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  不确定的世界


  ——读史蒂芬?霍金列纳德?蒙洛迪《大设计》(吴忠超译)

  《大设计》霍金最新著作,阐释宇宙终极问题

  这本书翻译得不好,许多句子令人费解。

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  在本书的第一面,两位作者写道:“哲学已死。哲学跟不上科学,特别是物理学现代发展的步伐。”我在09年曾写过一篇随感《哲学的消亡》,认为随着现代物理学的发展,哲学“正在走向消亡”。看到大名鼎鼎的霍金也有这种想法,不由得心里窃喜。但我的观点不是哲学跟不上科学的步伐,而是哲学的研究范围已逐渐被科学所穷尽。哲学是科学的先驱,科学囊括一切时,即是哲学功成身退日。


  经典科学认为,存在着一个真实的外部世界,其性质是明确的,不依赖于感知它们的观测者。物体存在着并且具备诸如速度和质量这类数值明确的物理性质。如果你看见一群斑马在草地上吃草,那就是因为真的有一群斑马在草地上吃草。其他所有观察者都会观察到同样的情景,并且无论是否有人观察它们,这群斑马都在那草地上吃草。

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  量子理论是科学史上能最精确地被实验检验的理论。但在量子世界,一个粒子既没有明确的位置也没有明确的速度。对于同样一些系统进行同样精心的测量,不一定产生同一结果,结果分散在波函数描述的范围内,因此,粒子特定的位置和动量没有意义。双缝实验中,粒子不是遵循一条单独而明确的路径,而是取每一条路径并且同时选取它们。


  物理过程的结果不是由确定性所决定的,因此不能精确地加以预测。自然并不规定任何过程或者实验的结果,它允许众多不同的可能结果出现,每一个结果都具有其实现可能性。在某些情况下,单一对象甚至不是独立的存在,而仅仅是作为众多对象组成之整体的一部分存在着。


  要观测一个系统必然会改变它的进程,不可能仅仅小心仔细地观察它而不加以干涉,观察者一定会和正在观测着的对象相互作用。要想在双缝实验中试着确定光子在发射点与侦测屏之间的位置,就会改变实验的结果。如果我们用一个狭缝侦测器来侦测光子会经过两条狭缝中的哪一条狭缝,原本的干涉图案会消失不见。而如果在光子抵达侦测屏之前,我们又将这狭缝侦测器所测得的资料销毁,那么,干涉图案又会重现于侦测屏。


  量子物理中的概率不同于牛顿物理或者日常生活中的概率。人们使用概率这个术语来描述日常生活中事件的结果,其实无关于过程的内在本性,只不过是人们对过程某些方面无知的反映罢了。量子理论中的概率与此不同,它们反映的是自然中根本的随机性。自然的量子模型蕴含着不仅与我们日常经验矛盾也与我们关于实在的直观概念矛盾的原理。就连爱因斯坦和费恩曼这样的伟大物理学家,也对这些原理感到不可思议和难以理解。

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  《大设计》第一章 存在之谜


  我们个人存在的时间都极为短暂,其间只能探索整个宇宙的小部分。但人类是好奇的族类。我们惊讶,我们寻求答案。生活在这一广阔的、时而亲切时而残酷的世界中,人们仰望浩渺的星空,不断地提出一长串问题:我们怎么能理解我们处于其中的世界呢?宇宙如何运行?什么是实在的本性?所有这一切从何而来?宇宙需要一个造物主吗?我们中的多数人在大部分时间里不为这些问题烦恼,但是我们几乎每个人有时会为这些问题所困扰。


  按照传统,这是些哲学要回答的问题,但哲学已死。哲学跟不上科学,特别是物理学现代发展的步伐。在我们探索知识的旅程中,科学家已成高擎火炬者。本书的目的是给出由最近发现和理论进展所提示的答案。它们把我们引向宇宙以及我们在其中的位置的最新图像,这种图像和传统的,甚至与仅一二十年前我们画出的图像都大相径庭。尽管如此,新概念的最初梗概几乎可以追溯到一个世纪之前。


  根据宇宙的传统观念,物体沿着明确定义的途径运动,而且具有确定的历史。我们能够指定其每一时刻的精密位置。尽管,对于日常的目的这种描述已是足够成功,但在20世纪20年代发现这种“经典”图像不能解释在原子和亚原子的存在尺度下观察到的似乎奇异的行为。反而,必须采用一种称为量子物理的不同的框架。结果发现在预见那种尺度的事件时,量子物理特别精确,而且在应用于日常生活的宏观世界时,还重复了旧的经典理论的预言。然而,量子物理和经典物理是基于物理实在性的非常不同的观念之上。

梅森: 比起任何特殊的科学理论来,对人类的价值观影响更大的恐怕还是科学的方法。  
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共 0 个关于不确定的世界!《大设计》读书笔记的回复 最后回复于2014-12-3 10:57:05

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