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不確定性原理的恩賜

  不確定性原理的恩賜

  

  心無所緣時,即是大手印。

  ——帝洛巴,《恒河大手印》

  再回頭來討論“看到桌子”這個例子。我們可以說,即使在一般的觀察層次上,桌子也處在一種不斷改變的狀態中。從昨天到今天,木頭有些部分可能已經損壞了,某部分的油漆也可能剝落了。若以物理學觀點來看這張桌子,在微觀的層次上,我們可以看到組成桌子的木頭、油漆、釘子和黏合劑等物質,是由分子和原子所構成,而分子和原子則是由快速移動及振動的亞原子粒子所組成。

  在亞原子層次上,物理學家遇到一個非常有趣的問題,也就是當他們試圖測量粒子在亞原子空間中的確切位置時,便無法百分之百精准測量粒子的速度;而當他們企圖測量粒子的速度時,則無法精准確認粒子的位置。想要同時准確測量粒子的位置和速度時所遇到的問題,就是海森堡測不准原理(海森堡測不准原理,是德國物理學家海森堡于1927年提出的量子理論,用以說明物理測量精確度的基本極限,而此極限與測量儀器的品質無關。這項原理指出,在測量粒子的物理狀態時,粒子位置的不確定性與粒子動量的不確定性的乘積將大于或等于h/4π,h爲蒲朗克常數,π是圓周率。所以,當粒子的位置被精確地測量到時(位置的不確定性低),粒子的動量就無法被精確地測量到(動量的不確定性就高),反之亦然。由于粒子的物理狀態無法如古典物理學般被完整又精確地描述出來,所以量子理論是透過概率來描述粒子的行爲。)(Heisenberg”s Uncertainty Principle)所要解釋的原理——這是以提出這項原理的量子力學先驅之一的華納·海森堡(Werner Heisenberg)而命名的。

  他們告訴我,問題産生的部分原因是,爲了“看到”亞原子粒子的位置,物理學家必須用一種短波長的光照向粒子,而這種光會強化粒子的能量,也會改變粒子移動的速率。另一方面,當物理學家測量粒子的速度時,所測量到的是照在移動粒子上的光波頻率變化,就像交通警察用雷達光來測量車速一樣。因此,根據科學家所設計執行的實驗,他們對于粒子的特性,只能兩者取其一地測量到結果。簡而言之,實驗的結果取決于實驗的性質,也就是說,取決于設計及觀察該實驗的科學家所問的問題。

  如果你視這種矛盾性爲描述人類經驗的一種方式,你就會發現,如同粒子所屬的特性取決于科學家進行的是哪種特定的實驗,同理可推,一切我們所思考、感受和所感知的對境,都是被我們心理習氣所製約的。

  現代物理學已指出,我們對物質現象的理解多少都受限于我們所問的問題,然而無法精確預測粒子在亞原子宇宙中可能出現的方式及位置所産生的不確定性,同時也代表我們擁有某種程度的自由可決定自身經驗的性質。

  

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