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物理学论文-量子思维方式的产生、特征及其对当代社会的启示.doc

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物理学论文-量子思维方式的产生、特征及其对当代社会的启示.doc

物理学论文量子思维方式的产生、特征及其对当代社会的启示【摘要】科学技术的发展,对人类社会的存在和发展产生了全方位的深刻的影响,其中,尤其值得注意的是对人类思维方式的影响。本文认为,从近代自然科学向现代自然科学跨越的过程中,对人类产生主导性影响的思维方式,也正处在由经典思维方式向量子思维方式转变的过程中。量子思维方式正方兴未艾地渗透到各个学科领域的研究当中,并有可能使对各个学科领域的研究乃至整个社会产生全新的影响和深刻的启示。【关键词】经典思维方式量子思维方式牛顿笛卡尔世界观一、经典思维方式的形成近代科学开始于16世纪,当时,尼古拉斯哥白尼提出了太阳中心说,开始向盛行一时的地心说发起挑战,他的观点被开普勒、伽利略以及后来17世纪的牛顿等人加以发展和完善。在1687年出版的在科学史中具有里程碑意义的自然哲学之数学原理著作中,牛顿以数学公式为依据,解开了古老的天体运动之谜,形成了全新的世界体系的图景。牛顿的运动定律,第一次以数学化的、量化的形式把自然规律表现出来。由于经典物理学获得的巨大成功,它逐渐泛化为一种统治西方思想的哲学世界观。我们可以称之为牛顿笛卡尔世界观。这种世界观的哲学隐喻为整个世界是一台座钟,世界被描绘成了像一台座钟那样精确运行的巨大机器匀速、线性地运动,部件部分之间相互分立,只有机械联系,运动不存在任何不确定性,运动与意识无关。这个世界体系的思想核心,是客观、精确、机械的数学模式,它在伽利略、笛卡尔等人那里,已经得到了相当明确的论述。笛卡尔甚至把全部自然知识等同于数学知识。这种倚仗客观的、数学的方式去了解自然现象的方法,在许多科学领域中得到采用,并且在19世纪麦克斯韦的研究理论中达到了巅峰。到19世纪末,经典物理学似乎已经发展到了相当完善的阶段,所有的物理学现象都可以通过牛顿力学和麦克斯韦电磁波理论加以描述。科学家们甚至认为,绝大多数自然界的基本规律都已经被发现,并且几乎所有的自然现象都遵循这些规律。二、量子思维方式的产生及特点最后终结牛顿笛卡尔世界观独占鳖头地位的,是爱因斯坦的相对论和由一大批杰出的科学家共同提出、创建的量子理论。量子理论作为在经典物理学城堡中发生的科学爆破,石破天惊般地带来了一场科学革命,进而引发人们关于世界图景的崭新理解。丹麦的玻尔,德国的海森伯,英国的狄拉克,奥地利的薛定锷,法国的德布罗意等一批科学巨匠,通过对波粒二象性,测不准原理、几率波,电子自旋、非局部作用,以及关于能量场、全息场等方面的研究,使与牛顿经典物理学相对立的量子物理学,从个别人的奇思怪想变成了深刻影响人们的思想并且广为人们接受的科学体系。量子物理学打破了牛顿经典物理学唯我独尊的地位。但是,这并不意味着它可以完全替代或者覆盖后者,它们在许多方面应该是互补的。如果不讨论物质最终极的特性,经典物理学相对适合宏观物质世界的运动,而量子物理学则揭示了微观物质世界运动的本质与规律。由于量子物理学所涵盖的研究对象和内容,远远超出了物理学这门学科的范围,它实际上已经成为一种带有世界观性质的更普遍的理论和思维方式。测不准原理的提出者,德国科学家海森堡这样说在人类思想发展史中,最富成果的发展,几乎总是发生在两种不同思维方法的交汇点上。正是由于牛顿笛卡儿世界观与量子理论在20世纪的交汇,才有今天我们所拾得的思想牙慧。量子理论,或者说量子思维的特点是认为世界在基本结构上是相互联结的,应该从整体着眼看待世界,整体产生并决定了部分,同时部分也包含了整体的信息。认为世界是复数的,存在多样性、多种选择性,在我们决定之前,选择是无限的和变化的,直到我们最终选择了,其他所有的可能性才崩塌。同时,这个选择为我们下一次选择又提供了无穷多的选项。认为微观世界的发展存在跳跃性、不连续性和不确定性。认为事物之间的因果联系像蝴蝶效应所显示的那样,是异常复杂的。认为事物发展的前景是不可精确预测的。认为微观物理现象不可能在未被干扰的情况下被测量和观察到,在弄清楚任何物理过程的活动中,人作为参与者总是处于决定性的地位。三、量子思维方式对当今社会的启发量子思维方式对于我们今天所处的以人为主体的信息社会有重大启发。在工业文明时代,人类要征服和研究的对象,主要是自然界,特别是宏观的物质对象。在这个文明时期,人类运用劳动对象(土地、植物、矿产、钢铁、机器等)自身的规律来开发和改造大自然,取得了足以自豪的成就。相对来说,经典物理学比较适应这个时期的实践目标。而在信息文明时代,我们面对新的研究对象信息技术与人的思维,是不同于传统研究对象的新对象。人的思维也好,信息传递过程也好,都是看不见、摸不着、没有形状、没有重量的东西,它的物质性极弱,运动速度极快。由于物质性极弱,其最大的特征就是波动、跳跃、快速变化、不可预测。在这个时候,量子思维方式就必然发挥更大的作用。其实,量子物理学的一系列结果,恰恰是人类近一百年文明的前提。如果没有量子物理学,我们根本谈不上拥有计算机,因为计算机芯片的产生就是由量子物理学决定的。我们可以说,量子物理学正是信息文明的科学基础,而量子思维方式是适合信息社会的思维方式。我们认为,在21世纪信息文明时代,人类思维方式要发生一次根本性的变化,要从牛顿笛卡尔的思维方式转为量子思维方式,才能从根本上适应新时代。在这样两种思维方式中,人的位置是不同的。在牛顿笛卡儿世界观里,人基本是被动的,有着根本上的宿命性,只能听命于、适应于自然界的规律。但是在信息化时代,按照量子理论,你的测量,你的操作,你的生命活动本身,就在改变着结果。人在起主导作用、在一定的意义上起决定作用。当然,我们毕竟生活在工业文明与信息文明并存的世界里,这里有纵横交错、极其复杂的情况发生。运用何种思维方式,要看对象和问题的性质。尼尔斯玻尔在用他的互补理论解释波粒二象性悖论的时候这样说过粒子图景和波动图景是同一实在的两个互补的描述,每一个都只是部分正确,也只能应用于受限的范围。这对我们有重要的启发。也许,新文明应该建立一个能够包容宏观、微观对象运动规律的广义量子论或称系统量子论体系。这也正是量子思想家们的追求,也是我们应该给予高度关注的。参考文献1F卡普拉,物理学之道近代物理学与东方神秘主义M。北京北京出版社,1999.2阿莱斯泰尔雷量子物理学幻想还是真实M.南京江苏人民出版社,2000.3戴维林德利.命运之神应置何方M.长春吉林人民出版社.4罗杰S琼斯.普通人的物理世界M.南京江苏人民出版社.5江向东,量子幽灵M.北京中国少年儿童出版社,2000.

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