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David Bohm的量子势诠释在中国
沈惠川
(中国科学技术大学,天文与应用物理系,合肥,230026)
David Joseph Bohm (1917- 1992),是J R Oppenheimer的学生、Einstein的朋友、美国众议院反美活动委员会的仇人。1951年因受美国政府迫害,被迫流亡国外;1961年秋,Bohm获得了跟他的声望相称的学术职位,成了伦敦大学伯克贝克学院理论物理教授。虽然,在这之前,美国政府已经撤消了对他的一切指控,并最终允许他返回美国本土。但是,Bohm教授仍选择了伦敦大学伯克贝克学院作为他继续从事量子理论、相对论与当代哲学问题研究的归宿地。他逝世前是英国皇家协会成员。
Bohm把毕生精力奉献给了人类探索实在本性的科学事业。作为一位卓越的量子物理学家,他不仅在诸如等离子体物理学理论、金属理论、高能粒子理论以及A-B效应等等主流研究中做出其独特的开拓性贡献,而且更重要得是,在量子力学基础理论的研究中,他以反潮流的大无畏精神和严谨求实的科学态度,对于正统量子力学Copenhagen诠释提出了挑战。四十多年来,他于1952年发表的关于“量子势诠释”的两篇著名论文,同样一直是实在论物理学家从事量子力学基础研究的鼓舞力量和思想源泉。
作为一位伟大的科学思想家,他以Einstein为榜样,和de Broglie一样,坚持科学的任务不仅在于描述自然,而且在于理解自然的理念。他强调科学观念中概念的明晰性,高度重视第一原理的基础研究。他的自然哲学思想是反还原论的与开放的。他熔西方科学精神与东方哲学于一体,坚持受到现代科学支持的整体性实在观。他关于物质与精神本性统一的隐缠序观念,已经超越了传统科学与传统哲学的疆域,对于科学和人类文明的未来或许将具有潜在的深远影响力。
Bohm的《Wholeness and The Implicate Order》是一部重要的哲学专著,渗透了现代物理学的精神实质,是对量子势诠释的最好解读。现在,它的中译版《整体性与隐缠序》已由上海科技教育出版社出版。作为一名对于量子力学非正统探究深感兴趣的专业工作者,我觉得应该说上几句。
D. Bohm(1917-1992)的“量子势诠释”是独立于L. de Broglie (1892-1987) 1927年 的“波导理论”(la théorie de l'onde-pilote)于1952年创立的,然而这两者显然是同一件事。我是在读了《非线性波动力学》(Une tentative d'interpretation causale et nonlineaire de la mécanique ondulatoire:La théorie de la double solution, Gauthier-Villars,1956)一书后接受de Broglie的思想的(当然更偏爱de Broglie的“双重解理论”),而第一次接触到“量子势诠释”则是在读了Bohm的两篇题名为“A Suggested interpretation of quantum theory in terms of hidden variables”(Phys.Rev., 1952,85(2))文章之后。我犹豫了几年时间,1986年曾写信给法国驻沪领事馆,试图获取de Broglie的地址并与他建立联系,但未得到领事馆的帮助。1988年6月,我写信给曾是de Broglie学生的Jean-Pierre Vigier。Vigier于6月27日回信告诉我:“L. de Broglie已于去年过世。”我后悔由于自己的犹豫而未能早几年写信给de Broglie。作为替代,1989年3月底4月初,我写信给Bohm,想从他那里得到一些资料并讨论一些问题。4月17日,Bohm亲笔回信如下:
Dear Dr. Shen Hui-Chuan,
Enclosed are some reprints that you requested.
I suggest that you get in touch with Dr. Hong, who is at
Professor Hong Dingguo
Physics Department
I enclose also a copy of his address in Chinese.
Yours sincerely
David Bohm
Bohm的这封回信,使我立即结识了洪定国教授。
1990年4月,我应洪定国教授之邀,协办了在中国长沙市召开的“全国量子理论暨David Bohm学术思想研讨会”。Bohm的助手和合作者Basil J. Hiley参加了这次会议并做了连续几天的专题报告。报告内容当然是关于量子力学各种诠释方面的;其中主要是阐述(Hiley不无幽默地说是“宣传”)了Bohm的量子势诠释。Hiley报告的讲稿和投影片被复印后分发给与会代表。参加会议的有关洪(系综诠释),钱尚武,王国文(量子光学),顾之雨(A-B效应),黄湘友(双波理论),耿天明(Bell不等式),谭天荣,刘涤修(随机理论),方在庆,柳树滋(哲学家)等国内知名学者专家共40余人。在会上,洪定国教授散发了他的新著《戴维·玻姆的科学思想与方法》(光明日报出版社,1990)。这次会议召开的消息由我和洪定国教授作了报道并登载在上海的《自然杂志》上。
洪定国教授与北京大学的秦克诚教授曾于1965年翻译出版过Bohm的《Causality and Chance in Modern Physics》(Routledge and Kegan Paul Ltd, 1957; 中文版,《现代物理中的因果性和机遇》,商务印书馆,1965;我感兴趣的是Louis de Broglie为该书所写的“序”)一书。2001年,洪定国教授翻译出版了Bohm的《On Creativity》(Routledge, 1998; 中文版,《论创造力》,上海科学技术出版社,2001)。2004年,洪定国教授与张桂权和查有梁两位先生合作,又翻译出版了Bohm的《Wholeness and the Implicate Order》(Routledge, 1980; 中文版,《整体性与隐缠序》,上海科技教育出版社,2004)。洪定国教授翻译待出版的,还有Bohm的《Science, Order and Creativity》(Banlam Books, 1987; Routledge, 1989; 中文版, 《科学,序与创造力》,待出版)。由洪定国教授所翻译的Bohm的这些作品,具有极高的专业水准。其首要原因为,洪定国教授本身就是Bohm问题专家,他在Bohm身边学习工作过两年,与Bohm极其合作者有着长期亲密的书信来往,并且撰写过不少有关Bohm学术思想的研究论文。其次,洪定国教授治学严谨;正如他在为译本《整体性与隐缠序》写的序中所说:“后来随着我对玻姆哲学思想的加深理解,我觉得原先的译法没有全面把握玻姆的本意。”他对译文的这种认真态度是值得读者信赖的。记得我的论文“玻姆及其量子力学诠释”(物理,1994,23(4):241)在刊登时,洪定国教授就与我讨论过编辑部将Hiley改译为“希利”是否有道理。从这件小事可见一斑。我希望,也代表广大读者和从事量子力学基础理论的物理学家希望,洪定国教授和他的合作者能够将Bohm的全部学术著作译成中文;如果条件不允许,起码也要将由Bohm单独署名的几本书译成中文;以益于全世界华人学术界,以益于中国的量子力学基础理论事业。
在长沙会议之前的1987年,我就读到过洪定国教授的论文“论爱因斯坦与玻姆之间的学术关系(附他们之间的六封通信)”(大自然探索,1987,6)。长沙会议后,我曾向洪定国教授索要过Einstein与Bohm之间通信的复印件。我还读过他所写的“D.玻姆的隐序观念简介”(自然辩证法通讯,1984,(4)),“量子力学正统理论与隐变量理论之分歧”(湖南师范大学学报(自然科学版),1985(1)),“D.玻姆的物理学思想”(自然辩证法研究,1986,2(2)),“量子理论的本体论基础”(大自然探索,1987,6)等论文。他还在《自然辩证法通讯》和《自然辩证法研究》上发表多篇论述Bohm思想及其哲学的文章(可在www.cnki.net/和www.sciencechina.net.cn/上查到)。可以说,洪定国教授是Bohm量子势诠释在中国的忠实发言人和公认的盟主;他对量子力学基础理论的认识,在国内是第一流的,其他一些所谓“量子理论家”的学术水平根本无法望其项背。量子势诠释之所以能在中国生根发芽,广泛流传,洪定国教授功劳最大。
与洪定国教授合译《整体性与隐缠序》的张桂权和查有梁两位先生,对量子势诠释在中国的流传也功不可没。张桂权先生,1957年生于四川省洪雅县;1985年毕业于四川大学;1985-2001年在四川省社会科学院工作;现为四川师范大学政教院教授。他在《自然辩证法通讯》,《自然辩证法研究》,《科学技术与辩证法》,《哲学动态》,《中国矿业大学学报(社会科学版)》,《四川师范大学学报(社会科学版)》等杂志上发表多篇宣传Bohm哲学思想的论文;著有《玻姆自然哲学导论》和“论玻姆的‘对话精神’”。他是国内仅次于洪定国教授的“Bohm学”权威。我在多年前读过他的译文“片断与整体”(Bohm著《整体性与隐缠序》一书的第一章)。查有梁先生,1963年毕业于西南师范大学物理系,现在四川省社会科学院工作。他发表过论文“解读《玻姆自然哲学导论》”(西南民族大学学报(人文社科版),2003(7))。
在洪定国教授,张桂权教授,秦克诚教授,查有梁先生等人的努力工作下,中国的“Bohm学”才有了现在的局面和规模;量子势诠释才会处于目前仅次于正统量子力学Copenhagen诠释的有利形势。至于我本人,则是从物理学本身来研究Bohm的量子势诠释,而不像洪定国教授和张桂权教授那样具有浓重的哲学背景。我的部分文章亦可在www.cnki.net/和www.sciencechina.net.cn/上查到。
Bohm的量子势诠释,是在量子力学Copenhagen诠释走向没落的今天可以取代它的一种量子力学诠释。目前有希望取代量子力学Copenhagen诠释的,有量子力学系综诠释,量子力学“大千世界诠释”和Bohm的量子势诠释。(另一种“量子力学随机诠释”由于不用Schrödinger方程,所以较少有人问津;实际上,“量子力学随机诠释”也是逻辑自恰的。)因为在量子力学系综诠释中讨论的是量子系综而不是单个粒子,所以对习惯于Copenhagen诠释思考并且现在正由Copenhagen诠释立场转变过来的人来说,他们宁可改换门庭同意量子力学“大千世界诠释”和Bohm的量子势诠释。Bohm的量子势诠释的重要性由此可见。实际上,量子势诠释与量子力学系综诠释之间的关系,比它们与量子力学“大千世界诠释”之间的关系来得更近。著名量子理论家Jean-Pierre Vigier(现已退休且常住于加拿大),John Stewart Bell(1928-1990),Alain Aspect,Basil Hiley,以及Bohm的学生Peter R. Holland等人都是量子势诠释的主力。他们的观点,基本上就是Bohm的观点。国外量子理论家对Bohm的量子势诠释评价很高。国际上,已有人将使用“量子势”的量子力学称为“Bohmian力学”。
Bohm的量子势诠释在数学上并不神秘,将波函数Rexp(iS/ћ)代入通常的Schrödinger方程并与Hamilton-Jacobi方程对比即可得到一项“量子势”;这在数学上没有任何问题;其具体演绎可见Peter R. Holland所著《量子运动论》(The Quantum Theory of Motion: An Account of the de Broglie-Bohm Causal Interpretation of Quantum Mechanics, Cambridge University Press, 1993, 1995, 1997, 2000)。出现的问题是对“量子势”本身的诠释;据我看来,Bohm后来所撰写的许多哲学书都是围绕这一目的,并由此引发了许多联想。Holland的书在国内已有印影本。当然亦可参阅Bohm的原作。“量子势诠释”所要诠释的,是量子力学“Copenhagen诠释”无法诠释的“量子力学中固有的非局域性相关”这一性质。从这一意义上来理解,“量子势”就是“非局域相关”的数学表达式。后来提出的Bell定理和Bell不等式,显然是受到了“Bohm量子势”有关“非局域相关”的影响(当然Bell不等式有其本身的问题,例如隐含着经典统计方案等,因而它并不完全等价于量子势所产生的关联)。至于量子势诠释以及对“量子势”本身的诠释的哲学含义,则可阅读Bohm的有关著作,包括《整体性与隐缠序》这本书在内。对Bohm的哲学观点是否同意或是否愿意进行深入讨论,则是另外一个问题了。
量子力学“大千世界诠释”和Bohm的量子势诠释,涉及的哲学问题很多。洪定国教授等人的工作,使中国科学家对Bohm的思想有了更全面的了解。

QuantumTheory
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