論量子論引發(fā)的對唯物主義和唯心主義的思考

如果你了解量子論,你也會被它顛覆性的思想所折服。它會改變你對這個(gè)世界的看法,改變你最深信不疑的那部分。

唯物主義和唯心主義一直想把科學(xué)作為盟友,人以為世界是神所造的時(shí)候,經(jīng)典物理說這個(gè)世界是原子粒子構(gòu)成的,唯物主義被深信不疑;人以為世界是物質(zhì)的時(shí)候,量子理論說這個(gè)世界是人所觀測的樣子,唯心主義又占了上風(fēng)。上帝似乎總是在跟人開玩笑,讓人看不到這個(gè)世界本來的樣子。

讓我們先從光的波粒二象性說起。

光,最平常,也最不可思議的東西,人們對光的思考從未停止,而最為古老的話題就是,光是什么?

光的波粒大戰(zhàn)持續(xù)了數(shù)百年,有人認(rèn)為光是粒子,有人認(rèn)為光是波(準(zhǔn)確的說是橫波),現(xiàn)在我們都知道光既是波,也是微粒,也就是光的波粒二象性。但是怎么理解這一點(diǎn)呢? 怎么光既是波,又是微粒了?

先說光是一種微粒。最為直觀的理解是光能夠被阻隔,我拿塊板子遮住光源,光就無法繼續(xù)傳播了。如果光是波,類似聲波,它就應(yīng)該能穿過去繼續(xù)前進(jìn)。普朗克發(fā)現(xiàn)光不是連續(xù)的,而是一個(gè)接一個(gè)不連續(xù)的能量子,它稱之為光量子,也就是后來的光子。光子從光源一個(gè)接一個(gè)的發(fā)射出來,以光速傳播,直到到達(dá)障礙物停下。

光子的不連續(xù)性,是個(gè)革命性的思想。在此之前,人們以為世界上的一切都是連續(xù)的,從數(shù)中的無理數(shù),到時(shí)間的無限可分,再到原子的無限可分,連續(xù)是世間一切事物存在的狀態(tài),當(dāng)然電磁波等能量的輻射也應(yīng)該是連續(xù)輻射出去的。然而普朗克通過對一個(gè)關(guān)鍵公式的解讀(物理都是從嚴(yán)密的公式計(jì)算得來的,現(xiàn)象用公式來表示,公式也可以說明現(xiàn)象),發(fā)現(xiàn)能量的發(fā)射不能是連續(xù)的,而是一份一份的,量子一個(gè)接一個(gè)的發(fā)出,就像小鴨子過馬路,一個(gè)接一個(gè)的過,才是能量輻射的狀態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)將原來連續(xù)的觀念,從最微觀的層面給否定了。

光是一種微粒,即光量子,從光源處一個(gè)接一個(gè)的發(fā)射出來,以光速前進(jìn)。類似水龍頭水流,看起來水不斷地流出,是個(gè)連續(xù)的過程,實(shí)際上你放慢水流就會發(fā)現(xiàn),水流是一滴一滴的水不斷流出而形成的。

那怎么理解光是一種波呢?首先,波是什么?波是振動的傳播形式,是沒有實(shí)體的。考慮聲音,聲音是因?yàn)槁曉吹恼駝樱诳臻g逐點(diǎn)運(yùn)動傳播的形式。聲波大多是一種縱波,也就是振動方向和聲波前進(jìn)方向平行的波,而光是一種橫波,也就是振動方向和聲波前進(jìn)方向垂直的波。光是電磁波的一種,是光源的電磁場振動使能量傳遞的運(yùn)動形式。

那光到底是什么?光子,一種有實(shí)體的微小能量子,還是波,一種能量的傳播形式?答案是兩者都是,光既是波,也是微粒。既有實(shí)體,又沒實(shí)體。

看起來很矛盾,實(shí)際上問題出在我們怎么問這個(gè)問題。光是什么?或者說,光在我們觀測它的時(shí)候是什么?在我們不觀測它的時(shí)候是什么?

答案取決于我們的觀測方式,光用這種方式觀測的時(shí)候是微粒,用那種方式觀測的時(shí)候是波,它在不觀測的時(shí)候,是無法確定的波動態(tài)。

在我們理解上面這句話之前,我們先認(rèn)識一下量子理論的三大原理,波恩的概率解釋,海森堡的不確定性原理,和波爾的互補(bǔ)原理。

波恩的概率解釋是說,電子,沒有固定的運(yùn)行軌跡,它不是固定在某個(gè)地方待著,也不是圍繞原子核轉(zhuǎn)圈,而是它以一定的概率,出現(xiàn)在原子核外的各個(gè)能量層??梢岳斫鉃椋砸欢ǖ母怕蚀嬖谟谌魏蔚胤?。量子論對經(jīng)典物理說,看,上帝是擲骰子的。

海森堡的不確定性原理,是說原子的位置和速度無法同時(shí)知道,因?yàn)闇y量原子的時(shí)候,一定會有光,也就是有光子,測量原子的過程,就是用光子去撞擊原子的過程,由于一個(gè)光量子的能量就足以改變一個(gè)原子的位置和速度,所以你對原子位置的測量越精準(zhǔn),你對原子速度的測量越不準(zhǔn)確,反之你對原子速度的測量越精準(zhǔn),你對原子位置的測量越不準(zhǔn)確。人無法知道原子的位置和速度,也就不確定原子處于怎樣的狀態(tài)。

海森堡的不確定性原理,是建立在電子的粒子性和波動性兩者的基礎(chǔ)之上的,既可以從粒子的角度推出這一原理,也可以從波動的角度推出這一原理,這說明,電子既是波,也是微粒。

電子是波,也是微粒,和光子一樣,但是在我們觀測時(shí),只能表現(xiàn)出一種特性,或者是波,或者是微粒。表現(xiàn)出哪種特性,取決于我們的觀測方式。

電子的波粒二象性,包含著電子波和微粒的對立,又說明波和微粒在更高的層面是統(tǒng)一的。這就是波爾的互補(bǔ)原理。

量子論的三大基本原理,引出一個(gè)非常重要的結(jié)論——電子因觀測方式的不同,既是波,又是微粒。世界因觀測方式的不同,既是波動態(tài),又是微粒物質(zhì)。

從顏色的角度來理解,顏色是物質(zhì)本身材質(zhì)對光的反射形成的,普通人看到的顏色,跟色盲看到的顏色是不一樣的,并不是普通人看到的就是正確的顏色,只是兩者觀測方式不同而已。

這個(gè)世界也是一樣。組成這個(gè)世界的微觀粒子,既是波,也是微粒,在同一時(shí)間只能表現(xiàn)出一種特性,表現(xiàn)出什么特性取決于我們怎么去觀測它。

在微觀上,這一點(diǎn)能夠被眾多的實(shí)驗(yàn)所證明,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)方式的不同,微觀粒子表現(xiàn)出不同的特性。但在宏觀上,要理解人這么大的物體,由數(shù)不清的微觀粒子組成的物體,為何不是波動態(tài),而是實(shí)體態(tài),是很困難的。有個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)說的就是這個(gè)問題——薛定諤的貓。

薛定諤的貓是一個(gè)理想實(shí)驗(yàn),假設(shè)有一只貓,被關(guān)在一個(gè)密封的籠子里,籠子里有一個(gè)毒氣瓶和一些鈾元素,鈾元素衰變發(fā)射出粒子會打破毒氣瓶,貓會立即死去。如果我們不打開籠子的,貓會處于以一定概率形式運(yùn)動的波動態(tài),既是死的,又是活的。如果我們打開籠子觀察,只能觀察到貓要么死了,要么活著。

量子論主流的理論對此的解釋是,貓?jiān)谖覀冇^測的時(shí)候要么是死的,要么是活的,在我們不觀測的時(shí)候是死的和活的兩種狀態(tài)的疊加態(tài)。世界在我們觀測的時(shí)候是粒子態(tài),在我們不觀測的時(shí)候是不確定的波動態(tài)。在我們進(jìn)行觀測的那一瞬間,觀測對象從波動的概率,瞬間塌縮成為粒子。(還有平行宇宙、退相干歷史等假說解釋這一問題)

觀測,是一種帶有人類意識的行為,人進(jìn)行觀測的時(shí)候,世界表現(xiàn)出粒子性,人不觀測的時(shí)候,世界是不確定的波動態(tài)。那對于其他主體,比如動物,它們觀測到的世界是否和我們一樣,就無從得知了。

世界的狀態(tài)因?yàn)槿说挠^測而確定,如果沒有人的干預(yù),世界是不確定的形態(tài),這不是唯心主義嗎?

對,量子理論觀測假說繼續(xù)前進(jìn),就是唯心主義。但是物理學(xué)家不是哲學(xué)家,他們說到電子在被觀測的瞬間塌縮成粒子,就不再往后了。很多科學(xué)都是如此,一個(gè)理論一直深究,最后一定會歸結(jié)到哲學(xué)問題。

但是哲學(xué),就是一門深究到底的學(xué)問,它就是要探討世界的本質(zhì),就是要回答這個(gè)問題——世界是什么?怎么它就觀測的時(shí)候是粒子的實(shí)體,不觀測的時(shí)候就是波動的非實(shí)體了?

世界到底是它本來就有的樣子?還是因?yàn)橐庾R的參與,而成為我們眼中的樣子?

我無從得知。這個(gè)哲學(xué)最古老的問題,讓所有思考它的人癡迷,它是如此的美麗,以至于古往今來這么多的偉大哲學(xué)家不斷欣賞它,思考它,嘗試去尋找答案。哲學(xué)的魅力就在于此,最平常的問題,最難回答的問題,世間一切的本質(zhì),苦苦追尋的真實(shí)。

你可以嘗試去思考,當(dāng)你找到你自己的答案,并且能夠跟任何人解釋清楚而不被別人所說服的時(shí)候,你就找到了屬于你自己的答案。

本文不是要回答世界是什么的問題,而是要說說唯物主義,這個(gè)被無數(shù)中國人深信不疑的哲學(xué)派別,多大程度上是可信的。

我認(rèn)為一切都是可以被懷疑的,往往被我們深信不疑的那部分理論,也是最富有爭議的理論,我們不應(yīng)該根據(jù)自己固執(zhí)的相信,就在沒有深入全面的思考下認(rèn)為與我們所深信的那部分相反的理論,就是錯(cuò)的。更何況在哲學(xué)領(lǐng)域,沒有絕對的對錯(cuò)。

沒錯(cuò),我說的就是馬克思主義哲學(xué),這個(gè)無數(shù)中國人從小被教導(dǎo)的理論,這個(gè)如此符合常規(guī),如此被我們深信不疑的理論。

對馬克思主義的懷疑,來自于很多方面,其中最有說服力的一點(diǎn)是,當(dāng)一個(gè)理論既不能被證實(shí),也不能被證偽的時(shí)候,這個(gè)理論就不能作為科學(xué)的理論而接受。而馬克思主義的理論,大多符合這一特點(diǎn),既不能被證實(shí),也不能被證偽,馬克思主義政治經(jīng)濟(jì)學(xué),馬克思科學(xué)社會主義。

這里要說的是馬克思主義哲學(xué),辯證唯物主義。

對哲學(xué)的懷疑并不適用于上面的那個(gè)準(zhǔn)則,因?yàn)檎軐W(xué)不是科學(xué)。哲學(xué)的觀念不需要能夠被證實(shí),也可以在被證偽的情況下繼續(xù)存在,它是人對世界的一般看法,是思考的總結(jié)。

但是因?yàn)樯钚篷R克思主義,就認(rèn)為唯心主義顯然是錯(cuò)的,那這種看法其實(shí)顯然就是不合理的。

馬克思主義認(rèn)為世界是物質(zhì)的,世界的唯一特性是客觀實(shí)在性。這里馬克思用了一個(gè)很好的概念,客觀實(shí)在性,來回避世界的本質(zhì)問題,世界是什么??陀^實(shí)在性是一個(gè)虛的概念,它無法告訴你這個(gè)世界的實(shí)體,它只是說這個(gè)世界是物質(zhì)的,是不隨人的意識而改變的。但它就是沒說為什么這個(gè)世界是物質(zhì)的,不說這個(gè)世界是什么物質(zhì)組成的,不說為什么物質(zhì)不隨人的意識而改變。

什么是客觀實(shí)在性?我們無法從原子粒子的角度來理解這個(gè)概念。哲學(xué)是建立在科學(xué)之上的,如果哲學(xué)脫離了科學(xué)而存在,那哲學(xué)思想還可信不可信,就不一定了。

考慮馬克思眼中的其他唯物主義,他把將世界歸為原子的唯物主義叫做機(jī)械唯物主義,是形而上的唯物主義,沒有說明世界的本質(zhì)。但是這里的唯物主義說世界的本質(zhì)是原子,或者是夸克,或者更小的物理粒子,總之世界是由可以感知的微觀粒子所組成的。如果世界是微觀粒子所組成的,那么只存在于人體之中的意識,當(dāng)然不能對不存在于人體之中的粒子有所改變,世界是物質(zhì)的,物質(zhì)不隨意識而改變,世界是唯物的。

但是馬克思說世界的本質(zhì)不是微觀粒子,而是物質(zhì)。物質(zhì)的唯一特性是客觀實(shí)在性。

那,物質(zhì)是什么?客觀實(shí)在性又是什么?不能被感知的,只存在于概念之中的,就是物質(zhì)?如此一來,這里的物質(zhì)只是個(gè)語言學(xué)上的范疇,而沒有語言所指代的含義。沒有含義的概念,只是個(gè)概念。

再考慮量子理論,量子論從微觀的角度證明了微觀粒子既是微粒,又是波動。它是因人的不同觀測方式而表現(xiàn)出不同的狀態(tài)的,為什么會這樣雖然還不得而知,但是意識在這里所起的作用,是對物理世界有了影響的,它改變了物質(zhì),或者準(zhǔn)確的說,改變了我們眼中的物質(zhì)。哲學(xué)的觀念是人對自己所感知的現(xiàn)象的總結(jié),那世界因意識而改變,世界是唯心的,從理論上而言何錯(cuò)之有?

唯心主義并不是過分強(qiáng)調(diào)意識作用,它不是說意識創(chuàng)造了物質(zhì),而是說因?yàn)橐庾R,物質(zhì)是我們眼中所看到的物質(zhì)。可能是物理學(xué)中因意識的觀測而塌縮的粒子態(tài),也可能是我們頭腦中所設(shè)想出來的形態(tài)。黑客帝國中,所有的場景都是夢境,但意識讓人完全察覺不到這一點(diǎn)。理論上講,因?yàn)槌揭庾R之外的世界不可被感知,那我們所處的這個(gè)世界是否真實(shí)也不可被證實(shí)。我們可以證偽,證明為什么世界不是意識所創(chuàng)造的,但是無法證實(shí)意識不能影響物質(zhì)。理論是不斷前進(jìn)的,一旦被證偽,再符合常規(guī)的理論都應(yīng)該被拋棄,再不合常理的理論都是更接近真實(shí)的,正因?yàn)槿艘庾R到了這一點(diǎn),才從中世紀(jì)的世界永遠(yuǎn)不變,發(fā)展起了經(jīng)典科學(xué),又從經(jīng)典科學(xué)發(fā)展到了量子理論。唯心主義不能被證偽,那就是值得考慮的理論之一。

也許唯物主義和唯心主義也和粒子和波一樣,并不是完全的對立,它也取決于我們的思維方式,因思維方式的不同,而表現(xiàn)出不同的特性。要知道孰對孰錯(cuò),世界的本質(zhì)到底是什么,大概超出了人現(xiàn)在可達(dá)到的范圍,也許是因?yàn)槲覀兩钤诘途S的世界里,也許是因?yàn)樗伎嫉慕嵌葲]有完全打開。原因是有的,答案是有的,不過要想獲得解答,大概需要超出人的維度。

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