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玻姆的隐含序

2019-10-30 宇宙理论

  玻姆的隐含序
D·玻姆 (David Bohm)的隐含序理论把有关自然界中组织原理的讨论转换到一个不同的方面。在他漫长的一生中,玻姆一直在同物理学中的教条主义和自满自足作斗争,并同量子论中的现象论和唯心论进行论战。50 年代,他提出了“隐变量”理论,力求把对亚原子粒子表现形式的概率理解转变为爱因斯坦所要求的决定论理解。但最近几年,玻姆已创立了一个全新的概念,根据这一概念,万事万物,包括有序的出现,机遇和必然的相互作用,都来源于某一基本层次,它是实际体验到的显现世界的基础。玻姆认为,在过去的 40 年里物理学的基本理论观念一直处于一种严重的和持久的混乱状态,因而一场深刻的变革被长期延误了。玻姆提出的改造是根本性的,他争辩说,有两个层次的实在:一个层次在世界的各种现象中显现自身,而另一个是更基本的层次,它隐藏在深处。
对宇宙的任何真正基本的描述最终都必须以这一更深层次的有序为基础,玻姆把它称之为隐含序。它的基本特征是,在时空领域中所出现的一切都是潜在的“包容”序的表现。旋涡就是一个例子,它有一种相对固定的、周期性的和稳定的形式,但没有独立于它在其中出现的流体运动的存在。两个相互靠近的旋涡合并形成一个完整的旋涡,而这个旋涡也来自潜在的运动。尽管隐含的基本序涉及到整个流水,但显现序与旋涡一样,是一种显然独立的稳定形式。从远处看,旋涡可能具有独立的稳定液体的一切外表,但它的显现序却产生于流水的隐含序的原动力。
基本的隐含序和表面序或显现序之间的关系也是由一个简单的装置来说明的,这种装置实际上建立在伦敦的英国皇家学院。它由两个同心的玻璃圆筒组成,在两个圆筒之间装有像甘油之类粘性很高的液体。把一滴不溶解的墨水滴入这种液体,并让外圆筒缓慢转动,结果发现,墨水滴被拉成了线状形式。如果转动的次数足够多,那么原先的墨水滴就会在甘油中逐渐消失,但是,当圆筒反向转动时,线状的墨水会重新变成墨水滴。
墨水滴由分离的碳粒子聚合体构成,碳粒子的运动速度与其周围液体的运动速度相同,当它们被拉开时就变成了可见的线状形式。如果把两滴墨水放进液体,每一滴都会构成一个独立的线状形式。如果两条线相交,两滴墨水中的粒子就会混合起来。但当作为基础的液体逆向运动时,每条线中的粒子就会重新返回到各自的墨水滴中。在这种模拟实验中,玻姆把注意力转向墨水滴悬浮于其中的整个溶液,而不是碳粒子本身,粒子属于可以被看作是一个整体的溶液总体,在其中所有粒子都包容或包含在一起。
隐含序就是墨水滴实际上包容在液体中,因而其自身不能被觉察,只

 
 
①    D·玻姆《整体性和隐含序》,伦敦,劳特利和基根·保罗出版司,1980 年。 有当圆筒转动时这种包容才显现出来,而且被包容的粒子被拉成连续的单元。因此说,显现序是唯一可见的有序,在这里粒子仍保持着外在关系:它们可能混合在一起,但不能相互渗透——它们甚至在相互接触时也保持着自身的样子。
玻姆认为,这个简单的例子是对明显现象中的循环性和稳定性的一种解释。不过,只要循环不是完全的或完整的,它也允许形式有所变化。例如,每个连续的粒子总体都能产生形状和大小类似的墨水滴,尽管它们所处的位置不同。连续的位置差异可能是相似的,而如果确是这样,那么我们就得到了一条有规则的线或带,在这条带上也可能有断裂和不连续,而这些断裂和不连续可以被看作类似于量子论描述的状态跃迁。这样的轨道形式可能有许多,它们的墨水滴的包容总体会互相混合——尽管它们会表现为沿着相关的曲线轨道相互作用的离散粒子。
根据玻姆的观点,显现世界的整体作为稳定循环形式的表面部分来自隐含序,因为在隐含序中万物都是一起给定的,所以自然界中不再有偶然事件,表面序中所发生的一切仅仅是隐含序的表现。在明显现象的层次上不可能出现任何新东西——进化本身仅仅是外表。夸克同有机体、星系及原子一样,永远是隐藏在可观察到的现象背后的隐含序的一部分。
玻姆理论的更加具体的方面还没有被广泛了解,尽管它们是有意义的:它们关注着隐含序和显现序的相互作用。在显现序的可观察世界中,物质粒子的运动是恒定地由隐含序所引导的,这种引导通过称为量子潜能的“导航波” (Pilot wave)发生。与引力常数 G 非常类似,量子潜能(用符号 Q 表示)遍及整个时空。然而,Q 起源于隐含序,它超越了时空。这样,粒子本身并不具有粒子和波动的两重性质,它们是真正的粒子,观察到的波动性来自于以在其粒子结构上的导航波为基础的隐含序的效应。总之,可观察到的显现世界仅仅是前台的表演者,而隐含序者才是后台的策划者和操纵者。