量子非定域性及其哲學意義

1、科學哲學量子非定域性及其哲學意義吳國林量子力學自誕生以來已取得了巨大成功,但是,國內外圍繞量子力學所展開的哲學爭論并沒有停下來。20世紀80年代末以來,量子力學的研究,特別是量子隱形傳態(tài)等相關實驗取得成功,以及量子信息理論的興起,對微觀世界的關鍵概念非定域性帶來了新的哲學啟示,本文就此展開相關討論。一1935年愛因斯坦、波多爾斯基和羅森(以下簡稱EPR 在物理評論發(fā)表論文能認為量子力學對物理實在的描述是完備的嗎?,開創(chuàng)了研究定域性與非定域性的先河。1964年,貝爾(J.S .Bell 基于定域實在論和有隱變量存在,得到了自旋相關度的不等式貝爾不等式,并得到貝爾定理:定域隱變量理論不能完全重現(xiàn)量

2、子力學的全部預言。1989年,Greenberger 、Horne 和Zeilinger (簡稱GHZ 研究3個1/2自旋粒子組成的GHZ 態(tài)的一種量子糾纏性質,得到了GHZ 定理。該定理以等式的形式一種確定的非統(tǒng)計性方式暴露出量子理論與定域實在論之間的不相容性。(張永德,第106頁1990年,牟民證明,隨著處于糾纏態(tài)的粒子數(shù)的增加,經(jīng)典關聯(lián)和量子關聯(lián)之間的差別會指數(shù)地加大,或者說,量子力學違背貝爾不等式的程度隨粒子數(shù)指數(shù)地增加。(Mer m in,p.651993年,哈代針對兩粒子糾纏態(tài)提出了一種無不等式的概率型貝爾定理。1994年,哥德斯坦證明,對于所謂的哈代態(tài),以非零概率給出了量子理論與

3、經(jīng)典定域實在論的相互排斥的結果。(Goldstein,p.19512001年,加比洛提出了更為理想的無不等式的貝爾定理,即加比洛定理:對于由兩個貝爾基構成的最大糾纏態(tài),存在一組力學量,對這組力學量的測量,量子理論將以確定的方式給出與經(jīng)典定域實在論相互排斥的結果。(Cabell o,p.010403GHZ 定理、哈代定理和加比洛定理都得到了實驗的支持,它們從等式的角度揭示了經(jīng)典定域性與量子理論之間的不相容性,是對貝爾定理的重要推進,它們闡明:量子系統(tǒng)存在量子非定域性。我們稱這種非定域性為貝爾非定域性。張永德教授還稱之為關聯(lián)非定域性或糾纏非定域性。(張永德,第117頁90年代之后,量子信息論利用貝

4、爾非定域性進行量子信息的處理與傳遞,其中量子隱形傳態(tài)、量子糾纏交換、開放目的隱形傳態(tài)等關鍵實驗取得成功。2000年,著名量子信息專家本內特和狄維尼諾在自然雜志上評述道,量子信息理論已開始將量子力學與經(jīng)典信息結合起來,成為一門獨立的學科,這意味著量子非定域性得到了現(xiàn)實的應用。二在EPR 論文中,EPR 給出了“定域性假設”:“由于在測量時兩個體系不再相互作用,因而,對09第一個體系所能作的無論什么事,其結果都不會使第二個體系發(fā)生任何實在的變化。這當然只不過是兩個體系之間不存在相互作用這個意義的一種表述而已。”(Einstein,Podolsky &Rosen,p.779EPR 關于“定域

5、性”的涵義是從相互作用角度來認識的,這也是物理學界的一種共識。張永德教授等認為,一個相互作用物理過程,如果它的進行依賴于時空變數(shù)并且只和當時當?shù)氐臅r空變數(shù)(至多包含無限小鄰域有關,就稱它為定域的物理過程。(張永德等,第9頁定域性的英文是l ocality,英英詞典解釋道:在空間中占有一位置的事實或性質。這與位置的可分隔性相聯(lián)系。非定域性的英文是nonl ocality,由前綴non 2與l ocality 構成,non 2表示“非”、“不”、“無”的涵義。non 2區(qū)別出不屬于主干所示類型的事物。從詞義來看,非定域性表示與定域性的“非”、“不”、“無”的這樣一種性質,即是說,“非定域性”應作“

6、定域性”的“否定性”理解。非定域性表示沒有“定域性”那樣一種性質?？偟恼f來,量子理論的非定域性有多種表現(xiàn):(1量子測量的非定域性。目前,測量導致的坍塌主要是從消相干角度展開,而消相干過程是由被測系統(tǒng)與環(huán)境的量子糾纏導致的,或是由測量系統(tǒng)內部的自由度之間所存在的量子糾纏所導致的,其實質是量子糾纏。(2量子理論的空間非定域性,即是關聯(lián)型非定域性。一種物理量,或是一種相互作用,它不僅取決于所在時空的變量,而且還取決于另一時空(特別是類空關系的變量。比如,EPR 態(tài)關聯(lián)、量子糾纏等。這類空間非定域性的本質還是量子糾纏。已有學者證明,貝爾型空間非定域性或關聯(lián)型非定域性等價于量子糾纏。(Chen et a

7、l,p.0308102(3空間拓撲的非平凡性質導致的量子非定域性。比如,量子力學的AB 效應,其矢勢A 具有非定域性質,這是時空的非平凡拓撲結構導致的。(4與自旋相聯(lián)系的空間的非定域性。如粒子的自旋態(tài)(電子的自旋等,并不直接依賴于時空結構,而只依賴于旋量方程的旋量結構,也是一種量子非定域性質。(5空間波函數(shù)的扁縮。量子態(tài)的波包扁縮是全空間的波包扁縮,而不是局部變化,這是空間波函數(shù)扁縮的非定域性質。波函數(shù)的扁縮有多種原因,如由于測量導致,或由于量子信息的衰減等。(6非定域的相互作用。比如,費曼的路徑積分理論,對非相對論量子力學來說,所有路徑可以區(qū)分為遵守相對論性定域因果律的,不遵守相對論性定域因

8、果律的。這些不遵守定域律的路徑來自于量子漲落,導致了空間非定域性。玻姆提出的隱變量量子理論,其動力學方程仍然具有因果性,但其中的量子勢產(chǎn)生了非定域性,每一個微觀粒子不僅受到經(jīng)典勢的作用,還受到量子勢的作用。喬治梅森大學的卡法托斯與納迪奧兩人提出了三種類型的非定域性:定域性1是空間非定域性,定域性2是時間非定域性,定域性3是時空整體定域性。他們認為,空間非定域性表現(xiàn)在貝爾實驗中,是指越過類空區(qū)域(甚至在宇宙尺度上的光子糾纏。在惠勒的延遲選擇實驗中,直到延遲選擇做出之后,光子的路徑才被觀測。這就是說,光子的路徑是實驗選擇的函數(shù),這里表現(xiàn)的是時間非定域性。時空整體非定域性表現(xiàn)在空間非定域性與時空非定

9、域性的互補特點上,時空整體非定域性存在于時空構架之外。他們認為,時空整體非定域性不可能被實驗直接證實。(Kafat os &Nadeau,pp.125-129定域性3表明了不可分的宇宙的整體性。考慮以上情形,我們把非定域性(即量子非定域性定義為:在量子相干尺度內,一個微觀系統(tǒng)的性質不僅與所在局域的時空性質有關,而且也與另一處于類空間隔的微觀系統(tǒng)的性質或時空的性質有關。這意味著,如果兩個微觀系統(tǒng)之間具有量子非定域性,那么這兩個微觀系統(tǒng)之間可能有相互作用,也可能沒有相互作用,但一定有某種相互關聯(lián),關聯(lián)的具體方式需要自然科學的詳盡研究。我19量子非定域性及其哲學意義們需要說明兩個概念:非定域

10、性反映的是微觀事物之間的關聯(lián)的一種性質,而非定域關聯(lián)是指微觀事物之間的非定域的關聯(lián)方式,非定域關聯(lián)的性質就是非定域性,這兩個概念實質上是同一事態(tài)的不同表達而已。三非定域性包括關聯(lián)型非定域性、空間拓撲型非定域性等,而關聯(lián)型非定域性是研究非定域性的主流,我們僅就關聯(lián)型非定域性討論其哲學意義。第一,非定域性是微觀物質的根本性質。微觀事物以非定域方式存在。非定域性深刻揭示了事物之間具有普遍聯(lián)系。從貝爾不等式(含CHSH 不等式的推導可以看出,貝爾不等式并不依賴于隱變量,隨機變數(shù)僅是數(shù)學表述形式上的東西,也就是說,貝爾不等式主要在于檢驗量子力學與定域性之間的不一致,檢驗的是定域實在論,而沒有檢驗是否存在

11、隱變量。80年代末和90年代以來有關量子力學與量子信息理論的一系列實驗(如量子隱形傳態(tài)等明確告訴人們:經(jīng)典定域性與量子理論之間存在不相容性。量子力學的形式體系預見了類空分隔區(qū)域的粒子之間的關聯(lián)具有可能性。非定域性有多種形式,非定域性是客觀的、真實的。非定域性是一種重要的資源。非定域關聯(lián)不受距離影響或是不衰減的;非定域關聯(lián)的程度是有差距的;非定域關聯(lián)具有私人性,依賴于歷史。狹義相對論以光子運動所形成的光錐作為事件因果聯(lián)系的邊界,顯然,這是經(jīng)典力學的要求,并沒有合理的理由將它推廣到量子世界。量子力學與相對論所處理的對象是兩個不同層次的物理問題。相對論僅僅揭示經(jīng)典聯(lián)系,而且相對論的因果聯(lián)系僅是更普遍

12、聯(lián)系中的一種形式,不能以沒有因果聯(lián)系來排斥其他聯(lián)系的存在。非定域性表明相對論僅是一定范圍內的科學理論,除了因果聯(lián)系之外,事物還有多種其他聯(lián)系。通過引入量子事件,我們可以說明量子事件之間的因果性(見后。第二,非定域性具有實在性、獨立性與轉移性,它可以創(chuàng)生,也可以消滅。如果我們把量子糾纏作為非定域關聯(lián)的實質,那么,非定域關聯(lián)就具有獨立性與轉移性。在量子糾纏交換(quantu m s wapp ing 中,如果粒子1與粒子2之間有EPR 關聯(lián)(非定域性,粒子3與粒子4之間有EPR 關聯(lián),當我們對粒子2與粒子3之間用貝爾基測量時,即投影到EPR 關聯(lián)上,那么,粒子1與粒子4之間必然瞬間處于EPR 關聯(lián)

13、,即粒子1與粒子4之間具有非定域性。這就是說,粒子之間的非定域性發(fā)生了轉移?？梢?非定域性具有獨立性、客觀性,反映了粒子之間的某種客觀聯(lián)系。要使兩個微觀粒子之間具有非定域關聯(lián),可以通過相互作用來產(chǎn)生。比如,用聯(lián)合貝爾基進行直接測量就可以得到非定域性。也可以通過無直接相互作用(例如量子糾纏交換實驗來產(chǎn)生。量子客體具有非定域性,通過測量其中一個粒子,就可以使粒子具有的非定域性轉化為定域性,即量子客體轉化為經(jīng)典客體。量子非定域性的實在性也表現(xiàn)在量子算法與量子計算之中。從量子算法與量子計算來看,波函數(shù)(或幾率幅都具有物理實在的意義,波函數(shù)描述了微觀物質(量子系統(tǒng)的狀態(tài)和運動(演化性質,微觀客體的運動具

14、有可逆性。量子計算充分利用了微觀物質的非定域性。微觀物質非定域性表明,微觀客體既在這里,又在那里,這是量子并行計算的根本基礎,它不同于經(jīng)典計算機的并行計算。這充分體現(xiàn)了亦此亦彼的辯證邏輯。非定域性的實在性體現(xiàn)在波函數(shù)之中。波函數(shù)描述了量子實在。從薛定諤波動方程來看,波函數(shù)的演化具有因果性,但實質上波函數(shù)具有非定域性。當人們對一個粒子的空間波函數(shù)進行某種測量時,測量坍縮將導致空間波函數(shù)的改變。這是涉及整個空間分布的改變,而不是局域的變化和局域變29哲學研究2006年第9期化在空間中的傳播。我們認為,當量子糾纏確認為一種客觀性關聯(lián),并且作為量子算法和量子計算的根本性基礎時,有關波函數(shù)的實在性論爭就

15、應當告一段落了;波函數(shù)就是微觀實在與量子信息的統(tǒng)一,波函數(shù)表達的幾率波的實在性質不同于經(jīng)典力學的粒子和波的實在性質。在開放目的的隱形傳態(tài)中,反映微觀事物性質的量子信息以非定域的方式聯(lián)合存儲于幾個不同的空間位置上。所謂開放目的隱形傳態(tài),是指一個未知的單光子態(tài)將會被傳送到一個N 粒子的相干疊加態(tài)上,通過對其中任意的N -1個粒子做一定方向的投影測量,被傳遞的未知量子態(tài)就可以在剩下的那一個粒子中讀出來。由于N -1個粒子的投影測量是任意的,因此,被傳送的未知量子態(tài)可以在N 個粒子的任何一個粒子上被讀出。設有一個未知粒子1的狀態(tài)為|<>|0>1+|1>1,另有粒子2、粒子3、粒

16、子4和粒子5處于四粒子GHZ 糾纏態(tài)。為將未知粒子1傳遞到粒子2、3、4或粒子5中的任意一個粒子上,我們對粒子1和粒子2進行貝爾基測量。當對粒子1與粒子2進行貝爾基測量后,未知粒子1的系數(shù)(即量子信息與就瞬間傳遞給三粒子態(tài)上,這三個粒子可能以類空方式關聯(lián)。比如當粒子1與粒子2處于態(tài)|<+>12,則粒子3、4和5處于|>345=1/2(|0>3|0>4|0>5+|1>3|1>4|1>5態(tài)。顯然,量子信息與已經(jīng)按照空間非定域的方式被聯(lián)合存儲于三個地方。中國科技大學潘建偉教授領導的小組已于2004年成功完成了五粒子糾纏態(tài)以及終端開放的量子態(tài)隱形傳

17、輸?shù)膶嶒灐?Zhao Zhi et al .,pp.54-58可見,量子信息可以被非定域存儲,它不受距離的影響,而經(jīng)典信息只能定域存儲。非定域性反映了微觀客體之間的一種超越外部時空的聯(lián)系,非定域性有不同的關聯(lián)程度差別。對于非定域關聯(lián),其實質是糾纏。對量子糾纏程度的度量就是糾纏度。如果復合系統(tǒng)的各部分是可分離的或非糾纏的,其糾纏度量E (=0。在相對各部分的局域操作以及由經(jīng)典通信協(xié)調起來的分別對各部分局域地執(zhí)行的聯(lián)合操作下(簡記為LOCC 操作,總系統(tǒng)的糾纏度量E (不增加,因為此時各部分之間的關聯(lián)是經(jīng)典的而不是量子糾纏。糾纏度是描述微觀事物非定域關聯(lián)程度的一種度量,具有一定客觀性,它由微觀事物

18、的整體關聯(lián)性質決定,而不受局域的幺正變換、LOCC 操作等的影響。第三,非定域性是分離性與非分離性的統(tǒng)一,它可能意味著存在某種新的微觀關聯(lián)方式。1989年,研究愛因斯坦的權威霍華德教授認為,定域作用預先假定了“可分離性”。他提出了“可分離性原理”:(1空間分離的系統(tǒng)具有它們自己的、獨特的物理狀態(tài);(2兩個或多個空間分離的聯(lián)合態(tài)由它們的分離態(tài)整體決定。(Howard,pp.224-227著名學者阿斯派克特也認為,一對糾纏光子必定被認為是單個的全域性客體(single gl obal object ,我們不能認為它是由分離性的個體性客體組成,且這些個體性客體的性質在時空中得到了很好的定義。(A s

19、 pect,p.149我們認為,可分離性原理在于強調事物具有個體性,事物具有自身的質的規(guī)定性。盡管各子系統(tǒng)糾纏在一起形成了聯(lián)合態(tài),而不能單獨存在,這些子系統(tǒng)也應當看作是處于聯(lián)合態(tài)中的子系統(tǒng),有自己的質的存在性,即子系統(tǒng)具有相對的分離性,因為,聯(lián)合態(tài)在一定的條件下是可以轉化的,通過轉化顯現(xiàn)出子系統(tǒng)的分離性。不可分離性僅反映了量子非定域性的某一部分性質。因此,非定域性是分離性與非分離性的統(tǒng)一。愛因斯坦的定域性條件實質在于要求事物有自身的質,受其他事物的影響(如相互作用不應超過光錐規(guī)范。但是,受其他事物的影響,除相互作用之外,在量子水平可以有量子信息的影響。比如,在量子隱形傳態(tài)(quantu m t

20、eleportati on 中,實驗中,粒子2與粒子3處于糾纏態(tài),由于對未知粒子1與粒子2進行貝爾基聯(lián)合測量,粒子1與粒子2發(fā)生糾纏,而粒子3具有原先粒子1的某些量子特點。這說明,處于量子糾纏中的粒子2與粒子3具有自己的實在狀態(tài)。否則,粒子2與粒子3又如何發(fā)生分離?粒子2與粒子1又如何發(fā)生糾纏?因此,我認為,粒子2與粒子3具有相對的39量子非定域性及其哲學意義分離性。從內部空間來看,粒子2與粒子3具有對稱性,具有全同性,但是,從外部時空來看,空間分離本身(實驗上表現(xiàn)為不同的光束或量子粒子等就是對粒子1、2和3的一種外部規(guī)定,即時空規(guī)定是粒子的外部規(guī)定性,微觀粒子的自旋、偏振方向等是其內部規(guī)定性

21、。如果把非定域性理解為沒有相互作用的非分離性,顯然很難理解處于非定域關聯(lián)的兩個子系統(tǒng)A 與B 之間可以傳遞量子信息。我們認為,關聯(lián)型的非定域性意味著存在某種新的微觀關聯(lián)方式,這種關聯(lián)方式僅在量子力學水平才能成立。利用量子非定域性(關聯(lián)型非定域性可以瞬間傳遞量子信息。而空間拓撲型非定域性仍然是微觀客體幾率幅具有非定域性導致的,只是形式不同而已。當然利用空間拓撲型非定域性無法瞬間傳遞量子信息。如果兩個微觀客體2與3之間具有非定域關聯(lián)或量子糾纏,那么,我們就可以將一個未知量子粒子1的量子信息通過粒子2傳遞給粒子3。顯然,粒子2與粒子3之間如果沒有物理聯(lián)系,是不可能實現(xiàn)任何量子信息的傳遞的。可見,微觀

22、粒子之間的非定域關聯(lián)是一種物理關聯(lián),是一種新的微觀關聯(lián)方式,是傳遞量子信息的通道。第四,非定域性揭示出量子信息具有獨立的哲學意義:量子信息不同于微觀物質,也不同于經(jīng)典信息。量子力學中的非定域性不僅存在,它還是一種重要的資源,形成了量子信息這一重要概念。量子信息是微觀物質的屬性,不是量子實在,而是作為量子實在的狀態(tài)、關聯(lián)、變化、差異的表現(xiàn)。量子信息是指在量子相干長度之內所展示的微觀事物運動的量子狀態(tài)與關聯(lián)方式。量子信息基于非定域關聯(lián),明顯不同于經(jīng)典信息。(參見吳國林,第32-35頁比如,經(jīng)典信息可以完全克隆,而量子信息不可克隆(no 2cl oning 。所謂量子克隆是指原來的量子態(tài)不被改變,而

23、在另一個系統(tǒng)中產(chǎn)生一個完全相同的量子態(tài)。量子克隆不同于量子態(tài)的傳輸。量子傳輸是指量子態(tài)從原來的系統(tǒng)中消失,而在另一系統(tǒng)中出現(xiàn)。經(jīng)典信息可以完全刪除,而量子信息不可以完全刪除。這意味著,經(jīng)典信息的客觀性程度沒有量子信息的客觀性程度高,表明了量子信息不同于物質與經(jīng)典信息的重要特征:物質不能被創(chuàng)生和消滅,經(jīng)典信息可以被創(chuàng)造和消滅,而量子信息可以被創(chuàng)造但不能被完全消滅。經(jīng)典信息的傳遞不可能超光速,但是,量子信息的傳遞是超光速的。在前述的量子隱形傳態(tài)實驗中,當張三(位于粒子1處對未知粒子1(設其量子狀態(tài)為|<>|0>1+|1>1與粒子2進行貝爾基聯(lián)合測量時,粒子1的系數(shù)與(就是量

24、子信息就瞬間傳遞到粒子3(李四位于此;如果張三將自己的測量(只能通過經(jīng)典方式,如電話、電子郵件等,這里有一個經(jīng)典延遲結果告訴李四,那么,李四就可以采用相應的幺正變換使粒子3具有粒子1的量子狀態(tài)(即量子狀態(tài)為|0>3+|1>3。顯然,沒有經(jīng)典信道,隱形傳態(tài)根本不傳送任何信息。總的說來,未知粒子1的傳遞過程不違反相對論光錐規(guī)范。第五,非定域性揭示了微觀事物存在內部時空;內部時空具有生成性,它不同于外部時空。量子非定域性意味著微觀世界存在內部時空。在量子力學中,完備本征函數(shù)形成了希爾伯特空間,微觀粒子是由希爾伯特空間決定的。我們把不是普通三維空間的坐標或變量,叫做粒子的內稟變量或內部變量

25、。所謂內稟或內部,是指微觀粒子本身與普通三維空間中的運動沒有關系。普通的三維空間與一維時間就是外部時空。在經(jīng)典物理學和相對論中,用普通四維時空的位置與動量就可以描述一個粒子的狀態(tài)。內部時空具有生成性和過程性。因為,完備的本征函數(shù)就構成希爾伯特空間,也就是內部時空。量子系統(tǒng)的狀態(tài)可以潛在地用完備的本征波函數(shù)un (x 來展開,其展開有一定的任意性。不同的測量49哲學研究2006年第9期量子非定域性及其哲學意義 9 5 性質有不同的完備本征函數(shù) , 也就會有不同的內部時空 。即是說 , 不同的測量會生成不同的內部時空。 內部時空不同于外部時空 。事物既可以在外部時空運動 , 也可以在內部時空運動

26、。在一定條件 下 , 外部時空可以反映內部時空的狀態(tài) 。比如 , 斯特恩 - 蓋拉赫實驗表明了自旋的存在 , 即從原子的 空間分布讀出內部狀態(tài)自旋的存在 。內部時空決定了量子非定域性或量子糾纏 。內部時空是微觀客體 存在的形式 , 它反映了微觀事物的內部性質 , 它遵從海森堡不確定性原理 , 因而不能用外部時空去度 量內部時空 。而外部時空是宏觀客體存在的形式 , 符合相對論光錐規(guī)范 。內部時空豐富了時空存在的 形式 , 它將是對經(jīng)典外部時空 (牛頓時空與愛因斯坦的相對論時空 的重大時空革命 。 第六 , 非定域性表明事件與過程具有重要意義 。經(jīng)典事件不同于量子事件 。量子事件之間仍然具 有因

27、果性 。 1983 年和 1984 年杰瑞特將貝爾的 “ 定域性條件 ”區(qū)別為兩個在邏輯上相互獨立條件的合取 , 這 兩個獨立的條件是指 “ 定域性 ”和 “ 完備性 ” ( comp leteness , 并且論證傳統(tǒng)意義上的量子力學遵守 定域性而違背完備性 。 ( Jarrett, pp. 569 - 589 所謂合取 , 即當合取式的各分支都為真時 , 合取式才 為真 ; 只要有一個合取分支為假 , 則合取式為假 。 1986 年 , 希芒尼 ( A. Shimony 用更中性的術語 , 建議把 “ 定域性條件 ”解釋為 “ 參數(shù)獨立性 ” ( parameter independenc

28、e ; 把 “ 完備性條件 ”解釋為 “ 結果獨立性 ” ( outcome independence 。希芒尼認為 , 所謂參數(shù)獨立性 , 是指一個子系統(tǒng)的觀測結果 獨立于另一個子系統(tǒng)測量儀器所選擇的參數(shù) ; 所謂結果獨立性 , 是指一個子系統(tǒng)的觀測結果獨立于另 一個子系統(tǒng)的測量的結果 。 杰瑞特認為 , 貝爾定理的違背 , 原則上有兩種方式說明其原因 : 或者是違背參數(shù)獨立性 , 或者是 違背結果獨立性 。只要其中一個被違背就可以說明違背愛因斯坦的定域性或貝爾的定域性 。杰瑞特斷 言 , 量子力學遵守參數(shù)獨立性而違背結果獨立性 。 我們認為 , 應當引入事件概念 , 以解釋量子力學違背結果

29、獨立性 。按照相對論的觀點 , 事件就是 指某個時刻 、在某一地點發(fā)生的一件事情 , 即一個事件是由時空坐標來刻劃的 。顯然 , 這里的事件是 經(jīng)典時空中的事件 。我們認為 , 在量子力學中 , 事件除了包括時空變量之外 , 還應包括自旋 、偏振等 內部變量 。我們認為 , 自旋 、偏振等確定的狀態(tài)就是量子事件 。在量子糾纏中 , 粒子之間的非定域性 主要表明為測量結果之間的關聯(lián) 。按照我們的看法 , 測量結果就是量子事件 , 量子糾纏表現(xiàn)的就是量 子事件之間的關聯(lián) 。 加拿大著名哲學家邦格認為 , 因果關系是事件之間的一種關系 。他認為 , 因果關系不是性質之 間 、狀態(tài)之間的關系 , 更不

30、是理念之間的關系 , 也不是物與物之間的關系 , 因為原因是沒有物質性 的 。因果關系不是事件之間的外在關系 , 而是生成事件的一種格式 。 通過引入事件與過程 , 我們將能夠因果地說明延遲選擇實驗的時間非定域性 。在惠勒延遲選擇實 驗中 , 在做出延遲選擇之前 , 微觀客體既不是粒子 , 也不是波 , 而是用波函數(shù)描述的微觀實在 。一旦 人們做出延遲選擇 , 所選擇的測量儀器就參與決定了微觀客體的性質 , 微觀客體就必然從量子性存在 轉化為經(jīng)典性存在 , 要么呈現(xiàn)為粒子性 , 要么呈現(xiàn)為波動性 。延遲選擇所選擇的儀器性質與微觀客體 本身構成了一個事件 A , 而延遲選擇實驗所呈現(xiàn)的實驗結果構

31、成事件 B , 顯然 , 事件 A 在本體上先于 事件 B?？梢?, 時間非定域性不可能證明現(xiàn)在的實驗儀器的延遲選擇將影響宇宙的原初 。 我們認為 , 在量子力學與量子信息理論中事件具有重要地位 , 從這一角度出發(fā) , 量子力學并不違 背事件之間的因果性 , 從而可以在延遲選擇實驗中 , 避免現(xiàn)在的事件影響過去的事件 , 甚至人影響宇 宙之初 。 從經(jīng)典時空來看 , 非定域性并沒有拋棄實體實在概念 , 也沒有支持關系實在的終極性 。從量子時 9 6 哲學研究 2006 年第 9 期 空來看 , 波函數(shù)或幾率幅就是一個反映事件或過程的存在 。事件的連續(xù)運動形成了事物的過程 , 過程 成為量子力學

32、最為重要的概念 。恩格斯早就說過 : “ 世界不是既成事物的集合體 , 而是過程的集合 體 ” ( 馬克思恩格斯選集 第 4 卷 , 第 244 頁 哲學家懷特海非常重視事件與過程的作用 , 他說 : 。 “ 過程有兩種類型 : 宏觀過程和微觀過程 。宏觀過程是從已獲得的現(xiàn)實性向獲得之中的現(xiàn)實性的轉 化 ; 而微觀過程是各種條件的變化 , 這些條件純粹是實在的 , 已進入確定的現(xiàn)實性之中 。前一過程造 成了從 現(xiàn)實的 向 純粹實在的 轉化 ; 后一過程造成了從實在的向現(xiàn)實的增長 。 未來是純 粹實在的 , 沒有成為現(xiàn)實 。 (懷特海 , 第 391 頁 過程哲學完全是一種新視角和新范式 。它堅

33、持過程 ” 就是實在 , 實在就是過程 。從過程角度來看 , 一切存在物都不是靜止不動的 , 也不是一成不變的 , 而 是處于永不停止的生成和發(fā)展過程之中 。 參考文獻 懷特海 , 2003 年 : 過程與實在 楊富斌 譯 , 中國城市出版社 。 , 馬克思恩格斯選集 1995 年 , 人民出版社 。 , 吳國林 , 2005 年 : 量子信息的本質探究 載 , 科學技術與辯證法 第 6 期 。 張永德 , 2006 年 : 量子信息物理原理 科學出版社 。 , 張永德 等 , 2002 年 : 量子信息論 華中師范大學出版社 。 , A spect, A. , 2002, “Bell tho

34、rem: the native view of an experim entalist” in R. A. Bertlm ann & A. Zeilinger ( eds , Q uantum U n s , . Cabello, A. , 2001, “A ll versus nothing, inseparability for two observers” Phys. R ev L ett 87. , . . Chen, Z B. et al , 2003, “Unifying entanglement and nonlocality as a single concep t:

35、quantum wholeness” Q uan t2Ph. . . . , R ev 47. . S peakable, Berlin: Sp ringer2 Verlag . Howard, D. , 1989, “Holism , separability, and the metaphysical imp lications of the Bell experim ents ” in J. Cushing & E. McMullin , ( eds , Ph ilosophica l Consequences of Q uantum Theory: R eflections on B ell Theorem : pp. 224 - 253, Notre Dame University Press . s . Jarrett, Jon