二十世纪末的原子学说，本文主要内容关键词为：二十论文,世纪末论文,学说论文,原子论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
本文译者：新蔚
由于某种永恒的力量，一切物体无论相隔远或近，都神秘地彼此联系在一起，以致你不可能摇动一支花而不惊动一颗星球。
弗朗西斯·汤普森
(1859-1907)
一.非局部的纠缠：空间的整体性
拍摄一条彩虹，在理想的条件下，你不仅可以看到主虹和（较淡的）副虹，而且可以看到两者之间有一条比周围天空暗得多的环带，还可以在主虹的内侧看到一条条通常是粉和绿相间的很暗很窄的色带。几百年来，这些被称之为“附属虹”的窄带对于那些试图科学地解释彩虹现象的人来说一直是一个迷。
在17世纪，笛卡儿和牛顿都能够把主虹和副虹以及两者之间变暗解释为被大量水珠折射和反射的光线的光谱分解现象。然而，用笛卡儿和牛顿的光学理论无法解释那些附属虹。事实上，直到最近，在相当复杂的计算机程序的辅助下，才能制作出精确的彩虹数学模型。从本质上讲，附属虹是一种牛顿的光谱分解模型所不能提供的光学现象。惠更斯首先（即也是在17世纪）提出并由杨在1803年所证实的光的波状性质对产生于小水珠正面的光波干扰作出了解释：正如杨本人所指出的，两道光线在同一方向上被一滴雨珠散射，这与光通过两个针孔（或两条裂缝）而产生干扰条纹极为相似。
因此，每当我们看到完整的彩虹现象，我们便目睹光的两重性质：它的微粒（粒子）性质可以被认为是产生主虹和副虹（包括笛卡儿和牛顿的几何分析法中所说的沿着“光线”轨迹运动的粒子）的原因，而光的技术性质则是产生附属虹的原因。
波和粒子
波／粒子两重性是20世纪发展起来的重大物理理论之一——量子理论——的核心。这种理论正式承认这样的事实：我们可以用光（或者甚至用诸如中子或电子等物质的“粒子”，这些粒子具有同样的两重性）进行两种性质不同的实验。多年来，我们只能用假设光产生于分散实体——光子（换言之，电子被设想为粒子）——来精确地描绘一种实验，而另一种实验则只能通过把光（或电子等）模拟成波来解释。后者最著名的例子还是杨氏产生干扰条纹的双裂缝实验。另一方面，爱因斯坦在1905年证明了光和电子的粒子状性质，当时他正确地测算了所谓的光电效应：每当光子“击中”电子时，两者都必须被认为是粒子，才能在碰撞后测量出准确的能量转换。早在20世纪20年代量子理论出现之前，我们就已经知道杨氏双裂缝实验和光电效应，然而，只是有了量子力学，承认量子系统（即光子、电子、原子，等等）的两重性，我们才获得了一个能解释所有观察到的现象的数学框架。
今天，量子理论（或其更现代的形式，例如量子电动力学或标准量子场理论）是迄今存在过的最精确和最广泛应用的物理理论。在历史上，它的第一个巨大成就是解释了原子的若干属性。尤其是，在量子理论发展之初，玻尔的原子模型（尽管仍然在错误假设的指导下）为氢原子所吸收或放射的光谱条纹提供了正确的数字结果。1959年，K.W.福特和J.A.惠勒在用量子力学论述原子碰撞时证明，分散的原子可望在一个特殊的反射角附近密集——很像被水珠散射的“光线”产生彩虹现象。换言之，在原子物理学中，也有一个被量子理论正确地预言的“彩虹角”。
尽管（由薛定锷、狄喇克、克莱因和戈登以及最近由萨拉姆和温伯格等人提出的）那些基本的方程式是描述“波函数”或“量子场”的行为的偏微分方程，但是迄今为止，量子理论的进一步发展主要关注量子系统的粒子性质，这就是说，大多数量子理论强调研究基本的“基粒子”（或基本场，试图将下列四种基本力统一于一种理论中：电磁力、强核力、弱核力和重力）。①因此，在粒子加速器（例如日内瓦附近的欧洲核子研究中心或芝加哥附近的费米实验室）中以更高的能量进行的实验所产生的在时间和空间中的更高分解力，使我们能够通过研究诸如今天“最基本的”粒子家族——夸克和轻子等越来越小的物质单位——探索现代形式的量子理论。
因此，尽管还存在着有关量子理论的大量尚未解决的问题（例如波／粒子两重性和下文将要讨论的其他未解之迷），但是在量子理论存在的整整70年里，科学机构一直奉行一种最省力的方针。它把它的大部分能量（从这个词的本义上讲，以及从经费、人员和声誉上讲）投入这样一个方面，一旦克服了时空分解即金钱与能量的新障碍便能提供新的结果。由于无视量子理论的一个基本特点，即由于其波状属性，探索量子系统也意味着探索所使用的设备，所以高能物理学已经变成一种有点自我参照的实践（也是一种有点自我实现的预言）：只是片面地研究物质的粒子方面。这一切在我称之为“二十世纪原子学说”的前提下发生过（而且仍在发生）：认为（用原子弹、核反应堆和粒子加速器付诸实践）从最根本的本质上讲，世界是由最微小的实体——这些“原子”今天成为某种“基本粒子”——所构成，因此任何物体至少在原则上可以被认为是数量有限的这类实体在空间的有限集合。
自从阿夫季拉的德谟克利特（公元前460-370）把原子的概念引进西方思想，后来由伊壁鸠鲁（正如第欧根尼·拉尔修所传播的）和卢克莱修详细说明，这种概念便成为唯物主义和无神论世界观的基础。因此，知道直到1624年在法国讲授原子学说还是一种可能被处以死刑的犯罪行为，就不会感到吃惊了。甚至在约翰·道尔顿(1766-1844)时代以后，当原子已被人们所承认，而且实际上已被化学家们认为不可缺少的时候，许多物理学家还在继续对此加以抵制。卢德维希·玻耳兹曼从假设原子的存在引伸出热力学定律，他是19世纪原子学说最重要的鼓吹者，而另一位奥地利人恩斯特·马赫则是最著名的反对者。爱因斯坦的第一批论文完全沿袭了玻耳兹曼的传统。正如他在自传中所解释的，他之所以从事波动和布朗运动的研究，是由于希望肯定体积有一定限度的原子的存在。玻耳兹曼的统计方法也被马克斯·普朗克用于光的量子假设，所以说“量子理论的两个根源，即普朗克的理论和爱因斯坦的理论，都可以追溯到玻耳兹曼的理论”（玻耳兹曼，1981）。
量子理论中的非局部性
关于如何解释量子力学的形式主义，这一争论的历史是非常复杂的，几乎有多少参与者就有多少种不同的观点。因为，尽管量子理论在实践中取得了巨大的成就，但是这种理论实际上所描述的本体论状态远未取得一致的意见。有些人认为，量子理论仅仅是一种客观地描述物质现有属性的形式主义，而另一些人则认为，它描述观察者所创造的系统，或者甚至表明存在着无数相同的宇宙。
这种争论在很大程度上起源于围绕着所谓的“爱因斯坦－波多尔斯基－罗森悖论”所进行的玻耳－爱因斯坦争论。这里没有篇幅详细讨论这场（一直延续到今天的）争论，读者可以参考到处可以找到的详细文献或某些非常流行的有关说明。然而，爱因斯坦－波多尔斯基－罗森“悖论”值得我们特别注意，因为它说明甚至今天还没有被充分理解的量子系统的一种属性，即量子系统的非局部性。
在戴维·博姆提出的一种形式中，爱因斯坦－波多尔斯基－罗森悖论考虑到一种“单线状态”，这种状态由两个相对（“向上”和“向下”）旋转的粒子构成，这两个粒子原来在一起，现在正在分开。当你测量一个（比如说“向上”）旋转的粒子时，你立刻就知道另一个粒子旋转的方向（即“向下”），不管这两个粒子相距多远。迄今为止，这种情况并不令人感到意外。然而，量子理论具有十分难以捉摸的属性，完全不同于关于粒子行为的传统看法。尤其是，如果我们测量一个只沿着被用作参照系的坐标系统的一个轴（比如说x轴）旋转的粒子，我们便获得一个明确的答案（被称之为这个粒子的“本征状态”），但是我们失去了了解旋转的其他组成部分（即沿y轴和z轴旋转的粒子）的机会。这是由于海森伯的“测不准原理”每次只允许了解一个组成部分。选择哪一个组成部分取决于实验者，但是一旦测量仪器准备好测量三个可能的组成部分中的一种本体论状态时，另两个组成部分就测不准。
在爱因斯坦－波多尔斯基－罗森悖论中将这一原理应用于两个粒子的系统，便会有引人注目的结果。因为，每当在实验装置一边的仪器测验旋转的一个特定组成部分（比如说+s）时，另一个粒子的旋转便自动地处于一种相反的本体论状态(-s），因为不仅两个粒子的旋转，而且它们的x、y和z组成部分，在任何时候都正好彼此相反。然而，这意味着，每当一个被测量的粒子处于一种本体论状态（比如说+s）时，那么——显然不以任何方式干扰另一个粒子——另一个粒子便处于一种众所周知的本体论状态(-s0），无论这两个粒子自分离后已经离得多远。事实上，从原则上讲它们之间的距离可能是几千英里，或者甚至若干光年，但依然是：一旦一个粒子的属性在一边被测量，另一个粒子的本体论状态在另一边就会受到影响。因为这种影响显然不能用实体的局部相互作用来描述，所以我们在这种情况下提到量子理论的非局部性。贝尔的不等式以明确的形式表明了这种情况，今天大多数量子物理学家用这些不等式来证明不可能用一种局部理论来解释爱因斯坦－波多尔斯基－罗森现象。此外，一般说来，量子系统的非局部性不限于粒子的旋转，而且可以用于粒子的其他属性，例如在所谓的“两个粒子相互干扰实验”中。
按照欧文·薛定锷的观点，我们应该把爱因斯坦－波多尔斯基－罗森型实验中互不影响的粒子称之为“交织”系统，因为它们交织成互相关联的状态。此外，按照汉斯·普里马斯的观点，我们应该把不是由直接相互作用引起的相互交织成关联状态（即有别于上述单线状态）称之为“爱因斯坦－波多尔斯基－罗森关联。因为，另有大量的现象显示出非局部的特点，但是不像著名的单线状态关联那样广为人知。例如，在分子领域内，存在着电子和原子核之间通过它们所谓的“辐射场”形成的爱因斯坦－波多尔斯基－罗森关联。通常，例如维格纳－韦斯科夫近似法在描述一个分子与其周围的（在理论上是无限的）辐射场相互作用时，后者是用传统的方法来处理的，从而忽视量子力学的条件，因为这些条件被认为是微不足道的。
然而，普里马斯论证说，在大多数情况下，这类近似法是一种手法，只忽视了人们不希望看到的东西，因为任何研究自然现象的科学方法都用各种抽象的概念来运作，所以只有在这些抽象概念被普遍接受和／或符合实际时，或者只有在没有与这些抽象概念相矛盾的经验主义结果时，它才会产生令人满意的结果。普里马斯(1987)说：“……今天，只有在我们打破自然的整体对称时，自然科学才可能存在。这种对称的打破是由选择某种观点引起的。一种不依靠背景的对现实的描述已被证明是不可能的。每种背景都有其固有的先入之见，我们选择这些先入之见作为描述自然的参照点。如果人们选择另一些先入之见，人们就选择另一种具有不同景象的背景，于是自然就被看成是另一种样子。每一种背景都创造出一幅现实的画面来显示这种背景的特点。”然而，这意味着，甚至“原子和分子也是物质在一些特定的观察条件下的表现”。在上面所讨论的实例中，这些条件意味着忽视爱因斯坦－波多尔斯基－罗森关联。
月球是一个物体吗？
如果我们没有忽视爱因斯坦－波多尔斯基－罗森关联，我们便获得一幅与我们所见惯的画面截然不同的画面：“根据量子力学，月球的电子是与它们的辐射交织在一起的。如果我们不愿意从这种辐射场的量子力学结构中抽象出来，因为它与讨论中的问题无关，那么月球就变成与太阳等等交织在一起，而且不能说具有某种个性。所以，不从辐射场的量子结构中抽象出来，月球就不可能是一个物体”（普里马斯，1987）。
因此，对于量子物理学家来说，“月球是一个物体吗？”之类的问题应该比“当没有人观看时月球是否存在？”之类的问题更有意思。遗憾的是，大多数知名的物理学家似乎更关心后一个问题，因为他们已经把发现量子系统只要没有被观察便处于一个无限的“迭加”状态（即处于某种“可能性空间”）转入认识论争辩的领域。因此，他们在描述性符号或日期归算系统和被描述的系统或日期之间引进了某种不确定性，以致最终把同样的本体论状态归因于物质及其描述（例如一种用波函数进行的描述）。
只有从这种唯心主义的认识论观点出发，才能把一种特殊的作用归因于某种量子力学状态的观察者的精神（意识和大脑等）。诚然，在某种基本的意义上说，没有观察者就不可能有观察，不过我们还是能够像罗兰·费希尔描述奎宁和舌头之间“变质”的“瞬间过程”那样观察（量子）系统和观察仪器之间有关联的属性：奎宁本身并不“苦”，但是奎宁和观察者的舌头之间有关联的属性可以被描述为“有苦味”。同样，一个量子系统的任何被测量的属性都必须被看成是这个系统和观察仪器之间相互作用的结果。另外，没有必要怀疑一个量子系统的属性的“存在”不取决于观察者，正像声称奎宁不尝便不存在或月亮没有人看便不在那里将一无所获一样。
有些物理学家论证说，我们不能把同样的本体论状态归于月亮和一个量子系统（例如一个电子），因为传统的宏观世界和量子世界之间存在着差异，在测量它们时具有产生各种现象的独有的特性。然而，传统世界和量子世界并不是始终如此区分的。
仍以彩虹为例。彩虹是一种宏观现象，但它是一个“像月球似的物体”或一种像一个被观察的量子系统似的光与物质之间相互作用的现象吗？实际上，对于一道彩虹来说，重要的是观察者处于这样的位置：存在着一系列方向，来自太阳的光线沿着这些方向强烈地散射进观察者的眼睛（或散射到一块照相底版上）。此外，主虹和副虹的出现不受水滴大小的影响，而附属虹的厚度则受水滴大小的影响。因此，可以说，水滴的大小部分地决定了彩虹的样子，但是彩虹的清晰程度则取决于观察者的位置，就像测量仪器（例如双裂缝）的安放部分地决定了由此产生的干扰条纹的形状，而通过双裂缝而来的光线的“清晰程度”则取决于双裂缝后面的光子探测器或屏幕的位置。
换言之，彩虹是一种量子力学现象，以雨滴作为无数凹面的反射器，把射来的光线的“可能性空间”还原成特定的光谱分解和干扰现象。（如果我们能随意使雨滴发生变化，我们便能准备不同的实验情景，以便“产生”不同的量子状态。）然而，月球同样能被看成一种量子力学现象：它仅仅是一个粗糙的凸面反射器，而且仅仅由于它的距离和大小，观察者的位置才实际上无关紧要，按照物质的波状外表，干扰现象太小，我们看不到。
这就给我们留下了上面所提到的问题：月球是一个物体吗？必须强调，这不是（至少不单单是）一个认识论的问题，而是一个强加给我们的问题，如果我们认真对待量子理论的话，实际上，我们已经作出了回答：如果我们不忽视爱因斯坦－波多尔斯基－罗森关联的话，月球就不是一个物体。我们的感觉的任何其他常数都不是物体，因为，严格地说来，没有可以分离的物体：你的手指尖上的一个原子实际上现在就和光线最微弱的星球联系在一起。这岂不是重复那句老话：每一件事物都和另一件事物联系在一起？是的，这是重申自然的完整性，但这也是对我们能对这种见解做些什么表示怀疑。因为，与纯粹的哲学陈述相反，量子理论给我们提供了一幅可以付诸实践的图景。现在产生了这样一些问题：“为什么有一些现象可以被当作物体来处理得非常近似？”“这种近似何时打破？”“爱因斯坦－波多尔斯基－罗森关联何时在性质上改变我们可以称之为物体的东西，如果不是因为它们与其他时空领域非局部地交织在一起？”
我们已经看到，我们是否把观察到的现象当作物体来看待，取决于我们所感兴趣的方面或实际目的。科学的实践正如一般的生活实践一样，在于压缩复杂性：我们必须从自然的整体性中得出抽象的概念才能起作用。我们终究没有办法“理解”整体性，我们能够看到的我们所觉察的任何东西，与我们看到的彩虹具有相同的性质：一幅图像。
二.不规则碎片的进化：时间的整体性
设想你自己处于空间的某个地方，并且向地球运动。在一定的距离上，你只会看到一个点（零维）。只有当你比较靠近时，你才会看到它大致上是球状的（所以被称作三维）。如果你要更近地观察这个“天体”，而且打算出现在它的表面上，你又会遇到三维的特征问题。因为：地球的边界在哪里？你是否考虑到它的云彩及其湍流性；或者你是否应该为了一种理想化的三维形状而不考虑云彩和山岳？我们知道，即使对这个“地球物体”做一个简单的描述，也取决于它的哪些方面使我们感兴趣。
B.曼德尔布罗特创造了“不规则碎片”(fractal)这个词来描述某种限度的不规则性和分裂状态。他曾经利用“维”的引伸概念，这种概念也应该适用于“维”不是整数的物体。（例如，英国海岸的分裂程度是用大体上为1.5的不规则碎片的维来表示，而用1维来表示不分裂的海岸线。）因此，一个物体的度也取决于观察主体的特性（它的观察集团、分解的程度，等等），而且可以具体化的数量现在并不涉及“物体本身”，而只涉及物体与观察者之间的关系，这也就清楚了。
有一些特别有趣的是不规则碎片，其特点是，它们的结构在不同的分解状态下具有“自我相似性”。像所谓的“科赫曲线”或“曼德尔布罗特集”这样理想化的数学研究对象就是这种情况，但是这种自我相似性也可以在诸如海岸线、云的形态、动脉的分支或神经细胞等大量自然现象中发现。在这些例子中，人们可以发现各个部分具有相同类型而大小不同的分支和碎片。（在数学研究对象中，这些类型甚至以无限小重复。）
不规则碎片今天在各种不同的研究领域里被运用。它们在分析以产生新结构为特征的动态系统（“自组织系统”）和这些系统相应的非线性行为（与不能产生新结构的线性系统相反）时特别有用。对这些系统的研究往往是在所谓的“相空间”——一种抽象的空间，包括所有与描述这个系统有关的参数作为它的坐标轴（最终包括普通空间的三个轴）——框架中进行的。动态系统的特点往往表现为这种空间中的某种紧凑的形状，而分裂体的维数被用来在量上描述这些形状。
然而，不规则碎片不仅有助于分析结构（即几何构形，即使它们代表关于非线性系统动态的简明扼要的信息）。也可以从时间的角度来观察这些分裂体。一种不规则碎片形的结构相当于一种初始形状更精细的复杂化。把最充分复杂化的例子，即生命的进化，看作更复杂的组织形式的出现，这种组织形式以自我相似的方式保护自身作为独立自主的单位，然后作为一种抽象的描述，进化本身便可以被描述成一个自我参照的分裂过程。
正如下一节将要说明的，我们甚至可以把无生命的物质纳入这种模式，因为它也可以像R.道金斯描述一切生命形式的共同特征那样具有“稳定者生存”的倾向，而且，按照J.洛夫洛克的“盖亚假设”，也可以应用于整个生物圈。因此，在这幅图景中，量子系统、感觉器官和地球本身是组织上独立自主的自我参照单位，是宇宙分裂进化的必然产物。
进化的逻辑
这种进化的特点是分化过程和结合过程相交替，这种交替也可以被说成是一种进化逻辑的表述。“进化的逻辑”描述从一种对称的状态(i)到一种分化的不对称状态(ii)，最终到一种“反对称地”结合了从前的对称和不对称状态的更高级对称状态(iii)的发展。这种进化的逻辑有许多表现形式。在每一种情况下，考虑第二步或第三步时都不能不考虑前面的步骤。例如，(i)无性繁殖（即个体之间的对称）、(ii)雄性个体和雌性个体的出现（不对称）和(iii)有性繁殖（结合的对称）的进化状态；或者根特·杜克斯所说的“世界观的逻辑”：(i)唯心主义（即“内心”世界和“外部”世界之间的同一性）、(ii)现实主义（外部世界不等于内部世界）和(iii)建设性的现实主义（内心世界和外部世界之间循环的相互影响），都是这种情况。
因此，世界的不规则碎片状态及其相应的进化逻辑表现在“外部”物体以及“内心”意识状态（或思想方式）的发展中。正如我在其他论文中详细论述过的，人们因此可以谈论有组织单位进化时的“反响”，这种反响一再以不同的形式发生，而且往往彼此相互影响，有时有助于自然界（“外部世界”和我们的思想）中各种过程的分化，有时则有助于这些过程的结合。
正如记忆是认知过程的基础，在这个意义上，我们在主体与环境之间的感觉－动力相互影响过程中的各种经验的分类，是早先经验的解释和解释的解释（……），所以必须认为任何物体的存在都基于早先的存在形式。因此，自然的分裂进化图景是一种历时性的模式，或者是修辞学家们所说的“倒转语法”：随着时间的推移，简单形式的反响越来越多样化。
因此，一种“自在的物体”的图景可能不仅在被忽视的爱因斯坦－波多尔斯基－罗森关联方面是不完整的，而且在它的动态或它的进化方面也是不完整的。空间中的完整性必须由时间上的完整性来补充，以便在我们的内部和外部获得一幅比较合适的图景。
三.物质的概念
如果说用（历时性的）构成过程而不是用纯粹的（共时性的）结构特点来描述自然中的有组织单位通常比较合适，那么这种描述法也必定适用于最小的已知单位，即适用于量子系统。我们已经提到，所有“单位”的基本特点是它们倾向于稳定（诸如在生命系统中）。然而，一种倾向意味着一个过程，而不是一种静态的性质。此外，由于H.萨基斯使我们想到，振荡是生命系统感觉某种环境的基本必要条件，所以我们能再一次把这种见解从生物学转入物理学。关于交织的量子系统，H.普里马斯指出，存在着“与生物系统中的行为在形式上极为相似之处”。若干年前，我提出了“一个量子系统如何感觉它的环境？”的问题，开始尝试说明这种形式上的相似。
我随后提出了一个我称之为“量子控制论”的模式，来说明量子系统既是波同时也是粒子，说明在可以局部化的“粒子”及其通常是非局部的波状环境之间循环的“感觉”过程。其出发点是马图拉纳和瓦雷拉关于自主生物系统的属性的看法：“如果人们说有一台机器M，在它的指令结构中有一个反馈回路，使得输出对输入产生影响，那么人们实际上是在说一台更大的机器M’，它的指令结构中包括环境和反馈回路。”因此，我提出了一种与生物系统极为相似的关于量子系统的控制论描述：“一个量子系统就是一个反馈系统，具有某种特定的参照信号，这种信号补偿只与参照点（即某种基本频率）有关的干扰，而决不反映这种干扰的结构。因此，它的行为就是这一单位通过调整参照信号控制其‘感觉数据’的过程。”
在量子控制论中如何处理非局部性？首先，我们必须注意，自从量子理论的非局部性特点被认真对待以来，量子理论与相对论之间的某种差异就一直困扰着理论物理学家们。正如普遍所认为的，在真空中不可能存在比光速更快的信号，（似乎是瞬间即以实际上无穷大的速度发生的）非局部性关联的影响引起一种显然无法解决的矛盾。不过，我曾在几篇论文中论证，这种明显的矛盾是可以解决的。因为，如果我们仔细地研究相对论的原理，就可以发现，作为由此而产生的一种结果，必定有一个全称量，其形式为速度的平方C[2]。众所周知，艾伯特·爱因斯坦认为C等于真空中的光速，并从它的假设的不变性引伸出狭义相对论。这是绝对合情合理的，并在许多实验中得到证实。根据这种理论，同样清楚的是，不可能有巨大的“粒子”以速度C或更快的速度运动。不过，这种理论仍然允许C[2]而不是C作为全称常数，这个常数原则上不仅可以被分解为C[2]=C×C，而且可以被分解为两种不同的速度C[2]=U×V，其中的V是粒子的速度，比C小得多，而U则是“相波”的速度，比C大得多。
我曾经论证，根据德布罗意和博姆等人的量子理论模式，这些相波可以用来描述非局部性关联中由某种原则引起的变化。从根本上说，这些相波是人们所说的“真空”或“狄喇克以太”的波状结构的表现形式。我最近曾试图把这些波描述为“源于混沌的有序”现象，以便找出它们在一种非线性理论中的基本动态性质。当然，一种亚量子媒体的基本“隐蔽的混沌”具有纯粹假设的性质（正如一百年前的原子理论），但是我曾提议在量子控制论的框架内进行实验，以测验这种“以太”是否存在。
目前，量子控制论只是一系列用因果关系描述量子通过“隐蔽变量”发生变化的过程的尝试之一。不过，它们共同的基本假设是存在着某种亚量子媒体。人们只能猜测这种媒体是由什么构成的，但是构成它的完全可能是另一些“最小的单位”。因此，我们今天所说的“基本粒子”，有朝一日可能被看作是一种显然连续的媒体的非线性变化，只有通过进一步分解才能分解为以太的“原子”。
因此，在21世纪可能产生一种新的原子学说，到那时，原子将是“连续的”亚量子媒体“不连续的”成分。另一方面，我们将和阿夫季拉的德谟克里特一样有资格说：“……事实上只存在着原子和空虚。”然而，我们也可能认识到，我们由此将只能再一次旋转不连续的支持者和连续的支持者之间争论的轮子，从而完成沿着时间轴线盘旋的不规则碎片的认知过程中的另一次循环。
四.自主权的进化
正如不存在受某种时空领域限制的实体意义上的物体，20世纪原子学说意义上的原子也不可能存在。不过，在我们的日常工作中，把事物当作物体对待——不把我们自己说成是在不同程度上很有自制力的“自觉的”人，我们便可以相安无事。实际上，就我们最详尽阐述的物理理论的无限特点来说，我们怎么可能几乎没有任何问题呢？
考虑到各种量子系统的交织，可以设想，在一种超越量子理论的模式中，除了非局部性关联外，还有一个“噪声条件”：噪声随着交织系统的两个成分（例如第一节中所说的两个旋转的粒子）之间的距离增加而加强，以致各种关联终于中断。今天，实验证明非局部性关联的范围达6米，所以我们可以考虑例如星际间距离的实验，以便了解交织是否由于某种“亚量子噪声”而继续存在或逐渐消失。
然而，在当代的理论中有另一些可能的途径产生相当孤立的物体。在高能物理学以及固态物理学中，人们可能谈到所谓“有外壳的粒子”，而普通物理学理论中的“裸露的粒子”则与它们的环境强烈地相互影响。这就是粒子在高能状态下碰撞的情况，或者是粒子牢固地与一个固态物体的势能结合在一起的情况。因此，新产生的物体受到了环境的某些影响，以致它变成了一个“有外壳的粒子”。一般说来，尽管有交织和爱因斯坦－波多尔斯基－罗森关联，但进化似乎还是设法通过把物体“自组织”成在组织上独立的单位而消除了整体对称。结果，我们便看到了一种独特的进化，这种进化由于某种原因不同于通常所认为的产生形式越来越复杂的组织。然而，考虑到“复杂”(complex)这个词源自拉丁文的“complector”，即放在一起的意思，我们便懂得，一个电子与其说是一个固态物体中的一个有外壳的粒子，不如说是“放在一起的”（即更复杂的）粒子：一个电子与其辐射场的环境之间有着爱因斯坦－波尔多斯基－罗森关联，具有无限多的自由度，而一个有外壳的粒子的自由度则由于粒子在固态中“受限制”而大大降低。
因此，一个物体越是“复杂”(“complicated”)（来自拉丁文“complicare”，即合在一起）（即与爱因斯坦－波多尔斯基－罗森关联中的“简单”或“不受限制”相反），与环境相互影响的自由度便越小，即这种物体越不“复杂”(“complex”)。因此，比较恰当的是用爱因斯坦－波多尔斯基－罗森关联较少的独立单位的出现和发展来描述进化的过程：进化是一个进入更高级形式独立状态的非复杂化过程。
所以，从量子力学的观点来看，人脑（或者更“整体地说”是一个人）是已知最独立的单位，因为它是宇宙中最不复杂的实体。量子力学是否与描述人脑中的各种过程有关，这还是一个有待讨论的问题，但是它完全可能变得与更复杂的计算机有关。例如，可以从非局部性关联方面来研究最近发展起来的“量子细胞自动体”——它根据量子力学的转换规则模拟由分离的“细胞”群构成的复杂系统。可以想象不论在人脑中还是在计算机中的其他“非局部性计算”②形式，从而从性质上考虑新的独立形式。因此，我们可能想到独立的“计算”单位，这些单位通过交织的系统和爱因斯坦－波多尔斯基－罗森关联互相结合在一起，以致它们“自组织”成我们今天甚至不能想象的各种“非局部性独立”形式。
然而，我们对非局部性还知之甚少。特别是，比起更复杂的可能性来，今天所研究的交织系统和爱因斯坦－波多尔斯基－罗森关联系统看来十分简单。在各种非局部性的距离上也许存在着甚至更有序的关联？人们可以想象各种复杂的系统，它们与其他类似系统的爱因斯坦－波多尔斯基－罗森关联以这样的方式耦合，以致它们构成“超关联的”单位，如此等等。在一个有机体的所有细胞之间的遗传水平上也许存在着爱因斯坦－波多尔斯基－罗森关联？如此等等。有许多问题，许多可能性，但目前几乎没有任何答案。70年来非局部性之所以未被彻底理解，一个原因是因为它的含义如此重大和带有革命性，以致需要更长的时间才能消散在被广泛接受的世界图景中。
我们今天的情况与布鲁诺、伽利略、哥白尼和开普勒时代的日心说和地心说的斗争之间，有着某种相似性。正如A.科伊雷所说的，日心说革命有过它自己的漫长历史：“因此，围绕着宇宙并使之结合在一起的各种天体并没有在一次大爆炸中立刻消失；宇宙气泡逐渐发展和膨胀，然后爆裂成碎片分散到它周围的空间中。”
因此，17世纪提出天体破裂和宇宙所有界限消失，可以被看成是一种世界观的“诞生过程”，这种世界观意指地球上的物体和天上的物体具有完全相同的性质。同样，任何物体的界限通过非局部性被突破都重复一个诞生过程，一种现在意指地球上的物体和天上的物体之间事实上的“共时性”关联的新世界观。
人们可能想知道，关于这种诞生过程的观念是否具有更深刻、更抽象的含义。因为，由于进化的不规则碎片的性质是由新的组织单位的出现规定的，所以这些新世界观本身的“诞生”就是这些单位的表现。
如果我们把这一系列新的独立形式的诞生推广到遥远的将来又将如何呢？会不会出现这样一个时期，那时宇宙中的某些单位可能变成完全独立的，即与它们的环境没有任何关联？如果是这种情况，那么这些实体本身会变成“宇宙”，而且人们可能想知道，在这个他们早已遗弃的世界上，他们是否失去了什么。
Gerhard GR
SSING：ATOMISM AT THE
END OF THE TWENTIETH CENTURY
(DIOGENES No 163，1993)
注释：
①毋庸置疑，这些统一的尝试是借助于所谓的“对称原则”来阐述的。这就导致了许多有哲学倾向的物理学家宣称“物体的消失”和唯心论的最终胜利。然而，事实上，我们目睹了一场辩论的再起。这场辩论已在20世纪初以列宁批驳马赫的“经验批判主义”达到高潮。（更详细的论述见格罗辛1993年的论文。）此外，按照埃米·诺特的著名定理，每一条对称原则都相当于一条所谓的守恒定律。唯心主义者可能想知道，守恒的数量（例如能量一动量等）对“物体的消失”来说意味着什么。
②最近，在尝试计算出量子效应在神经元系统中的下限时，我曾经建议把非局部性计算看作偶合神经元组件的一个新生属性。此外，一篇关于非局部性计算并对量子细胞自动体进行详细数学分析的文章即将发表。 CK
[1] D.博姆：《完整性和潜在的秩序》(Wholeness and the Implicate Order)，伦敦，劳特利奇与基根·保罗公司，1980年。
[2] E.布罗达：《卢德维希·波尔兹曼：力学与活力论》(Ludwig Boltzmann，die Mechanik und der Vitalismus)，维也纳大学物理化学研究所，1981年再版。
[3] R.道金斯：《自私的基因》(The Selfish Gene)，牛津，牛津大学出版社，1976年；《自私的基因》(Le Gène égoiste)，巴黎，孟热斯出版社，1976年。
[4] H.迪尔斯：《苏格拉底前的哲学家们的片断论述》(Die Fragmente der Vorsokratiker)，汉堡，罗沃尔出版社，1957年；参考J.-P.迪蒙：《苏格拉底前的哲学家们》(Les Présocratiques)，巴黎，加利马尔出版社，《七星文库》，1988年。
[5] G.杜克斯：《世界观的逻辑》(Die Logik der Weltbilder)，法兰克福，苏尔坎普出版社，1982年。
[6] R.埃伦费尔德：《原子化学发展史纲要》(Grundriss einer Entwicklungsgeschicht der chemischen Atomistik)，海德堡，温特出版社，1906年。
[7] A.爱因斯坦：《我如何看世界》(Comment je vois le monde)，R.昂里奥姆译，巴黎，弗拉马里翁出版社，1979年。
[8] R.弗希尔的论文，载于《科学》(Science)，1971年第174期，第897页。
[9] R.费希尔：《受催眠术影响的回忆和倒叙：记忆现在的事物》(Hypnotic Recall and Flashback：The Remembrance of Things Present)，载于《临界精神病学》(Confinia Psychiatry)，1976年第19期。
[10] S.富絮、G.格罗辛、H.施瓦布尔和A.斯克林齐的论文，载于《物理学评论A》(Phys.Rev.A.)，1993年。
[11] G.格罗辛的论文，载于《物理学通讯》(Phys.Lett.)，1986年第A118期。
[12] G.格罗辛的论文，载于《物理学学报》(Physica)，1988年第D31期。
[13] G.格罗辛的论文，载于《物理学通讯》，1988年第A131期。
[14] G.格罗辛的论文，载于《新的基础》(Nuovo Cimento)，1989年第103B期。
[15] G.格罗辛的论文，载于A.范·德·梅尔弗、F.塞勒里和G.塔罗齐主编的《微观物理学现实和量子形式主义》(Microphysical Reality and Quantum Formalism)，多德雷赫特，克吕韦尔出版公司，1988年。
[16] G.格罗辛：《物理学中的无意识》(Das Unbewusste in der Physik)，维也纳，蒂里亚与坎特出版社，1993年。
[17] G.格罗辛的论文，载于《生物学系统杂志》(J.Biol.Sys.)，1993年第1期。
[18] G.格罗辛的论文，载于M.E.卡尔瓦洛主编的《自然、认知和系统》(Nature，Cognition and Systems)第3卷，多德雷赫特，克吕韦尔出版公司，即将出版。
[19] G.格罗辛和A.蔡林格的论文，载于《复杂的系统》，1988年第2期，第197页和第611页。
[20] J.霍兰德：《回声的形象》(The Figure of Echo)，柏克利，加利福尼亚大学出版社，1981年。
[21] M.霍恩、A.希莫尼和A.蔡林格的论文，载于《自然》(Nature)，1990年第347期，第429页。
[22] M.雅默：《量子力学的概念发展》(The Conceptual Development of Quantum Mechanics)，纽约，麦克劳－希尔图书公司，1966年。
[23] A.科伊雷：《从封闭的世界到无限的宇宙》(From the Closed World to the Infinite Universe)，巴尔的摩，约翰·霍普金斯大学出版社，1957年；《从封闭的世界到无限的宇宙》(Du monde clos à l’univers infini)，R.塔尔译，巴黎，法国大学出版社，1962年，加利马尔出版社，1973年。
[24] J.E.洛夫洛克：《盖亚：重新观察地球上的生命》(Gaia：A New look at Life on Earth)，牛津，牛津大学出版社，1979年；《地球是一个生物。盖亚假设》(La Terre est un être vivant L’hypothèse Gaia)，巴黎，弗拉马里翁出版社，1993年。
[25] B.曼德尔布洛特：《不规则碎片形物体》(Les Objects Fractals)，1975年，第三版改名为《不规则碎片形语言的腾飞》(Survol dulangage fractal)，巴黎，弗拉马里翁出版社，1989年。
[26] H.R.马图拉纳和F.瓦雷拉：《自我形成和认识》(Autopoiesis and cognition)，波士顿，赖德尔出版社，1979年。
[27] D.默明的论文，载于《今日物理学》(Physics Today)，1985年第4期，第38页。
[28] M.纽森兹维格的论文，载于《科学的美国人》，1977年第4期，第116页。
[29] H.普里马斯：《化学、量子力学和简化论》(Chemistry，Quantum Mechanics and Reductionism)，柏林－海德堡，斯普林格出版社，1983年。
[30] H.普里马斯的论文，载于H.海因德勒和F.莫泽主编的《优美的语言，1986年。整体》(Grazer Gesprach 1986.Ganzeitsphysik)，格拉茨，技术大学，1987年。
[31] H.萨基斯：《对生活的认识》(Die Erkenntris des Lebendigen)，不伦瑞克，菲韦格父子公司，1968年。
[32] R.塞克斯尔和H.乌尔本特克：《相对性－群体－粒子》(Relativitat-Gruppen-Teilchen)，维也纳，斯普林格出版社，1976年。
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