人们对世界的三大基本要素——物质、能量与信息的重要性的理性认识，最为晚近的是信息。经典信息论开始于1948年申农的《通信的数学理论》，而量子信息也在20世纪末受到了高度关注。“大器晚成”的量子信息，注定不一般，展现出一个全新的视域，释放出人们探索世界与改变世界的多种可能性。

量子信息概念与量子力学密切有关。自20世纪20年代建立量子力学矩阵力学和波动力学，在近1个世纪的探索中，量子力学取得了巨大成功，但是，仍然有多种量子力学诠释，这些诠释之间还有相当大的分歧。1935年爱因斯坦、波多尔斯基和罗森（EPR）在《物理评论》发表了《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗？》一文，EPR佯谬成为令大困惑的重大问题。1964年，贝尔提出了贝尔不等式。20世纪70年代以来，一连串的物理实验开始检验贝尔不等式，并开始检验EPR佯谬本身。

量子信息概念还与计算机技术的发展有关。1982年，著名物理学家费曼（R. P. Feynman）首先推测，按照量子力学规律工作的计算机（量子计算机）可能避免能耗这一困难。1994年，肖尔（P. Shor）发现了具体的量子算法。1993年，本内特（C. H. Bennett）等四个国家的6位科学家联合在《物理评论快报》发表题为《经由经典和EPR通道传送未知量子态》的论文，这是一篇直接引发了量子信息理论的一系列重要研究的论文。1997年9月，中国科技大学学者潘建伟与荷兰博士波密斯特尔等合作完成了“实验量子隐形传态”[1] 在《自然》杂志报道了基于EPR关联的量子隐形传态的实验结果，这一成果标志着在实验层次上从量子力学原理向量子信息处理研究的转变。量子隐形传态（teleportation）是量子信息的根本性特点。20世纪后半期，量子计算、量子密钥分配算法和量子纠错编码等3种基本思想的出现，标志着以量子力学为基础的量子信息论基本形成。2000年，研究量子信息的权威本内特等在《自然》杂志上撰文认为，量子信息理论已开始将量子力学与经典信息结合起来，成为一门独立的学科[2]。

量子信息（quantum information）是近10年来受到国内外学术界高度关注的一个重要的理论和技术问题，出现了许多综述性论文，量子信息理论已取得了重大理论突破，并在量子信息技术取得进展。量子信息理论已开始将量子力学与经典信息结合起来，成为一门独立的学科。国内外学界高度关注量子信息理论及其应用。国内2000年以后，仅有几篇直接是量子信息的哲学研究的论文，更缺乏系统的研究。随着量子信息理论成为一门独立的学科，在其重要性日益突出的同时，量子信息哲学也开始建立自己的话语体系和理论框架。

下面我们简要介绍本著作的主要内容：

在第一章，我们首先介绍了量子与量子纠缠的一些基本概念。具体分析了量子性、波粒二象性、波函数的意义等，它们构成了理解微观世界的基础。数创造和揭示了一个新的空间，为人们认识世界展开了新的可能性。量子纠缠所表现出来的性质超越人的想象，探讨了量子纠缠的基本涵义。

第二章探讨了量子信息的本质。结合经典信息的涵义，对量子信息和经典信息的联系和区别进行了讨论，并对量子信息进行了本体论和认识论上的区分：所谓本体论量子信息，是指在量子相干长度之内所展示的事物运动的量子状态与关联方式；所谓认识论量子信息，是指主体感受和所表述的在量子相干长度之内的事物运动的量子状态与关联的方式。量子信息不是量子实在，而是作为量子实在的状态、关联、变化、差异的表现。量子信息也就是微观事物的量子状态与关联方式的自身显现。

什么是实在的，实在的东西有什么特点？那实在的东西有没有一个实体存在？这实体是不可进入吗？不可变吗？实在是潜在的吗？第三章在于阐明微观实在有什么特点。而波函数是量子实在的典型形式，量子控制所控制的对象也是波函数等。研究了评价实在的标准，即“实在”的三个判据：可观察性标准、因果性标准和语义标准，这三个标准都必须满足，才能说某事物是实在的。据此，我们探讨了波函数、算符的实在性。对于“万物源于比特”(It from bit)这一问题，事物的运动不是与信息没有关系，信息与事物的运动是统一的；并没有虚无的信息存在，信息是事物或存在的某种显现。

第四章再次研究量子纠缠。量子隐形传态像神话传说中的“土行孙的遁地术”一样。我们详细研究了量子纠缠的基本性质。量子纠缠是微观物质的根本性质，它以非定域方式存在，并且具有实在性、转移性、独立性、可创生性和可消亡性，以及分离性和非分离性的统一等特征。在量子隐形传态过程中，究竟传递的是什么东西？它有没有实在性？这涉及到量子力学中有一个非常重要的全同性原理。在具体研究中，以真假悟空为例，说明了如何区别两个事物。从外观、力量大小、内在的感知能力都没能区分真假悟空。尽管谛听能做出区分，但控制力不强，也没有让假悟空现显出来。只有如来以自己的知识和力量，借助器具——钵盂，将六耳猕猴显现出本象。要做出事物的区别，必须俱备理论知识，又要具有使用技术控制现实的能力，缺少一个都不行。在量子信息理论中，我们着重于从量子隐形传态过程入手，具体分析微观粒子的同一性问题，认为微观粒子本身是内在性质和外在性质的统一。从这一意义上，微观粒子是内在同一的，而不具有外在同一，或者说，是同一性与可分辨性的统一。

从狭义相对论来看，一般认为，信息传递的最大速度为光速，否则将违反因果性。但是，经典物理的因果性未必一定能推演到量子物理中，包括其有信息传递的速度不超过光速。第五章研究了因果性问题，还将具体探讨在量子隐形传态过程中的因果性问题。利用基于事件概念的邦格状态空间模型对量子隐形传态实验中的相互作用及因果关系进行了研究。量子隐形传态中所展现出的量子非定域性违背了“定域性作用”假设，其中有相互作用的发生，进而展示出了一种新型的非定域性因果关系的存在。这不仅将丰富和拓展我们对于因果关系观念的思考和理解，而且还将拓展我们对于一般性意义上的因果关系观念的思考和理解。本著作用不确定性原理来说明量子隐形传态中有能量波动，并可以把“能量波动”看作是对经典因果性的“能量传递”概念的提升。

第六章探讨现象学与量子现象、量子信息之间可能的关系，这是为作者所倡导的量子现象学做一些准备。现象学作为二十世纪哲学界的显学，量子力学自20世纪初诞生以来，到目前仍然是科学的前沿，两者的重要地位对于哲学和物理学自不待言。我们比较了现象学的“现象”与量子力学的量子现象，量子力学的概率与现象学的“可能性”，量子力学的互补原理与现象学的变更理论，以及用（后）现象学的基本概念和方法分析了量子信息的体现性与变量性，以期为现象学和自然科学的交叉研究做一个奠基性的工作。

从现象学来看，信息就是物质的状态与关联方式的自我显现，关键在于向他者传递、显明或解蔽物质之所是。物质的客观实在性与信息是相互统一的。对于微观物质而言，量子实在就是微观物质自我同一性的显现。量子信息就是微观物质的状态与关联方式的自我显现。这里的“显现”还有一个在什么境域中显现，通过什么方式来显现，以及向谁显现的问题。在现象学意义上，量子信息是由量子技术与量子实在（或量子客体）不断生成的，实质上，量子信息就是意向性与量子实在所构成（constitution）的状态与关联方式的自我显现。

第七章探讨量子算法与量子计算的特点及其哲学意义。量子算法最根本的特征是，它充分利用了量子态的叠加性和相干性，以及量子比特之间的纠缠性。量子计算机就是一个量子力学系统，量子计算过程则是量子系统的量子态的演化过程。与经典计算主要基于数学的抽象性不同，量子算法与量子计算以EPR关联——量子纠缠作为其关键运行机制，这使得数学的经验性在更高的层次上凸显出来，量子计算展现给我们的观点是，数学深刻地揭示了客观世界的物理本质。从量子计算与量子算法来看，波函数（或几率幅）与算符都具有物理实在的意义，波函数描述了微观物质（量子系统）的状态和运动（演化）性质，量子黑盒显示出不同于经典黑箱不一样的方法论意义。

第八章围绕对称性、量子信息与相互作用展开研究，探讨量子信息是否意味着一种新的相互作用形式的出现。在现象学意义上，“对称性支配相互作用”可以进一步理解为：客观事物的本质支配了相互作用。量子信息的发现显现了一种新的相互作用，它不同于原来的通过传递中间玻色子一类的四种相互作用的类型，量子信息的传递并不破坏因果律。不仅要从各种相互作用出发研究物理系统的运动规律，而且要把对称性作为支配这些相互作用的更深层次的规律，并把对称性作为一种重要的物理学方法。“客观事物”与“相互作用”是同时存在的，它们都是“存在”（being）的表现形式。在一些具体的情况下，“客观事物”可能表现为实体、场等形式，“相互作用”可能表现为力、关系等形式。客观事物在一定环境或相互作用中，就表现为客观现象。

量子纠缠成为一种重要的资源是量子信息哲学兴起的重要标志。

能否用量子力学哲学来取代量子信息哲学呢？显然不能。量子信息哲学的研究范围比量子力学哲学要大得多，量子力学仅是量子信息理论的基础之一，量子信息理论还包括信息理论、计算理论等。因此，量子信息哲学的研究范围，除了以新的角度对量子力学的有关问题展开研究之外，还要扩大研究范围。即使对于同样的物理现象，量子信息哲学也会有新的角度。比如，对于EPR关联问题，量子力学哲学对它的存在还处于争论之中，而在量子信息哲学中，EPR关联是作为一种最基本的存在，并对其展开多方面的研究。

如何给量子信息哲学（philosophy of quantum information）下一定义，如何定义这门学科，其回答取决于量子信息理论的发展状况，取决于对门学科所持的观点。如果不是一个学科，当然就无从研究该学科的研究对象问题，而只能将其视为自然科学中某个领域的哲学问题，如量子信息论中的哲学问题等。无疑持这一种方法是不利于对量子信息进行哲学研究，尽管量子信息哲学与量子力学哲学有交叉，但是，量子信息哲学正在形成自己的话语，形成自己的概念体系、理论结构等。

我们可以大致下一个定义，量子信息哲学就是对量子信息理论(包括重大实验)的哲学反思，其中包括量子信息的实在性问题（如量子信息的客观性、量子信息的本质问题、量子纠缠问题、量子消相干问题等）、量子信息的认识论问题（如量子信息与经典信息的关系问题、量子信息的发生与演化问题）、量子信息论的方法论意义、量子信息资源的意义（如量子纠缠的资源意义、量子信息与复杂性的关系、量子信息与计算的关系）等。限于篇幅，本著作仅对其中一些问题展开了研究。

早在2004年，我申请的“量子信息的哲学研究”被批准为广东省哲学社会科学“十五”规划项目，经过这6年的潜心研究，取得了一些进展，是国内最早资助量子信息研究的哲学课题，2010年6月正式结项。本书就是相关研究的部分成果。由于本书主旨针对更广泛的读者，降低了数理的要求，因此，本著作尽可能用日常语言来表达，为此一些论述的严格性就会降低，但不会影响结论的严格性。

作者已在《哲学研究》、《自然辩证法研究》《哲学动态》、《科学技术与辩证法》等重要专业杂志上发表了大量的论文，一些论文被中国人民大学报刊复印资料中心的《科学技术哲学》全文转载，有的论文被《中国社会科学文摘》转摘。论文《量子纠缠及其哲学意义》还受到美国John Templeton 基金会的重视，该会秘书长Jean Staune博士及随行人员于2006年7月专程到广州市前来访问与讨论。

论文《现象学的现象与量子现象的相遇》的英文版《Encounter Between Phenomenological Phenomena and Quantum Phenomena》，于2008年4月28日在美国纽约州立大学石溪分校哲学系技术科学研究小组主任、后现象学创始人伊德（Don Ihde）教授主持的讨论会上做了报告，受到了伊德的高度评价，他认为该文具有挑衅性（provocative），该文也受到国内有关专家的高度评价。

正是对量子信息的研究，促使我探索量子现象学。2010年5月在北京与美国波士顿大学哲学系、国际著名科学哲学家科恩（Robert S. Cohen）教授的会见过程中，他认为，我的量子现象学研究是有雄心的（ambitious）。

本书是国内外较早系统进行量子信息的哲学研究的专著，对量子纠缠、量子信息、非定域性、量子计算、同一性、因果性、量子信息与现象学之相遇、量子信息与相互作用的关系等率先展开细致的研究，取得了对原有量子力学的哲学研究的新突破。量子信息哲学是一个正在兴起研究领域，有关问题也在争论之中，并没有一个确定的范式可以参考，但不论如何，我们都是基于量子力学和量子信息论对一些重要论题进行的哲学研究，当然，这些研究在学理上是否合理，还请各位专家学者批评指正！

借此机会，我要感谢我的博士生刘建城与硕士生黄灵玉！与他们就有关量子信息的哲学问题展开了多次讨论。

我还要感谢为本书的主编     肖峰  ，以及责任编辑        ，正是他们的信任与卓有成效的工作使得本书能够顺利出版。

所谓学术，就是在玩中走出一条路。一路学术地走来，并不轻松，但的确是辛苦并快乐着。如果对笛卡尔的“我思，故我在”做另一个意义上解读，正是我思、我探索，我在世中！正如带着一架专业相机以及脚架，登上无人去过的高高山峰，就为拍摄那日出、日落或美丽的风景，追求那纯粹的美！从这个意义上，专业的独创摄影与做学术在本质上是一样的，是相通的，都是直观这不同变更的现象之中的本质，揭示事物之真（truth）。

                                      吴国林于华南理工大学

                                        2010年5月21日