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量子力學的波函數與康德的物自體摘要
自從1770年康德提出物自體的存在以來,這物自體的觀念,一直是一個謎。在這21世紀的開頭時期,我們想進一步知道它究竟是什麼。我們首先舉列出康德物自體的七種特質,然後提出近代物理的量子力學的波函數Ψ,發現波函數也具有這七種特徵,而且它是可以用數學式子計算求得。我們更在方程式中發現本體性的Ψ、現象界的物理性質P、與對應於P的算子Pˆ,都是定義得很清楚的,而且由此方程式相互聯結。簡言之,方程式明顯地闡釋了一物體的本體(性) 與現象(相) 的區別與關係。對於複數函數波函數的不可觀測性,我們也做了詳細的論述。
我們的結論是:在量子力學的範疇裡,已經找到了康德物自體的一種明確而具體的數學形式,即複數函數的波函數。由於物自體是不可測、不可知的量,波函數的複數性質恰好是最適當的。幾百年哲學上的物自體之謎,似乎已經得到解決了。
一、引言
一件物體,例如說一個放在桌上的杯子,會呈現出它的形相,這是大家都有的共識。但是這個相是真實的存在嗎?佛家的〈金剛經〉說:「凡所有相皆是虛妄」;〈楞嚴經〉也說宇宙萬物都是「唯心所現」的存在,不是真實性的存在。關於這一點,我們曾應用物理學的「幾何光學」證明物體的形相的確是虛妄不實,而且是隨著觀測者的不同,而有不同的觀測結果。現分幾點說明如下.
1.西方的哲學家們也有很多人持著這樣的看法,典型的著名人物如像柏克萊(Bishop George Berkeley,1685-1753),認為存在只是一種認知 (To be is to be perceived),存在只是一種觀念,所以他是所謂觀念主義(Idealism) 者。
2.現在我們要進一步考慮的是:這個杯子為什麼不是一個蘋果?是不是杯子有杯子的「本質」,「本體」或「本性」? 為了簡化問題,這裡我們不考慮納入觀測者可能引發的問題。另一點要說明的是:我們用不同觀測方法去觀測它,所得到的都只是不同觀測方法下的觀測結果,也都只是它的「性質」,不是它的「本質」。
3.那麼它有沒有本質呢?這個答案大約在三百年前德國哲學家康德(Immanuel Kant,1724-1804)已作了肯定的答覆,他確定任何物體都有它的「物自體」(Thing-in-itself) 的存在。但是,這物自體是不可知的,不能被觀測得到的。他認為「物自體」是一種「超越體」。
4.這樣說來「物自體」仍然不知道是甚麼。它形成了三百年來一個哲學上的謎。本文的主旨就是想解除這個謎,也藉此提供讀者們對物體本體的一種新的看法。
在提出這種新看法之前,按順序我們應當先對康德大師「物自體」的特性作出陳述。
二、物自體的特性
三、量子力學的波函數
四、康德物自體與波函數的比較
五、複數函數的波函數Ψ 不能被觀測的道理
六、結論
康德的物自體觀念的確是很難了解,即使在約 1770 年,當他晉升為邏輯學與形而上學的教授職位提出論文時,對於物自體的真實性質,他自己也還沒有作出充分、精確的闡釋。
我們在第二節裡舉列出了七項物自體的特性。主要特性是:它是不可被知的,不能用感官感覺到的,也不能用直覺察知的,但它是該物體的本體、主體或本質。
20世紀初期所發展出的量子力量的波函數Ψ 具有二大重要特性,其中第(2)特性包含了方程式(1),我們在第四節裡將Ψ 與物自體作一對應比較,發現 不獨符合物自体所具有的七項性質,而且Ψ 可以用數學計數得出。
特別要提出說明的是: 一物體的本體Ψ 是不能觀測的複數, 這在第五節裡有詳細的論述。反之,它的物理性質P是能觀測的實數;更有興趣的是,方程式(1)明確地給出了本體Ψ 與現象P的數學關係。
在這裡也要申明一點: 物體的本體、主體或本質Ψ是因為量子力學是以研究現象為主旨的物理學,對於物體的「終極本體」問題通常是不作甚麼報導的。儘管如此,Ψ作為一物的本體的角色總是存在著,這也在本文中顯現了出來。
總結的說,我們認為在量子力學的範疇裡,己經找到了康德大師物自體的一種數學形式,即是含有虛數i的波函數。物自體既然是不可觀測得到的東西,似乎這種複數函數Ψ的形式是最適合,而且可以在數學上計算得到。幾百年來物體的物自體或本體之謎,似乎是已經解開了。
https://www.obf.org.tw/article/rab/RAB001_07.aspx