中国武汉2019量子力学基础专题讨论会

   纪要节选

2019年11月16日至17日，中国武汉2019量子力学基础专题讨论会，在武汉武钢宾馆召开。讨论会由湖北创新研究会、原华中科技大学-WISCO联合实验室赵国求教授发起，湖北创新研究会承办。来自中国科学院大学、武汉大学、华中科技大学、华南理工大学、上海交通大学、武汉理工大学、中山大学、上海海事大学、武汉科技大学、九江学院等20余位学术界专家学正者参加了此次讨论会。参加讨论会的既有老一代的知名专家，又有正当力的中年学者，还有在职的研究生、博士生，可谓老中青聚聚一堂。讨论主题既有集中性，为马克思主义辩证唯物论寻找量子力学实在论科学依据，又不失开放性，讨论其他议题。会前有近10名知名学者通过微信祝贺会议圆满成功。

与会专家针对自己的研究特长报告了各自的研究成果。没有提交报告的学者参与积极而热烈的讨论，学术交峰激烈。有学者认为这是一次集科学与哲学的高端学术讨论会。

赵国求教授报告了“波函数的实质与量子概率的起源”和“论宏微观因果关系及量子平行态”两个报告，进一步展示了双4维时空量子力学基础实在论意义。

在“波函数的实质与量子概率的起源”报告中，赵国求教授认为，微观客体有一定的空间分布，对量子现象有影响。描述微观世界，质点模型不适用，采用转动场物质球模型，大小因运动状态不同自动可变，与狭义相对论协调，由此建构双4维时空描述微观量子现象，有明显的理论优势。双4维时空中，物质波是物理波，量子概率起源于微观客体的有形结构及质量密度分布，且在物理时空的转换中得到体现。物质波与概率波可以通过傅里叶变换进行表象变换。量子概率的起源有了物理学基础。曹天予教授认为，双4维时空与闵氏空间有相同价值与意义；美国达特矛斯大学物理学院知名教授刘易斯指出：双4维时空是一个很有前途的研究方向，条件许可还可以与弦论比较研究。

“波函数的意义与量子概率的起源”一文已经在国际量子力学基础杂志增刊创刊号“量子理论”上发表。文前有编者按：《量子理论》是《国际量子基础杂志》的增刊。它于2019年8月列入出版计划。该计划的主要目的是发表更多关于现代物理学的思辨性原创观点，并引起该领域专业专家的注意。（原文：Quantum Speculations is a supplement of International Journal of Quantum Foundations. It was launched in August 2019. The main purpose of the initiative is to publish more speculative original ideas about modern physics, and bring them to the attention of  professional experts in the field.）

这个杂志是国际量子力学基金会主办的。它提供的信息表明，我们的研究课题已经得到世界有关专业专家认同，并提醒相关专家学者的关注。

赵国求在“论宏微观因果关系及量子平行态”报告中指出： 双4维时空量子力学认为，量子化及有形结构量子跃迁假设切断了相邻本征态之间的定域（力学）因果关联，并由此造成类空间隔的产生和自由粒子本征态平行并存，构成非定域因果关联。量子测量将导致连续补偿作用的引入，相邻本征态之间定域（力学）因果关联的恢复，非定域因果关联的破坏；同时导致量子场向经典连续场的转变，双4维复时空向4维实时空的全域转换。量子态的非定域“坍缩”是在时空的全域转换中实现的。

世界就两个，一是微观量子世界，一是宏观经典世界。微观量子世界，内在非定域因果性，存在平行量子态；而宏观世界状态改变需要相互作用和时间改变，内在定域因果性，不可能构成同时存在的类似的量子平行态。宏观世界内在定域因果性，力是因，状态改变是果；微观量子世界内在非定域因果性，类空间隔是因，自由微观客体平行量子态出现是果。宏观世界没有量子世界相同意义的平行世界存在。希尔伯特空间只是一种数学应用空间。

这是从相互作用因果关系的物理本质上对宏观微观物理态的区分，它对厘清微观量子现象的神秘性有关键性作用。

李宏芳教授报告了：“双4维复空间中量子信息与量子物质的统一及意义”，李宏芳认为，在双4维复空间的量子理论描述中，波函数是描述场物质球的旋转与运动的物质波，物质波传播微观客体空间结构和场物质密度分布的波动信息。这在一定意义上意味着在量子世界中描述微观量子存在状态的量子态兼具信息和物质的特性，是信息和物质的统一描述态。这与文小刚的弦网凝聚理论所倡导的:在量子世界，量子比特和量子长程纠缠一起形成量子拓扑物态。“万物源于纠缠的量子比特”。“量子信息即量子物质”的观点有许多相通之处。我们希望通过比较分析二者的相通与分殊，来探究其中蕴藏的物理和哲学意义。

     李宏芳教授认为研究双4维复空间波函数的物理意义，有助于为“量子信息即量子物质”的讨论开辟一个新的认识通道。

吴新忠的论文“双4维时空量子力学的发展前景”实际是对“双4维时空量子力学基础”研究的综合评述。他认为，赵国求教授在量子力学曲率解释基础上，提出了用双4维复数时空场物质球几何结构或场物质密度波来界定量子波函数的物理意义，大大推进了量子力学解释研究的深入，有助于解决量子力学在理论解释与实际应用方面出现的一系列概念困难与哲学难题，特别是量子力学与相对论的协调问题。但要解决量子力学与量子场论的大量疑难问题，并最终整合到广义相对论或类似的引力理论的时空框架中，还需要有更深入的物理直觉与哲学洞察，更艰巨的数学空间突破以及更前沿的实验验证。

    对上述四个报告，武汉大学科学哲学与物理学哲学资深教授桂起权除了会上有即时评论外，还有会后的文字点评：

    “看到赵国求老师，从量子力学曲率解释到双四维复数时空解释又有新进展，尤其是英文论文在《国际量子基础杂志》增刊这一英文杂志上发表，还加上得到了作为“现代物理学的思辨性原创观点”的高度肯定评价。特别高兴！因为这是“走向国际”的一个重要步骤。

赵老师从曲率到双四维复数时空和对波函数的实在论解释，明确地提出了，时空本质上是复数的。复数空间是物理本体（自在实体）所在空间。波函数是物质波的数学描述，物质波是物理波等观点，依我看，他一方面是仍然坚持了爱因斯坦式的“物理本体论”和“物理因果性”的基本精神，另一方面是一直将此两者大胆向前推进，不遗余力。其新特点之一是，借助于两种时空之间的变换关系，提出了对“物理因果性”（包括宏观与微观及其相互关系）的更深刻的理解和解释；其新特点之二是，又通过对波函数特有的（具象的）实在论解释——即在曲率解释基础上，提出了用双4维复数时空“场物质球”几何结构或“场物质密度波”来界定量子波函数的物理意义，据此在量子领域贯彻并且深化了“物理实在论”。

我记得，爱因斯坦在在纪念牛顿逝世200周年时说过，物理因果性思想及其微分定律表示形式是牛顿最伟大的理智成就之一。牛顿-爱因斯坦的物理本体论（实在论）与物理因果性思想，正是赵老师研究曲率解释的一个原始动机和基本出发点。至于诗人式的形象思维、图像思维能力，则也曾成为他发挥创造性有力的启发式辅助工具。唐朝诗人唐求，又名唐球。此刻，求与“球”两者对等。而今赵国求与“球”也有不解之缘。“质子球”、“中子球”都有曲率半径，……现在又有了“复数时空的场物质球”。当然，形象语言对于科研来说，只是启发式的杠杆或脚手架，或者说是“维特根斯坦式的梯子”，爬上墙去之后就可以收起梯子。重要的是，他在这次会议上的《波函数的意义与量子概率的起源》和《论宏微观因果关系及量子平行态 》这两个报告，是用标准化的纯粹学术语言阐明了作者的原创性观点，完全经得起物理学家和哲学家这两方面的语义分析和逻辑分析。

赵国求对“物理因果性”的解释很有新意。恰当解释了微观因果关系与宏观因果性的对接与转换。宏观世界具有内在的定域因果性；微观量子世界具有内在的非定域因果性。在双四维复数时空模型中两种时空，两种场（经典场和量子场）可以互相切换。我记得尼尔斯玻尔在1927年著名的科摩演讲中提出了“互补性”。其中一个重要内容就是“时空描述”（时空标示）和“因果描述”（因果要求）互补又互斥，也就是两种描述既互相排斥（不可同时兼得）却（对完整描述）又缺一不可（参看桂起权、陈晓平《互补性构架及其逻辑重建》，武汉大学学报（社）1997（2））。这个难题让物理学家们纠结了许多年。现在好了，双四维复数时空转换模型，用时空切换的方式，消解了“时空描述”（时空标示）和“因果描述”（因果要求）的互不相容的矛盾，这不能不说是一个创举。

李宏芳和吴新忠对“双四维”解释都有很好的理解。除了用规范的量子力学语言对赵国求的思想进行保真度极高的再解释，李宏芳这一次还特别强调了量子信息场的观点，将物质化的量子场的特点归结为“量子比特”，使得量子场中的物质与信息一体化。吴新忠在其深刻理解基础上做出了富有想象力和极有特色的引申和发挥，令人佩服，引起与会代表的极大兴趣的关注。”

吴国林教授的报告，就量子力学诠释问题展开了深入探讨。他在：论当代量子力学的诠释与阐释报告中指出:量子世界、量子实在、量子理论的一个根本特征是“超验”，它既超过经验，又不离开经验，还使经验成为可能。量子文本不同于人文文本与经典科学文本。量子诠释学是对量子文本的认识论、方法论和本体论的研究。量子文本具有确定性、不确定性、自主性、客观性和超验性等特点。量子文本的理解、解释与应用是相互统一的。量子诠释的真理是实践本体论的真理与实践认识论的真理的统一。

有评论说，当代量子力学、超弦理论等当代量子理论的发展，揭示出科学理论与经验之间具有新的关系，吴国林教授用超验（trans-empirical）来描述这一情境。“超验”，它既超过经验，又不离开经验，还使经验成为可能。由此显示出超验理论、超验实在与超验方法。量子力学有多种诠释，包括双4维时空量子力学基础理论，各有其存在的理由，这就为量子诠释学开辟了道路。量子诠释学就是用诠释学方法对量子文本的研究，与此同时，当代量子理论又对诠释学提供了新的生长机会。比如，量子诠释学揭示出量子诠释的真理是实践本体论的真理与实践认识论的真理的统一。

 本次讨论会对量子力学基础研究及发展方向进行了深入的探讨，对克服前进路上的问题与阻碍，提出了许多很好的建议，为中国量子力学基础科学研究起有重要推动作用。会议采取每位学者充分报告（30分钟）、充分讨论（10分钟）、有兴趣的议题还安排有自由讨论（120分钟）的组织形式。讨论深入、尽兴，会议取得了圆满成功，达到了预期目标，与会专家均十分满意，对会议主办方的辛勤劳动和精心安排表示衷心感谢。

                    中国武汉2019量子力学基础专题讨论会会务组