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量子計算含義范文1
關鍵詞 計算機 云計算技術 未來發展
中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A
1云計算技術的飛速發展
1.1云計算的提出
著名的美國計算機科學家、圖靈獎 （Turing Award）得主麥卡錫（John McCarthy， 1927-）在半個世紀前就曾思考過這個問題。1961年，他在麻省理工學院 （MIT） 的百年紀念活動中做了一個演講。在那次演講中，他提出了像使用其它資源一樣使用計算資源的想法，這就是時下IT界的時髦術語“云計算”（Cloud Computing） 的核心想法。
1.2云計算的含義
云計算是基于互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯網來提供動態易擴展且經常是虛擬化的資源。云是網絡、互聯網的一種比喻說法。過去在圖中往往用云來表示電信網，后來也用來表示互聯網和底層基礎設施的抽象。狹義云計算指IT基礎設施的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需資源；廣義云計算指服務的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需服務。這種服務可以是IT和軟件、互聯網相關，也可是其他服務。它意味著計算能力也可作為一種商品通過互聯網進行流通。
1.3云計算的特點
（1）資源配置動態化。根據消費者的需求動態劃分或釋放不同的物理和虛擬資源，當增加一個需求時，可通過增加可用的資源進行匹配，實現資源的快速彈性提供；如果用戶不再使用這部分資源時，可釋放這些資源。云計算為客戶提供的這種能力是無限的，實現了IT資源利用的可擴展性。
（2）需求服務自助化。云計算為客戶提供自助化的資源服務，用戶無需同提供商交互就可自動得到自助的計算資源能力。同時云系統為客戶提供一定的應用服務目錄，客戶可采用自助方式選擇滿足自身需求的服務項目和內容。
（3）網絡訪問便捷化。客戶可借助不同的終端設備，通過標準的應用實現對網絡訪問的可用能力，使對網絡的訪問無處不在。
（4）服務可計量化。在提供云服務過程中，針對客戶不同的服務類型，通過計量的方法來自動控制和優化資源配置。即資源的使用可被監測和控制，是一種即付即用的服務模式。
（5）資源的虛擬化。借助于虛擬化技術，將分布在不同地區的計算資源進行整合，實現基礎設施資源的共享。
1.4云計算技術的發展應用
云計算的發展也給我們的生活方面帶來各種各樣的變化，主要包括基礎設施即服務，平臺即服務和軟件即服務三方面的服務。這些服務應用在很多領域，如云物聯、云安全、云存儲、私有云、云游戲、云教育等方面。
2未來計算機
量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理的量子物理設備，當某個設備是由兩子元件組裝，處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。
2.2神經網絡計算機
人腦總體運行速度相當于每秒1000萬億次的電腦功能，可把生物大腦神經網絡看做一個大規模并行處理的、緊密耦合的、能自行重組的計算網絡。從大腦工作的模型中抽取計算機設計模型，用許多處理機模仿人腦的神經元機構，將信息存儲在神經元之間的聯絡中，并采用大量的并行分布式網絡就構成了神經網絡計算機。
2.3化學、生物計算機
在運行機理上，化學計算機以化學制品中的微觀碳分子作信息載體，來實現信息的傳輸與存儲。DNA分子在酶的作用下可以從某基因代碼通過生物化學反應轉變為另一種基因代碼，轉變前的基因代碼可以作為輸入數據，反應后的基因代碼可以作為運算結果，利用這一過程可以制成新型的生物計算機。生物計算機最大的優點是生物芯片的蛋白質具有生物活性，能夠跟人體的組織結合在一起，特別是可以和人的大腦和神經系統有機的連接，使人機接口自然吻合，免除了繁瑣的人機對話，這樣，生物計算機就可以聽人指揮，成為人腦的外延或擴充部分，還能夠從人體的細胞中吸收營養來補充能量，不要任何外界的能源，由于生物計算機的蛋白質分子具有自我組合的能力，從而使生物計算機具有自調節能力、自修復能力和自再生能力，更易于模擬人類大腦的功能。現今科學家已研制出了許多生物計算機的主要部件―生物芯片。
2.4光計算機
量子計算含義范文2
對于這個問題，我們還可以從另一角度提出：“現在”是什么？我們說只有現在的事物才是存在的，過去的不再存在，未來的尚未存在。但是在物理學上，沒有任何事物與“現在”這個概念相對應。讓我們比較一下“現在”和“這里”這兩個概念，后者指定了說話者的位置。對身處不同位置的兩個人來講，“這里”指兩個不同的地方。因此，“這里”的含義取決于說話者的位置。“這里”這個概念用術語來說叫作“指示詞”。“現在”是指使用該詞時所指的那一刻，因此也屬于指示詞。
沒有人會說“這里”的事物存在，而不在“這里”的事物不存在。那么為什么我們會說“現在”的事物存在，而不處于“現在”的事物就不存在呢？“現在”究竟是客觀的、流動性的、讓事物延續存在的概念，還是和“這里”這個觀念一樣，只是存在于我們大腦中的主觀反應？
這似乎是個深奧的問題，但是在現代物理學中，已經成為一個亟待解決的問題。愛因斯坦的狹義相對論表明，“現在”這一概念也是主觀的。物理學家已得出結論，“現在”對整個宇宙普遍適用的觀點是說不通的。愛因斯坦在其摯友米歇爾?貝索去世后，給米歇爾的妹妹寫了一封感人的信，信中說：“他只是比我稍早一點離開了這個奇怪的世界，這并沒有什么，對我們這些篤信物理學的人來說，過去、現在與未來沒有什么區別，只不過是一種持久并固有的幻覺。”
不管是不是幻覺，我們該如何解釋時間在流逝這一事實呢？時間流逝對所有人來說都顯而易見。我們的思想和話語存在于時間里，我們的語言結構需要這個有著“現在”、“過去”和“未來”的時間。德國哲學家馬丁?海德格爾強調我們“生活在時間里”，但我們有沒有可能不用“時間流逝”來描述世界？
一些哲學家，包括海德格爾的忠實追隨者，都認為物理學無法描述現實生活中最基本的方面，他們將物理學看成是一種誤導性的知識而加以排斥。但是，我們已經意識到有時直覺并不準確。如果我們一直堅信這種不準確的直覺，就會仍舊認為地球是平的，太陽繞著地球轉。我們的直覺源于有限的經驗。當我們拋開直覺再深入一些，就會發現地球并非我們看到的那樣：地球是圓的，在我們腳下地球的另一面，人們腳朝上，頭朝下。
盡管這看起來很生動，但我們體驗的時間流逝并不一定反映基本的現實世界。可是如果不是，那么時間又來自何處？
我認為，從某種層面上看，答案就在于時間和熱量之間的密切聯系。只有熱量流動時，我們才能發覺過去和未來的差別。熱量與概率（即利用統計學計算出的大量粒子的運動）相關，而概率又與這樣一個事實相關，即我們與世界其他地方的相互作用不能涵蓋現實中的每個細節。時間流逝的觀念源于物理學，但它的出現并不是為了精確描述事物，而是出現在統計學和熱力學的情境中。這可能是解開時間之謎的鑰匙。客觀來講，“現在”和“這里”一樣，并不是一種客觀存在，而是主觀存在，但是世界內部微觀的相互作用促使一個系統中（如我們自己）發生某些臨時現象，這一系統只是以無數變量為媒介進行交互。
我們的記憶和意識都是建立在這些統計學計算出來的現象之上的。對某種假想的超智慧生命而言，時間不會流逝。正如愛因斯坦描繪的那樣，整個宇宙是一幢由過去、現在和未來組成的大樓。但由于我們的意識存在局限性，我們只能對世界有著模糊的認識，認為自己活在時間里，因此也就產生了時間流逝的觀念。
這樣的解釋還不夠清楚，還有很多問題有待深入理解。“時間”處在各種復雜難題的中心，這些難題是由重力、量子力學和熱力學交錯在一起引起的。目前還沒有一種理論能夠整合我們了解這個世界所需的這三方面的基本知識。
值得欣慰的是，霍金的計算結果為解決這些問題提供了一絲線索，也有助于我們找出關于時間本質的更深層次的答案。霍金運用量子力學理論證明了黑洞是有溫度的：它們總是熱的，就像火爐一樣散發熱量。沒有人觀測到過這種熱量，因為它極其微弱，但是霍金的計算結果令人信服，而且該結果已被通過多種方法證實，人們已廣泛接受黑洞有熱量這一事實。
量子計算含義范文3
關鍵詞：網絡營銷；大數據；應用措施
中圖分類號：F719 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）012-000-01
前言
現代科技技術的發展催生了“大數據”，大數據的產生不僅變革了信息技術，還為人們提供了有效方法，極深遠地影響了社會經濟等各個生活領域，促使各個企業開始實行網絡營銷模式，開展網絡營銷業務，本文就這個方面開始探討網絡營銷中應用大數據的措施。
一、大數據和網絡營銷
大數據的意思簡而言之就是大量的數據，深層含義是使用現代化的先進計算機技術，處理非人力或常規處理技術所能處理的大量數據，傳統處理技術很難處理這些大量的數據資源，因此導致資源利用率低，鑒于現代化進程加快的背景，每天都會產生大量的數據，時間的推移只會讓這些數據以滾雪球的速度增長，資料顯示，互聯網每天產生的數據有40ZB，所以，現代網絡營銷中，依托大數據，很多企業往往擁有大量的數據資源，但數據處理技術卻不成熟，難以處理大量的數據。但企業在進行業務工作時，統計各個環節、統計分析客戶和市場數據都會產生大量的數據， 怎樣有效管理和利用這些大數據，對許多企業而言是一個比較嚴峻的問題。而進行網絡營銷又離不開這些大數據，因此，做好計算機大數據處理技術十分重要。
二、大數據下的網絡營銷模式更新
科技的發展促進了計算機技術的發展更新，網絡營銷中利用計算機技術，可以有效匯總大量的有用信息，創建一個基于大數據的網絡營銷模型。大數據之下，網絡營銷若想長久發展就必須不斷更新，利用新技術不斷摸索新方式。
（一）建立商品關聯挖掘網絡營銷模式
商品關聯挖掘營銷是指在某種特殊聯系的基礎上將兩種商品放在一起，進行營銷推廣，比如，美國的經典案例，啤酒和尿布，銷售商將這兩種商品放在一起銷售，表面看起來這兩種商品似乎并沒有什么聯系，但實際上卻大有門道，許多美國婦女由于做家庭主婦非常忙，沒有時間買尿布，所以往往讓愛人下班時去買，將尿布和啤酒放在一起，人們在購買尿布時就會順手買些啤酒，這就是尿布和啤酒之間的特殊聯系。這種商品關聯挖掘網絡營銷模式需要以大數據為基礎探索商品之間的聯系。
（二）建立基于大數據的社會網絡營銷模式
使用社會數據進行網絡營銷會產生大量的數據，具體案例有利用QQ、微信等社交媒體，在這些社交媒體上廣告，增加產品銷量，比如，紅米手機在QQ空間里廣告，通過大量轉發，達到了很好的宣傳效果，從而大大提高了紅米手機的銷售量，甚至超出了售前預期銷量，這就是利用大數據進行社會網絡營銷模式的優秀案例。
（三）建立基于大數據的用戶行為分析營銷
在大數據背景下建立用戶行為分析營銷模式意指通過記錄和分析用戶的上網數據，總結出用戶的喜好和經濟水平，篩選出有價值的潛在客戶，對其制定一對一的營銷計劃。這種營銷模式具有很強的針對性，目前基于這種營銷模式還開發出了一種新的社交工具――云信，它可以依據消費者發出的產品評價和社交歷史記錄自動分析消費者對產品的喜好程度，建立一個用戶系統，為網絡營銷提供大量的、潛在的、有購買欲望的客戶。
（四）建立基于大數據的個性化推薦營銷
網絡營銷模式中，基于大數據背景下的個性化推薦營銷模式是非常重要的模式，在目前的一些社交網絡平臺中，比如微信、微博、知乎等，用戶可以根據自己的喜好建立屬于自己的社交圈，在自己的社交圈中隨時隨地自己喜歡的信息，利用大數據，銷售者可以收集這些用戶喜歡的信息，分析消費者的心理需求，利用快速的網絡傳播速度和目前龐大的社交群體，進行個性化的商品推薦，這種營銷方式和用戶行為分析營銷方式有很大的相同點，也具有極強的針對性。
（五）建立現代通信的大數據分析營銷模式
現代通信數據分析營銷模式的運用在實際生活中的例子有很多，其中比較有名的有淘寶中量子恒道統計，它主要有兩種功能，一種是量子恒道網站統計，另一種是量子恒道店鋪統計，網站統計主要是統計客戶和第三方的一些數據和內容，比如網站訪問量，全面監控數據變化，同時通過分析收集的互聯網數據，歸納總結客戶的網絡使用規律，根據分析結果制定相關的網絡營銷策略，量子恒道店鋪統計通常是實時統計淘寶店鋪在運營中產生的數據，利用這些數據對店鋪作出相應修改，吸引客戶。
三、網絡營銷中應用大數據應注意的問題
以上是幾種基于大數據基礎的創新網絡營銷模式，利用大數據，網絡營銷可以實現無數種新型模式，但要達到高效利用大數據還需注意幾下幾點：第一，加強網站建設和運營管理，企業要進行網絡營銷首先是要建立一個公共網站平臺，通過網站平臺顧客可以對企業有一個初步的了解，能否給顧客留下好印象，使其對企業產品感興趣就看網站建設如何，所以，加強網站建設非常重要，建立好網站后還要對其進行運營管理，維護好網站，實時更新資訊，吸引受眾；第二，建設一支復合型網絡營銷人才隊伍。成功的網絡營銷離不開好的人才隊伍，人才隊伍是網絡營銷的基礎，企業應重視人才吸收，培訓現有人才，組間一支高素質、高技能的網絡營銷人才隊伍；第三，積極使用網絡營銷新手段。在現代社會，科技技術日新月異，企業要做好網絡營銷必須及時跟上時代潮流靈活使用網絡營銷新手段，比如利用最流行的通信軟件推廣企業品牌。
四、結束語
互聯網信息技術的不斷進步不僅產生、更是加速了網絡營銷的發展，網絡營銷與傳統營銷手段相比，它依托網絡平臺，減少了廣告宣傳費用，不僅可以為企業減少成本投入，更是增加了利益收入。
參考文獻：
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量子計算含義范文4
在建立科學理論體系的過程中，往往需要以一系列巨量的、通常是至為復雜的實驗、歸納和演繹工作為基礎。而且人們一般相信科學知識就是在這個基礎上產生和累積起來的。但只要這種認識活動過程是為一個協調一致的目標所固有，只要它真正屬于科學研究自我累進的進程，則不論其如何復雜，仍只是過程性的，而不從根本上規定科學的性質、程序，乃至結論。這就使我們在考察復雜的科學認識活動時，可以抽取出高于具體手段的，基本上只屬于人類心智與外在世界相聯絡的東西，即科學語言，來作為認識的中介物。
要說明科學語言何以能成為這樣的中介，需要先對科學的認識結構加以分析。
作為一種形式化理論的近現代科學，其目的是力圖摹寫客觀實在。這種摹寫的認識論前提是一個外在的、自為的客體和作為其思維對立面的內在的主體間的雙重存在。這一認識論前提在科學認識方面衍生出一個更實用的前提，就是把客體看作是一種自在的“像”或者“結構”（包括動態結構，比如動力學所概括的各種關系和過程）。
這一自在的實在具有由它的“自明性”所保證的嚴格規范性。這種自明性只在涉及存在與意識的根本關系時才可能引起懷疑。而科學是以承認這種自明性為前提的。因此科學實際就是關于具有自明性的實在的思維重構。它必須限于處理自在的實在，因為科學的嚴格規范性（主要表現為邏輯性）是由實在的自明性所保證的，任何超越實在的描述都會破壞這種描述的前提。這一點對稍后關于量子力學的討論非常重要。
上述分析表明，科學的嚴格規范性并非如有唯理論傾向的觀點所認為的那樣，是來自思維，也并非如經驗論觀點所認為的來自具體手段對經驗表象的操作，也并不象當代某些科學哲學家所認為的純粹出于主體間的共同約定。科學的最高規范是存在在客觀實在中的，是來自客體的自明性。一切具體手段只是以這種規范為目標而去企及它。
在科學認識活動中，不論是一個思維過程還是一個實驗過程，如果其中缺失了語言過程，那就什么意義都不會有。科學語言與人類思維形態固然有很大的關系，但是它們可能在一個很高的層次上有著共同的根源。就認識的高度而言，思維形態作為人類的一種意識現象，對它進行本質的追究，至少目前還不能完全放在客觀實在的背景上。因此，在科學認識的層次上，思維形態完全可以被視為相對獨立的東西。而科學語言則是明確地被置于實在自身這一背景之中的。這就使我們實際上可以把科學語言看作一種知識，它與系統的科學知識具有完全相同的確切性，即它首先是與實在自身相諧合，然后才以這種特殊性成為思維與對象之間的中介。這才能保證，既使科學語言所述說的科學是關于實在的確切圖景，又使思維活動具備與實在相聯絡的手段。
科學語言作為一種知識所具備的上述特殊性，使它成為客觀實在圖景構成的基本要素，或科學知識的“基元”。思維形態不能獨立地形成知識，但思維形態卻提供某種方式，使科學語言所包含的知識基元獲得某種特定的加成和組合，從而構成一種系統化的理論。這就是語言在認識中的中介作用。由于任何事物都必須“觀念地”存乎人的意識中，才能為人的心智所把握，所以，在這個意義上，一個認識過程就是一個運用語言的過程。
二、數學語言
數學語言常常幾乎就是科學語言的同義詞。但實際上，科學語言所指的范圍遠比數學語言的范圍大，否則就不會出現量子力學公式的解釋問題。在自然科學發生以前，數學所起的作用也還不是后世的那種對科學的敘錄。只是由于精密推理的要求所導致的語言理想化，才推進了數學的應用。但歸根究底，數學與前面說的那種合乎客觀實在的知識基元是不同的。將數學用作科學的語言，必須滿足一個條件，即數學結構應當與實在的結構相關，但這一點并不是顯然成立的。
愛因斯坦曾分析過數學的公理學本質。他說，對一條幾何學公理而言，古老的解釋是，它是自明的，是某一先驗知識的表述，而近代的解釋是，公理是思想的自由創造，它無須與經驗知識或直覺有關，而只對邏輯上的公理有效性負責。愛因斯坦因此指出，現代公理學意義上的數學，不能對實在客體作出任何斷言。如果把歐幾里德幾何作現代公理學意義上的理解，那么，要使幾何學對客體的行為作出斷言，就必須加上這樣一個命題：固體之間的可能的排列關系，就象三維歐幾里德幾何里的形體的關系一樣。〔1〕只有這樣， 歐幾里德幾何學才成為對剛體行為的一種描述。
愛因斯坦的這種看法與上文對科學語言的分析是基本上相通的。它可以說明，數學為什么會一貫作為科學的抽象和敘錄工具，或者它為什么看上去似乎具有作為科學語言的“先天”合理性。
首先，作為科學的推理和記載工具的數學，實際上是從思維對實在的一些很基本的把握之上增長起來的。歐幾里得幾何學中的“點”、“直線”這樣一些概念本身就是我們以某種方式看世界的知識。之所以能用這些概念和它們之間的關系去描繪實在，是因為這些“基元”已經包含了關于實在的信息（如剛體的實際行為）。
其次，數學體系的那種嚴密性其實主要是與人類思維的屬性有關，盡管思維的嚴密性并不是一開始就注入了數學之中。如前所述，思維的嚴密性是由實在的自明性來決定的，是習得的。這就是說，數學之所以與實在的結構相關，只是因為數學的基礎確切地說來自這種結構；而數學體系的自洽性是思維的翻版，因而是與實在的自明性同源的。
由此可見，數學與自然科學的不同僅表現在對于它們的結果的可靠性（或真實性）的驗證上。也就是說，科學和數學同樣作為思維與實在相互介定的產物，都有可能成為對實在結構的某種描述或“偽述”，并且都具有由實在的自明性所規定的嚴密性。但數學基本上只為邏輯自治負責，而科學卻僅僅為描述的真實性負責。
事實正是如此。數學自身并不代表真實的世界。它要成為物理學的敘錄，就必須為物理學關于實在結構的真實信息所重組。而用于重組實在圖景的每一個單元，實際上是與物理學的基本知識相一致的。如果在幾何光學中，歐幾里德幾何學不被“光線”及其傳播行為有關的概念重組，它就只是一個純粹的形式體系，而對光線的行為“不能作出斷言”。非歐幾何在現代物理學中的應用也同樣說明了這一點。
三、物理學語言
雖然物理學是嚴格數學化的典范，但物理學語言的歷史卻比數學應用于物理學的歷史要久遠得多。
在認識的邏輯起點上，僅當認識論關系上一個外在的、恒常的（相對于主體的運動變化而言）對象被提煉和廓清時，才能保證一種僅僅與對象自身的內在規定性有關的語言描述系統成為可能。對此，人類憑著最初的直覺而有了“外部世界”、“空間”、“時間”、“質料”、“運動”等觀念。顯然，這些觀念并非來自邏輯的推導或數學計算，它是人類世代傳承的關于世界的知識的基元。
然后，需要對客觀實在進行某種方式的剝離，才能使之通過語言進入我們的觀念。一個客觀實在，比如說，一個電子，當我們說“它”的時候，既指出了它作為離散的一個點（即它本身），又指出了它身處時空中的那個屬性。而后一點很重要，因為我們正是在廣延中才把握了它的存在，即從“它”與“其它”的關系中“找”出它來。
當我們按照古希臘人（比如亞里士多德）的方式問“它為什么是它”時，我們正在試圖剝離“它”之所以為“它”的屬性。但這個屬性因其離散的本質，在時空中必為一個“奇點”，因而不能得到更多的東西。這說明，我們的語言與時空的廣延性合若符節，而對離散性，即時空中的奇點，則無法說什么。如果我們按照伽利略的方式問“它是怎樣的”時，我們正是在描繪它與廣延有關的性質，即它與其它的關系。這在時空中呈現為一種結構和過程。對此我們有足夠的手段（和語言）進行摹寫。因為我們的語言，大多來自對時空中事物的經驗。我們運用語言的主要方式，即邏輯思維，也就是時空經驗的抽象和提升。
可見，近現代物理學語言是一種關于客觀實在的時空形式及過程的語言，是一種廣延性語言。幾何學之所以在科學史上扮演著至為重要的角色，首先不在于它的嚴格的形式化，而在于它是關于實在的時空形式及過程的一個有效而簡潔的概括，在于與物理學在面對實在時有著共同的切入點。
上述討論表明了近現代物理學語言格式包含著它的基本用法和一個根深蒂固的傳統，這是由客觀實在和復雜的歷史因素所規定的。至為關鍵的是，它必須而且只是關于實在的時空形式及過程的描述。可以想象，離開了這種用法和傳統，“另外的描述”是不可能在這種語言中獲得意義的。而這正是量子力學碰到的問題。
四、量子力學的語言問題
上文說明，在描摹實在時，人類本是缺乏固有的豐富語言的。西方自古希臘以來，由于主、客體間的某種相互介定而實現了有關實在的時空形式和過程的觀念及相應的邏輯思維方式。任何一種特定的語言，隨著時代的變遷和認識的深入，某些概念的含義會發生變化，并且還會產生新的語言基元。有時，這樣的變化和增長是革命性的。但不可忽視的是，任何有革命性的新觀念首先必須在與傳統語言的關系中獲得意義，才能成為“革命性的”。在自然科學中，一種新理論不論提出多么“新”的描述，它都必須仍然是關于時空形式及過程的，才能在整體的科學語言中獲得意義。例如，相對論放棄了絕對時空、進而放棄了粒子的觀念，但代之而起的那種連續區概念仍然是時空實在性的描述并與三維空間中的經驗有著直接聯系。
量子力學的情況則不同。微觀粒子從一個態躍遷到另一個態的中間過程沒有時空形式；客體的時空形式（波或粒子）取決于實驗安排；在不觀測的情況下，其時空形式是空缺的；并且，觀測所得的客體的時空形式并不表示客體在觀測之前的狀態。這意味著，要么微觀實在并不總是具有獨立存在的時空形式，要么是人類無法從認識的角度構成關于實在的時空形式的描述。這兩種選擇都將超出現有的物理學語言本身，而使經典物理學語言在用于解釋公式和實驗結果時受到限制。
量子力學的這個語言問題是眾所周知的。波爾試圖通過互補原理和并協原理把這種限制本身上升為新觀念的基礎。他多次強調，即使古典物理學的語言是不精確的、有局限性的，我們仍然不得不使用這種語言，因為我們沒有別的語言。對科學理論的理解，意味著在客觀地有規律地發生的事情上，取得一致看法。而觀測和交流的全過程，是要用古典物理學來表達的。〔2〕
量子力學的反對者愛因斯坦同樣清楚這里的語言問題。他把玻爾等人盡力把量子力學與實驗語言溝通起來所作的種種附加解釋稱之為“綏靖哲學”（Beruhigunsphilosophie）〔3〕或“文學”〔4〕， 這實際上指明了互補原理等觀念是在與時空經驗相關的科學語言之外的。愛因斯坦拒絕承認量子力學是關于實在的完備描述，所以并不以為這些附加解釋會在將來成為科學語言的新的有機內容。
薛定諤和玻姆等人從另一個角度作出的考慮，反映了他們以為玻爾、海森堡、泡利和玻恩等人的觀點回避了經典語言與實在之間的深刻矛盾，而囿于語言限制并為之作種種辯解。薛定諤說：“我只希望了解在原子內部發生了什么事情。我確實不介意您（指玻爾）選用什么語言去描述它。”〔5〕薛定諤認為，為了賦予波函數一種實在的解釋， 一種全新的語言是可以考慮的。他建議將N 個粒子組成的體系的波函數解釋為3N維空間中的波群，而所謂“粒子”則是干涉波的共振現象，從而徹底拋棄“粒子”的概念，使量子力學方程描述的對象具有連續的、確定的時空狀態。
固然，幾率波的解釋使得理論的數學結構不能對應于實在的時空結構，如果讓幾率成為實驗觀察中首要的東西，就會讓客觀實在在描述中成了一種“隱喻”。然而薛定諤的解釋由于與三維空間中的經驗沒有明顯的聯系，也成了另一種隱喻，仍然無法作為一種科學語言而獲得充分的意義。
玻姆的隱序觀念與薛定諤的解釋在語言問題上是相似的。他所說的“機械序”〔6 〕其實就是以笛卡爾坐標為代表的關于廣延性空間的描述。這種描述由于經典物理學的某些限定而表現出明顯的局限性。玻姆認為量子力學并未對這種序作出真正的挑戰，在一定程度上指出了量子力學的保守性。他企圖建立一種“隱序物理學”，將量子解釋為多維實在的投影。他以全息攝影和其它一些思想實驗為比喻，試圖將客觀實在的物質形態、時空屬性和運動形式作全新的構造。但由于其基礎的薄弱，仍然只是導致了另一種脫離經驗的描述，也就是一種形而上學。
這里所說的“基礎”指的是，一種全新的語言涉及主客體間完全不同的相互介定。它涉及對客體的完全不同的剝離方式，也就是說，現行科學語言及其相關思維方式的整個基礎都將改變。然而，現實地說，這不是某一具有特定對象和方法的學科所能為的。
可見，試圖通過一種全新的語言來解決量子力學的語言問題是行不通的。這個問題比通常所能想象的要無可奈何得多。
五、量子力學何種程度上是“革命性”的
量子力學固然在解決微觀客體的問題方面，是迄今最成功的理論，然而這種應用上的重要性使人們有時相信，它在觀念上的革命也是成功的。其實，上述語言與實在圖景的沖突并未解決。量子力學的種種解釋無法在科學語言的基礎上必然過渡到那種非因果、非決定論觀念所暗示的宇宙圖景。這就使我們有必要對量子力學“革命性”的程度作審慎的認識。
正統的量子力學學者們都意識到應該通過發展思維的豐富性來解決面臨的困難。他們作出的重要努力的一個方面是提出了很多與經典物理學不同的新觀念，并希望這些新觀念能逐漸溶入人類的思想和語言。其中玻恩用大量的論述建議幾率的觀念應該取代嚴格因果律的概念。〔7〕測不準原理以及其中的廣義坐標、廣義動量都是為粒子而設想的，卻又不能描述粒子在時空中的行為，薛定諤認為應該放棄受限制的舊概念，而玻爾卻認為不能放棄，可以用互補原理來解決。玻爾還希望，波函數這樣的“新的不變量”將逐漸被人的直覺所把握，從而進入一般知識的范圍。〔8〕這相當于說，希望產生新的語言基元。
另一方面，海森堡等人提出，問題應該通過放棄“時空的客觀過程”這種思想來解決。〔9〕這又引起了量子力學的客觀性問題。
這些努力在很大程度上是具有保守性的。
我們試把量子力學與相對論作比較。相對論的革命性主要表現在，通過對時間和空間的相對性的分析，建立起時間、空間和運動的協變關系，從而推翻了絕對時空、絕對同時性等舊觀念，并代之以新的時空觀。重要的是，在這里，絕對時空和絕對同時性是從理論上作為邏輯必然而排除掉的。四維時空不變量對三維空間和一維時間的性質依賴于觀察者的情形作了簡潔的概括，既不引起客觀性危機，又與人類的時空經驗有著直接關聯。相對論排除了物理學內部由于歷史和偶然因素形成的一些含混概念，并給出了更加準確明晰的時空圖景。它因此而在科學語言的范圍內進入了一般知識。
量子力學的情況則不同。它的保守性主要表現在：
第一，嚴格因果律并不是從理論的內部結構中邏輯地排除的。只是為了保護幾率波解釋，才不得不放棄嚴格因果律，這只是一種人為地避免邏輯矛盾的處理。
第二，不完全連續性、非完全決定論等觀念并沒有構成與人類的時空經驗相關聯的自洽的實在圖景。互補原理和并協原理并沒有從理論內部挽救出獨立存在于時空的客體的概念，又沒有證明這種概念是不必要的（如相對論之于“以太”那樣）。因此，量子力學的有關哲學解釋看似拋棄舊觀念，建立新觀念，實際上，卻由于這些從理論結構上說是附加的解釋超出了關于實在的描述，因而破壞了以實在的自明性為保證的描述的前提。所以它實際上對觀念的豐富和發展所作的貢獻是有限的。
第三，量子力學內在地不能過渡到關于個別客體的時空形式及過程的模型，使得它的反對者指責說這意味著位置和動量這樣的兩個性質不能同時是實在的。而為了保護客觀性，它的支持者說，粒子圖像和波動圖象并不表示客體的變化，而是表示關于對象的統計知識的變化。〔10〕這在關于實在的時空形式及過程的科學語言中，多少有不可知論的味道。
第四，人們必須習慣地設想一種新的“實在”觀念以便把充滿矛盾的經驗現象統一起來。在對客體的時空形式作抽象時，這種方法是有效的。而由于波函數對應的不是個別客體的行為，所以大多新的“實在”幾乎都是形而上學的構想。薛定諤和玻姆的多維實在、玻姆在闡釋哥本哈根學派觀點時提出的那種包含了無限潛在可能性的“第三客體”〔11〕，都屬于這種構想。玻恩也曾表示，量子力學描述的是同一實在的排斥而又互補的多個影像。〔12〕這有點象是在物理學語言中談論“混元”或“太極”一樣，很難說對觀念有積極的建設。
本文從科學語言的角度，對量子力學尤其是它的哲學基礎的保守性作出一些分析，這并不是在相對論和量子力學之間作價值上的優劣判斷。也許量子力學的真正價值恰恰在于它所碰到的困難是根本性的。
海森堡等人與新康德主義哲學家G·赫爾曼進行討論時， 赫爾曼提出，在科學賴以發生的文化中，“客體”一詞之所以有意義，正在于它被實質、因果律等范疇所規定，放棄這些范疇和它們的決定作用，就是在總體上不承認經驗的可能性。〔13〕我們應該注意到，赫爾曼所使用的“經驗”一詞，實際上是人類對客觀事物的廣延性和分立性的經驗。這種經驗是科學的實在圖景成立的基礎或真實性的保證，邏輯是它的抽象和提升。
在本文的前三節已經談到，自從古希臘人力圖把日常語言理想化而創立了邏輯語言以來，西方的科學語言就一直是在實在的廣延性和分立性的介定下發展起來的。我們也許可以就此推測，對于人的認識而言，世界是廣延優勢的，但如果因此認為實在僅限于廣延性方面，卻是缺乏理由的。廣延性優勢在語言上的表現之一是幾何優勢。西方傳統中的代數學思想是代數幾何化，即借助空間想象來理解數的。不論畢達哥拉斯定理還是笛卡爾坐標都一樣。直角三角形的斜邊是直觀的，而根號2不是。我們可以用前者表明后者，而不能反過來。可是一個離散的數量本身究竟是什么呢？它是否與實在的另一方面或另一部分（非廣延的）相應？也許在微觀領域里不再是廣延優勢而量子力學的困難與此有關？
如果量子力學面臨的是實在的無限可能性向語言的有限性的挑戰，那么問題的解決就不單單是語言問題，甚至不單單是目前形態的物理學的問題。它將涉及整個認識活動的基礎。玻爾似乎是深刻地意識到這一點的。他說“要做比這些更多的事情完全是在我們目前的手段之外。”〔14〕他還有一句格言；“同一個正確的陳述相對立的必是一個錯誤的陳述；但是同一個深奧的真理相對立的則可能是另一個深奧的真理。”〔15〕
參考文獻和注釋
〔1〕〔3〕〔4〕《愛因斯坦文集》第一卷，商務印書館，1994，第137、241、304頁。
〔2〕〔5〕〔9〕〔13〕〔14〕〔15 〕海森堡：《原子物理學的發展和社會》，中國社會科學出版社，1985，第141、84、82、131、47、112頁。
〔6〕玻姆：《卷入——展出的宇宙和意識》，載于羅嘉昌、 鄭家棟主編：《場與有——中外哲學的比較與融通（一）》，東方出版社，1994年。
〔7〕玻恩：《關于因果和機遇的自然哲學》，商務印書館， 1964年。
量子計算含義范文5
關鍵詞：自然哲學 量子革命 系統辯證法
關于20世紀科學革命，有人說只須記住三件事：相對論、量子革命和混沌學（系統科學中最突出的新分支）。正是這三大科學革命為人類建構全新的自然圖景（也就是新穎的自然哲學）作出了決定性的貢獻。這里所謂自然哲學是指人對自然的哲學反思。自然哲學的中心問題就是基于人與自然的關系來研究自然本體最一般的性質和人類的世界圖景。
一
自然哲學在哲學史上有過兩個全盛時期（古希臘及近代機械論），只是在謝林、黑格爾之后衰落了。由于20世紀三大科學革命的強大影響，自然哲學正在當代復興起來，這是十分令人鼓舞的。我們先從三大科學革命說起。
首先要提到的是相對論革命對改造人類世界圖景的貢獻。在1905年的狹義相對論中，時空性質依賴于參照系等概念是對“觀察無關性”的經典信念的初次沖擊；1915年的廣義相對論把引力場（它具有整體全息相關性）確立為新的“獨立的實在”，這是對牛頓的實體觀的又一次打擊。接著要論述的是量子革命，它比相對論革命更為深刻地改變著人類的世界圖景。因為1925年以后所創建的量子力學進一步使笛卡兒與牛頓以來的主客絕對二分原則、實體主義原則乃至嚴格決定論原則都受到猛烈沖擊。最后要強調的是系統科學革命。20世紀中葉以來近半個世紀系統科學的蓬勃發展表明，從總體上說，系統自然觀集中體現了當代自然圖景的精華，因此系統自然觀幾乎成了當代自然科學的世界圖景的代名詞，貝塔朗菲稱之為“一種新的自然哲學”。20年代所出現的懷特海的“機體論哲學”則是這種自然哲學之先聲。
當代的系統自然觀借助于維納的控制論(1949)、貝塔朗菲的一般系統論(1948)、普利高津的耗散結構論(1969)和哈肯的協同學(1971)等理論復活了亞里士多德的機體論和內在目的論的自然哲學。〔1〕控制論通過對“動物（即生命系統）和機器（即非生命系統）的通用規律”的研究表明，自動機器通過反饋調節機制可以表現出與神經控制同樣的合目的性或規律。[1]維納在《控制論》中對牛頓的嚴格決定論進行了深刻有力的批判，肯定了統計力學家吉布斯把偶然性引進到科學中來的重大的方法論意義，并突破了目的論與機械論之間的兩極對立。莫諾在《偶然性與必然性——略論現代生物學的自然哲學》(1971)一書中，則用生物微觀控制論表明，借助于生物化學和分子生物學層次的反饋機制以及微觀-宏觀相互作用，完全偶然的基因突變最終可以納入物種進化的必然軌道；耗散結構論表明，在遠離平衡態條件下開放系統可以通過非線性正反饋機制的作用表現出有序化和合目的性；協同學還進一步發現序參量是整個自組織過程的主宰如此等等。總之，所有這些自動機器和自組織理論都表明，無須超自然的神力和神秘的“生命力”，自然系統也象自動機一樣可以憑借內在機制的作用呈現合目的性。從這個特定意義上說，認為宇宙＝巨大的超級自動機的“機械論”是對的，而非神學性的宇宙“內在目的論”也是對的。從歷史上看，牛頓的機械論自然哲學是對亞里士多德的目的論自然哲學的否定。現在，我們的立足于系統科學的新自然哲學則應看作一種“否定之否定”。它是對機械論與目的論自然哲學的更高的辯證綜合。
當代自然哲學（它以系統自然觀及其系統辯證法為核心或靈魂）最有革命性的一個方面，也許表現在反嚴格決定論和對偶然性客觀意義的新認識。直到現在為止，一般人都相信“近似決定論”：只要近似知道一個系統的運行規律和初始條件就可以足夠好地計算出系統的近似行為。可是混沌學中著名的“蝴蝶效應”，即系統演化進程對初始條件的敏感依賴性，卻斷然否決了牛頓-拉普拉斯決定論的任何翻版（如“近似決定論”）的有效性。美國氣象學家洛侖茲在1961年發現，實際上長期天氣預報是不可能的。因為即使對于嚴格確定的氣象方程組，初始條件的小誤差，也會導致災難性的后果。諸如珞珈山的蝴蝶拍拍翅膀那樣的初始小擾動，經由地球大氣系統中的逐級放大，最終可能在南美洲引起大風暴。這種由決定論引出來的混沌，對經典觀念的打擊是毀滅性的。混沌革命加強并深化了量子革命。
通過量子力學、分子生物學、協同學乃至混沌學的研究，現代科學家越來越認識到，偶然性在自然界具有不容忽視的本體論地位，以及研究偶然性的內在機制的重要性。為恩格斯贊同過的黑格爾關于“必然性自己規定自己為偶然性，……偶然性又寧可說是絕對的必然性”（〔2〕，第562—563頁）的辯證論斷，得到最新自然科學的支持。正如馬克斯·玻恩在《關于因果與機遇的自然哲學》(1951)中所注意到的，量子世界是由因果與機遇聯合統治的，其中機遇是有規則的。同樣，在哈肯的協同學演化方程（如福克-普朗克方程和郎之萬方程）中，決定論力項與隨機力項是共同起作用的。在混沌理論中，混沌本是由決定論規律引出的內在的無序和不規則性，然而對混沌吸引子的相空間圖解研究卻表明，即使混沌也有精細結構，其中機遇也是有規則的，偶然性與必然性相互作用的深層非線性機制是可以認識的。從量子力學到系統科學的研究表明，概率統計定律是比嚴格決定論定律更好的認識工具，但原有的“大數定律”與“統計平均值”等概念對于描述偶然性已經顯得太粗糙了，非線性數學該出陣參戰了。因為唯有借助于非線性數學才可能認清偶然性起作用的深層結構機制。
當代自然哲學中的系統整體論思想也是相當有革命性的。自從歐幾里得、阿基米德以來，“整體＝部分和”的公理已經成為背景知識不可缺少的一部分。這一觀念也是牛頓的機械論自然哲學的一個基本要素（它與實體主義、還原主義相協調）。然而，一般系統論中的貝塔朗菲原理“整體不等于各部分簡單相加的總和”，卻斷然取消了歐幾里得的公理，以整體論取代了機械論的還原主義。量子力學中的全域相關性和粒子物理學中的新奇現象（“基本”粒子分割到一定限度，將出現“部分大于整體”的佯謬）以及生態系統的整體關聯性（卡普拉《轉折點》，1989）都支持貝塔朗菲的系統整體觀。
總之，以現代物理學與系統科學為代表的當代科學革命已經引起了人類自然圖景的根本變革，人們有理由期待一種浸透著量子力學辯證法和系統科學辯證法精神的全新的自然哲學的出現。
二
現在我們轉入當代自然哲學的主要疑難及其可能解法的討論。
鑒于機械論自然哲學所遇到的困難，當代自然哲學所要討論的主要問題可以歸結如下：1.自然本體的性質問題。物理實在究竟是孤立的實體還是依賴于系統場境的存在？“潛在”是否也是物理實在的基本形態之一？究竟是否存在終極實在？2.物理實在所遵循的規律究竟是決定論還是非決定論的？自然系統究竟是必然性還是偶然性所支配的？偶然性應當具有怎么樣的本體論地位（是否應當有）？3.所謂“觀察者侵入物理事件”的實質是什么？主客二分的合理界限是什么？4.系統整體論與還原主義孰是孰非？5.目的論的新解釋問題。自然系統本身能有目的性嗎？能代替上帝作為選擇主體的地位嗎？目的論是否真與機械論勢不兩立？它又如何與神學劃清界線？下面我們將依次詳細分析這些問題：
1.自然本體或物理實在的性質問題。
牛頓機械論自然哲學的本體論或實在觀的要害就在于實體主義。一切物理實在被認為都有實體性、實存性，自然被等同于實體的集合（簡單相加的總和），一種在絕對空間構架中的機械性的存在物。然而，在新的原子科學中，從前認為不容置疑的“實體實存”原則已經失效。明確的電子“軌道”或光子“路徑”等經典性觀念在量子力學中是不允許的。電子實際上以“電子云”方式存在著，它并沒有絕對分明的輪廓，而且只是或然地顯現出來。如“測不準關系”所要求的，電子的位置與相應的動量具有天生的不確定性，決不可能同時有確定的值，因而人們決不可能同時測量到其確定的值。所有這些事實，如果從牛頓的經典本體論的眼光來看簡直是不可理解的，因為“潛在性”觀念完全沒有地位。
實際上，現代物理學家海森伯在批判牛頓機械論實在觀的基礎上，確實發展了一種全新的、更廣義的“潛在”實在觀。他根據量子力學事實總結出，潛在是介于可能與現實之間的物理實在的新型式，它被認為特別適用于微觀客體。海森伯尖銳地指出：“在量子論中顯示的實在概念的變化，并不是過去的簡單的繼續，而卻象是現代科學結構的真正破裂。”（〔3〕，第2頁）“幾率波的概念是牛頓以來理論物理學中全新的東西。……它是亞里士多德哲學中‘潛在’(potentia)這個老概念的定量表述。它引入了某種介乎實際的事件和事件的觀念之間的東西，這是正好介乎可能性和實在性之間的一種新奇的物理實在。”（〔3〕，第11頁）“事件并不一定是確定的，而是可能發生或傾向于發生的事情便構成了宇宙中的實在”。（〔4〕，第177頁）
總之，海森伯認為量子理論意味著實在觀念的革命，牛頓機械論的實在觀念已經失效。他舉例說，幾率波、量子態、電子軌道等都與統計期望值相關聯，表示傾向性的、潛在的物理實在，這是物理實在的新形式。
現代粒子物理學的新假說把潛在性觀念發展到海森伯本人始料所不及的程度。喬弗利·丘(Geoffrey Chew)著名的粒子靴絆學說[2]，斷然否定了終極實體的可能性，揭示了自然本體的自助的、生成的本性。按照我的看法，它使系統實在論與系統辯證法完全本體論化了！由于任何粒子都可以充當基礎粒子，用以構成其他粒子，因此說穿了沒有任何一種粒子是真正的“基本粒子”，這就是所謂“基本粒子并不基本”。從根本上說，自然界不可能還原到任何一種或幾種終極的實體。說一個質子可以由中子和π介子所構成，或者說它是由Λ超子和K介子所構成，或者說它是由兩個核子和一個反核子所構成，甚至說是由場的連續質所構成。所有這一切可能性是同樣真實地存在的。應當說，所有這些陳述都同樣地正確又同樣地不完善。因為真實世界等于所有這些潛在的“可能世界”互相疊加的總和。借用日本物理學家武谷三男的話來說：“作為終極要素的實體——基本粒子本身也是相互流動地相互轉化的。這件革了以前的物質觀，顯示了辯證邏輯的正確性。”（〔5〕，第28頁）
我們的進一步的問題是：作為自然本體的物理實在究竟是否可以歸結為互相孤立的實體？還是從本質上說只能是依賴系統場境的整體全息相關的存在？在對著名的EPR假想[3]的實驗檢驗中所表現出來的量子關聯（即遠距粒子之間的整體相關性）很好地回答了這一問題。正如美國科學哲學家西莫尼(A.Shimony)所指出：“我們生活在一個實驗結果正在開始闡明哲學問題的非凡時代”。而今最新實驗結果表明，兩個相隔幾米且又沒有彼此傳遞信息機制的實體可能被相互糾結在一起，即它們的行為可以有極顯著的相關性，以致對其中一個實體進行測量將瞬時地影響到另一個實體的測量結果。這個新奇的實驗結果斷然否定了愛因斯坦等人(EPR)的預設（即“空間上遠隔的客體的實在狀態必定是彼此獨立的”），卻符合量子力學的系統整體觀。正如玻爾所注意到的，量子現象是作為整體而存在的，其中所反映出來的內在關聯是不可消解的。量子現象的整體性不允許人們對它作機械的切割并把這種切割物認作它自身。因此我們有理由說，量子力學的整體實在觀是與系統整體觀相通的，量子辯證法與系統辯證法相互滲透，量子革命與系統科學革命相互支持。因此，作為科學革命的結晶，新自然哲學主張，物理實在的部分性質取決于整體，取決于系統的內在關聯，從根本上說，自然本體是整體全息相關的存在。
2.決定論與非決定論疑難，偶然性的本體論地位問題。
從前認為不容置疑的機械論自然哲學的“嚴格決定論”預設，如今在新的原子科學中也已經失效。人們向來認為，自然科學和“自然科學唯物主義”有一個不可動搖的支柱：這就是嚴格決定論。對自然科學的這種見解，最典型地表現在拉普拉斯杜撰的那個精靈故事中，據說這個精靈（超智慧者）知道世界現況的一切決定因素，因而能夠無歧義地得出世界在過去或未來的其他一切狀態。這個被后人稱作“拉普拉斯妖”的理想實驗正是嚴格決定論的化身。可是，現在在微觀領域里發現了與這種嚴格決定論原則相違背的種種反常事實。簡略地說，熱學與分子物理學的研究表明，氣體分子運動是包含不確定性的自然進程，由于初始條件捉摸不定，單個分子的運動狀態成為純粹的偶然事件。分子運動論乃至統計力學的建立表明，概率統計定律也是自然描述不可缺少的一種基本形式。
強調概率統計定律重要性的科學思想反映到自然哲學中去，就成為“統計決定論”。其要旨可概括如下：對于一些包含不確定性的自然過程，雖然嚴格決定論不能直接應用，但若應用統計方法研究大量單個偶然事件的平均行為，卻可以找出明顯的統計規律性。換句話說，這些自然過程在統計平均意義上仍是決定論性的。這是決定論的弱化形式之一。
統計決定論的科學基礎在于經典統計力學。統計力學的基本出發點則在于，認為盡管大量分子的集團行為滿足統計規律，但從底層基礎而言，單個分子（單個過程）仍遵守牛頓定律，滿足嚴格決定論。這樣，統計決定論并不把不確定性歸因于基礎規律的不同，而是把它歸因于初始條件的難以捉摸（即人類知識的不完備性）。因此，統計決定論只是嚴格決定論的補充形式。
然而，將概率統計觀點真正貫徹到底，最終導致量子物理學的興起，而測不準關系的發現則使嚴格決定論淪為無意義的空想。
在現代科學家中第一個對“非完全決定論”（即under-determinism，這個詞的不恰當的替代詞是indeterminism，即非決定論）有十分清醒認識的是哥廷根學派的馬克斯·玻恩。他在名著《關于因果和機遇的自然哲學》中對非完全決定論作了比其他量子物理學家（如玻爾、海森伯等）更為系統和透徹的分析。通過對玻恩文本的適當解釋、調整與轉譯，我們可以提煉出對當代自然哲學極有價值的內容和決定論／非決定論問題的辯證解。〔7〕
非完全決定論的最主要或最有特色的一種表現形式，是與量子力學相應的概率決定論。其要點如下：(1)單個（量子）過程內在地是幾率性的、非決定性質的；(2)“自然界同時受到因果律和機遇律的某種混合方式的支配。”（〔8〕，第9頁）(3)機遇律是自然律的終極形式，偶然性有規則，“它們是用數學上的概率論表述出來的。”（〔8〕，第7頁）
關于自然界究竟是由必然性還是偶然性所支配的，是決定論性還是非決定論性的那個爭論，波普有一個著名的比喻：“云和鐘”。“云”就是天上的云，代表極端不確定性，它非常不規則、毫無秩序又有點難以預測；“鐘”就是家家都有的時鐘，代表高度的確定性，它非常有規則、有秩序又是高度可預測的。這是兩個不同的極端，一端變化莫測，另一端高度精確。一般的自然事物往往處在這兩個極端之間。波普用“所有的云都是鐘”（當然也可以說“所有自然事物都是鐘”）表示決定論，用“所有的鐘都是云”（當然也可以說“所有自然事物都是云”）表示非決定論。波普終于認識到，人類理性需要的是“處于完全的偶然性和完全的決定論之間的某種中間物，即處于完全的云和完善的鐘之間的某種中間物。”（〔6〕，第239—240頁）這種完全的偶然論（非決定論）和完全的決定論的中間物，我們可以恰當地稱作“非完全決定論”，它意味著對偶然性與必然性、因果與機遇的某種辯證綜合，這就是當代自然哲學對這一爭論所作的正確解。以上我們是借用M.玻恩與波普的話，經校正、轉譯納入自己的概念框架，并用以闡發自己的“非完全決定論”觀點。〔7〕
現代生物學和生物微觀控制論也為非完全決定論提供新的佐證。莫諾在其名著《偶然性與必然性（略論現代生物學的自然哲學）》中，從分子生物學的材料出發，有力地抨擊了嚴格決定論，并為恢復偶然性在自然哲學中的本體論地位付出極大的努力。莫諾是這樣說的：
當偶然事件——因為它總是獨一無二的，所以本質上是無法預測的——一旦摻入了DNA的結構之中，就會被機械而忠實地進行復制和轉錄，……從純粹偶然性的范圍中被延伸出來以后，偶然性事件也就進入了必然性的范圍，進入了相互排斥、不可調和的確定性的范圍了。因為自然選擇就是在宏觀水平上、在生物體的水平上起作用的。自然選擇能夠獨自從一個噪聲源泉中譜寫出生物界的全部樂曲。（著重號為引者所加）（〔9〕，第88頁）
莫諾這段話應當看作關于生物自然界的非完全決定論，關于極小幾率的偶然事件向極嚴格規律轉化過程的生動說明。特別是最后那句話是說明生物界的偶然性與必然性的相互聯系、相互作用方式的絕妙比喻。當然，由于莫諾有時十分不恰當地將嚴格決定論與辯證唯物論混為一談，應當注意他的言論本身具有兩重性。（〔10〕，第324頁）
非完全決定論的內容還由于系統科學的興起而得到了進一步豐富和加強。有人因之稱作系統決定論。其要旨可概括如下：
一般的自然界的復雜系統（在自然哲學中姑且撇開社會系統），不能由它的構成要素和子系統通過簡單相加和線性因果鏈無歧義地決定其整體功能和行為。但系統的存在與演化仍有相當確定的規律可循，機遇與因果共同決定著系統的存在和發展，因而系統在整體上仍有決定性。
具體地說，系統演化的主要機理就在于機遇性漲落、反饋和非線性作用。人們常喜歡將借助于系統科學特有的資料所認識的辯證法，稱作“系統辯證法”。系統科學從自己的角度闡明了因果與機遇、決定性與隨機性的辯證法：自組織系統作為遠離平衡態的開放系統，以偶然的隨機的漲落為誘導，通過正反饋和非線性放大，某一漲落在矛盾競爭之中取得支配地位，成為序參量，于是使系統的演化納入必然的軌道，建立時空、功能上的新的有序狀態。系統辯證法與矛盾辯證法在自組織動力學機制的解釋上是高度一致的：當自組織系統處于不穩定點時，系統內部矛盾全面展開并有所激化，與各種子系統及其要素的局部耦合關系和運動特性相聯系的模式和參量都異常活躍，各種參量的漲落此起彼伏，它們都蘊含著一定的結構與組織的胚芽，為了建立自己的獨立模式并爭奪對全局的支配權，它們之間進行激烈的競爭與對抗，時而“又聯合又斗爭”，最后才選拔出作為主導模式的序參量。非完全決定論在協同學的描述系統演化的數學方程中也得到反映。如郎之萬方程（描述布朗運動的）和福克-普朗克方程中，概率論描述與因果性描述共處于一體，隨機作用項與決定論作用項被綜合在一起，偶然性與必然性因子被綜合在一起。從自然哲學看，它們體現了機遇律與因果律的辯證綜合。
3.物理事件與觀察的關系、主體-客體相互作用問題。
從前認為不容置疑的“客觀事件與任何觀測無關”的自然哲學信條，如今在新的原子科學中同樣也正在失效。正如海森伯所指出，經典物理學的真正核心，也就是物理事件在時間、空間上的客觀進程與任何觀測無關的信念，由于許多量子實驗的發現而受到沖擊。而現代物理學的真正力量就存在于自然界為我們提供的那些新的思想方法之中。因此，再指望用新實驗去發現與觀測無關的“純客觀事件”或不依賴于觀察者和相關參照系的“絕對時間”，就無異于指望極地探險家在南極圈尚未勘查過的地方會發現“世界盡頭”，那只能是不切實際的幻想。（〔4〕，第4頁和第9頁）對原子、電子那樣的客體的任何一次射線照射或觀測都足以破壞其初始狀態，而且由于或然性和不可逆性，這種狀態不可恢復。
玻爾為量子力學所作的“互補性詮釋”中一個最基本的思想是：觀察者（主體）與被觀察者（客體）之間的嚴格劃界是不可能的，因為在實際過程中兩者處在緊密相連的相互作用之中。無論是純粹的“主體”即可以）“無干擾”地進行觀察的觀察者）或是純粹的“客體”（可以絕對隔絕外界作用而界定被觀察系統的孤立狀態）概念都只是經典物理學所作的理想化，而這兩種理想化既是相互補充又是相互排斥的。〔11〕這就是玻爾著名的“我們既是觀眾（觀察者），又是演員（被觀察者）”辯證論斷的真實含義。
實際上，從當代自然哲學的眼光看，這是很自然的：人（觀察者）本來就是自然（被觀察者）不可分割的一部分，我們只能用一種內在化的眼光來看待自然，而不可能象上帝那樣用完全超脫的外在化眼光看自然，這就是問題的癥結所在。
正如羅森菲爾德所指出，所謂“觀察者介入原子事件進程”的局勢，容易產生科學事實的客觀性被敗壞的假象，因此我們必須與機械論和不可救藥的唯心主義劃清界線。羅森菲爾德本人正是以辯證法為武器在與機械論和唯心主義劃界的過程中闡明了觀察者與物理事件的辯證關系的客觀性質。（〔12〕，第140頁）海森伯說得很分明：“量子論并不包含真正的主觀特征，它并不引進物理學家的精神作為原子事件的一部分”。（〔3〕，第22頁）可見，“客體行為與觀測有關”原則并不意味著我們可以拋棄客觀實在而接受主觀主義。
4.系統整體實在觀問題。在闡述以上各個問題的過程中，我們實際上已經闡明了整體實在觀的基本觀點：“整體不同于各部分機械相加的總和”。自然本體是依賴于系統場境的存在、處在相對相關中的存在，是整體全息相關的實在。正如D.玻姆所指出的，按照量子概念，世界是作為統一的不可分割的整體而存在的，其中即使是每個部分內在的性質（波或粒子）也在一定程度上依賴于場境。其實，人本身就是自然的產物，自然不可分割的一部分，人只能作為參與者并在相互作用過程中用內在化的觀點來理解自然本體。只是在系統及其諸要素之間的相互作用可以忽視的情況下，還原主義才是近似地有效的。
5.自然本體目的性的（自組織解釋）問題。簡單地說，當代自然哲學的目的論觀是亞里士多德內在目的論的復活和發展，是現代系統科學目的論觀的升華。宇宙象是一個有機統一的整體，自然系統（包括生命系統和非生命自組織系統）的結構、功能和演化過程的合目的性可以通過自然本身的自組織機制的作用得到合理解釋。〔1〕
例如，自然選擇的實質問題是由生物哲學所提出的一個重要問題。按照生物控制論的初步解答，關于生物進化的自然選擇機制實質上就是一種以偶然的突變為素材，通過反饋調節的最優化控制機制。艾根的超循環理論則進一步明確，在大分子的自組織階段，在生化反應的超循環中選擇價值高的突變不斷通過過濾和正反饋放大，形成功能性的組織，強化、優化并向更高水平進化。這里，一方面自然選擇表現為自然本身的純物質性的有規則的相互作用過程，但它不同于牛頓的機械因果性模式，因為其中突變與選擇機制、機遇與因果是辯證地聯合起作用的；另一方面，盡管它排除了自然神力的干預，卻仍然是合目的性的過程，因為它有自引導的、自動調節的功能（使物種或分子擬種適應環境）。這樣，按系統辯證法重新解釋過的合理的目的論又能與神學劃清界線。
三
正如我們已經看到的，20世紀早期的相對論量子論革命向統治思想界長達二三百年之久的機械論自然哲學，提出了全面的詰難和挑戰，并給予毀滅性的打擊。當代自然哲學正是在克服舊自然哲學的危機，在回答新興自然科學所提出的詰難和挑戰的過程中逐步建立起來的。20世紀中葉以來以系統科學群為代表的新興科學的迅速發展，豐富了當代自然哲學的內涵，加速了人類自然圖景革新的步伐。
總起來說，當代自然哲學的核心觀點，可以簡要地重新概括如下：
1.自然本體是依賴于系統場境的、在關系中生成的、流動的實在，作為孤立實體的終極實在根本不存在，“潛在”是物理實在的一種新形式；2.自然系統遵循非完全決定論（即決定論與非決定論的中間物），它是由因果與機遇聯合統治的，此兩者互斥又互補。偶然性的本體論地位是：它是自然本體本質中的一個規定、一個方面和一個要素。偶然性存在精細的非線性作用機制（由混沌革命所發現！）。3.物理事件與觀測有關，人作為自然系統的一分子只能用參與者的身分和內在化的觀點來觀察自然，絕對的主客二分只是不切實際的幻想；4.系統整體觀在總體上比還原主義更為合理，不過為了進行精細的研究，有節制的還原主義仍是必不可少的和有啟發力的，兩者其實是互斥又互補的。5.自然系統的合目的性可以按自組織觀點得到最合理的解釋，目的論與機械論也是互斥又互補的。
最后，我們所要強調的是偶然性的恰當的本體論地位問題。迄今仍有不少讀者受過時的哲學教科書的影響，把偶然性當作一種外在的、主觀的、局部的、非本質的和不穩定的或暫時的東西。其實這種看法有違辯證法的本意，可以毫不客氣地說它屬于機械論的范疇。通過對量子辯證法與系統辯證法的研究，我們可以十分有把握地說：機遇或偶然性在本體論中恰恰是一種內在的、固有的、普遍的、本質的和永久性的成分。借用列寧論“假象”的話來說，偶然性是“本質的一個規定、一個方面和一個環節”，是“本質自身在自身中的表現”。機遇與偶然性是客觀的并且具有自己的非常獨特的規律。在新自然哲學中，我們不能再滿足于把偶然性看作必然性的“補充形式”的外在化理解，而要比以往任何時候都更加清醒地認識到，機遇與因果相互聯結、相互滲透，辯證地融為一體。在非完全決定論中，偶然性恢復了它本來應有的本體論地位，機遇與因果，偶然性與必然性以幾率或統計性乃至“混沌吸引子”為中介辯證地聯結在一起。在相空間中混沌吸引子的精巧的無窮嵌套的自相似結構，精確而形象地展示出系統演化過程中機遇與因果如何聯合起作用的深層非線性機制，進一步豐富了對自然本體辯證內涵的認識。
應當說，這是量子辯證法與系統辯證法對矛盾辯證法的一項貢獻，它們本應是相得益彰的。
參考文獻
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〔12〕羅森菲爾德：《量子革命》商務印書館1991年版。
注釋：
[1]正是在這一意義上，梁實秋在《遠東英漢大辭典》中，將控制論(cybernetics)譯作神經機械學。
量子計算含義范文6
關鍵詞：放射性 含義 關系
地球物理測井以其高效低耗、獲得井中物理信息全面而得到業內人士的廣泛認可。根據現行地質行業規范要求，所有施工鉆孔均要進行地球物理測井，無測井資料的施工鉆孔不予驗收，特別是對煤田和水文鉆孔要求極嚴。在查閱一些施工單位的測井資料時會發現，在放射性測井中各施工方使用的測井單位各不相同，有居里、貝可、倫琴、伽馬、納庫/kg?小時、PA/kg、API等等。這些單位的含義及其相互關系，測井人員普遍感到比較繁雜，使用單位無法統一，如：同是自然伽瑪測井，水文測井規范使用的單位是納庫/kg?小時，而煤田測井規范使用的單位是PA/kg。因此，搞清上述所列測井單位的含義及其相互換算關系，對于一個測井技術人員而言是非常必要的。
1. 核物理基礎
1.1原子結構
原子由原子核和圍繞原子核并沿閉合軌道旋轉的電子組成，原子核則由質子和中子組成。質子帶正電，中子不帶電，核外電子電荷的總數與核內質子的電荷總數相等，故整個原子呈電中性，不帶電。
1.2 放射性及放射性測井
元素周期表中，隨原子序數增大。原子核中的中子數與質子數之比從1:1（氘）增至1:1.59（鈾），原子核逐漸增大，當原子核過大或中子數過多時，原子核不穩定，會放出一些射線，衰變成較輕的、新的、穩定的原子核，這種性質稱為放射性。巖石中常見的自然放射性元素有鈾（U）、釷（Th）以及鉀的放射性同位素鉀（19K40）等。當元素的原子核受到人為的放射性射線轟擊時，也可能發生放射性衰變，這種放射性稱為人工放射性。利用人工放射性中的γ射線所進行的測井，即稱為放射性測井。放射性元素發生核反應時所產生的輻射主要有3種即α射線、β射線和γ射線。
α射線是帶正電的氦粒子流，它具有的能量為4-10MeV（百萬電子伏特）。α射線的電離能力很強，但穿透能力很差。因此α射線不能用于測井。
β射線是從原子核中放射出來的高速電子流，它具有的能量約為1MeV。β射線的電離能力不如α射線，但其穿透能力比α射線強，因不能穿透測井儀器外殼，因此一般放射性測井不考慮β射線。
γ射線是從原子核中發射出來的波長非常短的以光速傳播的電磁波。能量較高，但它的電離能力很弱，在射線與物質作用時所產生的二次電子往往具有較高的能量會使周圍介質的原子發生電離，放射性測井中研究的就是γ射線。
1.3 γ射線與物質的作用
γ射線與物質的相互作用有三種重要的形式，即光電效應、康普頓效應和形成電子對。當量子的能量在0.5MeV到1.02MeV之間時，主要發生康普頓效應。在伽瑪-伽瑪測井中使用的γ源，所發射的γ量子的能量為0.5-2MeV左右，而一般巖石又主要由原子序數小于30的輕元素組成，故伽瑪-伽瑪測井所記錄的結果，主要由康普頓效應來決定。
2. 兩個基本物理單位
放射性測井單位與以下兩個物理單位有著直接關系。
1、安培(A): 電流強度單位是指單位時間內通過導線某一截面的電荷量。1A=1000mA=1×106μA=1×1012PA（皮安培）。
2、庫侖(C): 電量單位，當流過某曲面的電流1 安培時，每秒鐘所通過的電量定義為1 庫侖。即：
1 庫侖（C）= 1 安培 ?秒（A ? S）。
1納庫（nC）=1×10-9庫侖（C）=1000皮安培（PA） ?秒。
3 放射性測井常用單位及相互換算關系
3.1放射性強度單位
放射性強度又稱放射性活度，即通常使用的放射源的強度。放射性強度的國際單位制（SI）是用貝柯勒爾（becquerel）表示，簡稱貝可，是指1秒鐘內發生一次核衰變。符號為Bq。常用單位是居里（Ci）。指在1秒鐘內發生3.7×1010次核衰變，為一居里（curie），符號為Ci。即：
1Ci=1000mCi=1000000μCi=3.7×1010dps。
居里（curie）與貝可（becquerel）的換算關系：
1Ci=3.7×1010Bq（貝可）。
我國于1986年正式執行國際單位制（SI）。
3.2放射性濃度單位
表示的是單位質量或單位體積的物質的放射性強度。最常用的單位是：克鐳當量/克：即在一克巖石中含有相當于一克鐳的放射性物質則定義為一克鐳當量/克(1molRa/g)。所以“克鐳當量/克”單位就等于每克物質的放射性強度為一居里。濃度單位也可用百分數（%）來表示。
3.3放射性劑量單位
放射性劑量是指單位質量的被照射物質中所吸收的能量。
（1） 吸收劑量
放射線能使物質的中性原子或分子形成正負離子，即所說的電離，這種能夠直接或間接地誘生離子的粒子的輻射，稱作電離輻射。直接電離輻射通常是α射線和β射線，間接電離輻射是γ射線，還伴隨其他射線。電離輻射傳遞給被照射物質的平均能量，稱為吸收劑量。其國際單位是戈瑞（Gy）,一戈端表示一千克物質吸收一焦耳的輻射能量時的吸收劑量。1戈端（Gy） = 1焦耳（J）/千克（ kg），專用單位是拉德（rad）,兩者的換算關系是:1戈瑞=1焦耳/千克=100拉德=1希沃特（希佛）。
（2） 照射劑量
照射劑量是描述X射線或γ射線使空氣產生電離能力的物理量。是指單位質量的物體，在X射線或γ 射線輻射后產生電離的電量。照射量的國際單位是庫侖/千克(C/Kg) ，專用單位是倫琴（R）,即在溫度0℃，壓力760mmHg的1cm3空氣中，生成正負電荷各一個靜電單位的離子的伽瑪射線的劑量為一倫琴（1R)。兩者的換算關系是：
1庫侖/千克≈3.877x103倫琴。
1倫琴=2.58x10-4庫侖/千克。
1微倫琴=0.258×10-9庫侖（C）/千克（Kg）。
（3） 劑量率
單位時間內受到的劑量便是劑量率。劑量率的單位為倫琴/小時（R/h)。
吸收劑量率： 單位時間內的吸收劑量就稱為吸收劑量率，單位是戈瑞/小時（Gy/h）。
照射量率：單位時間內的照射量就稱為照射量率，其國際單位是庫侖/千克?秒,專用單位是倫琴/小時或微倫琴/小時。
1倫琴/小時=106微倫琴/小時。
1微倫琴/小時=7.17×10-14庫侖/千克?秒。
放射性測井中所用的單位為照射率，其單位要小很多,水文測井使用的單位是納庫(n?c)/kg?小時，而煤田測井使用的單位是皮安培(PA)/kg。
（4） 伽馬射線強度單位
在一定條件下，可用照射量率表示伽馬射線強度，即借用微倫琴/小時作輻射強度單位。即1微倫琴/小時=1伽馬（γ），但不要誤以為照射量率和輻射強度是同一概念，只是借用。
（5） API單位
在美國休斯敦大學建立的刻度井（稱為標準刻度井），井內裝有三種不同的均勻放射性地層，上面為低放射性的用來屏蔽宇宙射線，中間為高放射性的（混有12ppm的U、24ppm的Th和4%的K相當于北美大陸中部地區頁巖的放射性平均值的2倍）底部是一層低放射性的，在高低放射性地層的模擬地層中，儀器分別測得不同的計數率（脈沖/每秒）以計數差值的1/200定義為一個API單位，該刻度是使北美大陸中部地區普通泥巖的讀數大約為100API單位。
4. 放射性單位相互換算關系
（1） 居里（curie）與貝可（becquerel）的換算關系：
1居里（Ci）=3.7×1010貝可（Bq）
（2） 戈端（Gy）與焦耳（J）/千克、拉德（rad）的換算關系：
1戈瑞（Gy）=1焦耳（J）/千克=100拉德（rad）。
（3） 照射量庫侖/千克(C/Kg)與倫琴（R）的換算關系：
1庫侖（C）/千克（Kg）≈3.877x103倫琴（R)。
1倫琴（R)=2.58×10-4庫侖（C）/千克（Kg）。
1微倫琴=0.258×10-9庫侖（C）/千克（Kg）。
（4） 照射量率國際單位庫侖/千克?秒,與專用單位微倫琴/小時的換算關系：
1微倫琴/小時=7.17×10-14庫侖/千克?秒=1伽馬（γ）。
（5） 電量單位庫侖(C)與電流強度單位安培(A)的換算關系：
1庫侖（C）= 1 安培?秒（A?S） （量綱：IT）
1皮安培（PA）=1×10-12安培(A) 。
1納庫（n?C）=1×10-9庫侖（C）。
1納庫（n?C）=1×103皮安培（PA）?秒。
（6） 水文測井使用的納庫(n?C)/Kg?小時與煤田測井使用的皮安培(PA)/kg的換算關系：
1納庫(n?C)/kg?秒=1000皮安培(PA)/kg。即：
36納庫(n?C)/kg?小時=10皮安培(PA)/kg。
（7） 伽馬（γ）與皮安培(PA)/kg、納庫（n?C）/kg?小時的換算關系：根據上面提到的1倫琴（R)=2.58×10-4庫侖（C）/千克（Kg），1微倫琴/小時=1伽馬（γ），則有：
1伽馬（γ）=0.258×10-9庫侖（C）/千克（kg）?小時
=0.258納庫（n?C）/千克（kg）?小時。
又因為36納庫(n?C)/kg?小時=10皮安培(PA)/kg，所以計算出：
1伽馬（γ）=7.17×10-2皮安培(PA)/kg
=0.258納庫（n?C）/千克（kg）?小時。
5. 結束語
由于放射性測井使用的物理量的單位較多，其間換算關系也較復雜，在具體工作中極易產生錯誤，最終影響測井數據的質量。因此，筆者根據多年工作的經驗，對測井單位的概念及其相互換算關系進行了較詳細的介紹，供廣大測井技術人員在實際工作中參考。
參考文獻：
[1] John H. Doveton.地下地質測井分析的原理與計算機方法.
