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波粒二象解之二:(四)  上帝也掷骰子----论完备性之争

(2006-04-20 14:04:27)

波粒二象解之三:()  上帝也掷骰子----论完备性之争

 

爱因斯坦和普朗克都为量子理论发展作出了开创性贡献,但在二十世纪二十年代,量子理论在以哥本哈根学派为主的一代人手中取得决定性进展并最终创建起来后,却遭到了爱因斯坦的批评,双方展开了长达半个世纪的论战,至今余波尚存。

以爱因斯坦为首的一派科学家不赞成波函数的几率解释和测不准原理、互补原理,而波尔一派力主量子力学是一种完备的理论,它的基本物理假说和数学假设是不能进一步修改的。双方论争的核心实际在于我们这个世界是确定的还是不确定的。统计力学的几率解释和测不准反映的是宇宙的偶然性、不确定性,而基于传统,物理学家们都认为这个世界是受客观规律支配的、有内在决定性、确定性。在牛顿理论中,        

世界是一幅绘成的长卷,随时间流逝缓缓展现。

预定的图景可以想象在先,略有差误不影响计算。

而今向两极进驻,离开了人体尺度。

世界变成了抽象画,随意就塗抺一幅。

    完备性之争是波粒之争的继续,科学家们各执一端,这种论争不在谁错多错少,而在于影响了物理学的总体发展,只要人们执于知性,我们在任何领域都会遇到类似的论争。本文处处提醒读者要有整体性概念,要用恩格斯... ...... ...的辩证公式看问题,善将对应的方面同一。

  有这个论争中,多数物理学家认为爱因斯坦错了,但也有人认为不可能有结论。比如有人就把斯蒂芬.霍金和罗杰.彭罗斯之争看作是玻尔和爱因斯坦之争的继续,这种比喻不当之处在于时过境迁。我不喜欢论争,所以认为可以为这场论争做个了结,这个了结不是用几句简单评论,而是用我的同一哲学作个结论。后文第二部分中有个方悟系列,它指出一切对应的概念都是同一的,波与粒是同一的,确定性和不确定性也是同一的。我们这个世界既是确定的又是不确定的:其基本方面是确定的、可知的,有守恒及不变性规律可说明;但细节却是不确定的,不可预知的,偶然的。如微观粒子的运动,受到太多的不确定条件的影响,因而只能以概率来解释。我们正是以确定性、必然性来研究不确定性、偶然性,以期掌握更多的变化规律。爱因斯坦与波多尔斯基及罗森三人提出的完备理论条件要求鉴别实在要素须不干扰这个体系而能够对它作出确定的预测,在这个世界上(不只是微观,宏观也一样,只不过可忽略小的干扰)做不到。它违背自然规律及反映它的同一规律。自然界的相互作用不会被人力所隔绝,起码引力就是不可屏蔽的。自然界的整体性质,包括它的必然性、确定性及其表现规律,都只能通过偶然性、不确定性即相互作用来表现。共性存在于个性之中,普遍性存在于特殊性之中,排除了不确定性也就没有了确定性。二者必居其一是非理性选择,也是认识错误的根源。

  波尔认为:自然不仅对我们能够测量和观察的东西,而且对我们能够明确地谈论的东西都加上了绝对的界限。琼斯认为:宇宙更接近于一种伟大的思想,而不是一部大机器。 ⑤ 就宇宙是时空同一体来说,时间的一维性表现了宇宙的不确定性,因而历史不会重演;而空间的三维性表现了宇宙的确定性,因而历史演出被限定在舞台背景下,二者相结合而构成一切事物。

  爱因斯坦有一句名言:上帝是不掷骰子的。他在给玻恩的信中说:对科学的期望,我们已渐渐走向两极; 你相信掷骰子的上帝,我则相信作为实体而存在的物质世界具有完美的规律,我力图用一种原始的揣测的方式去领悟它。⑥上帝一般借指造物主,物理学家们使用时,也指大自然,它被看成是必然性象征,我借用为本节标题,说上帝也掷骰子,实际是说上帝本不掷骰子,但当它作为大自然的化身时就必须去掷骰子,它必须既掷又不掷才能成为对应同一体,同一哲学从不作单方面的肯定或否定。

  量子力学虽是新兴科学,但也大量使用经典理论和各项守恒定律,在确定性与不确定性的结合上比相对论完善,从完备性上超过了宏观理论,所以同一哲学最终采用了海森伯的量子宇宙的说法来统一这个世界。

  爱因斯坦是我最祟拜的科学家,但我反对他对量子力学的批判,这种批判表明他并未真正理解量子理论的本质,仅凭直觉做了伟大的开创性工作,一旦理论发展动摇了他的基本立场,便从前进处退回。正是由于未能迈出关键的一步,妨碍了他去建成统一场,对立性思想不可能理解自然的同一性。物质世界确有完善的规律,同一哲学也能以最简洁的方式反映它,但它永远拒绝知性。原始人类对自然的领悟超越今人。亚里士多德在《形而上学》中说:那些最早的哲学研究者们 ……在他们看来,一样东西,万物都是由它构成的,都是首先从它产生,最后又化为它的(实体始终不变,只是变换它的形态),那就是万物的原素,万物的本原了。⑦ 但今人的直觉已非古人的原始直觉了,它受到知性对立性的熏染,使人习惯于用对立意识看事物,此一事可能未用,多数情况难免,这在爱因斯坦走向两极的说法上可以看出。所有的研究者都要依赖自身直觉的悟性,我也是将今人的直觉换成古人的直觉才领悟到同一性的。

  玻恩对爱因斯坦作了一个评论:比起前人,他对各种物理定律的统计学背景看得更为清晰,而且,在征服浩翰的量子现象的斗争中,他是一位先驱者。但后来,从他自己的著作中出现了统计学原理和量子原理的综合,这种综合对大多数的物理学家似乎是可接受的,但他却远而疑之。我们许多人认为这是一个悲剧----因为他从此在孤独中摸索前进,而我们则失去了一位领袖和旗手。   时为1948年。

 

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