾纏的其他實(shí)在的特征也會(huì)發(fā)生變化[3]。這種糾纏關(guān)聯(lián)關(guān)系不僅呈現(xiàn)某一實(shí)在的固有屬性，并且描述了糾纏關(guān)聯(lián)的復(fù)合系統(tǒng)的整體特征。
物質(zhì)實(shí)在的本體具有特殊性的物理屬性，物質(zhì)本體固有屬性的認(rèn)知過(guò)程與物理本體有一定區(qū)別。對(duì)于微觀物質(zhì)來(lái)說(shuō)，它除了擁有宏觀物質(zhì)的基本特性以外，還具有波動(dòng)性特征，構(gòu)成微觀物質(zhì)的雙重屬性。量子力學(xué)中的波函數(shù)公設(shè)認(rèn)為：“一個(gè)微觀粒子的狀態(tài)可以用波函數(shù)來(lái)完全描述”[4]。從認(rèn)識(shí)論來(lái)看，微觀粒子的波函數(shù)具有兩個(gè)維度的涵義：第一，波函數(shù)包含了微觀粒子的全部狀態(tài)特征信息，操作波函數(shù)的過(guò)程就是對(duì)微觀粒子的現(xiàn)有狀態(tài)和固有屬性的認(rèn)識(shí)過(guò)程；第二，操作波函數(shù)時(shí)，不同波函數(shù)所表征出來(lái)的特性有所區(qū)別，只有對(duì)波函數(shù)進(jìn)行多次操作，才能得到微觀粒子的全部特征。
大量的實(shí)驗(yàn)研究表明，任何實(shí)在本體都具備兩種基本屬性：本體客觀存在的直接屬性和基于或然存在的間接屬性[5]。這兩種基本屬性共同構(gòu)成實(shí)在本體的特征，可通過(guò)波函數(shù)進(jìn)行表述。同樣地，復(fù)合系統(tǒng)通過(guò)糾纏關(guān)聯(lián)建立系統(tǒng)的整體特征，用復(fù)合系統(tǒng)的波函數(shù)來(lái)描述。對(duì)于完全獨(dú)立的多個(gè)實(shí)在本體所組成的復(fù)合系統(tǒng)，可以通過(guò)波函數(shù)來(lái)表征每個(gè)實(shí)在的屬性。當(dāng)對(duì)復(fù)合系統(tǒng)進(jìn)行某種操作后，系統(tǒng)不能將每個(gè)實(shí)在的屬性孤立地表征出來(lái)，此時(shí)復(fù)合系統(tǒng)的整體特征通過(guò)糾纏的實(shí)在間的關(guān)聯(lián)作用來(lái)表征。對(duì)糾纏系統(tǒng)某個(gè)子系統(tǒng)的操作會(huì)使得其他子系統(tǒng)的特征發(fā)生變化，表明量子糾纏是一個(gè)由本體屬性過(guò)渡到整體特征的認(rèn)識(shí)過(guò)程。
二、量子糾纏的特征關(guān)聯(lián)
量子信息理論的本質(zhì)屬于哲學(xué)范疇[6]，對(duì)量子糾纏的認(rèn)識(shí)，不光要對(duì)實(shí)在本體產(chǎn)生全新的認(rèn)識(shí)，也要對(duì)實(shí)在個(gè)體到整體關(guān)聯(lián)運(yùn)用新的研究思路。
量子糾纏的關(guān)聯(lián)特性凸顯了復(fù)合系統(tǒng)中原獨(dú)立實(shí)在之間的相互作用關(guān)系。狄拉克曾在1931年斷言存在理論上的“磁單極子”[7]，但至今仍未找到足夠的實(shí)證。由單極子組成的磁體所體現(xiàn)的實(shí)在，對(duì)“磁單極子”本體的認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于由單極子組成的磁體實(shí)在的整體特征的認(rèn)識(shí)。也就是說(shuō)，量子糾纏在整體表象與特征關(guān)聯(lián)的關(guān)系上，一方面揭示了實(shí)在本體的關(guān)聯(lián)與內(nèi)在的依存關(guān)系，另一方面體現(xiàn)了本體的固有屬性。
為了量測(cè)相互糾纏的實(shí)在之間的關(guān)聯(lián)程度，由此出現(xiàn)了糾纏度的概念[8]。從認(rèn)識(shí)論來(lái)看，它界定了局域空間的有限性，不同的實(shí)在本體在多個(gè)空間形成糾纏關(guān)聯(lián)，從而構(gòu)建我們的世界觀。相互糾纏的實(shí)在之間的糾纏度越大，則邊界越模糊，局域越稀疏，實(shí)在特征屬性的描繪就越復(fù)雜；反之，糾纏度越小，則邊界越明確，局域越緊促，實(shí)在特征描繪越簡(jiǎn)單。量子糾纏是非局域的，是客觀實(shí)在之間主體介入的間接存在。每個(gè)實(shí)在本體包含特征信息，利用糾纏操作實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。所以說(shuō)，量子糾纏擁有識(shí)別和存儲(chǔ)實(shí)在本體的特性，體現(xiàn)了對(duì)整體關(guān)聯(lián)的認(rèn)識(shí)，代表了統(tǒng)一認(rèn)識(shí)論觀點(diǎn)的形成過(guò)程，是哲學(xué)理論在量子信息科技領(lǐng)域的拓展和延伸。
量子糾纏關(guān)聯(lián)是客觀實(shí)體最本質(zhì)的特征，通過(guò)這種關(guān)聯(lián)，搭建了實(shí)在本體與主觀存在之間的關(guān)系。從理論技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，如果缺少了量子糾纏關(guān)聯(lián)的研究，那么量子通信只會(huì)是現(xiàn)代信息理論技術(shù)的簡(jiǎn)單發(fā)展。量子糾纏的構(gòu)建機(jī)制與特征關(guān)聯(lián)的研究，向人們展現(xiàn)了經(jīng)典力學(xué)無(wú)法描繪的圖景，表明微觀粒子不存在孤立的特征[9]。深入探究量子糾纏的認(rèn)識(shí)論，挖掘新的認(rèn)知方法，對(duì)人類認(rèn)知思維的進(jìn)步具有深刻的意義。
參考文獻(xiàn)：
[1] Schr dinger E. Proc. Cambridge Philos. Soc.， 1935， 31：555.
[2] 李承祖等. 量子通信和量子計(jì)算[M].長(zhǎng)沙：國(guó)防科技大學(xué)出版社，2000：92.
[3] 喀興林. 高等量子力學(xué)（第二版）[M]. 北京：高等教育出版社，2001，8，1935.
[4] 張永德. 量子力學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2002：19.
[5] 潘平，周惠玲，蘭立山等. 對(duì)物理實(shí)在本體的深層認(rèn)識(shí)[J].貴州社會(huì)科學(xué)，2014，（4）：33-35.
[6] 潘平. 量子信息的哲學(xué)問(wèn)題淺析[J].貴陽(yáng)：貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社科版），
[7] P. A. M. Dirac， Proc. Roy. Soc. A133， 60（1931）[J].Phys. Rev. 74， 883（1948）.
量子力學(xué)的定義范文5
[關(guān)鍵詞]量子體系、對(duì)稱性、守恒定律
一、關(guān)于對(duì)稱性和守恒定律的研究
對(duì)稱性是自然界最普遍、最重要的特性。近代科學(xué)表明，自然界的所有重要的規(guī)律均與某種對(duì)稱性有關(guān)，甚至所有自然界中的相互作用，都具有某種特殊的對(duì)稱性——所謂“規(guī)范對(duì)稱性”。實(shí)際上，對(duì)稱性的研究日趨深入，已越來(lái)越廣泛的應(yīng)用到物理學(xué)的各個(gè)分支：量子論、高能物理、相對(duì)論、原子分子物理、晶體物理、原子核物理，以及化學(xué)（分子軌道理論、配位場(chǎng)理論等）、生物（DNA的構(gòu)型對(duì)稱性等）和工程技術(shù)。
何謂對(duì)稱性？按照英國(guó)《韋氏國(guó)際辭典》中的定義：“對(duì)稱性乃是分界線或中央平面兩側(cè)各部分在大小、形狀和相對(duì)位置的對(duì)應(yīng)性”。這里講的是人們觀察客觀事物形體上的最直觀特征而形成的認(rèn)識(shí)，也就是所謂的幾何對(duì)稱性。
關(guān)于對(duì)稱性和守恒定律的研究一直是物理學(xué)中的一個(gè)重要領(lǐng)域，對(duì)稱性與守恒定律的本質(zhì)和它們之間的關(guān)系一直是人們研究的重要內(nèi)容。在經(jīng)典力學(xué)中，從牛頓方程出發(fā)，在一定條件下可以導(dǎo)出力學(xué)量的守恒定律，粗看起來(lái)，守恒定律似乎是運(yùn)動(dòng)方程的結(jié)果．但從本質(zhì)上來(lái)看，守恒定律比運(yùn)動(dòng)方程更為基本，因?yàn)樗硎隽俗匀唤绲囊恍┢毡榉▌t，支配著自然界的所有過(guò)程，制約著不同領(lǐng)域的運(yùn)動(dòng)方程．物理學(xué)關(guān)于對(duì)稱性探索的一個(gè)重要進(jìn)展是諾特定理的建立，定理指出，如果運(yùn)動(dòng)定律在某一變換下具有不變性，必相應(yīng)地存在一條守恒定律．簡(jiǎn)言之，物理定律的一種對(duì)稱性，對(duì)應(yīng)地存在一條守恒定律．經(jīng)典物理范圍內(nèi)的對(duì)稱性和守恒定律相聯(lián)系的諾特定理后來(lái)經(jīng)過(guò)推廣，在量子力學(xué)范圍內(nèi)也成立．在量子力學(xué)和粒子物理學(xué)中，又引入了一些新的內(nèi)部自由度,認(rèn)識(shí)了一些新的抽象空間的對(duì)稱性以及與之相應(yīng)的守恒定律，這就給解決復(fù)雜的微觀問(wèn)題帶來(lái)好處，尤其現(xiàn)在根據(jù)量子體系對(duì)稱性用群論的方法處理問(wèn)題，更顯優(yōu)越。
在物理學(xué)中，尤其是在理論物理學(xué)中，我們所說(shuō)的對(duì)稱性指的是體系的拉格朗日量或者哈密頓量在某種變換下的不變性。這些變換一般可分為連續(xù)變換、分立變換和對(duì)于內(nèi)稟參量的變換。每一種變換下的不變性，都對(duì)應(yīng)一種守恒律，意味著存在某種不可觀測(cè)量。例如，時(shí)間平移不變性，對(duì)應(yīng)能量守恒，意味著時(shí)間的原點(diǎn)不可觀測(cè)；空間平移評(píng)議不變性，對(duì)應(yīng)動(dòng)量守恒，意味著空間的絕對(duì)位置不可觀測(cè)；空間旋轉(zhuǎn)不變性，對(duì)應(yīng)角動(dòng)量守恒，意味著空間的絕對(duì)方向不可觀測(cè)，等等。在物理學(xué)中對(duì)稱性與守恒定律占著重要地位,特別是三個(gè)普遍的守恒定律——?jiǎng)恿俊⒛芰俊⒔莿?dòng)量守恒，其重要性是眾所周知，并且在工程技術(shù)上也得到廣泛的應(yīng)用。因此，為了對(duì)守恒定律的物理實(shí)質(zhì)有較深刻的理解，必須研究體系的時(shí)空對(duì)稱性與守恒定律之間的關(guān)系。
本文將著重討論非相對(duì)論情形下討論量子體系的時(shí)空對(duì)稱性與三個(gè)守恒定律的關(guān)系，并在最后給出一些我們常見(jiàn)的對(duì)稱變換與守恒定律的簡(jiǎn)單介紹。
二、對(duì)稱變換及其性質(zhì)
一個(gè)力學(xué)系統(tǒng)的對(duì)稱性就是它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的不變性，在經(jīng)典力學(xué)里，運(yùn)動(dòng)規(guī)律由拉格朗日函數(shù)決定，因而時(shí)空對(duì)稱性表現(xiàn)為拉格朗日函數(shù)在時(shí)空變換下的不變性．在量子力學(xué)里，運(yùn)動(dòng)規(guī)律是薛定諤方程，它決定于系統(tǒng)的哈密頓算符，因此，量子力學(xué)系統(tǒng)的對(duì)稱性表現(xiàn)為哈密頓算符的不變性。
對(duì)稱變換就是保持體系的哈密頓算符不變的變換．在變換S（例如空間平移、空間轉(zhuǎn)動(dòng)等）下，體系的任何狀態(tài)ψ變?yōu)棣转╯）。
三、對(duì)稱變換與守恒量的關(guān)系
經(jīng)典力學(xué)中守恒量就是在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不隨時(shí)間變化的量，從此考慮過(guò)渡到量子力學(xué)，當(dāng)是厄米算符，則表示某個(gè)力學(xué)量，而
然而,當(dāng)不是厄米算符,則就不表示力學(xué)量.但是，若為連續(xù)變換時(shí)，我們就很方便的找到了力學(xué)量守恒。
設(shè)是連續(xù)變換，于是可寫成為=1+IλF,λ為一無(wú)窮小參量，當(dāng)λ0時(shí)，為恒等變換。考慮到除時(shí)間反演外，時(shí)空對(duì)稱變換都是幺正變換，所以
（8）式中忽略λ的高階小量，由上式看到
即F是厄米算符，F(xiàn)稱為變換算符的生成元。由此可見(jiàn)，當(dāng)不是厄米算符時(shí)，與某個(gè)力學(xué)量F相對(duì)應(yīng)。再根據(jù)可得
（10）可見(jiàn)F是體系的一個(gè)守恒量。
從上面的討論說(shuō)明，量子體系的對(duì)稱性，對(duì)應(yīng)著力學(xué)量的守恒，下面具體討論時(shí)空對(duì)稱性與動(dòng)量、能量、角動(dòng)量守恒。
1.空間平移不變性（空間均勻性）與動(dòng)量守恒。
空間平移不變性就是指體系整體移動(dòng)δr時(shí)，體系的哈密頓算符保持不變．當(dāng)沒(méi)有外場(chǎng)時(shí)，體系就是具有空間平移不變性。
設(shè)體系的坐標(biāo)自r平移到，那么波函數(shù)ψ(r)變換到ψ(s)(r)
2.空間旋轉(zhuǎn)不變性（空間各向同性）與角動(dòng)量守恒
空間旋轉(zhuǎn)不變性就是指體系整體繞任意軸n旋δφ時(shí)，體系的哈密頓算符不變。當(dāng)體系處于中心對(duì)稱場(chǎng)或無(wú)外場(chǎng)時(shí)，體系具有空間旋轉(zhuǎn)不變性。
3.時(shí)間平移不變性與能量守恒
時(shí)間平移不變性就是指體系作時(shí)間平移時(shí)，其哈密頓算符不變。當(dāng)體系處于不變外場(chǎng)或沒(méi)有外場(chǎng)時(shí)，體系的哈密頓算符與時(shí)間無(wú)關(guān)（），體系具有時(shí)間平移不變性。
和空間平移討論類似，時(shí)間平移算符δt對(duì)波函數(shù)的作用就是使體系從態(tài)變?yōu)闀r(shí)間平移態(tài)：
同樣，將（27）式的右端在T的領(lǐng)域展開(kāi)為泰勒級(jí)數(shù)
量子力學(xué)的定義范文6
關(guān)鍵詞：應(yīng)用物理；課程體系；教學(xué)內(nèi)容；優(yōu)化整合
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）50-0040-02
一、前言
物理學(xué)的基本原理滲透在自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，被稱為自然哲學(xué)，已成為相關(guān)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)和源泉。應(yīng)用物理專業(yè)是一個(gè)以物理學(xué)為基礎(chǔ)，以“應(yīng)用物理”為核心和特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)將物理學(xué)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的專業(yè)，以培養(yǎng)既有一定物理理論知識(shí)，又有一定實(shí)驗(yàn)技能與工程技術(shù)的理工復(fù)合型人才為目標(biāo)的專業(yè)[1]。可是目前許多高校的應(yīng)用物理專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，其培養(yǎng)質(zhì)量令人堪憂，其中最迫切最重要的是應(yīng)該對(duì)應(yīng)用物理專業(yè)課程體系進(jìn)行大力合理改革，對(duì)其傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化重整。
二、應(yīng)用物理專業(yè)課程體系改革和教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化重整的必要性和緊迫性
2007年2月17日教育部下發(fā)了《教育部關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見(jiàn)》。其中強(qiáng)調(diào)要深化教學(xué)內(nèi)容改革，建立與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)的課程體系，要根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步的需要，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，將新知識(shí)、新理論和新技術(shù)充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中，為學(xué)生提供符合時(shí)代需要的課程體系和教學(xué)內(nèi)容。要采取各種措施，通過(guò)推進(jìn)學(xué)分制、降低必修課比例、加選修課比例、減少課堂講授時(shí)數(shù)等，增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，完善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展。
目前的應(yīng)用物理課程體系仍然主要由普通物理課程（包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)）、理論物理課程（包括理論力學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、量子力學(xué)）以及固體物理學(xué)構(gòu)成。應(yīng)用物理專業(yè)的學(xué)生經(jīng)過(guò)高中物理、普通物理和理論物理的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)許多課程內(nèi)容重復(fù)出現(xiàn)，以至于相當(dāng)一部分人認(rèn)為沒(méi)有多大差別，只是所用數(shù)學(xué)工具不同罷了，“高中用，普物用d，理物用”，這充分反映了應(yīng)用物理專業(yè)主干課程體系和教學(xué)內(nèi)容存在的嚴(yán)重問(wèn)題[2]。即當(dāng)今的應(yīng)用物理專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容仍沒(méi)有跳出傳統(tǒng)物理學(xué)專業(yè)和物理教育專業(yè)的框架，課程體系僵化，過(guò)分強(qiáng)調(diào)“系統(tǒng)化”、“邏輯化”，傳統(tǒng)的基礎(chǔ)和理論物理課程內(nèi)容重復(fù)而陳舊、占用課時(shí)過(guò)多。沒(méi)有體現(xiàn)物理世界的發(fā)展性，現(xiàn)代性、統(tǒng)一性以及各學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系、相互交叉、相互滲透。普遍存在“重經(jīng)典、輕現(xiàn)代、重理論、輕應(yīng)用”的弊端，反映現(xiàn)代科學(xué)和高新技術(shù)發(fā)展成果的課程和教學(xué)內(nèi)容太少，應(yīng)用物理專業(yè)的“應(yīng)用”特色體現(xiàn)不明顯，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、理論和實(shí)際相結(jié)合的能力較差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)應(yīng)用物理專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)[3，4]。
“知識(shí)爆炸”時(shí)代，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，其在經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中的作用越來(lái)越大，同時(shí)也產(chǎn)生了許多新興學(xué)科。教學(xué)內(nèi)容和課程體系是人才培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)模式的載體，是教育思想和教育觀念的直接體現(xiàn)，是提高人才培養(yǎng)效率和質(zhì)量的決定性因素[5]。因此培養(yǎng)應(yīng)用物理專業(yè)人才的教學(xué)內(nèi)容和課程體系理應(yīng)滿足新時(shí)期科技、經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的需求，所以改革現(xiàn)有課程體系，優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效益已勢(shì)在必行，刻不容緩。
三、課程體系改革和教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化整合原則
課程體系的設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容的選取要符合教學(xué)規(guī)律，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，由現(xiàn)象到本質(zhì)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，同時(shí)注意到自然界是普遍聯(lián)系的，不人為割裂自然科學(xué)的內(nèi)在聯(lián)系，理論和原理是經(jīng)典的，但應(yīng)用要是現(xiàn)代的，按照“少而精”的原則，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容實(shí)行量的精選、壓縮與質(zhì)的提高。對(duì)現(xiàn)有的普通物理（包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、原子物理學(xué)）和理論物理（包括理論力學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、量子力學(xué)）進(jìn)行優(yōu)化整合，絕不搞簡(jiǎn)單縮減，重新設(shè)置課程體系，并對(duì)課程開(kāi)設(shè)順序和時(shí)間做出科學(xué)合理的安排，同時(shí)注入現(xiàn)代化的教學(xué)內(nèi)容，將近代物理和科技發(fā)展的最新成果納入新的課程體系和教學(xué)內(nèi)容，及時(shí)反映科學(xué)技術(shù)研究的新成果，使學(xué)生及時(shí)了解學(xué)科發(fā)展前沿的新成就、新觀點(diǎn)、新動(dòng)向。縮減傳統(tǒng)課程門數(shù)及學(xué)時(shí)數(shù)，以便增開(kāi)其它應(yīng)用物理課程及學(xué)時(shí)數(shù)。
四、課程體系改革思路和優(yōu)化整合的教學(xué)內(nèi)容
1.力學(xué)和理論力學(xué)優(yōu)化整合成力學(xué)理論。如今許多應(yīng)用物理專業(yè)第一學(xué)期就開(kāi)設(shè)普通物理課程力學(xué)，到第五或第六學(xué)期再開(kāi)設(shè)理論力學(xué)，而理論力學(xué)前面相當(dāng)大一部分是和力學(xué)內(nèi)容重復(fù)的，如質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)、質(zhì)點(diǎn)組運(yùn)動(dòng)學(xué)、質(zhì)點(diǎn)組力學(xué)、剛體力學(xué)等內(nèi)容重復(fù)量大，這不僅降低了學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的興趣，且浪費(fèi)了很大一部分教學(xué)課時(shí)。同時(shí)力學(xué)課程要求采用微積分、矢量分析、微分方程等高等數(shù)學(xué)知識(shí)研究處理“變”的物理問(wèn)題，這和學(xué)生剛開(kāi)始接觸高等數(shù)學(xué)知識(shí)相矛盾，教師在授課時(shí)不得不降低要求講解，造成學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)理論性強(qiáng)的理論力學(xué)的難度增大，教學(xué)效果降低。因此打破原有力學(xué)和理論力學(xué)界限，將它們優(yōu)化重組成力學(xué)理論課程，刪除牛頓力學(xué)重復(fù)部分，去除相對(duì)論部分，將這部分移到電磁理論中講解，力學(xué)理論安排到大學(xué)第二學(xué)期開(kāi)設(shè)，這時(shí)學(xué)生們的高等數(shù)學(xué)工具應(yīng)用較為熟練，已具備了處理“變”問(wèn)題的科學(xué)思維方法和能力，有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。精簡(jiǎn)、優(yōu)化整合后的力學(xué)理論包括：質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、剛體力學(xué)、非慣性系力學(xué)、振動(dòng)與波、連續(xù)體力學(xué)、虛功原理、拉格朗日方程、哈密頓正則方程、哈密頓原理、泊松括號(hào)與泊松定理、正則變換、哈密頓-雅可比理論、非線性力學(xué)簡(jiǎn)介。力學(xué)理論課程既包括牛頓力學(xué)，又包括分析力學(xué)，將研究力學(xué)問(wèn)題的方法有機(jī)辯證地聯(lián)系起來(lái)，物理概念清晰準(zhǔn)確，理論體系簡(jiǎn)潔明了，兼顧了經(jīng)典與現(xiàn)代、基礎(chǔ)與前沿內(nèi)容，為后續(xù)理論課程的學(xué)習(xí)構(gòu)筑了橋梁和基礎(chǔ)。
2.熱學(xué)和熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)優(yōu)化整合成熱物理學(xué)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)中的熱力學(xué)部分和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)部分分別占總內(nèi)容的46%和54%。熱學(xué)課程中的熱力學(xué)定律部分和熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)中熱力學(xué)部分內(nèi)容（溫度與平衡態(tài)、物態(tài)方程、熱力學(xué)第一定律、功、熱容量與焓、理想氣體、熱力學(xué)第二定律、熵、卡諾定理等）重復(fù)率高達(dá)1/3[6]。在分子動(dòng)理論和經(jīng)典統(tǒng)計(jì)部分也有重復(fù)，如麥克斯韋速率分布律和速度分布律、玻耳茲曼分布律、能量按自由度均分定理、氣體內(nèi)的輸運(yùn)過(guò)程，所以將熱力學(xué)部分與熱學(xué)中的重復(fù)部分刪除，將這兩門課程進(jìn)行優(yōu)化整合，可以縮減約1/3的課時(shí)。優(yōu)化整合的主要思想是貫穿從宏觀到微觀，從單個(gè)質(zhì)點(diǎn)到大數(shù)量粒子構(gòu)成的系統(tǒng)這一線索。在熱學(xué)部分介紹經(jīng)典熱學(xué)、熱學(xué)最新動(dòng)態(tài)、熱學(xué)在新科技中的應(yīng)用，統(tǒng)計(jì)物理學(xué)部分以系綜理論為主線，融宏觀與微觀理論于一體，立足于微觀量子理論，從等幾率原理出發(fā)，循序漸進(jìn)地闡明統(tǒng)計(jì)物理學(xué)理論，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)物理學(xué)理論導(dǎo)出熱力學(xué)基本定律，將統(tǒng)計(jì)物理學(xué)概念與宏觀熱現(xiàn)象相聯(lián)系和對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)熱現(xiàn)象的宏觀理論與微觀理論的有機(jī)融合。優(yōu)化整合后的熱物理學(xué)內(nèi)容包括：熱力學(xué)第零定律與溫度、狀態(tài)方程、氣體分子運(yùn)動(dòng)論的基本概念、氣體分子熱運(yùn)動(dòng)速率和能量的統(tǒng)計(jì)分布率、氣體輸運(yùn)過(guò)程、功、熱量、熱力學(xué)第一定律與內(nèi)能、熱力學(xué)第二定律與熵、固體和液體、相變、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)基本原理、孤立系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)、熱力學(xué)函數(shù)及其應(yīng)用、氣體性質(zhì)、開(kāi)放系統(tǒng)、量子統(tǒng)計(jì)理論、漲落理論、非平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)物理。
3.電磁學(xué)和電動(dòng)力學(xué)優(yōu)化整合為電磁理論。電磁學(xué)和電動(dòng)力學(xué)都是研究電磁場(chǎng)基本性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其與帶電物質(zhì)之間的相互作用。電磁學(xué)側(cè)重于電磁現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)研究，從對(duì)電磁現(xiàn)象的研究中歸納出電磁學(xué)的基本規(guī)律，而電動(dòng)力學(xué)側(cè)重于理論研究，以麥克斯韋方程組和洛倫茲力為基礎(chǔ)，研究靜態(tài)、時(shí)變態(tài)條件下電磁場(chǎng)的空間分布和運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律，以及帶電粒子與電磁場(chǎng)的相互作用等問(wèn)題。考慮到電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)在內(nèi)容上是相互統(tǒng)一，相互滲透的，可以將它們優(yōu)化整合成電磁理論課程，將電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)的內(nèi)容適當(dāng)貫通，既分層次，又平滑過(guò)渡，避免不必要的重復(fù)。具體如下：由庫(kù)侖定律引出電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的定義，電通量、高斯定理及場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算，由電場(chǎng)力作功的特點(diǎn)引出環(huán)路定理、電勢(shì)、電勢(shì)的計(jì)算；由畢奧-薩伐爾定律引出穩(wěn)恒磁場(chǎng)的計(jì)算、環(huán)流和旋度、散度；由電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的關(guān)系引出真空中的泊松方程與拉普拉斯方程；介紹介質(zhì)的電磁性質(zhì)、場(chǎng)與介質(zhì)的相互作用、靜電場(chǎng)邊值關(guān)系與唯一性定理，運(yùn)用泊松方程與拉普拉斯方程計(jì)算真空與介質(zhì)中的場(chǎng)強(qiáng)與電荷分布，介紹靜電場(chǎng)分離變量法、鏡像法；由穩(wěn)恒電流導(dǎo)出靜磁場(chǎng)，由電場(chǎng)中的標(biāo)勢(shì)引出矢勢(shì)、磁標(biāo)勢(shì)；對(duì)電磁感應(yīng)、麥克斯韋方程組、電磁波輻射與傳播、狹義相對(duì)論均單獨(dú)設(shè)章節(jié)介紹。對(duì)超導(dǎo)、等離子體、巨磁電阻等做簡(jiǎn)要介紹，豐富理論與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系，電路和交流電內(nèi)容放電工學(xué)課程中講解。
4.原子物理學(xué)和量子力學(xué)優(yōu)化整合為近代物理學(xué)。原子物理學(xué)側(cè)重于原子光譜實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋、物理思想和物理模型的建立，量子力學(xué)是在對(duì)原子光譜研究的基礎(chǔ)上發(fā)展建立起來(lái)的理論體系，側(cè)重于微觀本質(zhì)，理論性強(qiáng)。原子物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究促進(jìn)量子力學(xué)的不斷發(fā)展，它們聯(lián)系緊密，相互促進(jìn)，其研究對(duì)象存在重復(fù)，導(dǎo)致目前許多原子物理學(xué)教材中的量子力學(xué)導(dǎo)論部分內(nèi)容和量子力學(xué)教材存在大量重復(fù)，如玻爾氫原子理論、波粒二象性、不確定性原理、波函數(shù)及其統(tǒng)計(jì)解釋、薛定諤方程、平均值計(jì)算、氫原子薛定諤方程解、康普頓散射效應(yīng)、堿金屬原子光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)、塞曼效應(yīng)等。因此必須對(duì)這兩門課程進(jìn)行優(yōu)化整合，形成新的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，其思路是：通過(guò)對(duì)原子現(xiàn)象的發(fā)掘，引出其量子力學(xué)的理論本質(zhì)，同時(shí)通過(guò)量子力學(xué)理論的建立和運(yùn)用，來(lái)研究原子等微觀體系的特性。優(yōu)化整合后的基本內(nèi)容為：經(jīng)典物理遇到的困難、玻爾氫原子理論、狀態(tài)與薛定諤方程、力學(xué)量與算符、中心力場(chǎng)、電磁場(chǎng)中粒子的運(yùn)動(dòng)、矩陣力學(xué)、微擾理論、電子自旋、多電子原子、外場(chǎng)中的原子、多體問(wèn)題、分子結(jié)構(gòu)和能譜、散射。這樣優(yōu)化整合后課程所需學(xué)時(shí)會(huì)比優(yōu)化整合前大大減少。
五、整合后專業(yè)課程的開(kāi)設(shè)時(shí)間安排
根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和規(guī)律、應(yīng)用物理專業(yè)課程之間的關(guān)聯(lián)，優(yōu)化整合后的課程開(kāi)設(shè)順序可以這樣安排：大學(xué)一年級(jí)注重增加高等數(shù)學(xué)教學(xué)課時(shí)，將高等數(shù)學(xué)進(jìn)度盡量前推，大學(xué)第二學(xué)期開(kāi)設(shè)力學(xué)理論、第三學(xué)期開(kāi)設(shè)光學(xué)和電磁理論，同時(shí)開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)物理方法為后續(xù)課程做好準(zhǔn)備，第四學(xué)期開(kāi)設(shè)近代物理學(xué)，第五（或四）學(xué)期開(kāi)設(shè)熱物理。這樣的調(diào)整安排能留出更多時(shí)間來(lái)開(kāi)設(shè)其他應(yīng)用物理專業(yè)課程，有利于學(xué)生的就業(yè)或繼續(xù)深造。
六、教學(xué)改革的預(yù)期效果
1.重構(gòu)應(yīng)用物理主干課程體系，避免了基礎(chǔ)課程和理論課程教學(xué)內(nèi)容的重復(fù)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，縮減課程科目，節(jié)省大量課時(shí)，將會(huì)大大提高教學(xué)效率。為應(yīng)用物理課程的開(kāi)設(shè)、選修課的開(kāi)設(shè)及學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展提供了時(shí)間條件，突出了應(yīng)用物理、技術(shù)課程的地位和專業(yè)特色。
2.為應(yīng)用物理培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，培養(yǎng)合格的應(yīng)用物理人才提供了可靠保障，課程體系的改革和教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化重整適應(yīng)和滿足社會(huì)發(fā)展和科技前沿的需求。教學(xué)內(nèi)容富有現(xiàn)代性，開(kāi)放性，滲透新的教學(xué)內(nèi)容和思想，使應(yīng)用物理專業(yè)學(xué)生在理論與實(shí)踐技術(shù)方面具有復(fù)合型的知識(shí)結(jié)構(gòu)，為他們今后的創(chuàng)新發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
[1]王蜀霞，王新強(qiáng).應(yīng)用物理專業(yè)課程體系改革實(shí)踐[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2001，7（05）.
[2]陳波.應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)《熱學(xué)》與《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》課程整合之初探[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢，2004，24（01）.
[3]富笑男，劉琨.應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐[J].鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2009，28（04）.
[4]石東平，龍曉霞，程正富，代武春，楊守良.物理學(xué)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)課程體系改革探索與研究[J].重慶文理學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，28（06）.
[5]陳波.應(yīng)用物理專業(yè)物理類基礎(chǔ)課的課程體系改革之探討[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢，2004，24（03）.
