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這幾天總有人cue我們哆嗒數學網的小編關於一則新聞的看法,這是中科大官網在其首頁釋出的一篇新聞稿,標題叫《中國科大首次實驗排除實數形式的標準量子力學》,大意是說中科大的潘建偉、潘建偉、陸朝陽等人與國外研究機構合作,“排除以實數形式描述標準量子力學的可能性”。
看標題和主要內容,是中科大的又一個科研成果的報道,還是中規中矩。但是文章中的一句話,讓人有點不明就裡。文章原文寫道:“證明了實數無法完整描述標準量子力學,確立了複數的客觀實在性。”尤其後一句的“確立複數的客觀實在性”。
確立“客觀實在”是非常燒腦且困難的問題。哲學史上發生過這樣的討論,如何確立一個東西是客觀實在呢?你得有一個標準吧,先給一個實在的定義吧。於是有人說,我要是能實實在在看見某件東西,那東西就是客觀實在的。於是有人反駁,如果你閉上雙眼,什麼也看不見,這世界上就沒有客觀實在的東西嗎。於是又有人說,我看不見,別人能看見也行,也算客觀實在。於是,有人繼續反駁,海洋深處有一條所有人沒見過的魚,在漁夫沒打撈上來的時候,沒人見過,那麼這條魚是被打撈上來的時候,才成為實在的嗎?於是,他們又有了新的解決方案,把“上帝”請了出來,上帝他能看見的就是實在……
數學哲學中,也有一個很燒腦的問題。數學本身是宇宙中的客觀的實在,還是說它只是人類大腦中的造物。或者說數學是發明還是發現。很多人如果沒有深入思考過這個問題,會脫口而出,當然是發現,1、2、3……,三直線、角形、圓形都擺在那裡,實實在在的,我們只是用我們的符號表述了它。但進一步想,真正直線存在嗎?直線上的無窮多個點,真的是客觀存在的嗎?或者說,這種數學中關於無窮的表述,是一種關於實在的表述嗎?《幾何原本》中,那種無法分割,沒有大小的點,人類真發現過?如此這般,數學到底是發明還是發現,你是不是開始動搖了。
還有一種關於這個問題更燒腦的引申:如果遙遠一個行星上有一種智慧生物,但和人類不一樣的是他們是類似“蟲族”像蜜蜂的生物群體。有蜂后、蜂王、工蜂之類的天然差別,他們分工不同,能有能力輸出智力成果只有蜂王,其他工蜂提供蜂王思考的所需,然後集體產出智力成果。那麼,這種生物研究出來的數學,和人類是否一樣?——如果你之前認同的是數學是大腦的造物,那麼這裡不同結構大腦產生的數學,就可能是不同的。如果的確是一種對實在的發現,那麼這裡的兩種數學應該相同。
上面的問題真不是在槓,的確是一些嚴肅的哲學或者數學哲學中的問題。因為問題複雜,一些數學哲學家甚至認為數學既是發明,也是發現,需要具體問題具體分析。
而得到問題答案不是最重要的。討論哲學裡的問題,大多時候,目標不是為了得到一個確信的答案,而在於思考和講道理的過程,在這樣的過程中能得到思考方式、證明方式才是真正重要的收穫。人類歷史中,從思考宇宙是什麼開始,我們在討論過程中知道了首先看清宇宙,要看清宇宙我們就要有看清的工具,於是有了望遠鏡,還有了各種宇宙探測器。
回到這裡的主題。你現在知道要證明“確立複數的客觀實在性”是多麼困難的問題了吧。
我們的總結如下:
一、如果你堅持全部數學都是人腦中的造物,那麼你無論怎麼樣的物理實驗都無法確立它。
二、如果你認為數學是一種客觀實在,需要用實驗確立這種實在性。這種實驗也許能提供一個視角。但是,在量子力學出現之前,複數已經出現在了其他學科中被冠以了各種物理意義。不能說,只有標準量子力學的實驗結果才能確立它。
所以,我們認為,這個表述多少有點誇張了。
值得注意的是,有網友指出,這篇文章掛在預印本網站的初版是這樣說的:
Our results disprove the real-number description of nature and establish the indispensable role of complex number in the quantum mechanics
我們的結果證否了關於自然的實數描述,確立了複數在量子力學中不可或缺的作用。
之後修改成了:
Our results disprove the real-number formulation and establish the indispensable role of complex numbers in the standard quantum theory
我們的結果證否了關於實數的公式,確立了複數在標準量子理論中不可或缺的作用。
修改後的描述更加準確,但作用範圍明顯更小。不是針對整個自然界,也不是整個量子力學。
無論如何,也沒有哪一句,有中科大新聞稿中那句話那麼誇張。
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