当代量子论与新科学哲学的兴起

本书立足当代量子论的科学实践，沿着由前沿科学到一般科学哲学理论推进的方向，探索新科学哲学突破的路径和方法。当代量子论所面临的困境很大程度上与哲学相关，通过考察理论中的时空本性、物质本体、宇宙起源等新自然观的形成，挖掘当代量子论中形而上学的丰富蕴涵，以此作为新科学哲学兴起的重要基础。当代量子论远离经验，原先建立在经验科学上的认识论和方法论需要适时调整，科学发现、科学评价标准、科学实在论、科学理解、体知认识等需要重新认识和审视。新科学哲学基于当代量子论，当代量子论需要哲学的灵感和认知，它们之间的紧密互动，既有助于哲学理论的发展，也有助于物理学观念的突破。

绪论/001
第一篇？当代量子论的困境及其挑战
第一章？量子力学的解释困境
第一节？量子力学解释困境的理论根源/024
第二节？量子力学的四大解释体系/033
第三节？引力与量子力学解释的交融/045
第二章？大统一理论的成功与问题—以标准模型为例
第一节 标准模型的基本结构/053
第二节 理论的完备性及其问题/066
第三节 解释的融贯性及其问题/075
第四节 从大统一到超对称/080
第三章 量子力学与广义相对论的不兼容—以黑洞为例
第一节 量子论与相对论的冲突/087
第二节 奇点存在与否之争/094
第三节 黑洞的热力学性质之争/102
第四节 黑洞信息悖论之争/107
第四章 通往量子引力的两条路径—弦与圈
第一节 弦论的统一模式/119
第二节 圈量子引力的统一模式/129
第五章 通往终极统一的量子信息之路
第一节 二次量子革命/141
第二节 量子信息革命的核心—量子纠缠/147
第三节 量子信息革命的哲学挑战/158
第四节 跨越鸿沟：基于量子信息的统一理论/167
第二篇 当代量子论中的哲学蕴涵
第六章 时空观念的革命
第一节 时空的哲学观念/175
第二节 时空之科学观念/188
第三节 量子化的时空/196
第四节 时间之特殊性/204
第七章 物质观念的革命
第一节 波函数与物质本原/212
第二节 粒子本体与场本体/220
第三节 弦本体与圈本体/225
第四节 信息本体论/234
第八章 宇宙观念的演进
第一节 从思辨宇宙到科学宇宙/250
第二节 人与宇宙的关系/258
第三节 多宇宙的争论/264
第九章 离散与连续的统一
第一节 自然的离散性质/274
第二节 连续模型的发散困难/281
第三节 普朗克标度上的统一/295
第十章 对称性与对称破缺的统一
第一节 自然的对称性/305
第二节 规范对称性与相位因子/312
第三节 对称破缺机制/322
第十一章 自然的数学化表征
第一节 科学方法论革命/331
第二节 数学与物理学的认识论镜像/342
第三节 数学-物理学关系的新图景/353
第十二章 当代量子论与自然观
第一节 从机械论自然观到辩证自然观/367
第二节 量子自然观/371
第三节 本体、认识与方法的融合/375
第三篇 新科学哲学
第十三章 科学哲学的挑战与机遇
第一节 理论发现的非经验动机/387
第二节 理论辩护的非经验策略/402
第三节 科学哲学的新机遇/413
第十四章 科学理论发现的新方法
第一节 假说-演绎方法/430
第二节 几何化方法/438
第三节 公理化方法/449
第四节 模拟化方法/458
第十五章 科学理论评价的新标准
第一节 科学共同体的评价/482
第二节 经验评价标准的局限/494
第三节 以数学统一作为新的评价标准/508
第十六章 科学实在论的新发展
第一节 结构实在论/522
第二节 选择实在论/533
第三节 有效实在论/542
第四节 普朗克标度下的实在论/549
第十七章 科学说明的新模式
第一节 从科学说明到科学理解/563
第二节 世界的“统一”理解模式—超对称/574
第三节 理论的“等价”理解模式—对偶性/584
第四节 自然律的“客观”理解模式—微分同胚不变性/595
第五节 科学理解的数学模式/601
第十八章 科学认识论的新突破
第一节 体知认识论/610
第二节 体知认识的数学贡献/615
第三节 从体知认识到物理学的纲领/626
第四节 从物理学纲领到认知的新突破/633
结束语/645
参考文献/647
关键词索引/697
人名中外文对照表/705
后记/719
Introduction/001
PART I The Dilemmas of Contemporary Quantum Theory and Its Challenges
Chapter 1 Interpretation Dilemmas of Quantum Mechanics
1.1 The Origin of Quantum Interpretation Dilemmas/024
1.2 Four Popular Interpretations of Quantum Theory/033
1.3 Gravity Meets Quantum Interpretation/045
Chapter 2 Successes and Problems in Grand Unification Theory: THE CASE OF STANDARD MODEL
2.1 The Constitution of the Standard Model/053
2.2 The Completeness and Its Problem in the Standard Model/066
2.3 The Coherence and Its Problem in the Standard Model/075
2.4 From Grand Unification to Supersymmetry/080
Chapter 3 The Incompatibility of Quantum Mechanics with General Relativity: The Case of Black Holes
3.1 Incommensurability of Quantum Theory and Relativity/087
3.2 Controversies over the Existence of Singularities/094
3.3 Debates on Thermodynamic Properties of Black Holes/102
3.4 Debates on Black Hole Information Paradox/107
Chapter 4 Two Paths to Final Unification: String and Loop
4.1 Unification in String Theory/119
4.2 Unification in Loop Quantum Gravity Theory/129
Chapter 5 Quantum Information Path to the Final Unification
5.1 Second Quantum Revolution/141
5.2 The Core of Quantum Information Revolution: Quantum Entanglement/147
5.3 Philosophical Challenges of Quantum Information Revolution/158
5.4 Bridging: Unification Based on Quantum Information/167
Part II Philosophical Implications of Contemporary Quantum Theory
Chapter 6 The Change of Views on Space-time
6.1 Philosophical Conception on Space and Time/175
6.2 Scientific Conception on Space and Time/188
6.3 Quantum Space-time/196
6.4 The Particularity of Time/204
Chapter 7 InnOvation in Conception of Matter
7.1 Wave Function and Material Origin/212
7.2 Particle Ontology and Field Ontology/220
7.3 String Ontology and Loop Ontology/225
7.4 Information Ontology/234
Chapter 8 The EVOLUTION of Ideas about The Universe
8.1 From Speculative Universe to Cosmology/250
8.2 The Relationship between Humankind and The Universe/258
8.3 The Multiverse Debates/264
Chapter 9 Unity of Discrete and Continuous
9.1 Discrete Properties of Nature/274
9.2 The Divergence in Continuous Models/281
9.3 Unity on the Planck Scale/295
Chapter 10 Unity of Symmetry and Symmtery Breaking
10.1 Symmetry of Nature/305
10.2 Gauge Symmetry and Phase Factor/312
10.3 Mechanism of Symmetry Breaking/322
Chapter 11 Mathematical Representation of Nature
11.1 The Scientific Methodological Revolution/331
11.2 The Epistemological Reflection between Mathematics and Physics/342
11.3 Inversion of the Math-Physics Relationship/353
Chapter 12 Contemporary Quantum Theory and Views of Nature
12.1 From Mechanistic View of Nature to Dialectical View of Nature/367
12.2 Quantum View of Nature/371
12.3 The Integration of Ontology, Epistemology and Methodology/375
Part III A New Philosophy of Science
Chapter 13 Challenges and Opportunities in Philosophy of Science
13.1 Non-Empirical Motivation of Scientific Discovery/387
13.2 Non-Empirical Strategy of Defence for Science/402
13.3 Opportunities in Philosophy of Science/413
Chapter 14 New Methods in Scientific Discovery
14.1 Principle-Deduction Method/430
14.2 Geometrization Method/438
14.3 Axiomatization Method/449
14.4 Simulation Method/458
Chapter 15 New Criteria for the Evaluation of Scientific Theories
15.1 Evaluation from the Scientific Community/482
15.2 Limitations of Empirical Evaluation/494
15.3 Take Unification of Mathematics as A New Criteria/508
Chapter 16 New Developments in Scientific Realism
16.1 Structural Realism/522
16.2 Selective Realism/533
16.3 Effective Realism/542
16.4 Realism on The Planck Scale/549
Chapter 17 New Models in Scientific Explanation
17.1 From Scientific Explanation to Scientific Understanding/563
17.2 Unification Understanding of the World: Supersymmetry/574
17.3 Equivalance Understanding of Theory: Duality/584
17.4 Objective Understanding of Natural Law: Diffeomorphism Invariance/595
17.5 Mathematical Model of Scientific Understanding/601
Chapter 18 Breakthrough in Epistemology of Science
18.1 Embodied Cognition/610
18.2 The Contribution of Mathematics in Embodied Cognition/615
18.3 From Embodied Cognition to Programs of Physics/626
18.4 From Programs of Physics to Breakthrough in Physics/633
Closing/645
Bibliography/647
KEYWORD INDEX/697
CORRESPONDENCE BETWEEN CHINESE AND FOREIGN NAMES/705
POSTSCRIPT/719