量子科技发展与马克思主义物质观的当代创新
张宇晗
长春大学 吉林长春 130022
引言
量子计算原型机“九章”实现算力指数级突破,量子通信网“京沪干线”构建绝对安全传输通道——这些里程碑标志着中国正引领第二次量子革命。然而,量子叠加态中“既死又活”的薛定谔之猫,跨越光年瞬间感应的纠缠粒子,不断冲击着经典物理构建的物质认知图景。当微观世界展现出观测行为直接干预量子态的特性(即“测量难题”)时,机械唯物论的物质观已然坍塌。面对这场科学引发的哲学危机,马克思主义物质观以其辩证的实践品格,在量子科技的淬炼中迸发出新的理论锋芒。量子现象非但不是唯物主义的终结者,反而成为推动其创新发展的历史性契机。
一、量子现象
量子理论揭示的微观世界规则,彻底瓦解了牛顿经典力学的认知范式。其核心特质构成对传统物质观的四重挑战:
(一)实体实在论的消解
电子等基本粒子不再具有确定位置与动量(海森堡不确定性原理),而是呈现为弥散的概率云。微观粒子失去了经典物理学中“微小刚球”的实体属性,物质存在的形态发生根本性质变。
(二)确定性法则的崩塌
量子系统演化遵循概率性规律,爱因斯坦所坚信的“上帝不掷骰子”在微观领域失效。薛定谔方程描述的波函数演化虽具有确定性,但测量结果本质上是概率性的,彻底颠覆了拉普拉斯式的机械决定论。
(三)主客体二元论的困境
量子测量过程导致“波函数坍缩”,观测行为不可逆地改变系统状态。哥本哈根学派据此宣称“未被观测的量子态无意义”,使观察者成为实在的参与者,挑战了物质独立于意识的客观性原则。
(三)定域性原理的突破
量子纠缠粒子即使相隔亿万光年,仍能保持即时状态关联(贝尔不等式实验证实)。这种非定域关联性超越了相对论的光速限制,使爱因斯坦讥讽的“幽灵般的超距作用”成为客观事实。
这些发现催生了多世界诠释、退相干理论等假说,其争论焦点直指哲学根本:客观实在性是否在量子层面失效?人类能否真正认识微观世界?这些问题亟待马克思主义哲学作出回应。
二、辩证解析
马克思主义物质观以客观实在性为基石(列宁:“物质是标志客观实在的哲学范畴”),强调物质的可知性、运动性及辩证统一性。量子现象非但没有证伪这些原则,反而在深层次上验证了其真理性:
(一)客观实在性的微观确证
量子态本身是独立于意识的客观存在。正如物理学家玻恩所言:“概率波如同电磁场一样真实。” 2022 年诺贝尔物理学奖授予量子纠缠验证实验,其结论表明纠缠关联是粒子间固有的物理关系,绝非主观幻觉。这印证了恩格斯在《自然辩证法》中的论断:“物质的唯一‘特性’就是:它是客观实在”。
(二)可知性的辩证发展
量子力学本身就是人类认识微观世界的伟大成就。概率描述并非不可知论证据,而是在特定尺度把握物质规律的特殊形式。科学仪器作为物质性中介(如低温超导量子芯片),体现了实践在认识中的基础地位(马克思:“人应该在实践中证明自己思维的真理性”)。[2]
(三)运动形式的多样性彰显
量子隧穿、能级跃迁等展现了非连续运动;叠加态演化揭示了潜在可能性向现实性的转化过程。波粒二象性更成为对立统一规律的微观典范——粒子性(离散性)与波动性(连续性)在量子层面实现辩证统一。
(四)测量难题的实践论解答
所谓“观测者效应”,实质是物质性仪器与量子系统相互作用的物理结果。当超导量子比特通过微波脉冲被测量时,是仪器(而非意识)引发系统状态改变。这完美契合恩格斯关于“人的思维最本质的基础,正是人所引起的自然界的变化”的论断。
三、理论创新
量子科技为马克思主义物质观注入全新内涵,推动其在四个维度实现创造性发展:
(一)从实体实在到关系实在与过程实在
量子纠缠揭示物质本质深植于关联性。纠缠粒子对构成不可分割的整体系统,其性质无法还原为个体叠加,赋予“关系”以本体论地位。
叠加态则表明物质在测量前以潜在可能性集合存在,物质被理解为动态过程。量子芝诺效应(持续观测冻结系统演化)印证了过程性与互动性的辩证统一。
(二)物质运动观的范式拓展
量子运动呈现非连续性(能级跃迁)、概率性(衰变半衰期)及非定域关联(纠缠态隐形传态)等新形式。量子 - 经典边界问题揭示规律层次性:宏观经典规律是微观量子规律的涌现特性。量子信息更成为物质运动新维度,量子比特操控证明信息具有物理实在性。
(三)主客体关系的实践重构
量子测量迫使哲学放弃主客体绝对二分。在超导量子计算机中,操控脉冲(主体延伸)与量子比特(客体)构成相互作用整体。中国“墨子号”量子卫星实现天地密钥分发,验证了实践中介论——主体通过物质性技术与自然规律互动,彰显马克思“工业是人的本质力量的打开的书本”的论断。
(四)普遍联系原理的微观奠基
量子纠缠为物质普遍联系提供实验支撑。2022 年“墨子号”实现1200 公里级纠缠分发,证明非定域关联可跨越宏观距离存在。叠加 $$ 坍缩过程揭示可能向现实转化的微观机制,为质量互变规律提供新注解。量子模拟技术更成为探索复杂系统联系的新范式。
四、创新价值
马克思主义物质观的当代创新具有双重历史意义:
(一)理论维度
1. 捍卫哲学科学性:量子现象在更深层面验证了物质客观实在性与可知性,彻底驳斥“量子力学证伪唯物主义”论调。
2. 发展辩证方法论:矛盾分析法应用于量子系统(如量子相干性与退相干的对立统一),建立科技哲学研究的马克思主义范式。
3. 促进学科大融合:为量子退相干、量子意识假说等争议提供理论坐标系。
(二)实践维度
1. 指引科技研发方向
关系实在论启示关注量子系统整体关联性,推动拓扑量子计算研究;过程实在观促进对量子态演化的精细调控,助力容错量子计算机开发;实践中介论要求考量测量方式对系统影响,优化量子传感设计。[1]
2. 构建科技伦理框架
针对量子计算密码破解,基于规律客观性与可知性原则,需建立抗量子密码标准体系;面对量子脑机接口技术,依据主客体辩证关系原则,须防止技术异化与人主体性消解;对于量子监控网络,立足普遍联系与社会性原理,要求平衡安全需求与隐私权保护。
3. 培育科学理性精神
阐释量子现象的物质本质(如量子纠缠的非超距性),破除“量子神秘主义”伪科学。中国量子科技成就(九章、祖冲之芯片)印证辩证唯物主义指导科技创新的实践伟力。
结语
当“九章”量子计算机在玻色采样任务中展现指数级优势,当“墨子号”卫星织就跨越洲际的量子通信网,人类正以前所未有的深度介入物质世界。量子科技的惊雷非但未能击穿马克思主义哲学基石,反而在辩证唯物主义的燧石上迸发出创新的星火。
在这场科学与哲学的史诗性对话中,马克思主义物质观实现了从经典形态向量子范式的创造性转化:物质存在从实体载体跃迁为关系网络与过程集合;物质运动从机械位移拓展至概率演化与信息传递;主客体从二元对立走向实践中介的辩证统一;普遍联系因非定域性获得最深刻的微观确证。
这一理论创新不仅是中国引领量子科技革命的思想罗盘,更是构建科技向善伦理的哲学基石。它昭示着:唯有坚持辩证唯物主义的科学世界观,在科技浪潮中坚守人的主体性地位,方能驾驭量子之力实现“人和自然界之间、人和人之间的矛盾的真正解决”(马克思《1844 年经济学哲学手稿》)的崇高理想。
参考文献
[1] 李硕 , 李欣欣 , 张雪松 , 等 . 量子信息科技与产业发展态势及未来展望 [J]. 中国工程科学 ,2025,27(01):122-132.
[2] 杨丽静, 张钟璐. 理解马克思主义“物质”内涵的三个维度[J].中国多媒体与网络教学学报 ( 上旬刊 ),2020,(11):236-239.