我们每个人都是上帝掷出的色子
经典力学、经典电动力学、经典热力学这三大体系和谐统一,牢不可破,共同构成了经典物理学的大厦。
“量子”概念中展现出的不连续性,对以连续性为基础的经典物理学提出了重大挑战。
普朗克发现,能量的发射和吸收是有一个最小单位的,并不能无限分割,是非连续的。而经典物理学建立在微积分之上,连续性是经典物理学的基础。量子论由此颠覆了经典物理学的大厦。
在经典物理学中,只要进行足够的计算,粒子的状态都是可以完全确定的。但量子力学认为,我们无法确定粒子的分布,只能掌握粒子出现的概率。
量子力学颠覆了“决定论”
在经典物理学中,一切事物之间都是有因果联系的。只要掌握了足够多的规律,拥有足够强的计算能力,就可以掌握所有事物的过去和未来,这种观点被称为“决定论”。但量子力学提出,我们不可能预测一切事物,只能预测事物发生的概率,上帝是在玩“掷骰子”的概率游戏。这一观点从根本上否定了决定论。
量子力学中的“不确定性”推翻了“实在论”
“不确定性”原理指出,我们无法同时精确地测量电子或其他微观粒子的位置和速度,并且,我们的观测行为本身,会对测量结果造成干扰。所以,我们不能说世界的本质是什么样的,只能说我们观测到的世界是什么样的,甚至可以说,根本就不存在一个客观实在的世界。
当我们在测量电子的速度和位置时,如果对速度的测量越精确,那么对位置的测量就越不精确;反过来也一样,对位置的测量越精确,对速度的测量就越不精确。这就是大名鼎鼎的“海森堡测不准原理”,也就是“不确定性原理”。
能量和时间,也存在着这种不确定性的互补关系。如果能量测量的越精确,时间就越模糊;如果时间测量的越精确,能量就会开始起伏不定。许多物理量都遵循着海森堡的不确定性原理,此起彼伏,难以捉摸。
“不确定性”原理意味着,我们的观测行为本身,会影响我们的观测结果。采取不同的观测方式,会观测到不同的结果。因此,我们无法把握事物的本质状态,甚至可以说,在量子世界中,根本就没有一个绝对客观的实体或者外部世界。
电子如此,世界如此,宇宙如此,我们每一个小小的生命个体,不也是上帝掷出的色子吗?