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1700942291 物理世界的本质 [:1700940260]
1700942292 物理世界的本质 新认识论展望
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1700942294 科学研究得不到事物内在性质的知识,“无论何时,只要我们采用物理量来表示一个物体的性质,就只是在传播对于其存在的各种计量示数的响应有关的知识,无他。”(参照第十二章指针读数中的物理知识的限度一节)但是,如果一个物体不依照严格的因果性行动,如果对指示器的响应存在不确定因素,我们似乎便斩断了这种知识的根基。如果物体被放置在称重机上时其读数并不能事先确定,所以物体没有确定的质量,也不会发现物体何时处于称重机上,所以它没有确定的速度,也不会知道物体所反射的光线能否汇聚到显微镜内,所以它没有确定的位置,等等不一而足。回答说物体确实有一个我们所不清楚的确定的质量、速度、位置等是无用的,那种说法,如果有意义的话,意指是科学知识领域以外的事物的内在本质。我们不能从我们所知道的任何事物精密地推断这些性质,原因在于因果性的破坏打断了推导链条。因此,对于物体存在的示数响应有关的知识并不存在,所以我们完全不能确定关于物体的知识。如此一来讨论物体有什么用处呢?作为所有这些(仍未确定的)指针读数的抽象概念的物体在物理世界里成为多余的了——旧的认识论在我们开始怀疑严格的因果性时就把我们引到了这种两难的境地。
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1700942296 在宏观尺度现象里能够规避这种困难。一个物体可以没有确定的位置,但依然在很近的范围内具有非常可能的位置。当可能性巨大时,可能性代替确定性只会产生很小的差异,只会对世界附加上一层几可忽略不计的朦胧。尽管实际的变化并不重要,但还是有根本性的理论结果。所有的可能性都依赖于预置可能性的基础之上,如果不假定这一基础,我们不能说可能性大还是小。在同意接受我们计算出的可能性——这种可能性很大,实际上等同于旧理论体系中的确定性的情形下,我们把不能在旧体系里表示的一种符号结构添加到世界里——如同它把我们所采用的预置可能性的基础变成了世界构造的一种组成一样。
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1700942298 在现象的原子尺度上,概率通常都很好地保持着平衡,不容科学赌徒置喙其间。如果一个物体仍然被定义为一组指针读数(或者很可能的指针读数),那在原子尺度上就不存在物体了。我们能够抽取的所有东西是一组可能性,实际上,那恰是薛定谔试图描述的原子图景——作为他的概率实在ψ的一个波心。
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1700942300 通常我们都不得不处理由无知所引发的可能性,如果有充分的知识,我们应撇清与可能性的关系,而代之以确切的事实。但是,在薛定谔理论中的一个基本点是他的可能性不能如此代替。在他的ψ函数足够集中时便指示电子所在的位置,在ψ函数发散时,它仅仅给出模糊的位置,但这种模糊的指示并非理想地应为准确的知识所代替的某种东西。ψ函数本身成为从原子放射出的光的源头,光的周期便是ψ的频率。我想这意味着,ψ的散布对由于信息缺乏而引发的不确实性而言并不是一个标志,它是因果性失灵——此即原子特性之一部分的原子行为的间歇性的标志。
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1700942302 我们有两个主要的方法来研究原子内部,我们能够观察电子的出入,也能观察光的出入。波尔假定了通过严格的因果性法则与第一种现象相关联的结构,海森堡以及他的追随者对第二种现象开展相关的工作。如果这两个结构是相同的,那么原子将涉及一个完整的对这两类现象完全的因果性关联,但很显然并不存在这种因果联系,所以我们不得不满足于将一个模型的实体表示为第二个模型中的可能性这种关联。或许这两个理论中有着与此不一致的细微之处,但是,它好像表达了其目的在于描述一个不完全的因果世界的法则的理想,即,一个现象的因果来源将代表另外一个现象的因果来源的可能性——薛定谔的理论至少提供了一个实际的世界是基于此项计划而被支配的强烈暗示。
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1700942307 物理世界的本质 [:1700940261]
1700942308 物理世界的本质 不确定性原理
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1700942310 到此,我们已经表明,现代物理已经偏离了未来是预先确定的假定,忽略它而非有意排斥它。随着不确定性原理(第十章新量子理论中不确定性原理一节)的发现,现代物理学态度的敌意就变得越来越确定了。
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1700942312 我们来考察我们以为能够预言未来的最简单的情形,假定我们在现在这一瞬间有一个位置和速度已知的粒子,假设没有任何干扰,我们可以预测随后时刻的位置(严格说来,无干扰应该是另一个预测的主题,但为使事情简单化,我们将做出让步),而恰恰是这种简单的预测是不确定性原理特意要禁止的。它阐明,在现在时刻,我们不能同时准确地获知粒子的速度和位置。
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1700942314 乍看起来似乎存在一种矛盾,如果我们也不希望知道速度的话,我们可以无限地获知位置的准确性。很好,那么现在我们来进行高度准确的位置确定,稍后再来进行另外一个高度准确的位置的确定。把两个精确的位置相比较,我们可计算出准确的速度——用我们的手指拍一拍不确定性原理。这一速度对于预测毫无益处,因为在进行第二次准确确定位置时,我们已经非常粗糙地对待粒子,以致它不再具有我们所计算的速度。它是一个纯粹回溯性的速度,速度在现在时刻并不存在而在未来是完美的。它从未存在,将来也绝不存在,但总有它将已经存在的那一刻,在包括一个绝对的未来和一个绝对的过去而非一个绝对完美的未来的图4中并没有速度的位置。
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1700942316 如今我们归之于一个粒子的速度能够被视为它的未来位置的一个预期,说它是不可知的(除了某种程度的不精确以外)等同于说未来不可预测,即刻到达了未来,以致它不再是一个预测时,速度就变得可知了。
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1700942318 经典观点认为一个粒子必须具有确定的(但不必是可知的)的速度,如今总起来要把一片未知的未来装扮成现今的一个不可知因素。经典物理学搞了一个障眼法,用一个宿命体系蒙骗了我们,它把未知的未来偷带进现在,确信我们将不会追问未知的未来是否已经以此方式成为任何更可知的东西。
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1700942320 只要对精确度的要求不被大量平均所淹没,同样的原理对我们试图预测的每一种现象都适用。每个坐标都对应一个动量,根据不确定性原理,确定坐标越精确,则动量的确定便越不准确。因此,“自然”规定:世界一半的知识将确保对另一半的无知——这种无知,正如我们所看到的,在稍后对世界的同一个部分回溯考察时或可补救。我们绝不能满足于包含着太多不可知的世界的图景,我们已经试着去除不可知的事物,即除去那些与我们的经验毫无因果关系的概念。出于这个理由,我们已经把通过以太中的速度,“正确”空间体系等消除了。这个巨大的新的不可知因素也必然同样从“现在”被清扫出去。它的固有的场所在于未来,那它将不再是不可知的,它已经过早地作为一个不能预想的事物的一个预想了。
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1700942322 要评价物理学家在外部世界中所散布的符号是否足以预先确定未来,我们必须警惕回溯性的符号,在事情发生以后再来预言很容易。
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1700942327 物理世界的本质 [:1700940262]
1700942328 物理世界的本质 自然与超自然
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1700942330 在外部世界中抽除因果性的一个相当严重的后果是,会导致我们的“自然”与“超自然”之间没有明确的区别。在早些的章节里,我把所创造的说明重力的拽力不可见的作用比之为魔鬼。承认这样一个作用世界的观点,比起那些把在“自然”中发现的所有神秘都归诸不可见的恶魔的野蛮人的见解更为科学吗?牛顿派物理学家有一个正当的辩护,他能够指出,重力这个恶魔被假定为依照固定的因果性法则而行动,因而与野蛮人不可靠的恶魔不可同日而语。一旦承认了从严格的因果性发生了偏离,其间的区别便消失了。我假定野蛮人要承认:他的恶魔在某种程度上是一种习惯的产物,将可能对他未来做什么给出公平的猜想,但在某些时候他将表达他自己的意志,正是这种不完美的一致性正式地使他没有资格像他的重力兄弟一样被承认是一个物理实体。
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1700942332 这就是为何有如此多的对“我”骚扰的大部分原因,因为我有或我被说服我有“一个我自己的意志”。物理学家或者必须使他的因果体系置于来自于我的超自然干预的同情之下,或者他必须解释清楚我的超自然的性质。出于自我防卫,唯物主义者支持后一个做法,他断定我不是超自然的——只不过很复杂。我们在另一方面已经得出在任何地方都不存在严格因果行为的结论,我们绝不能否认,在消除因果性标准的任务中,我们却在打开通往野蛮人魔鬼的大门。这是一个严重的步骤,但我并不以为它意味着一切真正科学的终结。毕竟若他们试图进来,我们能够再次把他们扔出去,如同爱因斯坦把自称为重力的、令人尊崇的因果恶魔扔出去一样。不再能够把某些观点作为非科学的迷信而玷污是一个困难,但是,依然允许我们(如果条件许可的话)把它们作为不好的科学而拒斥。
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1700942337 物理世界的本质 [:1700940263]
1700942338 物理世界的本质 意志
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1700942340 从哲学的观点来看,考察这如何影响人类心灵和精神的自由是令人深感兴趣的事,物质宇宙的一种完全的宿命性不能脱离心灵的宿命性。以预测来年同一时期的天气情况为例,这种预测并不总是成为现实,但“传统的”物理学家们仍然不相信它在理论上不可能,他们坚信,来年的天气早就预定好了。我们应该获得当前条件的极为详细的知识,因为一个微小的局部偏差都能施加深远的影响。我们必须考察太阳状态以便预测太阳发射到地球的热量和星际辐射的波动,我们也必须钻进地球深处以便对可能在大气层覆盖一层火山灰的火山的爆发提前预警,就像数年前对卡特迈火山所做的那样,但更要紧的是我们必须深入人类心灵深处。一次煤矿罢工、一次大战都可直接改变大气层的状况,漫无目的地扔出一根点着的火柴可能引发森林毁损而改变降雨和气候,除非宿命论控制着心灵自身,否则不能完全命定地控制无机世界。反之,如果我们意欲解放心灵,则必须在某种程度上也要解放物质世界,对于这种解放看起来不再存在任何障碍。
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