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拉普拉斯和玻尔的对峙
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什么是命运？这个词汇含有事先决定的意味。如果说宇宙在演化的时候，早已预先安排好了万物运动的程序，那么命运无疑是存在的。1795年，法国大数学家拉普拉斯写下了这么一段话：“倘若有一位智者，在任一时刻，都洞见使大自然运转起来的所有力以及组成大自然的物质各自的位置，假设这位智者足够广博，可以知晓所有这些数据，并进行分析，它将最大物体的运动与最轻原子的运动都包含到同一个公式之中；对这样的智者而言，没有什么事情不能确定，未来就如同发生过的事情一样，一目了然。” 也许拉普拉斯并没有想到，他的断言对19世纪大部分欧洲及美国的哲学产生了极大的影响。那时的科学家与许多哲学家皆认为，宇宙仿佛是一个时钟，只要我们掌握足够的信息，并足够聪明，就能够无限精确地知道与预言它的全部未来。这种思潮和工业机械在人类社会的大规模使用有关。当工业革命的号角吹响后，伴随着工厂文明的出现，人们接受了那种把整个宇宙描绘成一个机器的科学理论。自从牛顿发现万有引力定律以来，人们正确地预测了太阳系未知行星的可能轨道；应用牛顿定律，人们还可以精确地计算物体受力和其运动状态的改变。这些巨大的成功使得拉普拉斯的观点大行其道。在那个年代，拉普拉斯描绘的这个简单、均匀、机械式的宇宙不仅塑造了科学的发展，它还触及到了其他许多领域。它影响了美国宪法的创造者，使他们在北美大陆上建造了一个精妙的统治机器，其政党和议会体系如一个精确的钟表零件那样滴答摆动。甚至在当时欧洲著名的政治人物梅特涅的行李袋中，也有一部拉普拉斯的著作。人类社会在机器的轰鸣声中，戏剧般地展开了工业文明，各种宏伟的工程突破，铁路的兴起，以及钢铁、纺织、汽车等新兴工业的巨大厂房，更加证实了地球仿佛人类工程师手中的玩具。 1890 年到1900 年间，全世界的物理期刊所登载 的论文基本上是关于原子光谱和物质其他一些基本的 拉普拉斯玻尔可测量属性的文章，如黏性、弹性、电导率、热导率、膨胀系数、折射系数以及热弹性系数等。这些对于物质属性的描述基本上还是经验性的，人们通过实测，得到有关这些属性数据的经验公式，但是，物理学家既无法解释这些属性何以存在，更不能说明物质属性数据所传递的信息。越来越多的科学问题摆在了人们面前，当研究深入到微观领域，物理学更是遇到了前所未有的困难。直到量子力学的出现，量子力学大师玻尔应用量子观念创造性地提出能级跃迁的概念，并解决了氢原子低能轨道问题。1900年，另一位量子力学开创者普朗克在发现量子概念后，对自己的儿子自夸“作出了牛顿以后最大的发现”。 杰•梅拉在五卷本《量子物理学史》一书中评价道：“量子理论在20 世纪中的发现和发展，是一个史诗式的故事，⋯⋯千万个问题共同交织成了量子理论的构造，⋯⋯量子理论在科学史和人类智能史上是独一无二的，它比⋯⋯狭义相对论和广义相对论更加独特得多。它在观念上和过去进行了完全的决裂，而塑造了一种关于物质结构和辐射的以及关于许多基本自然力的新世界观。”世界不再是既定的，一成不变的，科学以自身的色彩还原了宇宙的复杂性。 玻尔曾经说过：“不为量子论所震惊者，必然不理解量子论。”多少年来，人们对“自然无飞跃”的古老格言信奉无疑。而量子力学的发展最终颠覆了这一传统信念，深刻改变了我们过去对实在的认识，“从现在起我们将不得不把分立的、跳跃式变化着的某种东西引入我们的物理学和化学思想中去，就是在几年之前，我们还根本没有这些新概念”。经典观念中的物质从深层的属性而言，或者是波，或者是粒子，二者必居其一，而且势如水火、截然对立。当德布罗意提出“波粒二象性”的概念时，爱因斯坦便敏锐地意识到“厚幕的一角被德布罗意揭开了”。玻尔强调需要同物质的经典观念作彻底的决裂，而爱因斯坦虽然赞成波粒二象性，但却坚信波和粒子这两个侧面可以因果性地相互联系起来。这场争论以玻尔获胜而告终，人们对事物本性的理解开始跳出日常经验的范畴，不再企图调和经典物理中的观念。 玻尔无疑是量子力学的精神领袖，他以非凡的物理天才击碎了拉普拉斯的决定论。当拉普拉斯的断言遭遇了海森堡的测不准原理的时候，机械的宇宙论嘎然而止。卡尔•波普在《科学发现的逻辑》中对此评论说，测不准原理使物理学走上了非决定论的方向，使得自由意志的存在成为可能。 海森堡的测不准原理引发了人们在哲学层面上的大思考，其在物理中使得人们在追问一个非常基本的问题：测量是什么？由于在表达方式上采取了因果关系的几率形式，从而改变了对类似位置和速度之类基本物理量，甚至是因果律的经典观念。 在以玻尔为首的“哥本哈根学派”开创量子力学之前，科学界对于纯理论的思辩普遍抱持一种不以为然的轻视态度。随着量子力学的逐步建立与发展，一系列崭新的概念纷至沓来，“波粒二象性”、“几率波”、“Ψ函数”等等，无一不打上纯粹思维的深深烙印。量子力学呈现在科学家面前的世界图景，已经远远不是一个赤裸裸的本来的自然，由经验的世界而成为如马克思所说的“人化的自然”。在玻尔和拉普拉斯“交锋”之后，经典物理的机械论彻底破产，人类第一次认识到我们所处的物质世界远不是我们日常看到的图像。从此，人类的视野第一次远远超越了经验世界，开始理解经验世界之外的物质世界。 |
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