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吴国林等著《技术哲学研究》之前言
ssglwu 2020-5-9 22:49
吴国林等著《技术哲学研究》 前言 研究技术哲学，首先要将“技术本身是什么”搞清楚，必须打开技术“黑箱”。不论技术经验、技术知识进行到何种程度，技术的核心都是技术人工物。技术人工物是一个时代的标志，是一个国家硬实力的标志，是一个国家综合 实力的标志。在技术哲学研究中，我们可以展开技术的外在研究，如技术的伦理学、社会学、文化学等，以及科学、技术与社会研究等等，而且这种研究还会继续，但是，从根本上讲，技术人工物的内在研究是技术哲学像哲学那样存在和发展的一个基本方式，这正是分析技术哲学的研究方式。 技术不同于科学，我们并不能将分析哲学的研究方法直接用于技术研究，为此，我提出了用于技术哲学研究的“ 综合的分析哲学方法 ” （meth od of synthetic-analytic philosophy ） ： 以分析哲学方法为核心，同时要借鉴历史分析、形而上学分析、先验分析、整体分析等，具体方法包括： 第一，概念分析。用分析哲学的方法澄清有关技术的概念、前提与陈述，可展开逻辑的、语义的和意义的等研究。技术发展带来了技术的各种争论，这些争论渗透了不同的哲学假设与观念前提。分析哲学方法有助于澄清这些哲学假设与观念前提。第二，论证分析。对技术哲学中的有关论证进行分析。考察论证是不是合理的，有多大的可靠性?第三，历史分析。对一个概念、方法等进行历史分析，看其如何演变?这体现了逻辑与历史相一致的原则。第四，形而上学分析。对技术的存在、如何存在进行分析，这属于本体论。这里的形而上学分析是分析哲学式的。第五，先验分析。哲学分析的重要特点就是源自经验并超出经验。例如，对技术何以可能、以及技术知识何以可能的分析。第六，综合分析。在对技术分析（分解）研究的基础上进行综合研究，即将分析方法与综合方法结合起来。第七，整体分析。在对技术自身的要素、结构与功能的分析基础上的整体研究，例如，整体技术的演化与逻辑、技术进步等研究。于是，分析技术哲学可以界定为：用综合的分析哲学方法对技术本身的哲学研究。 本著作《技术哲学研究》正是综合的分析哲学方法研究技术的一个成果，选取了分析技术哲学的一些重要论题展开探索，还特别对中国的核心技术问题、文化问题、中国哲学问题、中国技术思维加以关照，这可以看作是我作为首席专家主持教育部哲学社会科学研究重大课题攻关项目《当代技术哲学的发展趋势研究》（2011）的一个延续性成果，是专著《当代技术哲学的发展趋势研究》 的一个拓展。该重大攻关项目已于2017年正式结项， 中国工程院院士、华南理工大学校长王迎军教授于2018年5月28日给吴国林教授的这部 著作《当代技术哲学的发展趋势研究》 的《序》中写道，通过 该攻关项目 的实施，“ 培养了一支有一定学术影响力的研究团队，使我校成为国内技术哲学研究的南方重镇 。 ”本著作也是中国技术哲学研究的南方重镇——华南理工大学的最新成果。 本著作共分为 17 章。第 1 章讨论技术的本体论问题，具有分析技术人工物的意向性、自然类、人工类与实在性问题。第 2 章讨论技术何以可能。 从技术客体角度对技术进行先验和经验分析，具体讨论引起技术得以可能的“五个必要因素”：先验因素、目的因素、理性因素、质料因素和实践能力。 第 3 章讨论技术人工物的系统模型，这是对原有技术人工物的结构 - 功能二重性的新推进，具有更大的解释力。第 4 章讨论技术的本质，分析技术的各种涵义，并提出技术的本质就是理性的实践能力。技术的这一本质揭示了当代技术的根本特点，既有理性，而且是一种实践能力，技术并不仅仅停留在理性层次，它一定要走向实践应用，改造世界。第 5 章研究技术知识，通过比较已有技术知识的分类，笔者提出了技术知识的双三角形模式，具有更好的解释性。设计是技术哲学必须面对的问题，第 6 章具体讨论工程技术设计问题，分析视觉思维与溯因推理在工程技术设计中的作用。第 7 章研究实践推理问题，进而应用到技术解释中。 试图通过实践推理来联接技术人工物的结构-功能之间的逻辑鸿沟。 第 8 章通过分析当代生物技术中的实践推理与理论推理，并论证它们之间的一体性。第 9 章讨论技术逻辑的创新功能。技术逻辑不仅提供了技术创新自由的唯一基础和技术批判的基本工具，而且是技术创新思维的指针。第 10 章讨论技术进步的涵义与实现方式，分析影响技术进步的内在因素和外在因素。第 11 章讨论核心技术问题，讨论 颠覆性技术与关键核心技术。核心技术来源于基础科学研究，和以技术展开的基础研究。核心技术需要有相应的文化，先进的科学技术只能产生于先进的文化之中。中国传统文化有许多不利于技术创新的因素。中国哲学必须在马克思主义指导下，辩证对待外国哲学，推进中国哲学的创造性转化与创新性发展。 第 12 章细致讨论技术发展的动力机制和技术演化的过程。第 13 章讨论认知技术及哲学问题，讨论了认知技术与认知科学的关系，分析了深度学习人工智能的方法论意义。第 14 章讨论量子技术及其意义。基于当前因特网的广泛使用、量子科学实验卫星的发射成功， 我们有理由认为，可以将2016年作为量子信息文明来临的开端。这就意味着信息文明将从表观的经典信息，深入到量子信息，从宏观深入到微观。第15章讨论技术与人的关系，具有 分析 技术是如何现实生成，以及如何影响或决定人的存在；技术如何影响人的思维能力和人的实践能力，并从人类学研究技术的本质。 “ 技术负荷价值”是一个常见的问题，第 16 章仔细分析技术如何负荷价值，体现分析哲学的精神。技术哲学研究当然要面对中国技术问题，第 17 章讨论中国古代技术思维的特点与变化， 探讨16世纪以后中国为何没有对已有技术作出重大推进，技术思维范式并没有根本改变，以便为当代中国核心技术仍然受制于人的状况提供一个有意义的视角。 本著作的分工如下： 第一章第一节，吴国林、杨又；第一章第二节，吴国林、叶路扬； 第二章，吴国林、曾丹凤； 第三章，吴国林； 第四章，吴国林； 第五章，吴国林、林润燕； 第六章，周 燕； 第七章，吴国林、李君亮； 第八章，沈 健； 第九章，朱诗勇； 第十章，吴国林，程 文； 第十一章，吴国林； 第十二章，周 燕； 第十三章，吴国林； 第十四章，吴国林； 第十五章，曾丹凤； 第十六章， 肖 峰； 第十七章，曾丹凤。 本著作是各位作者通力协助、集体智慧的结晶。基于各位作者的初稿，吴国林最后进行了统稿和定稿。 本著作受到了 2019 年国家社科基金重大项目《当代量子诠释学研究》（批准号： 19ZDA038 ） 的资助。 “千川汇海阔，风好正扬帆。”分析技 术哲学的研究正在路上！ “千山鸟飞绝，万径人踪灭。”分析技术哲学的研究非常有难度，极为凸显，哲学味道极浓，挑战心智和哲学分析能力！ 我们将迎难而上，“山高人为峰”，为技术哲学的发展贡献中国智慧和中国方案！ 吴国林 于华南理工大学 2019 年12月6日 吴国林：《论分析技术哲学的可能进路》，载《中国社会科学》， 2016 年第 10 期，第 32-33 页。 吴国林等： 《当代技术哲学的发展趋势研究》 （经济科学出版社， 2019 年 4 月），该著作原计划 70 万字（ word ）出版要求只能是 40 万字左右，因而许多论题无法得到展开。《技术哲学研究》是对该著作的补充。
个人分类: 物理学哲学量子信息哲学|2451 次阅读|0 个评论
吴国林等著《技术哲学研究》正式出版
热度 1 ssglwu 2020-5-6 16:14
吴国林等著《技术哲学研究》正式出版 吴国林 书早已出版，因在四川乡下，回校后即取。 由吴国林等著《技术哲学研究》已于 2019 年 12 月在华南理工大学出版社出版，本书受吴国林主持的国家社科基金重大项目“当代量子诠释学研究”的资助。本书涉及到当代技术哲学的前沿问题。全书共 17 章，共有 35 万字。正文 254 页。 是由多名学者共同完成的，他们是： 吴国林，肖 峰，周 燕，沈 健，朱诗勇，李君亮，曾丹凤，林润燕，叶路扬，程 文，杨 又等，感谢他们的负责任的贡献！ 该著作一是补充原来我的教育部哲学社会科学研究 重大课题攻关项目 “当代技术哲学哲学的发展趋势研究”的 未说完的部分东西 （因字数要求40万字，实则62万字。），二是为我主持的 国家社科基金重大项目 “当代量子诠释学研究”奠定新的基础。 本书就当代技术的重要哲学问题展开研究，再次讨论技术人工物的系统模型，本书反映了分析哲学的风格。具体内容如目录所示： 《技术哲学研究》 总序 前言 作者简介 10 目录 11 第一章 技术人工物的本体论问题 15 第一节 技术人工物的意向性分析 15 一、意向性的涵义 15 二、技术人工物的“被指”状态 16 三、技术人工物的“能指”状态 19 第二节 技术人工物的自然类、人工类与实在性分析 22 一、自然类及其分类标准 22 二、人工类的概念与分类标准 26 三、人工类的实在性分析 29 第二章 技术何以可能 ? 31 第一节 简要的历史考察 31 第二节 对“技术何以可能”的再分析 33 一、先验因素 33 二、目的因素 35 三、理性因素 36 四、质料因素 37 五、实践能力 38 第三章 技术人工物的系统模型 40 第一节 技术人工物的二重性模型 40 第二节 技术人工物的系统模型 43 第三节 结构与功能之间的关系 47 第四章 技术的本质 53 第一节 技术的涵义与分类 53 第二节 论技术的本质 58 第五章 技术知识 65 第一节 技术知识与科学知识 65 一、技术知识与科学知识的区别 65 二、技术知识与科学知识的联系 68 第二节 技术知识及其结构 69 一、对主要技术知识分类的考察 69 二、一种技术知识的新分类模式 72 第六章 设计综合与溯因推理 76 第一节 工程设计中的综合 76 第二节 扩展的溯因推理 77 第三节 设计综合中的溯因推理 79 第四节 溯因在设计综合中的应用 81 第七章 技术解释的实践推理路径 84 第一节 实践推理概述 84 一、实践推理的基本含义 84 二、实践推理的基本模式 85 第二节 实践推理在技术解释中的应用 88 一、技术解释的基本内涵 88 二、技术人工物的结构 - 功能的逻辑鸿沟 89 三、对技术人工物结构 - 功能逻辑鸿沟的一般技术解释 90 四、基于实践推理的技术解释 92 五、实践推理在技术解释中应用的意义 94 第八章 生物技术实践推理与理论推理的一体性 96 第一节 生物技术的概念 96 第二节 生物技术实践推理与理论推理的界定 98 第三节 生物技术的科学化与实践 / 理论推理的一体性 100 第四节 生物技术的符号化与实践 / 理论推理的一体性 101 第五节 生物技术的智能化与实践 / 理论推理的一体性 103 第六节 生物技术的整体性与实践 / 理论推理的一体性 104 第九章 技术逻辑的创新功能 106 第一节 引例：电子工程学的“逻辑化”问题 106 一、电子工程学的“逻辑”化的问题 106 二、技术创新的限制与逻辑的关系 107 第二节 技术创新的逻辑 108 一、技术的语义学 108 二、技术推理的基本规则 109 三、技术推理链与技术推理树 110 三、技术推理的逻辑推论 110 第三节 技术逻辑的创新功能 111 一、技术逻辑是创新自由的逻辑根据 111 二、技术逻辑是技术批判思维的工具 112 三、技术逻辑是技术创新的指南针 113 第十章 技术进步 115 第一节 技术进步的概念 115 第二节 技术过程及技术进步的实现 116 一、技术的过程及其要素 117 二、技术进步的实现形式 117 第三节 影响技术进步的外在因素 120 一、社会需求是技术进步的基本动力 120 二、科学是技术进步的理论导向 121 三、社会文化价值体系影响技术发展的意愿 122 第四节 影响技术进步的内在因素 124 一、技术要素决定技术进步的内容 124 二、技术的内在矛盾促进技术自我增长 125 第十一章 核心技术问题 127 第一节 核心技术 127 一、核心技术的涵义 127 二、创造核心技术的案例：大疆无人机 133 第二节 核心技术与中国原创文化 135 一、核心技术之源 135 二、中国传统文化有利于技术的原始创新吗 ? 138 三、中国哲学及其问题 142 第十二章 技术的演化发展 148 第一节 技术发展的动力机制 148 一、社会需要导向型 148 二、科学理论导向型 149 三、现象发现导向型 150 四、日常改进型 151 第二节 技术演化的过程 152 一、技术演化的内在动力 152 二、技术演化的一般特征 153 三、技术演化的选择机制 157 四、技术与科学的协同进化 158 第十三章 认知技术及其哲学探讨 160 第一节 认知技术概要 160 一、认知技术的基本涵义 160 二、认知增强技术 165 三、人工智能技术 167 第二节 认知技术引起的哲学问题 169 一、技术对认知的影响 169 二、技术对认知对象的影响 173 三、身体、自我与身份问题 174 四、认知增强技术带来的伦理问题 176 五、深度学习人工智能的方法论意义 178 第十四章 量子信息技术及其意义 181 第一节 量子信息技术的涵义 181 第二节 量子信息技术的本质 183 第三节 能否消除量子世界的不确定性 ? 185 第四节 量子信息文明正在来临 188 第五节 世界的复杂性是客观与主观的统一 190 第十五章 技术与人的关系 194 第一节 对技术现实生成与存在的考察 194 一、“技术”的四种类型 194 二、技术现实生成与存在的一般过程 195 第二节 技术与人脑思维（能力）的关系 198 一、技术的起源 198 二、完全进化了的人脑具有的能力 201 第三节 技术与人类实践能力的关系 204 一、实践活动与人的类本质特性之间 204 二、人的类本质力量在技术的现实存在中得以确证 205 三、技术的人类学本质 206 第十六章 “技术负载价值”的哲学分析 209 第一节 什么叫技术的价值负载？ 209 第二节 分析技术负载价值的几个维度 211 第三节 技术负载价值的环节 213 第四节 技术负载价值的复杂性 215 第十七章 中国古代技术思维 219 第一节 中国技术文明的诞生及其技术特征 219 一、人类文明时代的技术特征 219 二、中国技术文明在先秦时期的诞生 221 第二节 中国古代技术思维的缘起与发展 223 一、中国古代技术思维的缘起 223 二、中国古代技术思维的发展 224 第三节 中国古代技术思维的特点 225 一、案例 I ：中国古代天文机械时钟装置的发明与演进 226 二、案例 II ：火药的发明及其的应用 228 三、几点思考 229 参考文献 231
个人分类: 物理学哲学量子信息哲学|2769 次阅读|1 个评论
惊人的突破：科学家们在日常电子产品中创造出量子态
zhpd55 2019-12-11 10:23
惊人的突破：科学家们在日常电子产品中创造出量子态 诸平 据芝加哥大学（ University of Chicago ） 2019 年 12 月 9 日（当地时间）提供的消息，该大学的研究人员与美国其他机构的研究人员以及来自瑞典、日本、匈牙利的科研人员合作，在日常电子产品中创造出量子态，这的确是一个惊人的突破。芝加哥大学普利兹克分子工程学院（ Pritzker School of Molecular Engineering ）的研究生苗凯文（ Kevin Miao ）、克里斯·安德森（ Chris Anderson ）和负责量子此实验的亚历山大·布拉萨（ Alexandre Bourassa ）是此项成果的重要研究人员（详见图 1 所示）。 (From left) graduate students Kevin Miao, Chris Anderson, and Alexandre Bourassa monitor quantum experiments at the Pritzker School of Molecular Engineering. Credit: David Awschalom 电子产品经过几十年的小型化，我们赖以生产计算机和现代技术的电子元件现在开始达到基本极限。面对这一挑战，世界各地的工程师和科学家正在转向一种全新的范式 : 量子信息技术。 量子技术利用了原子层面上支配粒子的奇怪规则，通常被认为太弱，与我们每天在手机、笔记本电脑和汽车上使用的电子产品无法共存。然而，美国芝加哥大学普利兹克分子工程学院的科学家和其他国家的科学家们却宣布了一项重大突破 : 用碳化硅制造的常用电子设备可以集成和控制量子态。 首席研究员 David Awschalom 说 : “在商业电子产品中创造和控制高性能量子比特的能力是一个惊喜。” David Awschalom 是芝加哥大学分子工程学的刘氏家族教授 (Liew Family Professor in Molecular Engineering at Uchicago) ，也是量子技术的先驱。 David Awschalom 教授是美国科学院、美国工程院、美国艺术与科学院“三院”院士，世界知名的自旋电子学和量子信息工程领域的科学家。他在自旋电子学领域的研究包括应用于高级计算、医疗成像、加密和其他技术领域的电子自旋及其控制。他的研究团队于 2004 年首次对半导体中的自旋霍尔效应进行了实验室研究。 David Awschalmom 教授已在相关领域撰写 250 多篇论文，其中 50 多篇发表在世界顶级刊物《自然》（ Nature ）和《科学》（ Science ）等杂志上。 David Awschalom 说 : “这些发现改变了我们对发展量子技术的看法——也许我们可以找到一种利用今天的电子技术来建造量子设备的方法。” David Awschalom 带领的研究团队包括了来自美国、匈牙利、瑞典、日本的研究人员，在发表于《科学》（ Science ）与《科学进展》 ( Science Advances ) 杂志上的两篇论文中， David Awschalom 的团队证明，他们可以用电来控制嵌入碳化硅中的量子态。这一突破可能提供一种更容易设计和制造量子电子产品的方法，而不是使用科学家通常需要用于量子实验的外来材料，如超导金属、悬浮原子或金刚石。 碳化硅中的这些量子态还有一个额外的好处，那就是可以发射出波长接近电信波段的单粒子光。美国阿贡国家实验室（ Argonne National Laboratory ）的高级科学家、芝加哥量子交换所（ Chicago Quantum Exchange ）主任 David Awschalom 说 : “这使得它们非常适合通过光纤网络进行长距离传输，而光纤网络已经传输了全世界 90% 的国际数据。” 此外，当与现有的电子元件结合时，这些光粒子可以获得令人兴奋的新特性。 例如，在《科学进展》 ( Science Advances ) 杂志上的一篇论文中，该团队创造出了 David Awschalom 所称的“量子调频收音机” (quantum FM radio); 用同样的方法，可以将音乐传输到车载收音机里，可以将量子信息发送到非常远的距离。该论文的第一作者、研究生苗凯文（ Kevin Miao 音译）说 : “所有的理论都表明，为了在材料中实现良好的量子控制，材料应该是纯净的，无波动场。”“我们的研究结果表明，通过合理的设计，一种设备不仅可以减少这些杂质，还可以创造出以前不可能实现的额外控制形式。” 在发表于《科学》（ Science ）杂志的论文中，他们描述了解决量子技术中一个非常普遍的问题的第二个突破 : 噪声。 该论文的共同第一作者、研究生克里斯·安德森 (Chris Anderson) 说 : “杂质在所有半导体器件中都很常见，在量子层面，这些杂质可以通过制造一个嘈杂的电子环境来扰乱量子信息，这是量子技术的一个近乎普遍的问题。”但是，通过使用电子的基本元件之一——二极管，一种电子的单向开关——研究小组发现了另一个意想不到的结果 : 量子信号突然变得没有噪声，而且几乎完全稳定。论文的另一位共同第一作者、研究生亚历山大·布拉萨 (Alexandre Bourassa) 说 : “在我们的实验中，我们需要使用激光，不幸的是，它会使周围的电子相互碰撞。这就像电子椅游戏 , 当灯光熄灭时，一切都停止了，但形式不同。”“问题是电子的这种随机配置会影响我们的量子态。但我们发现，施加电场会将电子从系统中移除，使系统更加稳定。” 通过将量子力学的奇异物理与成熟的经典半导体技术相结合， David D. Awschalom 和他的团队正在为即将到来的量子技术革命铺平道路。 David D. Awschalom 说 : “这项工作使我们离实现能够在全球光纤网络中存储和分发量子信息的系统又近了一步。”“这样的量子网络将带来一种新的技术，允许创建不可攻破的通信通道，实现单电子态的隐形传态，实现量子互联网。”更多信息请注意浏览原文或者相关报道。 New method for detecting quantum states of electrons Christopher P. Anderson, Alexandre Bourassa, Kevin C. Miao, Gary Wolfowicz, Peter J. Mintun, Alexander L. Crook, Hiroshi Abe, Jawad Ul Hassan, Nguyen T. Son, Takeshi Ohshima, David D. Awschalom. Electrical and optical control of single spins integrated in scalable semiconductor devices . Science , 06 Dec 2019: Vol. 366, Issue 6470, pp. 1225-1230. DOI: 10.1126/science.aax9406 Kevin C. Miao, Alexandre Bourassa, Christopher P. Anderson, Samuel J. Whiteley, Alexander L. Crook, Sam L. Bayliss, Gary Wolfowicz, Gergo Thiering, Péter Udvarhelyi, Viktor Ivády, Hiroshi Abe, Takeshi Ohshima, Adám Gali, David D. Awschalom. Electrically driven optical interferometry with spins in silicon carbide . Science Advances , 22 Nov 2019: Vol. 5, no. 11, eaay0527. DOI: 10.1126/sciadv.aay0527 .
个人分类: 新科技|5420 次阅读|0 个评论
关于举行第五届哲学与科技高层学术论坛的通知（第一轮）
ssglwu 2019-9-29 16:42
关于举行第五届哲学与科技高层学术论坛的通知 （ 第一轮 ） 当代量子科学技术正在发生重大变化，需要从诠释学/阐释学进行哲学审度。前四次哲学与科技高层学术论坛已取得成功。现经研究决定，召开第五届哲学与科技高层学术论坛。 一、 会议主题 ：量子科学技术诠释学的问题、前沿与进路 分议题 如下： （1） Hermeneutik ， Interpretation 等词 的中文翻译问题； （2）当代量子科学与量子技术的诠释与阐释问题； （3）量子诠释、阐释的目标与进路问题； （4）当代量子科学与技术的后真相/后真理问题； （5）量子诠释学研究。 二、 会 议时间与地点 1 、会议报到 报到时间：2019年10月27日下午报到。 2 、报到地点：广州，待定 3 、正式研讨会 会议时间：2019年10月28日全天。 会议地点 ：广州，待定 4 、离会时间 2019 年10月28日晚，或29日上午。 三、主办单位 广东省社会科学研究基地华南理工大学哲学与科技高等研究所 四、会议论文要求 提交论文题目与摘要，300字即可。 第一次参加哲学与科技高层学术论坛的学者，请介绍自己的研究现状与相关学术成果。 截止时间：2019年10月15日之前。 五、语言 中文或英文 六、会议联系人 胡 绵（华南理工大学）， 475321070@qq.com ， 15521479152 刘小青（华南理工大学）， 787132496@qq.com ， 13903069320 七、说明 1 、受邀学者的往返交通费、住宿费由主办单位承担。不收取会务费。 2 、本论坛为小型高层学术论坛，限制人数10人左右。以文会友。 3 、要求论文突出问题意识，观点新颖，有学理性。 广东省社会科学研究基地 华南理工大学哲学与科技高等研究所 2019 年9月29日
个人分类: 学术会议与讨论会|2085 次阅读|0 个评论
[转载]美科学家证实量子无线电可助地下水下通信和测绘
quantumchina 2018-1-26 15:23
美国国家标准技术研究院（NIST）的科学家证实，量子无线电可以在GPS、普通手机、无线电信息难以抵达，甚至完全不能工作的地方（例如峡谷、水下和地下）实现通信和测绘。当GPS信号难以穿透水、土壤、建筑物墙壁、摩天大楼时，难以用于潜艇、扫雷、军事或救灾时，以及无线电信号因瓦砾或电磁设备干扰的混乱环境下受阻时，该技术可为水手、士兵和测绘员提供技术支撑。 NIST科学家正在试验一种低频磁无线电——一种超低频（VLF）数字调制磁信号。与传统的电磁通信信号不同，该无线电可以在更高的频率下穿透建筑材料、水和土壤。超低频电磁场已经在水下通信中得到运用，但音频或视频的数据传输能力有限，且只能传输单向文本，潜艇还必须拖曳繁琐的无线电缆，放慢速度并上升到潜望镜深度（18米或地面以下约60英尺）进行通信。低频通信的最大问题是接收机灵敏度低，现有发射机的带宽有限，导致数据传输速率低。使用量子传感器将获得最佳的磁场灵敏度和更长的通信范围，也可以提供像手机一样获得高带宽通信的可能性。NIST科学家依靠铷原子的量子特性制成磁场传感器来检测数字调制磁信号，并通过改变磁场来调制或控制频率，特别是原子产生的水平和垂直的信号波形。科学家下一步计划开发改进发射机。 NIST开发了一种直流磁强计，其中使用偏振光作为检测器来监测由磁场引起的铷原子“自传”。除了具有高灵敏度以外，该磁强计还具有室温运行、体积小、功耗低、成本低、干扰小等特点，不需要移动或校准。下一步，NIST拟建立和测试一个定制的量子磁力计，类似原子钟，该磁力计将通过在原子内部能级及其它特性之间的切换来监测信号，通过提高传感器灵敏度来扩大低频磁场信号的范围，更好地抑制噪声，增加并有效利用传感器的带宽。 该成果发表在2017年12月的《Review of Scientific Instruments》杂志上。 来源：中华人民共和国科学技术部网站 来源链接： http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/201801/t20180125_137870.htm 量子最快入门教程： http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=3364677do=blogid=1084559from=space 量子机器学习入门： http://blog.sciencenet.cn/blog-3364677-1096172.html
个人分类: 量子测量及传感|910 次阅读|0 个评论
[转载]量子技术的应用领域
quantumchina 2018-1-24 12:20
量子信息科学（QIS）基于独特的量子现象，如叠加、纠缠、压缩等，以经典理论无法实现的方式来获取和处理信息，技术应用包括量子传感与计量、量子通信、量子模拟及量子计算等方面，它将在传感与测量、通信、仿真、高性能计算等领域拥有广阔的应用前景，并有望在物理、化学、生物与材料科学等基础科学领域带来突破，未来可能颠覆包括人工智能领域在内的众多科学领域。 量子传感与计量：用途多多 QIS在传感与计量领域有多种用途。 利用纠缠现象，可将不同的量子系统彼此相连，对一个系统的测量会影响另一个系统的结果——即使这些系统在物理上是分开的。两个量子系统处于略有不同的环境中，可通过彼此干涉提供有关环境的信息，从理论上讲，这种原子干涉仪提供的感知性能要比传统技术高出几个数量级。原子干涉仪除用于惯导外，还可改装为重力仪，以及用于地球系统监测、矿物质精确定位等。量子授时装置，如美国国家标准技术研究院（NIST）研制的量子逻辑钟，是目前世界上精度最高的授时装置之一。光子源及单光子探测技术可提高光敏探测器的校准精度，用于微量元素的探测。 量子加密通信：安全性更高 传统加密技术使用密钥：发送方使用一个密钥对信息进行编码，接收方使用另一个密钥对信息进行解码，但这样的密钥有可能被泄露，从而不可避免地遭到窃听。不过，信息可以通过量子密钥分布（QKD）进行加密。在QKD中，关于密钥的信息通过随机偏振的光子发送，这限制了光子，使其仅在一个平面中振动。如果此时窃听者测量信息，量子状态就会坍塌！只有拥有确切量子密钥的人，才能够解密信息。 量子通信还可能应用于虚拟货币防伪和量子指纹鉴定等等。未来，量子网络将连接分布式量子传感器，用于全球的地震监测。而在5年—10年内，有望开发出可靠的光子源及相关技术，实现远距离量子信息传输，并推动量子处理器之间数据共享协议的相关理论研究。 量子模拟：建模材料最可能 量子模拟器使用易操控的量子系统，来研究其他难以直接研究的量子系统属性。对化学反应和材料进行建模是量子模拟最有可能的一个应用。研究者可以在计算机中研究数百万美元的候选材料，而无需再花费数年、投入数亿美元，却只能制造和定性少量材料。不管目标是更强的飞机用高分子材料、更有效的车用触媒转化器、更好的太阳能电池材料和医学品，还是更透气的纤维等，开发环节加快将会带来巨大价值。 基于不同技术的量子模拟器原型已在实验室环境得到了验证。 量子计算：未来研究显神通 量子计算是通过叠加原理和量子纠缠等次原子粒子的特性来实现对数据的编码和操纵。在过去的几十年里，量子计算只存在于理论上，但近些年的研究已经开始出现有意义的结果，开发并验证了多种量子算法，研制出了量子计算机实验原型机，未来的5年—15年里，我们很有可能制造出一款有实用意义的量子计算机。 量子计算机的出现将给气候模拟、药物研究、材料科学等其他科研领域带来巨大的进步。不过，最令人期待的还是量子密码学。一台量子计算机将可以破解目前所有的加密方式，而量子加密也将真正无懈可击。 来源链接： http://www.xinhuanet.com/science/2018-01/24/c_136919980.htm 量子最快入门教程： http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=3364677do=blogid=1084559from=space 量子机器学习入门： http://blog.sciencenet.cn/blog-3364677-1096172.html
个人分类: 量子信息|982 次阅读|0 个评论
[转载]第二次量子技术革命
quantumchina 2018-1-24 12:02
期待第二次量子技术革命 ——访英国国家物理实验室郝玲教授 英国国家物理实验室郝玲教授本报记者 郑焕斌摄 编者按 自去年底IBM公司推出全球首款50量子比特的量子计算原型机之后，全球量子计算领域的竞争进入关键阶段，“量子霸权”成为各国科研机构竞相追逐的目标。究竟量子技术可能带来哪些变革？未来研发的重点方向又是什么？科技日报国际部记者就此采访了国内外专家，为读者进行了梳理。 近年来全球量子技术的竞争，已不仅局限于谷歌等巨型公司之间，英美政府和欧盟也纷纷加入角逐。“其根本原因是量子技术有望成为未来各国竞争的制高点。”英国国家物理实验室（NPL）郝玲教授近日在接受科技日报记者专访时表示。 英国引领欧盟量子技术研究 英国政府早在2013年就宣布将在此后5年内投资2.7亿英镑，加速量子技术的商业化进程；2015年9月发布了《英国量子技术路线图》；2016年12月发布的《量子技术：时代机会》报告认为人类正处在第二次量子革命的前夜，选定了原子钟、量子成像、量子传感器和测量、量子计算和模拟以及量子通信作为五大重点研发领域。英政府首席科学顾问马克·沃尔帕特表示，这些领域“具有生产新产品和服务的潜力与价值”。 郝玲教授说：“英国是欧洲量子技术研究的先驱，政府在政策推动方面也极富远见。尤为重要的是，在自身重视量子标准研究的同时，它还以自己的经验和影响力，对欧盟量子技术旗舰计划的酝酿、四大支柱领域的甄选都产生了重要影响。” 据郝玲教授介绍，2013年英国国家物理实验室（NPL）专门成立了量子计量研究院，目前它正在进一步扩建为先进量子计量研究院——建立一批先进实验室，从固体物理和光学技术两个技术线路，加强对量子标准和传感器的研究。2016年4月欧盟发布了《量子宣言（草案）》，计划于2018年启动历时10年、投资规模为10亿欧元的量子技术旗舰项目。在该项目酝酿过程中，欧盟汲取了石墨烯旗舰项目没有把“石墨烯标准”放在重要地位的教训，借鉴了英国的经验。目前确定的四大支柱领域为：量子标准和传感器、量子计算机、量子通讯以及量子模拟。 量子标准和传感器是灵魂 郝玲教授认为，量子标准和传感器密不可分，只有使用基于量子原理的器件才能测定量子标准。量子技术产业的发展需要一套完整标准，依据标准把很多器件搭成一个系统；而每一个器件的组装、每一步运行，都需要标准支撑，唯如此才能最终达到系统的完整性。 她说，欧盟甄选的四个领域具有代表性，对未来具有战略意义，有助其在全球竞争中占据有利地位。前三个领域缺一不可，而量子模拟则是在前三项基础上扩展到很多应用领域，如大数据管理、模拟新材料和化学反应过程，以及高温超导机理等。即便量子计算机目前暂时无法实现“量子霸权”所需的量子比特数，其运算速度和效率也大大超出传统计算机。 郝玲教授强调：“英国和欧盟值得借鉴的共同经验是，都把人才培养放在重要地位。”英国已在牛津、伯明翰、格拉斯哥和约克等4所大学建立了量子技术研究中心；NPL也与伦敦大学学院、帝国理工和布里斯托3所大学合作建立了3个博士点，联合培养专门人才。 中英“强强合作”添新动力 2017年9月，我国发射的“墨子号”卫星利用光子的量子纠缠原理在北京和维也纳之间建立远程密锁通信，这标志着我国在量子通信领域的研究达到全面领先的优势地位。英国《量子技术：时代机会》也认为，“中国在量子技术论文发表方面居全球第一”。 郝玲教授表示：“中国的成就令人瞩目。最近中英发布的《中英科技创新合作战略》，搭建了未来十年的合作框架。这为中英在量子计算领域的研究和联合培养人才注入了新动力，尤其强调将致力于共同推动知识产权保护，以支持两国创新与贸易合作，这种举措将清除在石墨烯等领域合作中曾出现的障碍，有助于把英国的创新理念与中国的技术、市场有机结合起来，实现强强联合。中英加强合作有助于在量子计算技术领域走在世界前列。” 她认为，中英两国还应加强联合培养量子人才，通过建设专项博士点等方式，激励双方学者全方位交流——既要着眼于学术合作，更要着眼于密切文化交流。 （科技日报伦敦1月22日电） 来源链接： http://www.stdaily.com/kjrb/kjrbbm/2018-01/24/content_627821.shtml 量子机器学习入门： http://blog.sciencenet.cn/blog-3364677-1096172.html 量子最快入门教程： http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=3364677do=blogid=1084559from=space
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[转载]51量子比特模拟器，向大规模量子计算机迈出重要一步
quantumchina 2017-12-9 20:51
通常来说，进行计算机编程已经是一项相当费力的工作，代码除了需要数小时的编写外，还需要对其进行调试、测试以及详情记录，来确保它能正常工作。不过事实上，与麻省理工-哈佛超冷原子中心和加州理工学院的物理学家组成的研究团队正做的工作相比，其难度就变得微乎其微了。 本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201712/372523.htm 　　最近，哈佛大学 Mikhail Lukin，Markus Greiner 教授领导的研究团队与麻省理工的 Vladan Vuletic 教授共同开发了一种特殊的量子计算机——量子模拟器。这一量子模拟器由激光捕获的超冷铷原子所编码，将这些冷原子以特定的顺序进行排列，就能实现一些必要的量子计算。 　　图 | 哈佛大学物理学教授 Markus Greiner(左)与 Mikhail Lukin(右)开发了 51 量子比特的量子模拟器 　　该模拟器系统可用于揭示一系列复杂的量子过程，包括量子力学和材料性质之间的联系以及物质的新相态。同时，它也将有助解决现实世界中复杂的优化问题。目前，该系统的详细研究结果已发表在 11 月 30 日的《自然》杂志上。 　　这个系统是迄今为止最大的量子系统之一，有超过 50 个相干量子比特包含其中。研究者说到，该模拟器的最大成功就在于其有效结合了大尺度系统与高维度的量子相干性。 　　另外，在同一期《自然》杂志上，马里兰大学联合量子研究所的一个小组也描述了一个相似大小的用激光控制的冷极化离子系统。总的看来，这些互补的研究进展都将成为迈向大规模量子计算机的重要一步。 　　“所有的事情都发生在一个小小的真空室里，里面非常稀薄的原子蒸汽可被冷却到接近绝对零度”，Lukin 说到，“当 100 束左右的激光穿过蒸汽云时，每一束激光都充当着一个势阱。这些光束是如此的紧密地聚焦在一起，以致它们最多只能捕获到一个原子。而研究乐趣也从此开始。” 　　图 | 量子模拟器中用于捕获原子的激光器 　　研究人员利用显微镜可实时采集被捕获原子所构成的图像，然后根据所需要输入的模式将它们进行特定排列。 　　Lukin 教授实验室的博士后，论文的共同作者 Ahmed Omran 说到：“我们用一种非常可控的方式来排列组合这些原子。从一个随机的模式开始，然后通过变换势阱的位置就能使得原子被排列到所需要的特定集群中去。” 　　而当研究人员开始向系统中注入能量时，原子间就开始相互作用。Lukin 解释到，这些相互作用能给系统赋予量子特性。 　　“真正意义上来讲，只有原子相互作用了，才能认为是开始执行计算了”，Omran 说到，“本质上说，当我们用激光激发系统时，系统原子就会做出相对应的自适应行为。不过这种自适应并非简单的用激光在某处捕获 1 个或 0 个原子，而是利用这种原子自适应进行相关计算，最后我们再对结果进行测量。” 　　Lukin 和他的同事们表示，这些测量结果可以解释那些传统的计算机几乎不可能进行建模的复杂量子力学现象。 　　“为什么你已经有一个抽象的模型，也知道其中有一定数量的粒子进行着某些相互作用，但你还是不能坐在电脑前进行模拟呢?”论文的共同作者 Alexander Keesling 抛出问题并解释到，“问题的关键在于这些相互作用是量子的，如果系统尺寸过大的话，传统计算机的内存和计算能力将很快耗尽，也就无法实现计算模拟。因而在传统计算机上模拟的话，就必须要把系统限制在很小的尺寸，因此带来的不足是系统的许多参量将被限制。而我们解决这个问题的方法是，直接用所需模拟的系统的物理规则来重新构建粒子问题。而这就是为什么我们称其为量子模拟器的原因所在。” 　　尽管传统计算机技术可以模拟小型量子系统，但其仍旧不大可能模拟像量子模拟器这样的包含 51 个量子比特的系统。 　　Keesling 补充到:“对于较大系统的模拟，我们没有可进行比较的简单参考。因而让我们的模拟器先进行小系统模拟来验证结果的正确性也是相当重要。” 　　Lukin 实验室的博士后，论文的另一位作者 Hannes Bernien 说到:“一开始所有的原子都处于经典的状态，而最后我们读取到的也是一连串由 0 和 1 构成的经典比特。但原子的经历的中间过程其实是复杂的量子态。如果存在一个很大的错误率的话，量子态就会塌缩到一个经典状态。” 　　Bernien 解释到：“量子相干态是原子系统可作为一个模拟器的关键，让模拟器成为一个颇具价值的计算工具，实现对复杂量子现象进行洞察和揭示并执行最终有用的相关运算。另外，利用这个系统，研究者对于不同类型的量子相转变问题(量子相变)也获得了一些独特的见解。” 　　Lukin 谈到：“这一系统或许有助于揭示一些新的、奇特的物质形态。通常，对于物质的状态，我们一般会谈平衡态，但是一些非常有趣的新的物质状态可能会远离平衡态，并且这在量子领域确实有相当大的可能性存在。而这将是一个全新的研究领域。” 　　Lukin 表示，研究人员已经发现了这些新物质态的存在的证据。在对新系统进行的第一次实验中，研究小组发现了一个相干的非平衡状态，并且能在很长一段时间内保持稳定。 　　Lukin 认为，未来几年，量子计算机将被用来认识和研究这些物质的非平衡态。而另一个有趣的研究方向将涉及的是解决复杂的优化问题。 　　事实证明，通过编程原子位置和它们之间的交互，可以实现对一些非常复杂的问题进行编码。在这样的系统中，一些量子算法相比经典计算或许具有更好的表现，不过现在还不清楚是否真如所愿，因为我们目前还无法用经典的方法来测试他们。 　　但是，量子计算的全新领域即将到来，到时我们就可以利用真正意义上的包含 100 多个量子比特的的量子计算机来对其进行测试。从科学角度来说，这将是振奋人心的。 　　这项研究的其他合著者包括：访问科学家 Sylvain Schwartz，哈佛大学研究生 Harry Levine 与 Soonwon Choi，研究助理 Alexander S. Zibrov 和 Manuel Endres 教授。研究得到了美国国家科学基金会、超冷原子研究中心、陆军研究办公室以及 Vannevar Bush 教员奖学金的资助。 来源： http://tech.sina.com.cn/roll/2017-12-05/doc-ifyphkhm0633839.shtml
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第五届自然科学哲学问题学术研讨会侧记
ssglwu 2017-11-9 06:33
第五届自然科学哲学问题学术研讨会侧记 吴国林 2017年11月9日 2017 年10月14日在清华大学召开了第五届自然科学哲学问题学术研讨会。本次会议的主办单位为清华大学科技与社会研究所。协办单位为：清华大学科学史系、中国人民大学现代逻辑与科学哲学研究所、北京大学科学与社会研究中心、北京师范大学科学与人文研究中心。会议地点，上午在清华大学近春园，下午在甲所。 全国自然科学哲学问题研讨会是由清华大学、人民大学、北京大学和北京师范大学联合举办的全国性会议，每两年举办一次。会议旨在不断发现与探索科学前沿中的重大哲学问题，推进国内外相关领域的交流。本次会议分“历史中的自然科学哲学问题”、“各门自然科学哲学问题”、“科学哲学与当代科学实践”和“科学中的伦理关怀与责任”4个议题。 各门自然科学哲学问题研究的讨论涉及：1）量子力学哲学问题研究，2）生命科学哲学问题研究，3）认知科学与人工智能哲学问题研究，等等。 吴彤教授是本次会议的召集人。范岱年，孙小礼、桂起权等老一辈 著名学者参加了会议。刘晓力、吴国盛、王志康、董春雨、肖显静、刘孝廷、于祺明、段伟文等学者参加了研讨会。 我应邀参加会议，并做了“ 量子纠缠及其哲学意义 ”的学术报告，在会上引起了激烈讨论，并被称为“吴量子”。正如吴彤教授在他的博客中说：“本段提问与讨论最多的是吴量子的量子纠缠问题。桂老师认为量子超光速的说法有问题，……批驳吴量子。”（见吴彤的新浪博客相关论文） 桂起权教授就我提出的量子信息的超光速性问题，持不同意见。桂老师与我是很好的朋友。在2016年的苏州举办的第二届全国物理学哲学学术研讨会上就有争论，这个问题在2017年11月3-5日召开的第三届全国物理学哲学学术研讨会上又有新的进展（见我的相关博客）。 注：之所以我被称为“ 吴量子 ”，是近年所做的研究工作，都与“量子”有关，涉及到 量子力学的哲学问题、量子现象学、量子诠释学、量子技术哲学等，在许多方面 ，应当说，做出了较高水平的研究。
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让更多中国人更快速地了解和接近量子技术前沿
quantumchina 2017-9-22 15:08
我来自四川大学锦城学院，很荣幸能在科学网开设博客。希望通过这个博客，能让更多中国的科研人员以及大中学师生和广大社会民众更快速地获取关于量子技术领域的国际前沿的研究及应用进展。我将通过及时翻译国际范围内的公开的英文文献资料（题目或者题目加摘要）来实现这一目标。
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光电解水制氢研究新进展
zhpd55 2017-9-15 08:19
光电解水制氢研究新进展 诸平 A representation of a photoelectrochemical cell (PEC) with an n-type semiconductor electrode. Shown in the electrodes are the conduction (green line) and valence (blue line) band edges, E c and E v respectively, and the equilibrium Fermi-level E F (dashed line). The oxygen- and hydrogen-production potentials E ox (H 2 O/O 2 ) and E red (H 2 /H + ) respectively are shown in the electrolyte. 据 兰开斯特大学 2017年9月14日提供的消息，该大学的研究人员在氢能源研究方面已经取得了新进展。 Fossil fuels accounted for almost 90 percent of energy consumption in 2015. Credit: Lancaster University 2015 年化石燃料占能源消耗 总量的 近 九成 。 为了保护环境，开发清洁能源是全球科学家孜孜不倦追求的新目标。英国 兰开斯特大学 （ Lancaster University ） 的物理学家正在开发 采用 量子技术从水中 产生 可再生燃料的方法。 通过光电解（ photoelectrolysis ）产生 可再生氢 的方法并不是什么新技术，虽然是 已 有成果，光电解是利用 太阳能 将 水分子 分解为 氧 气 和氢 气 。但是 , 尽管重要的研究工作 已经经历了 过去 40 年 的不懈努力 , 而在其被用于商业化之前由于 效率低下和缺乏成本效益 这些 根本问题 尚未得到解决， 仍 然只能停留在实验室的研究水平之上 。 来自 兰开斯特大学物理系 的马努斯 ·海恩 博士 ( Dr Manus Hayne ) 说 :“ 为了使此研究有所进展，不仅需要 在材料 开发方面进行 创新 ， 而且在 设备设计 方面同样需要创新 。 ” 兰开斯特 大学 的研究 已经于 2017 年 9 月 14 日在《 科学报告 》（ Scientific Reports ）网站发表 —— S. Harrison , M. Hayne . Photoelectrolysis Using Type-II Semiconductor Heterojunctions . Scientific Reports , 2017 , 7, Article number: 11638. DOI: 10.1038/s41598-017-11971-x . 这也是 山姆 · 哈里森博士 （ Dr Sam Harrison ） 的博士 学位论文 研究的一部分 , 已经发表的论文 提供了 利用 太阳能 制 氢作为 可再生燃料 进一步的实验 研究 的基础。 表明使用纳米结构可以增加光电化学电池产生的最大光电压 , 提高 水分子分裂的生产 率 。 马努斯 ·海恩 博士说 :“ 对于 作者 而言都是前所未有的 最好知识 , 是因为该 系统 无论是理论上还是实验上 从未 有过研究 , 而且对于进一步拓展论文中给出的研究结果 还有巨大的 空间 。 ” 2015 年能源消耗 当中 化石燃料占了 近 90%, 由于全球人口增长和工业化 程度 的提高 ， 对于化石燃料的 绝对需求仍然 在继续增加 。 马努斯 ·海恩 博士说 :“ 化石燃料燃烧 会向 大气中 排放 CO 2 , 造成 全球气候变化 , 只有有限 量的 CO 2 可供提取 利用 。 我们显然需要过渡到可再生能源和 低温室气体（ low-greenhouse-gas ） 能源基础 结构 , 可再生氢 有望起到 重要作用。 ” 目前 使用的 光伏太阳能电池 是 用来将太阳光直接转化为电能 的装置，而 太阳能氢 的优点是它很容易存储 , 所以 , 在需要的时候可以使用。氢也非常灵活 , 使得偏远社区非常有利。 它 可以 通过 燃料电池转换为电能 , 或 者 像天然气 一样用于 烧锅炉或 烘焙， 甚至 还 可以用于飞机燃料。 更多信息请注意浏览原文或者相关报道。 GPM satellite finds sheared Hurricane Jose has very tall storms Hydrogen power moves a step closer
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吴国林著《量子技术哲学》正式出版与目录
热度 1 ssglwu 2016-6-21 12:30
吴国林 由吴国林著《量子技术哲学》近日已由华南理工大学出版社出版全书47.9万字。共341页。这是国际上第一本以此为名的专著。 本书是笔者主编的《当代技术哲学前沿研究丛书》的一本，另外两本是：肖峰《信息技术哲学》与吴国林《技术哲学研究》。 量子技术哲学的目录 《当代技术哲学前沿研究丛书》总序 前言 第 1 章 量子技术的基础 一、量子力学基础 1 、量子的诞生 2 、微观粒子的基本性质 3 、状态空间与狄拉克表示法 4 、量子力学的基本假设 二、量子测量的基本问题 1 、正交投影测量假说 2 、局域测量假说 3 、量子非破坏性测量 4 、量子控制中的测量 5 、量子芝诺效应与测量 三、量子信息理论基础 1 、比特与量子比特 2 、量子信息的涵义 3 、量子纠缠的涵义 4 、自发参量下转换：量子纠缠制备的一个例子 5 、量子隐形传态的过程与分析 6 、量子纠缠交换 7 、开放目的隐形传态与超光速问题 8 、量子信息在何种意义上超光速？ 四、群 五、流形与李群 第 2 章 量子信息的哲学讨论 一、量子信息能否归结为经典信息？ 二、量子信息的传递能归结为经典信息的传递吗？ 三、只有认识论意义上的量子信息吗？ 四、量子信息与量子实在的关系 第 3 章 量子技术的涵义 一、技术涵义的演变 二、量子技术的基本形式 三、量子技术与经典技术的联系与区别 四、对量子技术的哲学思考 1 、量子技术是自主的吗 ? 2 、量子技术与控制的关系 第 4 章 量子黑盒与量子计算及其意义 一、计算复杂性及其相关概念的涵义 二、量子门的基本概念 三、量子黑盒 1 、多依奇问题 2 、 Deutsch-Jozsa 问题的量子算法 3 、 Simon 问题 4 、量子黑盒在格罗夫搜索算法中作用 四、量子计算的基本特点 1 、量子存储器具有巨大的存储能力 2 、量子计算具有并行性 3 、某些量子算法具有加速能力 五、量子计算的两点哲学意义 1 、量子算法对克服计算复杂性的启示 2 、量子计算对大数据的意义 第 5 章 非定域性、因果性与量子控制 一、非定域性概念 二、过程与事件：审视事物的新视角 三、马基模型和萨普斯模型 1 、马基的 INUS 条件模型 2 、萨普斯的概率模型 四、邦格的事件理论及因果状态空间模型 五、隐形传态过程的因果关系分析 六、关于因果性、非定域性与量子控制的几点讨论 第 6 章 量子控制的基本概念 一、量子控制论的源起 二、量子控制的基本形式 1 、开环控制 2 、闭环控制 三、量子控制系统的基本模型与建模 1 、量子控制系统的基本模型 2 、量子控制系统的建模 四、双线性系统与可控性 1 、量子系统的有限维的双线性模型 2 、（双线性系统的）李代数 3 、可控性概念 五、量子控制的特点 第 7 章 量子控制系统及其意义 一、本征态的可控性 1 、本征态可控性的涵义 2 、本征态可控系统的开环控制 二、基于量子信息的量子控制 1 、相干量子反馈 2 、基于量子克隆与态识别的量子反馈控制 3 、基于量子隐形传态的量子控制 三、量子控制系统的复杂性 1 、量子控制系统的组成 2 、量子控制系统的结构具有复杂性 3 、量子控制系统具有不确定性 4 、量子控制系统的信息具有非线性 5 、量子控制系统具有开放性，它与环境会发生退相干 四、量子控制系统的哲学启示 1 、量子控制的涵义与结构 2 、量子系统、状态与控制的关系 3 、现实的量子信息的意义，都需要人对意义的赋予 4 、量子测量对量子控制系统的影响 第 8 章 量子技术对量子力学测量问题的意义 一、量子系统的幺正演化的特点 二、量子测量在一定程度上是可以控制的 三、两点讨论 第 9 章 波函数的实在性分析 一、波函数实在性的初步考察 二、量子控制要控制的是什么？ 三、波函数是可控的 四、波函数是实体结构实在的 第 10 章 量子技术对量子力学诠释的作用 一、物理学诠释 1 、从语义学科学观到整体科学观 2 、物理学诠释 二、几种基本的量子力学诠释 1 、哥本哈根诠释 2 、玻姆量子势诠释 3 、退相干诠释 4 、模态诠释 5 、多世界诠释 三、量子力学诠释的现象学还原 四、技术与量子力学诠释条件 2 、维马斯的技术功能条件 3 、量子隐形传态中的解码器 4 、维马斯的工程图纸条件 五、量子力学诠释应当增加技术条件与信息条件吗？ 1 、是否需要技术条件选择量子力学诠释 2 、是否需要增加信息条件？ 第 11 章 量子力学与现象学之间的相互启示 一、量子力学对现象学概念的思考 1 、量子现象与现象学的现象 2 、直观与量子现象 3 、面对实事本身 4 、自我与外部世界 5 、对象与客体 6 、几点评述 二、现象学与量子力学的测量解释 三、自我的作用及其对量子测量的启示 第 12 章 波函数的存在论分析 一、存在与存在论差异 二、波函数作为存在 三、从存在到存在者 四、存在与信息的关系 第 13 章 量子技术的存在论分析 一、有隐变量吗？ 1 、 EPR 论证与贝尔不等式 2 、科亨－施佩克定理 二、实在与实体：一个新视角 1 、 EPR 关联、延迟选择实验所揭示的实在与实体的关系 2 、 AB 效应所反映的实在与实体的关系 三、场与势谁更基本？ 1 、 AB 效应与论争的问题 2 、量子场论的基本思想 3 、进一步讨论 四、结构实在论概要 1 、认识的结构实在论 2 、曹天予实体结构实在论 3 、本体论的结构实在论 五、量子技术的实在问题 1 、量子纠缠对量子技术的意义 2 、量子技术作为实在：结构实在 第 14 章 量子技术的认识论与目的性问题 一、量子黑盒的认识论意义 二、量子信息与不确定性的关系 1 、从经典信息到量子信息 2 、量子纠缠的关联程度 3 、量子信息是不确定性的消除 三、量子技术的本质是什么？ 四、量子技术与目的性 第 15 章 量子技术的逻辑与方法论分析 一、两种基本的量子逻辑 1 、赖欣巴哈的三值量子逻辑 2 、正交模格量子逻辑 二、量子逻辑门是量子逻辑的结果吗 ? 三、量子技术方法的一般考察 1 、基于经典技术的量子技术方法 2 、量子技术中的数学方法 3 、量子技术中的纠缠方法 4 、量子技术的模型方法 四、关于量子技术方法论的一点思考 第 16 章 量子态、量子资源与量子技术 一、量子态：一种量子资源 二、从技术自身审视生态技术 三、量子技术对于生态技术的意义 四、量子技术革命与量子产业 参考文献 索引
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《量子信息哲学》前言
热度 4 ssglwu 2012-3-10 11:26
吴国林 《 量子信息哲学 》已于2011年由中国社会科学出版社出版，这是国内外第一部探讨量子信息的 哲学专著 。这里发出“前言”。 前言 人们对世界的三大基本要素——物质、能量与信息的重要性的理性认识，最为晚近的是信息。经典信息论开始于 1948 年申农的《通信的数学理论》，而量子信息也在 20 世纪末受到了高度关注。“大器晚成”的量子信息，注定不一般，展现出一个全新的视域，释放出人们探索世界与改变世界的多种可能性。 量子信息概念与量子力学密切有关。自 20 世纪 20 年代建立量子力学矩阵力学和波动力学，在近 1 个世纪的探索中，量子力学取得了巨大成功，但是，仍然有多种量子力学诠释，这些诠释之间还有相当大的分歧。 1935 年爱因斯坦、波多尔斯基和罗森（ EPR ）在《物理评论》发表了《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗？》一文， EPR 佯谬成为令大困惑的重大问题。 1964 年，贝尔提出了贝尔不等式。 20 世纪 70 年代以来，一连串的物理实验开始检验贝尔不等式，并开始检验 EPR 佯谬本身。 量子信息概念还与计算机技术的发展有关。 1982 年，著名物理学家费曼（ R. P. Feynman ）首先推测，按照量子力学规律工作的计算机（量子计算机）可能避免能耗这一困难。 1994 年，肖尔（ P. Shor ）发现了具体的量子算法。 1993 年，本内特（ C. H. Bennett ）等四个国家的 6 位科学家联合在《物理评论快报》发表题为《经由经典和 EPR 通道传送未知量子态》的论文，这是一篇直接引发了量子信息理论的一系列重要研究的论文。 1997 年 9 月，中国科技大学学者潘建伟与荷兰博士波密斯特尔等合作完成了 “实验量子隐形传态” 在《自然》杂志报道了基于 EPR 关联的量子隐形传态的实验结果，这一成果标志着在实验层次上从量子力学原理向量子信息处理研究的转变。量子隐形传态（ teleportation ）是量子信息的根本性特点。 20 世纪后半期，量子计算、量子密钥分配算法和量子纠错编码等 3 种基本思想的出现，标志着以量子力学为基础的量子信息论基本形成。 2000 年，研究量子信息的权威本内特等在《自然》杂志上撰文认为，量子信息理论已开始将量子力学与经典信息结合起来，成为一门独立的学科 。 量子信息（ quantum information ）是近 10 年来受到国内外学术界高度关注的一个重要的理论和技术问题，出现了许多综述性论文，量子信息理论已取得了重大理论突破，并在量子信息技术取得进展。量子信息理论已开始将量子力学与经典信息结合起来，成为一门独立的学科。国内外学界高度关注量子信息理论及其应用。国内 2000 年以后，仅有几篇直接是量子信息的哲学研究的论文，更缺乏系统的研究。 随着量子信息理论成为一门独立的学科，在其重要性日益突出的同时，量子信息哲学也开始建立自己的话语体系和理论框架。 下面我们简要介绍本著作的主要内容： 在第一章，我们首先介绍了量子与量子纠缠的一些基本概念。具体分析了量子性、波粒二象性、波函数的意义等，它们构成了理解微观世界的基础。数创造和揭示了一个新的空间，为人们认识世界展开了新的可能性。量子纠缠所表现出来的性质超越人的想象，探讨了量子纠缠的基本涵义。 第二章探讨了 量子信息的本质。结合经典信息的涵义，对量子信息和经典信息的联系和区别进行了讨论，并对量子信息进行了本体论和认识论上的区分： 所谓本体论量子信息，是指在量子相干长度之内所展示的事物运动的量子状态与关联方式；所谓认识论量子信息，是指主体感受和所表述的在量子相干长度之内的事物运动的量子状态与关联的方式。量子信息不是量子实在，而是作为量子实在的状态、关联、变化、差异的表现。量子信息也就是微观事物的量子状态与关联方式的自身显现。 什么是实在的，实在的东西有什么特点？那实在的东西有没有一个实体存在？这实体是不可进入吗？不可变吗？实在是潜在的吗？第三章在于阐明微观实在有什么特点。而波函数是量子实在的典型形式，量子控制所控制的对象也是波函数等。研究了评价实在的标准， 即 “实在”的三个判据 ：可观察性标准、因果性标准和语义标准，这三个标准都必须满足，才能说某事物是实在的。 据此，我们探讨了波函数、算符的实在性。对于“万物源于比特” (It from bit) 这一问题，事 物的运动不是与信息没有关系，信息与事物的运动是统一的；并没有虚无的信息存在，信息是事物或存在的某种显现。 第四章再次研究量子纠缠。量子隐形传态像神话传说中的“土行孙的遁地术”一样。我们详细研究了量子纠缠的基本性质。 量子纠缠是微观物质的根本性质，它 以非定域方式存在，并且具有 实在性、转移性、独立性、可创生性和可消亡性，以及分离性和非分离性的统一等特征。 在量子隐形传态过程中，究竟传递的是什么东西？它有没有实在性？这涉及到量子力学中有一个非常重要的全同性原理。在具体研究中，以真假悟空为例，说明了如何区别两个事物。从外观、力量大小、内在的感知能力都没能区分真假悟空。尽管谛听能做出区分，但控制力不强，也没有让假悟空现显出来。只有如来以自己的知识和力量，借助器具——钵盂，将六耳猕猴显现出本象。要做出事物的区别，必须俱备理论知识，又要具有使用技术控制现实的能力，缺少一个都不行。 在量子信息理论中，我们着重于从量子隐形传态过程入手，具体分析微观粒子的同一性问题，认为微观粒子 本身是内在性质和外在性质的统一。从这一意义上，微观粒子是内在同一的，而不具有外在同一，或者说，是同一性与可分辨性的统一。 从狭义相对论来看，一般认为，信息传递的最大速度为光速，否则将违反因果性。但是，经典物理的因果性未必一定能推演到量子物理中，包括其有信息传递的速度不超过光速。 第五章研究了因果性问题， 还将具体探讨在量子隐形传态过程中的因果性问题。 利用基于事件概念的邦格状态空间模型对量子隐形传态实验中的相互作用及因果关系进行了研究。量子隐形传态中所展现出的量子非定域性违背了“定域性作用”假设，其中有相互作用的发生，进而展示出了一种新型的非定域性因果关系的存在。这不仅将丰富和拓展我们对于因果关系观念的思考和理解，而且还将拓展我们对于一般性意义上的因果关系观念的思考和理解。本著作用不确定性原理来说明量子隐形传态中有能量波动，并可以把“能量波动”看作是对经典因果性的“能量传递”概念的提升。 第六章探讨现象学与量子现象、量子信息之间可能的关系，这是为作者所倡导的量子现象学做一些准备。现象学作为二十世纪哲学界的显学，量子力学自 20 世纪初诞生以来，到目前仍然是科学的前沿，两者的重要地位对于哲学和物理学自不待言。我们比较了现象学的“现象”与量子力学的量子现象，量子力学的概率与现象学的“可能性”，量子力学的互补原理与现象学的变更理论，以及用（后）现象学的基本概念和方法分析了量子信息的体现性与变量性，以期为现象学和自然科学的交叉研究做一个奠基性的工作。 从现象学来看，信息就是物质的状态与关联方式的自我显现，关键在于向他者传递、显明或解蔽物质之所是。物质的客观实在性与信息是相互统一的。对于微观物质而言，量子实在就是微观物质自我同一性的显现。量子信息就是微观物质的状态与关联方式的自我显现。这里的“显现”还有一个在什么境域中显现，通过什么方式来显现，以及向谁显现的问题。在现象学意义上，量子信息是由量子技术与量子实在（或量子客体）不断生成的，实质上，量子信息就是意向性与量子实在所构成（ constitution ）的状态与关联方式的自我显现。 第七章探讨量子算法与量子计算的特点及其哲学意义。量子算法最根本的特征是，它充分利用了量子态的叠加性和相干性，以及量子比特之间的纠缠性。量子计算机就是一个量子力学系统，量子计 算过程则是量子系统的量子态的演化过程。与经典计算主要基于数学的抽象性不同， 量子算法与量子计算以 EPR 关联——量子纠缠作为其关键运行机制，这使得数学的经验性在更高的层次上凸显出来，量子计算展现给我们的观点是，数学深刻地揭示了客观世界的物理本质。从量子计算与量子算法来看，波函数（或几率幅）与算符都具有物理实在的意义，波函数描述了微观物质（量子系统）的状态和运动（演化）性质，量子黑盒显示出不同于经典黑箱不一样的方法论意义。 第八章围绕对称性、量子信息与相互作用展开研究，探讨量子信息是否意味着一种新的相互作用形式的出现。 在现象学意义上，“对称性支配相互作用”可以进一步理解为：客观事物的本质支配了相互作用。量子信息的发现显现了一种新的相互作用，它不同于原来的通过传递中间玻色子一类的四种相互作用的类型，量子信息的传递并不破坏因果律。不仅要从各种相互作用出发研究物理系统的运动规律，而且要把对称性作为支配这些相互作用的更深层次的规律，并把对称性作为一种重要的物理学方法。“客观事物”与“相互作用”是同时存在的，它们都是“存在”（ being ）的表现形式。在一些具体的情况下，“客观事物”可能表现为实体、场等形式，“相互作用”可能表现为力、关系等形式。客观事物在一定环境或相互作用中，就表现为客观现象。 量子纠缠成为一种重要的资源是量子信息哲学兴起的重要标志。 能否用量子力学哲学来取代量子信息哲学呢？显然不能。量子信息哲学的研究范围比量子力学哲学要大得多，量子力学仅是量子信息理论的基础之一，量子信息理论还包括信息理论、计算理论等。因此，量子信息哲学的研究范围，除了以新的角度对量子力学的有关问题展开研究之外，还要扩大研究范围。即使对于同样的物理现象，量子信息哲学也会有新的角度。比如，对于 EPR 关联问题，量子力学哲学对它的存在还处于争论之中，而在量子信息哲学中， EPR 关联是作为一种最基本的存在，并对其展开多方面的研究。 如何给量子信息哲学（ philosophy of quantum information ）下一定义，如何定义这门学科，其回答取决于量子信息理论的发展状况，取决于对门学科所持的观点。如果不是一个学科，当然就无从研究该学科的研究对象问题，而只能将其视为自然科学中某个领域的哲学问题，如量子信息论中的哲学问题等。无疑持这一种方法是不利于对量子信息进行哲学研究，尽管量子信息哲学与量子力学哲学有交叉，但是，量子信息哲学正在形成自己的话语，形成自己的概念体系、理论结构等。 我们可以大致下一个定义，量子信息哲学就是对量子信息理论 ( 包括重大实验 ) 的哲学反思，其中包括量子信息的实在性问题（如量子信息的客观性、量子信息的本质问题、量子纠缠问题、量子消相干问题等）、量子信息的认识论问题（如量子信息与经典信息的关系问题、量子信息的发生与演化问题）、量子信息论的方法论意义、量子信息资源的意义（如量子纠缠的资源意义、量子信息与复杂性的关系、量子信息与计算的关系）等。限于篇幅，本著作仅对其中一些问题展开了研究。 早在 2004 年，我申请的“量子信息的哲学研究”被批准为广东省哲学社会科学“十五”规划项目，经过这 6 年的潜心研究，取得了一些进展，是国内最早资助量子信息研究的哲学课题， 2010 年 6 月正式结项。本书就是相关研究的部分成果。由于本书主旨针对更广泛的读者，降低了数理的要求，因此，本著作尽可能用日常语言来表达，为此一些论述的严格性就会降低，但不会影响结论的严格性。 作者已在《哲学研究》、《自然辩证法研究》《哲学动态》、《科学技术与辩证法》等重要专业杂志上发表了大量的论文，一些论文被中国人民大学报刊复印资料中心的《科学技术哲学》全文转载，有的论文被《 中国社会科学文摘》转摘。 论文《量子纠缠及其哲学意义》 还受到 美国 John Templeton 基金会的重视，该会秘书长 Jean Staune 博士及随行人员于 2006 年 7 月专程到广州市前来访问与讨论。 论文《现象学的现象与量子现象的相遇》的英文版《 Encounter Between Phenomenological Phenomena and Quantum Phenomena 》，于 2008 年 4 月 28 日 在美国纽约州立大学石溪分校哲学系技术科学研究小组主任、后现象学创始人伊德（ Don Ihde ）教授主持的讨论会上做了报告，受到了伊德的高度评价，他认为该文具有挑衅性（ provocative ），该文也受到国内有关专家的高度评价。 正是对量子信息的研究，促使我探索量子现象学。 2010 年 5 月在北京与美国波士顿大学哲学系、国际著名科学哲学家科恩 （ Robert S. Cohen ） 教授的会见过程中，他认为，我的量子现象学研究是有雄心的（ ambitious ）。 本书是国内外较早系统进行量子信息的哲学研究的专著，对量子纠缠、量子信息、非定域性、量子计算、同一性、因果性、量子信息与现象学之相遇、量子信息与相互作用的关系等率先展开细致的研究，取得了对原有量子力学的哲学研究的新突破。量子信息哲学是一个正在兴起研究领域，有关问题也在争论之中，并没有一个确定的范式可以参考，但不论如何，我们都是基于量子力学和量子信息论对一些重要论题进行的哲学研究，当然，这些研究在学理上是否合理，还请各位专家学者批评指正！ 借此机会，我要感谢我的博士生刘建城与硕士生黄灵玉！与他们就有关量子信息的哲学问题展开了多次讨论。 我还要感谢为本书的主编 肖峰 ，以及责任编辑 ，正是他们的信任与卓有成效的工作使得本书能够顺利出版。 所谓学术，就是在玩中走出一条路。一路学术地走来，并不轻松，但的确是辛苦并快乐着。如果对笛卡尔的“我思，故我在”做另一个意义上解读，正是我思、我探索，我在世中！正如带着一架专业相机以及脚架，登上无人去过的高高山峰，就为拍摄那日出、日落或美丽的风景，追求那纯粹的美！从这个意义上，专业的独创摄影与做学术在本质上是一样的，是相通的，都是直观这不同变更的现象之中的本质，揭示事物之真（ truth ）。 吴国林于华南理工大学 2010 年 5 月 21 日 D. Bouwmeester ， J.-W. Pan ， K. Mattle ， M. Eibl ， H. Weinfurter A. Zeilinger. Experimental Quantum Teleportation. Nature 390 ， 575 (1997) Bennett C. H. and Di Vinecenzo D. P. quantum information and computation, Nature, 2000, 404.
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量子逻辑与量子技术哲学小型研讨会侧记
ssglwu 2010-12-18 14:43
吴国林 华南理工大学思想政治学院暨科技哲学研究中心于2010年12月13日在思想政治学院会议室举行了量子逻辑与量子技术哲学小型研讨会。武汉大学、海南大学、嘉应学院与华南理工大学的部分老师和研究生参加了会议。会议由学院副院长吴国林教授主持。 武汉大学哲学学院的桂起权教授从逻辑哲学看量子逻辑展开分析，其内容包括：用逻辑哲学看待非经典逻辑，引入量子逻辑（作为非经典逻辑）的基本进路（从实验命题着手），量子逻辑的哲学争论：普特南提出逻辑的可修改性，在几种不同的量子力学解释下看逻辑可修正性（正统的、玻姆的、多世界的），逻辑的一元论、多元论、工具主义论题，对应原理 普特南二难的合理解等。 嘉应学院沈健副教授首先就他与桂起权合作的论文 量子逻辑：一种全新的逻辑构造进行了讲解，其主要内容包括： 与经典逻辑相比，量子逻辑是一种全新的逻辑构造。这种逻辑构造的独特之处主要体现在：一是数学基础的奇异性。量子逻辑是一种新的、非布尔型的非经典逻辑，在语义和句法上由一种独特的代数结构所确定，这种代数结构的重要特征是非分配性和不对易性。数学中新发展起来的 格论直接推动了量子逻辑基本结构模型的建立。二是形式的多样性。 作为言说量子世界的语言逻辑，量子逻辑的联结词、命题及其演算，最终都是基于量子实体和量子世界的经验内容之上的。其中一条重要特征是非决定性。正是由于非决定性和模糊性，使得量子逻辑中包含有量子模糊逻辑。三是技术应用的广泛可能性。其次，他就系统何以可能？并以量子控制中的消相干为例 展开分析，其主要内容有：环境对量子控制系统的消相干揭示了一个事实，即量子世界里的系统将是一种全新的系统，它是某种开放的、数学的、并且是基于量子逻辑的系统。假如仍然还是立足经典思维，则系统的独立性将难以得到保证，传统的整体论也将变得自相矛盾。 第三位由吴国林教授主讲，其主题是 《量子技术哲学》研究大纲 。 EPR 关联从佯谬变成为一个量子力学的事实，由此产生了正在开发和应用的量子技术。量子技术是20世纪90年代才逐渐形成的高技术，是基于量子力学的技术，它远不同于过去的经典技术，是第二次量子革命的标志。量子技术的哲学研究是国内外最为前沿的技术哲学研究。主要涉及的内容有：量子技术哲学的界定，量子技术的实在性，量子技术对量子力学测量问题的意义、量子技术对量子力学各种诠释的作用，量子技术的认识论与技术的本质追问等，还讨论了量子技术与量子逻辑的关系等问题。 这是一次小型研讨会，有共同的学术旨趣，能够展开深入的针锋相对的讨论。事实上，真正的学术讨论都是小型的，而不是大型的。大型的学术会议看似热闹，实则浪费，无多大推进研究的意义。整个讨论会热烈而富有成效，对一些问题达到共识。
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关于举行“量子逻辑与量子技术哲学”小型研讨会通知
ssglwu 2010-12-10 09:46
Seminar for quantum logic and the philosophy of quantum technology 学院定于12月13日（周一）上午九点在思想政治学院会议室举行量子逻辑与量子技术哲学小型研讨会。将邀请武汉大学博士生导师桂起权教授作为本次研讨会的主讲嘉宾，内容包括：量子逻辑、量子技术、量子力学、量子信息论与量子控制论等基本哲学问题。 请各位科学技术哲学的教师和研究生届时参加，欢迎其他专业老师及同学参加。 华南理工大学思想政治学院 / 科技哲学研究中心 2010 年12月10日 Research Center for Philosophy of Science and Technology School of Marxism and Philosophy South China University of Technology 桂起权教授个人简历 桂起权，男，教授，博士生导师，1940年生，浙江鄞县人。原学物理，1983年在前辈江天骥教授保荐下调往武汉大学哲学系任教。多年来，先后为研究生开设科学思想史、科学哲学、系统科学与哲学、逻辑哲学、次协调逻辑、归纳逻辑、物理学哲学、生物学哲学、经济学方法论等课程。现任武汉大学逻辑教研室主任，兼任中国逻辑学会学术咨询委员、归纳逻辑专业委员会副主任、科学逻辑/辩证逻辑专业委员会常委，全国外国哲学学会理事，中国自然辩证法研究会复杂性与系统科学哲学研究会理事、科学哲学专业委员会委员等职。桂起权教授主要从事科学哲学与科学思想史研究、分科的科学哲学研究；在国内是次协调逻辑的首先引介者之一，并被认为是国内辩证逻辑形式化弱纲领的主要代表之一。主要著、译作有：《科学思想的源流》、《科学哲学》等30余本，发表论文80余篇，主持并完成多项国家级课题。特别是关于物理学哲学的研究，曾参与教育部人文社科重大项目：物理学前沿的哲学问题规范场论的哲学意义研究。
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第13届全国技术哲学学术年会侧记
ssglwu 2010-9-15 19:56
吴国林 第 13 届全国技术哲学学术年会于 2010 年 9 月 11-12 日在上海大学召开。上海大学党委副书记忻平、中国自然辩证法研究会秘书长王玉平等到会祝贺。有来自清华大学、中国科学院研究生院、中国社会科学院哲学 所、东北大学、上海交通大学、华南理工大学、东南大学、大连理工大学等专家学者与研究生近 140 人。上海大学对会议做出了巨大的努力，会议取得了成功。会议进行了分组讨论，并有读书会。会议首先是坐而论道，其后有一天的世博会之行 ---- 这是行而论道，考察世博会的主题 better city, better life. 事实上， 贯穿在世博会之中，显示出来的东西是技术，其后是科学的基础研究与深厚的文化 （我将另文叙述）。 大会主席台 小组讨论 博主在讲 认真听讲 比如，中国技术哲学研究会主任陈凡教授说回顾了第 13 届技术哲学会议的主办方事宜，上海大学与华南理工大学都在申办，后给予了上海大学（世博会的现场体验是共同的期待），并对两个学校进行感谢，提出了技术哲学也要为国服务。在这次会议上，他特别提到： 要努力创建有中国特色的技术哲学学派。 他说，东北学派是创建中国特色的技术哲学学派的重要基础，应从陈昌曙先生接着讲。上海社会科学院的童世骏认为，世博会在很大程度上是一个技术的博览会，但技术的背后是科学，还有新四大发明。 朱葆伟讲了，亚里士多德的实践推理与实践智慧。笛卡尔帐篷，可以先建帐篷。亚里士多德最早提出理论与实践的划分。研究实践的就是实践智慧。理论是研究永恒的。实践是指向具体、并导致行动，与人们的利益、价值相联系。李伯聪讲了工程哲学的有关问题，并说工程哲学与技术哲学，说是两家就是两家，说是一家就是一家。张明国说了：技术与文化的关系。技术与风险的关系。技术发明的风险问题，从技术的实现或导致技术失败的因素。王续琨讲了技术哲学的元研究。夏保华讲了：德克斯（ Dircks ）发明哲学的范式的意义，他说，德克斯发明哲学应作为技术哲学之始。上海大学的杨庆峰讲了技术现象学的合法性问题。技术现象学的合法性缺乏论证。技术现象学就是在描述技术问题的时代，借助于现象学的方法，开启新的技术体验领域。高亮华讲了技术哲学的趋势，包括现象学的技术哲学、后现象学等。邓波讲了生态文明时代的绿色建筑观。翟振明讲了物联网与虚拟世界的规范原则问题。 谢咏梅讲到：哈尔滨工业大学的李昌在 50 年代讨论机床的辩证法，从机床的发展史来展开研究，并提出要调查研究，这意味着技术哲学的经验研究，早在中国的技术哲学开始时就采用了，因此，技术哲学的经验转向在中国来说，就是回到原点。毛泽东对该问题的看法，要求文章的语言要一般人都能理解，这意味着要考察技术哲学的接受者，有语用的味道。 吴国林在小组与大会都有发言，其题目是 波函数、量子控制及其哲学思考 ，这是一篇将科学哲学与技术哲学结合起来的文章。并讲了自己的量子信息哲学、量子控制论哲学与量子技术哲学研究的进展，以及在国际上的领先研究地位。小组的讨论比大会的讨论要激励。自然辩证法研究会的副秘书长张明国与陈凡在总结会议上，都将量子技术哲学作为本次技术哲学的一个亮点。这次会议也体现了 华南理工大学技术哲学的精细研究风格 ，希望在科学哲学、分析哲学与现象学的基础上，形成自己在国内与国际技术哲学学术界中的话语地位。 在我看来，技术哲学要形成中国的学派，我们必须要有独创的理论研究，即提出在国际上有特色的技术哲学的理论。比如，荷兰的技术哲学之所以在国际上在影响，关键在于它们提出了技术的功能与结构的二重性理论，尽管有争论，但总的受到了国际技术哲学界的肯定。 国际上技术哲学的经验转向，不在于是否是做实践的或做案例研究，而重要的是在一个理论的旗帜下，扩大对经验的解释与预见范围，而且是理论创立者本人在持续地推进。无疑，在中国，马克思主义的技术哲学是一个有过去、当下与未来的重要方向。当然，还有其他方向可以创立（如现象学的技术哲学、后现象学等）。 中国是否能提出如此这般的一个理论呢？尽管中国不缺乏技术哲学的实践传统，但是，缺乏一个在一个理论的引导下的持续推进。 总的说来，这次有亮点，有问题意识，还有新的形式 读书会。另一个问题是，人数较多，讨论时间不足，对发言者的观点的批评不足，仍然有相当部分的宏大叙事。 （注：这里仅照了几张照片，没有也不可能一一对学者拍照。主要是小组与大会的部分照片）
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量子技术与经典技术的联系与区别
ssglwu 2010-6-11 21:11
吴国林 量子技术是量子科学的应用。量子技术并不独立于经典技术，它们之间的联系主要表现在： （1）量子技术与经典技术都需要有实体性人工物作为载体。就如经典物理学与量子力学的联系一样，经典技术可以归结为量子技术的特殊情形。 （2）量子技术与经典技术都是描述技术的不同层面，是相互联系的。量子技术与经典技术是相互补充、相互统一的。量子技术的处理都不能离开经典技术，量子技术必须要有经典技术作为辅助手段，或者说，尽管量子技术处理的是量子信息与微观客体，但是，量子技术最终都离不开经典技术，微观的量子现象都必须呈现为客观的经典现象。 （3）从实际的操作层面来看，量子技术都必须转换为经典技术，并对经典世界产生不同于经典技术的作用。量子技术最终要转变成为经典技术，即量子技术中总有从微观到经典的转换过程。量子技术的经典结果是波函数的绝对值的平方后的东西，也就是具有非线性。可见，量子技术系统的经典输出与量子输入之间是非线性关系。 （4）从信息的传送通道来看，经典技术处理经典信息，而量子技术处理量子信息，但是，经典信息与量子信息都必须有经典信道才能完成经典或量子信息的传递。 量子技术与经典技术更有本质的区别，主要表现为两点： （1）两者依据的科学理论不一样。量子技术一定依赖于量子理论的指导，而经典技术不一定依赖于科学理论的指导。就经典技术来说，有的经典技术依赖于科学；有的经典技术并不依赖于科学；有的经典技术就是经验的总结，或者来源于劳动者的反复操作所形成的技能。实际上，技术的起源早于科学。经典技术有其自身的发展逻辑。但是，量子技术必须依赖于量子理论，量子技术不可能按照经典技术的逻辑而推演出来，就如量子力学与量子信息论不可能从经典力学中推演出来。从科学与技术的关系来看，当代最先进的经典技术依赖的是经典科学；量子技术依赖的是量子科学，包括量子力学与量子信息理论。 （2）从信息的传递来看，技术总是要对一定的信息进行处理。从海德格尔的现象学来看，只有当技术在被使用，并不被作为一个对象来使用时，技术本质才能被揭示出来。也就是说，技术只有与现实世界相联系时，才成为其自身。显然，技术只有与世界相纠缠，并与世界成为一个构成性的视域时，技术自身就显现出来了。每一技术被使用总会有信息的传递和被处理，量子技术以量子信息的传递为根本，而经典技术则以经典技术为传递根本。量子信息与经典信息有如下的区别：经典信息不具有相干性和纠缠性，而量子信息具有相干性和纠缠性；经典信息可以完全克隆，而量子信息不可克隆（no-cloning）；经典信息可以完全删除，而量子信息不可以完全删除；经典信息在四维时空中进行，速度不快于光速，而量子信息则在内部空间中进行，量子信息的变换可大大快于经典信息。 吴国林，量子信息的本质探究 ，科学技术与辩证法，2005，（6）：32-35。
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何为量子技术（What is quantum technology） Guolin Wu
ssglwu 2010-5-26 19:18
何为量子技术 吴国林 我们现在所见的技术都属于经典技术，但是，量子力学与量子信息理论所我们展现了量子技术的广阔前景。我们下面进行有关的讨论。 关于科学与技术的关系，是技术哲学的一个基本问题。为讨论问题的方便，我们把量子力学与量子信息论统称为量子科学。 一般而言，从技术本身（实际上是经典技术）来看，我们把技术的要素主要分为经验性要素、实体性要素与知识性要素。技术是由这三类要素相互作用生成的。经验性要素主要是经验、技能等这些主观性的技术要素，主要强调技术具有实践性。实体性要素主要以生产工具、设备为主要标志，主要强调技术具有直接变革物质世界的能力，变革天然自然、人工自然或技术人工物。知识性要素主要是以技术知识为标志，强调现代技术受技术理论和科学的技术应用的直接影响。 我认为，量子技术也包括这三类要素，量子经验性要素、量子实体性要素和量子知识性要素。量子经验性要素表明量子技术的使用也需要有人的经验的积累，但它并不构成量子技术的主要性要素，这一要素的作用可以忽略。量子实体性要素是量子知识性要素的载体，表现为量子技术人工物（量子技术客体）。量子知识性要素主要是指量子技术是量子力学和量子信息论等量子理论的应用。没有量子理论就不可能有量子技术，也不可能凭宏观的技术经验发明出量子技术人工物。 下面我们将讨论的激光器、晶体管与扫描隧道显微镜等，它们都是量子理论的直接或间接的发明物，量子信息技术更是量子理论的产物。因此，量子技术必定是量子理论的应用。 量子技术的进展特别表现为量子技术人工物的发明，具体表现为以下几种情况： （ 1 ） 1900 年，物理学家普朗克提出了能量子概念，标志着量子力学新纪元的开始。爱因斯坦于 1905 年提出了光量子假说以解释光电效应。 1916 年，爱因斯坦指出辐射有两种形式：自发辐射和受激辐射。受激辐射成为激光器的发明的重要理论基础。受激辐射是指一个处于高能态的粒子在一个频率适当的辐射量子的作用下，会跃迁到低能态，并发射一个频率和运动方向同入射量子全同的辐射量子。受激辐射和粒子数反转概念、无线电电子学中的反馈概念、光子学中的干涉仪器件综合起来形成了激光器的思想。激光技术是以量子理论为主的现代物理学和现代技术相结合孕育出来的一门科学技术，它的发展历史不仅充分显示出量子理论对激光技术发明的预见性。 （ 2 ） 1926 年，狄拉克在薛定谔的多体波函数启示下，研究全同粒子系统。他发现，如果描述全同粒子的多体波函数是对称的，这些粒子将服从玻色爱因斯坦统计。如果这一波函数是反对称的，这些粒子将服从费米狄拉克统计。 1928 年，索未菲将费米狄拉克统计用于电子气体，发展出了量子的金属自由电子气体模型，这是不同于经典的自由电子气的新的、量子机制的金属电子论。后经布洛赫研究，提出了固体的能带论，后有固体量子论的提出。最终在贝尔实验室的规划下，并在量子力学的指导下研究固体量子理论， 1947 年晶体管得到发明。 （ 3 ）量子力学中有一个著名的量子效应，即量子隧道效应。在经典物理中，粒子不能越过能量大于它的势垒而进入到另一个区域。而在量子力学中，即使粒子能量小于势垒高度，粒子仍有一定的概率能穿透势垒而进入势垒后的区域，好像在势垒中有一个隧道能使少量粒子穿过而进入垒后区域，这就是量子隧道效应。 1981 年， IBM 公司苏黎士实验室的宾尼和罗雷尔利用电子的隧道效应制成了扫描隧道显微镜 (STM) 。 STM 正是利用隧道电流对间距 a 变化的敏感性来工作的。 STM 的扫描过程描述为，针尖在扫描控制系统的控制下，可沿样品表面作三维移动，随着样品表面的起伏，针尖样品间距将发生变化，隧道电流随之变化。 STM 发明以后，相继诞生了一系列在工作模式、组成结构及主要性能与 STM 相似的显微仪器，构成了一个不断发展的扫描探针显微镜家族，它们具有广泛测量与微加工等用途。 （ 4 ）量子力学与信息科学的结合产生了量子信息技术。量子信息（ quantum information ）是近 10 年来受到国内外高度关注的重要理论问题和技术问题。 上述的四种量子技术中，前三种情形是通常意义上的量子理论对量子技术的启示或某种程度的应用，它们并没有带来大规模的量子技术的广泛应用，量子理论与量子技术之间的关系有的是直接的，有的则是间接的。第四种量子技术，即量子信息技术直接建立在量子理论的基础之上，而且还建立了量子信息论，将量子理论的研究与应用提升到一个新的水平，为量子技术的应用开辟了广阔的前景，量子信息技术以量子纠缠作为其基本标志。前三种量子技术的产生时期都是将量子纠缠（包括 EPR 关联）作为一个概念或作为一种有待确定的东西或佯谬来看待，而量子信息技术则是将量子纠缠作为一个基本的物理性质或物理事实来看待，这就是说，量子纠缠从概念或佯谬到科学事实是量子技术发生突变的分界判据。 实际上，量子技术已正在形成相当大的一个高技术群。道林（ Jonathan P. Dowling ）和密尔本（ Gerard J. Milburn ） 在《量子技术：第二次量子革命》中，将量子技术分为五大类：量子信息技术、量子电机系统、相干量子电动学、量子光学和相干物质技术。量子信息技术包括量子算法、量子密码学、量子信息论；量子电机系统包括单自旋磁力共振显微镜方法；相干量子电子学包括超导量子电路、量子光子学、自旋学、分子相关量子电子学、固态量子计算机；量子光子学包括量子光学干涉仪、量子微影术和显微镜方法、光子压缩、非相互作用成像、量子隐形传态；相干物质技术包括原子光学、量子原子引力梯度测量仪、原子激光。这里的分类中，也有交叉，比如，量子隐形传态不仅可以用光子偏振等实现，也可以利用原子等微观粒子的性质来实现，量子隐形传态可以归入量子信息技术之中。比如，戴葵等在《量子信息技术引论》中，将隐形传态归入量子信息技术。 通常的技术是经典技术，它能够在经典力学的框架中得到理解。对于量子技术来说，有两种力学推动它的产生，一是从实践上来看，技术创新推动器件的小型化，最终这些器件将在长度上到达纳米尺度，在作用量上到达普朗克常数的尺度。按照莫尔定律，计算机芯片的集成度每 18 个月将翻一番。当集成电路线宽小于 0.1 微米时，量子效应开始影响电子的正常运动，解决问题的一种途径只能利用量子力学理论来解决。二是从更基础的意义上看，量子力学的原理给我们在经典的框架内改进器件的性能提供了可能。如果以普朗克为代表的起始于 20 世纪初的第一次量子革命，主要是检验量子力学是否正确和完备，仅有少量的基于量子力学的量子技术产品的问世，那么，第二次量子革命起始于 20 世纪末，通过利用量子力学的有关规律和原理，发展新的量子技术。量子技术在于利用量子科学的规律来组织和控制微观复杂系统的组成。 显然，量子技术就是量子科学的应用。于是，我们可以作如下的界定：量子技术就是建立在量子力学和量子信息论基础之上的新型技术。没有量子理论就不可能有量子技术，也不可能凭宏观的技术经验发明出量子技术人工物。不论是前面的激光器、晶体管，还是扫描隧道显微镜等，它们都是量子理论的直接或间接的发明物，量子信息技术更是量子理论的产物。因此，量子技术必定是量子理论的应用。
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