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大咖观点Ι钱旭红:量子思维与创新发展
华东师范大学校长、中国工程院院士钱旭红,
“量子思维与创新发展”主题演讲。
提文:科学并不科学,因为科学是在不断进步的,不停在进行自我革新和否定的,所以我们不能停留在过去来理解现在和未来。
在2014年一个华裔学者专门发表了一篇论文,叫“量子概率预测人类行为”,从而为人们打开了新的一扇窗。
过去,我们习惯肉眼观察世界、惯性思维,这种思维模式统治我们几百年,我们把整个世界看成一个机器,每一部分都像一个零件,所以1万年前的今天有否日全食,1万年后的今天有否日偏食,我们都可以进行精确的预测,因为我们知道所有的行星都是在固定轨道上有规律的精确的运行,所以我们建立了当时的规律。我们甚至认为电子围绕原子核也是以这种方式,可是恰恰错了。
120年前量子论产生了,它告诉我们“整体大于部分之和”,这种非直觉、非惯性的思维,影响我们还不到100年。著名的概念,包括光和电子等的波粒二象性,还有量子纠缠。
1、量子的概念
量子是讲物理世界中量子、电子存在波粒二象性,就是既有波性、也有粒子性。经典粒子,穿过双缝打在屏幕上就是杂乱的粒子分布,而经典的波穿过双缝后就会有波的干涉,出现条纹。量子,以波性穿过双峰,相互作用以后,打在屏幕上就是干涉条纹,一个一个粒子显示的痕迹就如此。但是在双缝前后观察它,就是微扰它,最后打在屏幕上的就是杂乱的粒子,如同经典粒子。这就是作为波性粒子的这么一个量子的独特性。
量子这个概念给我们带来什么样的世界,今天所说的人工智能、绿色发展和量子论是有极大关系的。量子包括光子、电子等等,有了这些理论我们就有了二极管、芯片、电脑、互联网、物联网等等,所以出现了跨界超限,有的职业产生了,有的职业消失了。
这里波粒二象性告诉我们,去中心化、去垄断,迅速的产生和消失是一种真实的现象,所谓的互联网思维是不存在的,背后就是量子思维。
人们会疑问,量子论通常是在微观,怎么说和生命和人类有关呢?有一种看法,认为这个世界就是两种法则组成的,量子法则和退化后的量子法则,比如统计学和牛顿力学,当然这个观点比较偏激。无论如何量子的现象是不能够被忽视的。
2、量子思维的拓展
下面我解释一下,比如2020年发表的大量有关的宏观量子现象、量子效应。再一个强调,生命是量子相关的,薛定谔1944年出版《生命是什么》导致了DNA的发现。《生命是什么》这本书里明确指出,生命是一种量子操控的神奇,在2006年《生命的量子》里进一步发展和创新了这个学说,对于我们每个人而言,全面理解和把握自我世界,就离不开量子思维。
2015年的欧洲科学人文杂志《新发现》就特别提到量子思维及其“仁者见仁智者见智”,因时、因地、不同的认知,是真实存在的,是一种测不准、叠加等等状态。《量子领导者》,在肯定量子是迄今为止最成功的科学理论的同时,更指出它是一种新的世界观,量子思维告诉我们,世界因你而不同,因为你和这个世界是不可以区分的。剑桥大学2015年出的一本书《量子思维与社会科学》,用量子的方式理论和思维的方式去分析全球的国际关系,当然也有其他的量子的人文社会科学的著作,大家可以去阅读。
每个人每天都处在经典和量子的交界之处,我们的眼睛看到的是光量子,我们耳朵听到的波是经典波,所以我们会处在两个状态之间,处于一种不确定、叠加、纠缠。即使如此,人们还会怀疑,难道每个人真的会在量子的思维状态之中吗?事实确实如此。不同人会有不同评价,这和我们经典世界上看的东西是不一样的。
对生命而言,我们相互之间的测量取决于我们相互的作用,存在相互作用的两者的识别,它的不确定性是非常之大的,所以世界应该等于观察者和被观察者以及他们相互间的复杂关系,我们所有的人与人之间的评价都是基于关系跟角色的,都是受到叠加、纠缠、不确定等等状态的影响。
这一切告诉我们,主观和客观不可分割。过去我们认知世界都是把世界硬性割裂,把一个本真的多种可能性的世界分割为主观意识和客观世界。而今天,量子思维告诉我们,本真的世界有多种可能性,当你进行识别微扰它时,它就是叠加、崩塌转变为现实世界,即你看到的样子。
中国的《道德经》描述了叠加的状态,“道,可道,非常道;名,可名,非常名。”1000年前我们仍然没有量子物理世界,但是我们在思维角度也有独特的认识,那就是禅修,他说如何认识世界的,“见山是山、见水是水”“见山不是山、见水不是水”“见山还是山、见水还是水”,只是这个山不是那个山、这个水不是从前的那个水了,所以仁者见仁智者见智,主体和客体的不可分割性必须得到充分认识。
3、量子思维下理解人文社会
量子竞赛已经在各个国家展开,其中最为领先的国家就是美国、中国。我们必须认识到,100年前量子颠覆了自然科学技术,未来的100年可能颠覆人文社会科学。大家知道有一个重要的工程师、科学家叫马斯克特别推崇第一性原理,他非常推崇。在物理学和化学学当中的第一性原理,主要就是指量子计算,就是说不采用任何经验参数,只根据宇宙常数和物质的本身特性,就可以对这个世界进行很多的预测和计算,从中我们可以知道量子的重要性。
所以我们每一个人而言,都需要了解量子、经典的两种思维方式,但是不能偏执于其中某一个方式。经典的世界讲,这个世界是分界的、部分的、机械的、惯性的、划一的、精确的、定域的、割裂的、被动的、计划的。而量子的境界告诉我们,这个世界是整体的、灵活的、多向的、差异的、可能的、离域的、联系的、互动的、不定的。
每个人应该知道,自然世界是相通的,经典和量子在其适用的范围都是正确的,过去我们认为微观适用量子、宏观适用经典,今天我们要重新认知,量子态适用量子、经典适用经典。世界是不可以简单的机械分割,而机械分割对生态和社会而言会带来无限的问题。所以,对我们每个人而言,不能偏执于经典和量子。
量子思维、量子信息理论对人们理解人文社会有非常大的帮助,比如说有关的社会激射理论、有关社会在量子状态的通篇论证等等。同样我们也开发对经济和企业管理者量子思维多维测量评价方法,而且发现具有很高的应用可能性。
我最后要讲的是“僵化的思维产生问题,多样的思维解决问题,超限的思维超越问题。”
谢谢大家!