在华南理工大学做“量子科技革命及其社会影响”学术报告

吴国林

20211218

2021年12月9日下午3：00应邀到华南理工大学国际校区D1-b110报告厅做“量子科技革命及其社会影响”做学术报告，报告由华南理工大学马克思主义学院/哲学与科技高等研究所罗栋副教授主持。此讲为博约讲堂第5季第6讲、由华南理工大学国际校区负责。

主要内容：本次报告从牛顿力学谈起，分析哲学思想在量子概念的源起、量子力学的创立、量子信息的起源中的作用。

分析1935年爱因斯坦、波多尔斯基与罗森的著名EPR论文《Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality be Considered Complete?》中的哲学起源与概念：Description、Reality与Complete。

量子世界将成为超验（trans-empirical）境界。所谓超验，就是超过经验，又不离开经验，还使经验得以可能。

  报告讨论了量子非定域、量子纠缠、量子隐形传态、量子“借尸还魂”、量子计算、“降维打击”和量子霸权(quantum supremacy)等问题。

  追问量子物质是什么、量子物质之存在（being）及如何存在、量子世界是否确定、量子物质的固有属性是否可以分离（如量子柴郡猫Cheshire cat）等重要问题。

量子科技的创造，必须要有哲学思维的指引，既要异想天开，创造概念，又要与经验世界相联系，使经验得以可能，进入到“超验”境界。

特别指出，微观世界的波粒二象性仅在一定条件下成立。实质上，微观粒子既不是波，也不是粒子，它仅存在（being），以波函数的方式存在。

也建议学生读一下康德的《纯粹理性批判》（Critique of Pure Reason），爱因斯坦13岁就读此书。

为防控当前新冠之可能，限制了学生人数，听讲者有本科生、硕士生和博士生。学生提问甚好，反映了华南理工大学学生较高的科学素质。报告结束后，还有部分同学继续提更仔细的问题。

据学生反映，哲学教授上出现了不少的数学公式，甚为不解，以为哲学只需要一般的语言或日常语言就可以说清楚。这足以说明，我国的哲学教育亟待加强！没有基于当代科学技术基础之上的哲学，这样的哲学不可能回答当代科技和社会提出的严峻挑战！也不可能在哲学的引领下，建设真正的世界一流大学，做出国际一流的科学成果和技术成果！

学生也提出了非常专业的问题，仅举几例：

（1）在量子隐形传态（quantum entanglement）中，传递的是什么?因为量子信息不能被删除，那么传递的是什么?是否矛盾? 提问者是微电子专业的。

我答：在微观粒子1处消失的量子信息，而在粒子3得到恢复，量子信息被传递了，而不是删除，也没有被复制。这与量子信息不可能克隆定理不矛盾。

（2）为什么量子系统的物理量会有一系列的值?

     我答：可以从解本征值来理解。在量子力学中有一个本征值方程，求解本征值和本征函数。每个物理量的值都有一定的概率来发生。数学上的理解，需要从薛定谔波动方程的求解来理解，并要具体计算。但是，数学的计算式的理解，并没有真正理解为何有一系列的值（如能量有不同的值，每次测量得到不同的值）。还要谈到量子世界的算符，这也是学生所不能理解的。

可见，要让学生真正理解量子世界的物理量的一系列值，要从量子世界的本体论来说，且说明世界的量子性（离散性）。如果仅谈量子性，而不谈薛定谔波动方程所揭示的波函数的连续性，这也是不足的。

我们的大学的物理教师往往是讲如何计算，而没有讲其哲学意义。因此，讲好量子力学，必须要有哲学功底！

（3）如果理解海森堡不确定原理?

我答：微观世界具有不确定性，这不是因为测量引起的，而是微观世界的本性就是如此。在量子力学中有严格的数学和物理推理，如果两个物理量（实为算符）不对易（即交换律不成立），那么，再加上——根据数学的统计规律，就能够严格推论出海森堡不确定原理。不确定原理与测量没有关系，只要数学与算符的有关定义即可，可以推导出来。

为什么两个物理量（实为算符）不对易，这是微观世界的本性所致。

                                              报告会部分师生合影