“不确定性原理”,对哲学理论有什么样的影响

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不确定性原理(Uncertainty principle)是著名物理学家海森堡在1927年提出的物理学原理。这条原理表明:在量子力学里,粒子的位置与动量不可能同时被确定,用数学公式来表达即为:

“不确定性原理”,对哲学理论有什么样的影响

其中,h为普朗克常数。

除了无法同时确定粒子的位置和动量的数值外,这两个量之间存在的关系还包括,其中一个量越确定,另一个量的不确定程度就越大。即如海森堡所说:“在确知电子位置的瞬间,关于它的动量我们就只能知道相应于其不连续变化的大小的程度。于是,位置测定得越准确,动量的测定就越不准确,反之亦然。”

不确定性原理影响了很多哲学上的认识观,它推翻了“决定论”(即人们可以依照一组科学定律,通过知道宇宙在某一时刻的状态,便能依此知道宇宙中将会发生的任一事件)与“宿命论”的认知理论。

从另一方面,不确定性原理说明了人们对于客观事物的认知是存在缺陷的。


“若确切地知道现在,就能预见未来”是前提,而不是结论。

海森堡在提出不确定性原理之初,陷入到形象化的图象认知的陷阱里,后来他意识到关键在于电子轨道的提法本身有问题。用当时现有的实验去观察,人们看到的电子径迹并不是电子的真正轨道,而是水滴串形成的雾迹,而在微观实际中,水滴远比电子大,所以人们观察到的只是一系列电子的不确定的位置,而不是电子的准确轨道。因此,在量子力学中,一个电子只能以一定的不确定性处于某一位置,同时也只能以一定的不确定性具有某一速度。可以把这些不确定性限制在最小的范围内,但不能等于零。

“不确定性原理”,对哲学理论有什么样的影响

德国著名物理学家海森堡

这就是海森堡对不确定性原理最初的思考。爱因斯坦在1926年曾与海森堡有过一次谈话中,这次谈话启发了他,爱因斯坦问道海森堡:“难道说你是认真相信只有可观察量才应当进入物理理论吗?”尽管我们一直以来相信,任何科学理论都必须通过严格实验验证才可以证明,但爱因斯坦也说,“试图单靠可观察量来建立理论,那是完全错误的。实际上恰恰相反,是理论决定我们能够观察到的东西。”

基于此,海森堡提出了海森堡显微镜实验”的思想实验。在这个实验中,他假想用最精良的仪器,在假想最理想的环境里工作,然而,对于在微观世界里的测量动作,由不确定性原理所规定的基于普朗克常数的限制是无法突破的。

“不确定性原理”,对哲学理论有什么样的影响

图片来自于网络,侵删

因此,依据不确定性原理,不可能同时精确确定一个基本粒子的位置和动量。尽管这是微观世界上的粒子行为。无法用实验结果去论证,但是它对因果律却是一个巨大的挑战。

根据因果律,如果我们能够确切地知道现在,那么我们就能预见未来。这是一个确定的结论。但根据不确定性原理,我们是没法确切地知道现在的,因为我们无法知道当前状态中事情发生的所有细节,我们在对现在所发生的事情的了解上永远处在一个“知道得更多”的状态中,但却无法在“知道”上面达到极限。


用“不确定性原理”来解释实际事例

“不确定性原理”,对哲学理论有什么样的影响

在这则新闻中,男孩母亲原声表示:“我们现在这么辛苦不都是为了他吗?你说挣点钱都给你花了,你有啥想不开的孩子,我们一天天的压力多大呀,你还抑郁了,哎呀你愁死我算了。”

在这则新闻中,我们听到的完全是来自于男孩母亲立场的话,这些话透露给我们的信息是,男孩的家庭不优渥,男孩的家长挣钱很不容易,他们能挣得钱都是有限的。男孩的家长挣的钱都用来维持孩子的支出了(当然这是男孩母亲的一面之词)。

我们可以由此推出:男孩母亲认为抑郁的原因主要是物质上的生活压力所导致的,男孩母亲对于孩子的心理状况一直都不了解。进而得知,男孩母亲对于抑郁症知之甚少。

可是我们在这里并不能得出,男孩患上重度抑郁完全是来自于家庭方面,尤其是母亲的因素。尽管我们有理由认为母亲给到孩子的压力极大,这会导致他的抑郁。但我们对于男孩患上抑郁的真正原因,我们是不能够确定的。因为我们并不了解男孩的学校生活、社会生活是什么样子的,我们也不知道男孩是否有其他的身体健康上的原因(身体的不适也会导致抑郁),在患上抑郁症这件事上,存在着多重的复杂因素。

我们每个人都有自己的立场,并在自己的立场中看待事物。

“不确定性原理”,对哲学理论有什么样的影响

此新闻评论下站在男孩角度的立场言论

“不确定性原理”,对哲学理论有什么样的影响

此新闻评论下站在母亲立场的言论

因此,这里显现出的与不确定性原理相似的地方就是:我们越去了解新闻中这位母亲的心理,那么我们就越有可能站在她的立场上去看待事情,与之相反,我们对于男孩的情况就越不了解,从而更不可能去确定他患上抑郁的真正原因。同样,我们越站在男孩的角度上看问题(就像评论里大多数替男孩鸣不平的立场),那么我们就越有可能认为男孩的母亲是导致男孩患上抑郁的原因,我们就越去指责这位母亲,那么到最后,我们反而会忽略了男孩患上抑郁症的真正原因,也不可能去帮助他摆脱这种抑郁的困扰了。


不确定性原理对我们有什么启发意义

从社会学上,不确定性原理给我们的一个启示就是,不确定性原理会割裂我们对于事情本来面目的追求目标。这可能有点悲观,因为,人们一向追求的是道德准则上的规范,而不是事实上的规范。

爱因斯坦说,只有理论,即只有关于自然规律的知识,才能使我们从感觉印象推论出基本现象。然而我们的自由意志让我们先天地从主观立场上去看待现象的发生。

海森堡在1927年的发表的关于不确定性原理的那篇论文中,从开头就提出:“如果谁想要阐明‘一个物体的位置’(例如一个电子的位置)这个短语的意义,那么他就要描述一个能够测量‘电子位置’的实验,否则这个短语就根本没有意义。”时至今天,我们还未做出这个理想的实验,然而我们必须清楚的一点就是,无论我们能不能够在理想实验中去验证这个原理,不确定性原理仍然是量子世界的一个无可回避的性质。因为粒子的本来秉性就是如此。

从这一角度看,不确定性原理其本身就是确定性的事情,我们对于确定性的事情仍在不断追求的路上。

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