量子论的经验世界观点

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因此从经验世界这个角度来看,量子物理学从本质上来说让人类更加的接近于了解世界的真相。它打开了人类从直接经验的世界进入间接经验世界的通道,为理解这个世界做出了卓越的贡献。
对于物理学而言,则有以牛顿力学和其自然哲学体系所构成的经典物理,其观察尺度为宏观世界,源自人们的日常实际体验和观察。相对应于宏观世界的则是微观世界,在这个脱离日常经验的世界中,统治性的经验规律是以普朗克常数h为标志,籍此概念以表明微观物质各种性状以不连续为主要特征,同时符合统计性运动规律的量子物理体系。
在宏观世界中,牛顿的经典经验规律体系无疑是成功的,由此引发的工业革命也足以令世界瞩目。然而在第二次以声光电为代表的工业革命中,牛顿的经典物理却表现出许多力不从心的地方。
由黑体辐射研究引发的种种问题中,导致了人们对于传统电磁理论的怀疑与困惑,根据经典电磁理论,热辐射是物体中的大量带电粒子的无规则热运动引起的,腔壁内的每个分子原子或离子都各自在平衡位置以各种不同的频率做微小的振动,这种振动的带电粒子可以看作是带电的谐振子,它们向周围空间辐射与各自振动频率相同的电磁波,形成连续的电磁波谱。(《哈里德物理学基础》p265)
既然,人对于人活着的概念是基于存在于大脑中的活动的意识,人们对于世界的认识是基于人类的感觉器官,同时人类又无法证明,在人类意识之外和感觉之外的世界是否和人类所感知的经验世界是一样的,那么:认识依赖于经验。
对于经验,又有三个问题需要回答。经验是什么?经验从哪里来?经验又到哪里去?
对此,可以这样划分,经验分为直接经验和间接经验,直接经验即是那些可感知的原始经验,如视觉,听觉,嗅觉等。而间接经验,则是透过工具所得到的测量经验,如长度,时间,质量的概念。由于观察尺度的不同,所得到的经验就不同,经验不同则依赖于此的认识就大不相同,认识不同则会得到不同的规律性总结,因此而演变出不同的理论和公式。为了方便起见,在这里把在同一观测尺度中所观察的现象和物质称为系统。
幸运的是再巨大的宏观物质都是由微观粒子构成的,我们知道微观粒子的波粒二象性,物质以波的形式运动,而以粒子的形式存在。那么大量的粒子构成的便是实在的物体,其存在形式仍然是粒子,只不过成为了粒子的集合,其运动形式虽然不是狭义的波的形式,但是仍然具有波的特征——周期性。现实生活中的轮子,每转360度为一个周期,实现车子驱动的仍然是周期性的圆周运动,无论是气缸还是传动构件;再譬如说人的行走,也是左右脚具有周期性的往复运动,借助摩擦力得以前进的,再譬如说新陈代谢的周期性和心脏跳动的周期性,以及行星运动的周期性,经济发展的周期性等等。
量子物理的哲学思考
关键词:经验,经验世界,波粒二象性,系统,量子论
爱因斯坦的相对论的了解和学习使我们进入了一个远离日常经验的世界——物体接近光速运动的世界,而在宏观世界大厦的里面,还存在着一个做着高速运动的亚原子世界。量子理论的建立对于人们进一步的认识物质规律提供了坚实的理论基础。
然而,必须要承认的是,无论是牛顿的经典物理学理论还是量子物理的提出,都是基于人们对于物质世界的观察和经验所提出的theory,而theory一词原本就有假想的含义,假想被验证之后,便成为了理论。理论再经过人们的崇拜和拔高,之后便赋予了有着浓厚宗教色彩的人们的经验概念,经验公式和经验规律。
而问题就出在假定可以连续取值上,普朗克认为,实际上谐振子的能量不能连续取值,而只能取一系列的分立的值。事实也证明了普朗克的正确性。
为什么宏观世界的牛顿定律在迁移至微观世界并对微观世界的现象试图作出解释的时候会发生错误和偏差呢?
我想这就是人类基于经验认识所得到的经验规律的局限性所导致的。牛顿所创立的经典物理理论无疑是基于牛顿对世界的观察所得到的结论,为什么没有力作用的物体会保持原有的运动状态?,为什么物体会加速同时F=ma?,为什么打人的时候手会痛?在宏观世界中这些现象可以被确确实实的被肉眼观察到,也就是说牛顿物理体系,建立在肉眼所能观察到,身体能切身体会到的世界之中,那么对于远离日常生活经验的亚原子世界,在生活中的经验能否依然观察的到呢?
答案是不一定。纵然F=ma在趋向于光速加速的过程中不再完全成立,能量定律公式在核弹爆炸的时候由 给出,但是能量守恒,质量守恒,电荷守恒定律依然放诸四海皆准。这说明了在迁移不同观测维度的经验规律时会由于维度本身的干扰和局限产生误差,但是守恒定律的成立亦证明了有些规律是放诸宏观和微观世界都是通行的。微观粒子皆有的波粒二象性,薛定谔方程表述了这种运动的统计性规律,而海森堡不确定原理则度量了这种来自宏观世界测量的不确定程度。爱因斯坦曾用“光子箱”的理想实验来驳斥海森堡的不确定原理,薛定谔则用杀猫理想实验这个佯谬来进行反证(《美哉物理》沈施P82),然而因为人终不可能小到一个原子,从原子的角度来精确观察微观世界,那么我们跨系统的测量与观察终究不可能是精确的。我们所能了解的仅仅是微观世界所表现出来的性状罢了。
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