“不確定性原理”,對哲學理論有什麼樣的影響

不確定性原理(Uncertainty principle)是著名物理學家海森堡在1927年提出的物理學原理。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確定,用數學公式來表達即為:

其中,h為普朗克常數。

除了無法同時確定粒子的位置和動量的數值外,這兩個量之間存在的關係還包括,其中一個量越確定,另一個量的不確定程度就越大。即如海森堡所說:“在確知電子位置的瞬間,關於它的動量我們就只能知道相應於其不連續變化的大小的程度。於是,位置測定得越準確,動量的測定就越不準確,反之亦然。”

不確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態,便能依此知道宇宙中將會發生的任一事件)與“宿命論”的認知理論。

從另一方面,不確定性原理說明了人們對於客觀事物的認知是存在缺陷的。


“若確切地知道現在,就能預見未來”是前提,而不是結論。

海森堡在提出不確定性原理之初,陷入到形象化的圖象認知的陷阱裡,後來他意識到關鍵在於電子軌道的提法本身有問題。用當時現有的實驗去觀察,人們看到的電子徑跡並不是電子的真正軌道,而是水滴串形成的霧跡,而在微觀實際中,水滴遠比電子大,所以人們觀察到的只是一系列電子的不確定的位置,而不是電子的準確軌道。因此,在量子力學中,一個電子只能以一定的不確定性處於某一位置,同時也只能以一定的不確定性具有某一速度。可以把這些不確定性限制在最小的範圍內,但不能等於零。

德國著名物理學家海森堡

這就是海森堡對不確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只有可觀察量才應當進入物理理論嗎?”儘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。”

基於此,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,對於在微觀世界裡的測量動作,由不確定性原理所規定的基於普朗克常數的限制是無法突破的。

因此,依據不確定性原理,不可能同時精確確定一個基本粒子的位置和動量。儘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,如果我們能夠確切地知道現在,那麼我們就能預見未來。這是一個確定的結論。但根據不確定性原理,我們是沒法確切地知道現在的,因為我們無法知道當前狀態中事情發生的所有細節,我們在對現在所發生的事情的瞭解上永遠處在一個“知道得更多”的狀態中,但卻無法在“知道”上面達到極限。


用“不確定性原理”來解釋實際事例

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,你還抑鬱了,哎呀你愁死我算了。”

在這則新聞中,我們聽到的完全是來自於男孩母親立場的話,這些話透露給我們的信息是,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:男孩母親認為抑鬱的原因主要是物質上的生活壓力所導致的,男孩母親對於孩子的心理狀況一直都不瞭解。進而得知,男孩母親對於抑鬱症知之甚少。

可是我們在這裡並不能得出,男孩患上重度抑鬱完全是來自於家庭方面,尤其是母親的因素。儘管我們有理由認為母親給到孩子的壓力極大,這會導致他的抑鬱。但我們對於男孩患上抑鬱的真正原因,我們是不能夠確定的。因為我們並不瞭解男孩的學校生活、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(身體的不適也會導致抑鬱),在患上抑鬱症這件事上,存在著多重的複雜因素。

我們每個人都有自己的立場,並在自己的立場中看待事物。

此新聞評論下站在男孩角度的立場言論

此新聞評論下站在母親立場的言論

因此,這裡顯現出的與不確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,我們對於男孩的情況就越不瞭解,從而更不可能去確定他患上抑鬱的真正原因。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致男孩患上抑鬱的原因,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鬱症的真正原因,也不可能去幫助他擺脫這種抑鬱的困擾了。


不確定性原理對我們有什麼啟發意義

從社會學上,不確定性原理給我們的一個啟示就是,不確定性原理會割裂我們對於事情本來面目的追求目標。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,只有理論,即只有關於自然規律的知識,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年的發表的關於不確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,不確定性原理仍然是量子世界的一個無可迴避的性質。因為粒子的本來秉性就是如此。

從這一角度看,不確定性原理其本身就是確定性的事情,我們對於確定性的事情仍在不斷追求的路上。

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