量子力学引发的哲学争论

《量子力学引发的哲学争论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、量子力学引发的哲学争论哲学史上唯物论和唯心论的斗争，大都集中在关于物质的概念和物质与意识的关系这两个问题上。在20世纪的中叶，随着量子力学的兴起和发展，哲学上关于物质概念的问题的争论也随之变得激烈和尖锐，而这场哲学争论正是由量子力学的不确性定原理引出的。不确定性原理是量子力学的一个基本原理。若通过位置和动量来确定物质的运动，在宏观世界中，根据经典力学，一个质点的位置和动量是可以同时确定的。而在微观世界里，根据量子力学的不确定性原理，粒子的位置与动量不可同时被确定，位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式若进行实验测量，如果精确地测定粒子在某一时刻所处的位置，那么运动就会遭到破坏，以至于

2、以后不可能重新找到该粒子。反之如果精确地测出其速度，那么它的位置图像就会模糊不清。除了坐标和动量，方位角和角动量，能量和时间等也都是成对的不确定量。不确定性原理对于哲学上关于物质概念的思考和研究无疑是一次冲击和挑战。面对微观物质，当我们不能精确地描述出它的运动时，通过宏观世界所得出的物质概念是否还适用呢？物理学家海森堡在提出不确定性原理后，又用哲学观点对这种现象进行了解释。他认为：量子论的出发点是将世界区分为“研究对象和世界的其余部分；这“世界的其余部分”，物质是客观存在的，而作为“研究对象”的部分（即微观客体的部分）的运动特性，主要依赖于科学仪器的作用，依赖于观察者的作用，由此，他提

3、出了主客观不可分的哲学命题。第一流物理学家的这种哲学观，在哲学界引起了轩然大波。许多学派纷纷发表了与海森堡相类似的哲学观点，其中最具代表性的是“物质的非物质化”的哲学观。美国哲学家汉生在《物质的非物质化》一文中认为：量子力学的理论表明“物质已经非物质化了”，牛顿可以通过精确测定的状态、点的形式、绝对固体性等，表示物质的性质，而电子并没有这种性质。量子理论排除了构成一个电子的粒子状态的协和概念的绝对可能性。对于电子，我们不能同时精确地说出它的位置和动量，这是“物质的非物质化”的证据。辨证唯物主义哲学家们和物理学家中的唯物主义者们，对于这一争论自然不会袖手旁观。物理学家冯劳厄对“物质的非物

4、质化”论有过严厉的批评，他认为，不仅是原子，甚至基本粒子也同外在世界的其他事物一样，具有完全的实在性。这场争论在日本的哲学界，反响也十分强烈。为了批判“物质的非物质化”这种唯心主义的哲学观，现代日本物理学界名流武谷三男通过发表《量子力学的观测问题》等文章，指出：“哲学家把在量子力学的观测中主观作用于客观的情况说成是引起不确定的原因是对这种情况的曲解。”武谷三男认为，引起不确定性原理的原因不在于“我”，而依然在于“客体的物”，他从如下两个方面对这种哲学观点进行了批判：一、不确定性原理所描述的情况是客观存在的粒子本身所具有的特性在科学仪器中的反映。武谷三男认为，“不确定性原理所描述的关于电

5、子的位置和速度不可能同时精确地加以测量的情况，是电子本身具有波粒二象性这一客观存在的特征的一种放映。在经典力学中，像太阳系行星的运动那样只要给出某一个物体处于某一位置和朝着某一方向运动作为初始条件，就能够唯一地确定它以后的运动。然而，当测量电子时，要说明它处于某一位置，由于电子是波动的，必须用波动来表述所处的位置情况，为此就要把各种各样的波叠加起来，使波的振幅在某一位置变大，而在其他位置则趋于零。这样一来，由于所叠加的各种波的运动方向和运动速度各不相同，所以确定了它处于某一位置，同时便无法确定它的运动速度。此外，如果知道它以某种速度朝某一方向运动，就只有用平面波来表述。用平面波来表述时

6、，就无法确定它的位置。当你测量用平面波表述的电子，观测到它此刻的位置时，就在了解到确实在该位置的一瞬间，在这个地点以外的波就突然全部消失，而在这个位置则出现许多波的叠加。这就是不确定性原理的具体情况。而观测所引起的这种突然的变化并不是主观在起作用而形成的而是起因于量子力学的结构。”一、不确定性现象是电子自身特性在观测仪器中的反映。武谷三男认为，“是仪器和对象这两个系统之间的相互作用构成了不确定现象，即在测量中，观测者和观测对象之间存在不可控的相互作用，这使得对象的状态受到不能预测其程度的扰动。仪器并非只是被动的、消极地反映着对象的特性，而是有着积极的作用。‘对象由于测量行为而受到干扰。

7、’这种积极的反映现象在经典力学和量子力学领域中都是存在的。这说明不论在宏观世界或者是微观世界，主体反映客体，有反作用于客体，这一辩证唯物主义哲学观都是适用的。”（以上引述出自武谷三男，《物理学方法论论文集》，商务印书馆1975年版）在这场由量子力学中的不确定性原理所引发的哲学史上唯物论和唯心论的斗争至今未能平息。与其说它是自然科学与人文科学在发展道路上的一次碰撞和交汇，不如说它再一次体现了二者的辩证和统一。我想，世界上各种接近真知的努力或许都有