天天看點

“不确定性原理”,對哲學理論有什麼樣的影響

作者:李論認知

不确定性原理(Uncertainty principle)是著名實體學家海森堡在1927年提出的實體學原理。這條原理表明:在量子力學裡,粒子的位置與動量不可能同時被确定,用數學公式來表達即為:

“不确定性原理”,對哲學理論有什麼樣的影響

其中,h為普朗克常數。

除了無法同時确定粒子的位置和動量的數值外,這兩個量之間存在的關系還包括,其中一個量越确定,另一個量的不确定程度就越大。即如海森堡所說:“在确知電子位置的瞬間,關于它的動量我們就隻能知道相應于其不連續變化的大小的程度。于是,位置測定得越準确,動量的測定就越不準确,反之亦然。”

不确定性原理影響了很多哲學上的認識觀,它推翻了“決定論”(即人們可以依照一組科學定律,通過知道宇宙在某一時刻的狀态,便能依此知道宇宙中将會發生的任一事件)與“宿命論”的認知理論。

從另一方面,不确定性原理說明了人們對于客觀事物的認知是存在缺陷的。

“若确切地知道現在,就能預見未來”是前提,而不是結論。

海森堡在提出不确定性原理之初,陷入到形象化的圖象認知的陷阱裡,後來他意識到關鍵在于電子軌道的提法本身有問題。用當時現有的實驗去觀察,人們看到的電子徑迹并不是電子的真正軌道,而是水滴串形成的霧迹,而在微觀實際中,水滴遠比電子大,是以人們觀察到的隻是一系列電子的不确定的位置,而不是電子的準确軌道。是以,在量子力學中,一個電子隻能以一定的不确定性處于某一位置,同時也隻能以一定的不确定性具有某一速度。可以把這些不确定性限制在最小的範圍内,但不能等于零。

“不确定性原理”,對哲學理論有什麼樣的影響

德國著名實體學家海森堡

這就是海森堡對不确定性原理最初的思考。愛因斯坦在1926年曾與海森堡有過一次談話中,這次談話啟發了他,愛因斯坦問道海森堡:“難道說你是認真相信隻有可觀察量才應當進入實體理論嗎?”盡管我們一直以來相信,任何科學理論都必須通過嚴格實驗驗證才可以證明,但愛因斯坦也說,“試圖單靠可觀察量來建立理論,那是完全錯誤的。實際上恰恰相反,是理論決定我們能夠觀察到的東西。”

基于此,海森堡提出了“海森堡顯微鏡實驗”的思想實驗。在這個實驗中,他假想用最精良的儀器,在假想最理想的環境裡工作,然而,對于在微觀世界裡的測量動作,由不确定性原理所規定的基于普朗克常數的限制是無法突破的。

“不确定性原理”,對哲學理論有什麼樣的影響

圖檔來自于網絡,侵删

是以,依據不确定性原理,不可能同時精确确定一個基本粒子的位置和動量。盡管這是微觀世界上的粒子行為。無法用實驗結果去論證,但是它對因果律卻是一個巨大的挑戰。

根據因果律,如果我們能夠确切地知道現在,那麼我們就能預見未來。這是一個确定的結論。但根據不确定性原理,我們是沒法确切地知道現在的,因為我們無法知道目前狀态中事情發生的所有細節,我們在對現在所發生的事情的了解上永遠處在一個“知道得更多”的狀态中,但卻無法在“知道”上面達到極限。

用“不确定性原理”來解釋實際事例

“不确定性原理”,對哲學理論有什麼樣的影響

在這則新聞中,男孩母親原聲表示:“我們現在這麼辛苦不都是為了他嗎?你說掙點錢都給你花了,你有啥想不開的孩子,我們一天天的壓力多大呀,你還抑郁了,哎呀你愁死我算了。”

在這則新聞中,我們聽到的完全是來自于男孩母親立場的話,這些話透露給我們的資訊是,男孩的家庭不優渥,男孩的家長掙錢很不容易,他們能掙得錢都是有限的。男孩的家長掙的錢都用來維持孩子的支出了(當然這是男孩母親的一面之詞)。

我們可以由此推出:男孩母親認為抑郁的原因主要是物質上的生活壓力所導緻的,男孩母親對于孩子的心理狀況一直都不了解。進而得知,男孩母親對于抑郁症知之甚少。

可是我們在這裡并不能得出,男孩患上重度抑郁完全是來自于家庭方面,尤其是母親的因素。盡管我們有理由認為母親給到孩子的壓力極大,這會導緻他的抑郁。但我們對于男孩患上抑郁的真正原因,我們是不能夠确定的。因為我們并不了解男孩的學校生活、社會生活是什麼樣子的,我們也不知道男孩是否有其他的身體健康上的原因(身體的不适也會導緻抑郁),在患上抑郁症這件事上,存在着多重的複雜因素。

我們每個人都有自己的立場,并在自己的立場中看待事物。

“不确定性原理”,對哲學理論有什麼樣的影響

此新聞評論下站在男孩角度的立場言論

“不确定性原理”,對哲學理論有什麼樣的影響

此新聞評論下站在母親立場的言論

是以,這裡顯現出的與不确定性原理相似的地方就是:我們越去了解新聞中這位母親的心理,那麼我們就越有可能站在她的立場上去看待事情,與之相反,我們對于男孩的情況就越不了解,進而更不可能去确定他患上抑郁的真正原因。同樣,我們越站在男孩的角度上看問題(就像評論裡大多數替男孩鳴不平的立場),那麼我們就越有可能認為男孩的母親是導緻男孩患上抑郁的原因,我們就越去指責這位母親,那麼到最後,我們反而會忽略了男孩患上抑郁症的真正原因,也不可能去幫助他擺脫這種抑郁的困擾了。

不确定性原理對我們有什麼啟發意義

從社會學上,不确定性原理給我們的一個啟示就是,不确定性原理會割裂我們對于事情本來面目的追求目标。這可能有點悲觀,因為,人們一向追求的是道德準則上的規範,而不是事實上的規範。

愛因斯坦說,隻有理論,即隻有關于自然規律的知識,才能使我們從感覺印象推論出基本現象。然而我們的自由意志讓我們先天地從主觀立場上去看待現象的發生。

海森堡在1927年的發表的關于不确定性原理的那篇論文中,從開頭就提出:“如果誰想要闡明‘一個物體的位置’(例如一個電子的位置)這個短語的意義,那麼他就要描述一個能夠測量‘電子位置’的實驗,否則這個短語就根本沒有意義。”時至今天,我們還未做出這個理想的實驗,然而我們必須清楚的一點就是,無論我們能不能夠在理想實驗中去驗證這個原理,不确定性原理仍然是量子世界的一個無可回避的性質。因為粒子的本來秉性就是如此。

從這一角度看,不确定性原理其本身就是确定性的事情,我們對于确定性的事情仍在不斷追求的路上。