量子理论孕育了怎样的新科学哲学范式 成素梅 哲学
大力推进量子科学技术的研发和相关产业的发展，已经成为各国政府依靠科技制胜的核心战略之一。美国实施的“量子加速计划”、欧盟发起的《量子宣言：技术新时代》等都在抢占量子产业发展先机，我国的量子网络建设、墨子号量子通信卫星的发射，以及“九章”量子原型机的研制，已经位于世界前列。这些发展带来了二次量子革命。而支撑这些发展的理论基础则是近百年之前创立的量子力学。没有量子力学，就没有激光、半导体、核能、先进的医疗设备以及一切智能装置等，更不会有二次量子革命。但是，量子力学的基本原理和内禀特征却与我们的日常认知相差甚远。当我们接受以量子力学的全新方式来重新理解世界时，就需要改变过去基于常识和近代自然科学形成的一系列哲学观念，而且，这种改变具有颠覆性，将会孕育出新的科学哲学范式。
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量子化观念：物理学家凭直觉思维进行概念创造的结果
“量子”概念是德国物理学家普朗克在解决黑体辐射问题的过程中提出的一个概念，意指在黑体辐射过程中，黑体所释放或吸收的能量不可以取任意值，而是以最小份额为单元，取不连续的值，即黑体发射或吸收的能量是一份一份地进行的，这种认知被称之为“能量量子化”假说。“量子”代表能量的最小单元。后来物理学家们通过实验发现，除了能量之外，粒子的角动量、自旋等都是量子化的，到20世纪20年代，物理学家们以量子概念为基础，创建了量子力学的理论体系，量子化成为物理学家理解微观世界的新视域。
量子化观念的确立，不仅意味着我们必须放弃物质是无限可分的日常认知，放弃过去建立在连续性假设基础上的因果决定论，而且还使许多经典概念成为意义不明确的术语。针对这种情况，玻尔举例说，一个小孩子拿着两便士跑到商店，向售货员买两便士的杂拌糖，售货员递给他两块糖，然后说，“你自己把他们混合起来吧”。海森堡认为，这个故事表明，就像当我们只有两块糖时，“混合”一词显得不再适用一样，当我们运用位置、动量、测量、现象之类的经典概念，来描述电子或光子之类的微观粒子的运动规律和对它们进行的测量时，这些概念的适用范围或语义也会受限制。
在海森堡看来，造成这种困难的根源在于，我们的语言是在我们与外在世界的不断互动中形成的，拥有语言是我们生活中的重要事实。但是，当我们将经典概念从宏观领域延伸到微观领域时，不应该指望这些概念还会保持原来的含义。哲学的基本困难之一是，我们的思维悬置在语言之中，当我们最大限度地扩展经典概念的使用范围时，就必然要面对它们丧失原义或赋予其新义的情况。因此，我们接受量子力学的概念框架，就意味着，接受由此带来的概念变革。
从方法意义上来看，量子力学不是物理学家从实验现象中抽象归纳的产物，而是他们打破经典概念框架的束缚，凭借直觉思维，在解决新实验与旧理论之间矛盾的过程中，进行概念创造的结果。量子力学的数学描述运用的是希尔伯特空间。而希尔伯特空间是一个多维的抽象空间，在宏观世界里没有相对应的形式，我们无法根据惯用的图像思维来理解，只能通过数学来把握。而且，理论物理学在从非相对论的量子力学到量子场论、超弦和量子引力理论的发展过程中，这种数学化趋势的日益明显。
经验方法和归纳推理的退出，数学方法和直觉判断的凸显，自然会迫使人们提出更加尖锐的问题：对于无法进行图像思维的量子论应该被刻画为是形而上学，而不是物理学吗？或者，把与实验关系不密切，甚至实验基础越来越弱化的量子论的数学化发展，说成是“童话般的物理学”吗？这意味着量子论告别了对实在本性的揭示、背叛了对真理的追求、失去了成为科学的资格吗？当前大力发展的二次量子革命对这些问题的回答无疑是否定的。这些问题的提出也表明，量子理论的发展向传统的自然观、理论观、实在观等提出的挑战是多么巨大和何等严峻。
“像是从一个人的脚下抽走了地基”，量子力学蕴含的三大革命性哲学假设
普朗克的“量子”概念足以与牛顿的“引力”概念导致的革命相媲美。牛顿力学的创立不只是标志着自古希腊以来思辨科学的终结，而且还实质性地影响了近代哲学的发展，比如，以休谟为代表的经验论和以康德为代表的理性论，都是从牛顿力学中获得启迪，才提炼出各自的哲学体系。同样，量子力学的建立也不只是标志着人类撬开了不连续世界的大门，带来许多过去无法知道的科学发现和技术突破，而且也蕴含着全新的哲学假设，从传统的哲学观念来看，这些哲学假设是离经叛道的。
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