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对量子与经典融合问题的哲学思考

已有 1795 次阅读 2018-3-3 09:32 |个人分类:生活点滴|系统分类:科研笔记

  假期就是进行抽象思考的时期,有所思,将主要思考的问题写成本文。
 一个能被普遍应用的量子理论应该具有特点:从量子理论出发,取经典极限,得到经典理论。
 从融合后的经典理论出发,量子化后,能产生相应的量子理论。
 到目前为止的研究表明,两者间的连续过渡需要借助于连续场理论。
 难点在于,滑溜的数学几乎总是可能导向不可靠的物理学或是概念上的混乱。
 何谓(科学的)基础,它是精细解析本质的一般性特性,基本组成部分,和学科的基本演绎,学科的起源以及一般性的展开定理(规律)。
 精细解析本质的一般性特性,是为了学习、使用、和学科的未来发展(开发)。
 然而,“纯粹”基础,把目的给忘了,出于自身需要而追求主观的基础。这显然的不是基础。
 辛几何能否作为力学的基础?从19世纪的拉格朗日创立起,已有150年历史。当前是作为力学的基础。两者被等同起来。
例如,对于量子力学基本方程,理论物理:把角动量看成是空间转动的发动器。
我们不能发明客体的运动规律,而是只能发现。对客体的不同物理本质量的选择,也就产生不同的物理场量,从而对于规律有不同的片面看法。但是,物理客观规律依然是唯一的(统一的)。这样,就科学发展看,量子与经典融合是必要的一步。
其中隐含的哲学问题:数学上的等价与物理上的相等具有完全不同的哲学意义。
一般的看,有两类物理场量:基于外表面测量的量和基于整个体积积分效果测量的量。而客体(物理现象)依然是唯一的。电磁场就是唯一的例子!
 对量子力学,初期:矩阵力学,波动力学。差别是如此之大!现代理论,用算子来生成物理场量(张量)。
 矩阵力学的缺陷在于:对称和反对称,解的不确定性和与物理客观实在的脱节。而当前的正交转动群,只是克服了反对称部分的缺陷。
物理系统的数学描述。从哲学上看当前普遍应用的基础力学理论具有下述的宏观结构。
对于运动的数学描述。数学理论的基本点是:运动由物质决定。对于一般性的运动,就要求有一般性的数学描述。这是:流形的局部变换。
 就物理看运动的因果(物性方程):对物质的物理定义,引入物理量。它借助于数学上运动量为自变量,但也保留自身的独立量(外自变量)。由于只取部分量,从而是取运动的主要特征的那部分物理量。
 运动方程:基本运动规律。以及特定约束条件:初、边值(外部条件)。
 在经典理论中是作为科学理论的基本结构。
 从而经典科学理论体系表现为:几何(运动的表象)+物性方程(物质的内在表象)+运动规律(两者的关系)+具体的作用条件。
 这在本质上就是:场(几何)与物质(物理内在)的相互作用(规律)的一般理论。
 从力学及物理学看,几何量与物理量间并没有一一对应的关系,从而两者是不同构的。核心问题在于点的概念。数学上的点对应于物理上的微元体(有限系统)。但是,物理上的点要远比数学上的点复杂,从而只能是先发展群的概念来替代点的概念,并建立点群运算的一般数学理论。
在微元体意义下,只要微元体足够大,就可以建立变化量间的结构性(群)对应关系。从而,有微元体上的微分及积分意义下的一般运动规律。
 但是,没有抽象数学点间的一般运动规律。
 所以,经典与量子的断裂在于:两者均是出于点群的基本结构,而不是出于微元体意义上的微分和积分结构!
 这样,把“等于”的意义定义在微元体结构上才是统一的基本这学道路。
 就具体工程应用看,抽象上,初、边值条件是外部的几何结构或是物理结构,或是两者的混合。它对几何、物理、及规律均有影响,从而,原则上,基础科学理论应该是开放的系统。也就是无论是几何、物性、还是运动方程,均应保留这种不确定的“外部”结构项(积分量形式)的存在!从而,“等于”的基本约束是:在“外部”项的形式参与下的等于。
 由此,一切经典的封闭系统基础科学理论,均应熔合后成为经典意义上的非完整系统科学理论!
 借助于“外部”项的一般理论,积分联系与上层规律,高阶微分联系与下级结构规律,而所选尺度就是经典规律。这样,就表现为一般意义上的几何代数理论。也就是目前被广泛使用的外代数理论。
 显然,各学科会有不同的选择,从而各学科面向融合而开展的研究将导致各学科间的进一步分裂。需要很长时间,这个才能由分裂再次走到统一,这个时间有多长?我们知道的是,只有在各学科取得某种共识后,才能建立一个能被普遍应用的融合后的经典理论。

 



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2 张学文 刘俊华

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