趙佳羿
摘 要:經(jīng)典的因果論是一種經(jīng)驗(yàn)印象,但因果論卻對(duì)大多數(shù)人們產(chǎn)生了較為深遠(yuǎn)的影響。在物理學(xué)的發(fā)展進(jìn)程中,也同樣有著因果論留下深深的烙印。本文就著手從物理學(xué)的發(fā)展進(jìn)程中來(lái)談?wù)勔蚬摗?/p>
關(guān)鍵詞:因果論;經(jīng)典物理學(xué);愛(ài)因斯坦;近代物理學(xué)
Abstract: the classical causal theory is a kind of experience, but the causal theory has a more far-reaching influence on most of the people. In the process of the development of physics, also left a deep mark has a causal theory. In this paper, from the development of physics to talk about in the process of causal theory.
Keywords: Causal theory, Classical physics, Modern physics, Einstein
因果論也稱因果定律或因果法則,是指任何事物的產(chǎn)生和發(fā)展都有一個(gè)原因和結(jié)果。一種事物產(chǎn)生的原因,必定是另一種事物發(fā)展的結(jié)果;一種事物發(fā)展的結(jié)果,也必定是另一種事物產(chǎn)生的原因。原因和結(jié)果是不斷循環(huán),永無(wú)休止的。
而因果論該詞則是由著名哲學(xué)家蘇格拉底提出的,但是在西方哲學(xué)中很少講因果,往往喜歡將因果割裂開進(jìn)行研究,早期西方哲學(xué)中,亞里士多德的四因說(shuō)詳細(xì)分析了事物存在以及發(fā)生的原因。講因果在佛教中卻是普遍的。
相信一提及因果論,對(duì)于我們大家來(lái)說(shuō)也一定不是陌生的。幾乎每個(gè)人從小就在自己生長(zhǎng)的環(huán)境中去了解因果性,甚至已經(jīng)在潛意識(shí)中成為了因果論堅(jiān)定的支持者。
而早期許多的物理學(xué)家們的看法,和我們大家是一致的,都不曾對(duì)因果論產(chǎn)生過(guò)懷疑。特別是當(dāng)牛頓發(fā)表了力學(xué)三大定律,確立了經(jīng)典力學(xué)后,物理學(xué)家們就對(duì)因果論更加深信不疑。因?yàn)樵谶@時(shí),只要你為他們提供一顆炮彈的發(fā)射速度,風(fēng)阻等一些所需數(shù)據(jù),他們就能足夠精準(zhǔn)地計(jì)算出炮彈會(huì)擊中哪里。多么地神奇!多么地偉大!仿佛他們自己已經(jīng)成為了上帝。因?yàn)橛兄蚬?,這個(gè)世界在物理學(xué)家面前仿佛變得有規(guī)律可循。
這個(gè)時(shí)期的物理可謂發(fā)展到了巔峰;憑借著偉大的牛頓三大定律和麥克斯韋的電磁理論,這座物理學(xué)大廈拔地而起并且堅(jiān)不可摧,它發(fā)出的光芒是那么地耀眼,那么地令人神往至今還記得,當(dāng)拿破侖問(wèn)拉普拉斯為什么在你的演算中為什么看不到上帝時(shí),他回答到:“我不需要上帝這個(gè)假設(shè)?!?/p>
然而,這么一個(gè)令人無(wú)限向往的“黃金時(shí)代”,終究隨著那著名的“兩朵烏云”而一去不返。
第一朵烏云,主要是指邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)結(jié)果和以太漂移說(shuō)相矛盾;他所說(shuō)的第二朵烏云,主要是指熱學(xué)中的能量均分定則在氣體比熱以及勢(shì)輻射能譜的理論解釋中得出與實(shí)驗(yàn)不等的結(jié)果,其中尤以黑體輻射理論出現(xiàn)的“紫外災(zāi)難”最為突出。第一朵烏云后來(lái)導(dǎo)致了相對(duì)論的產(chǎn)生,第二朵烏云后來(lái)則導(dǎo)致了量子力學(xué)的產(chǎn)生。
一提到這兩個(gè)近代物理學(xué)上最偉大的發(fā)明,相對(duì)論和量子力學(xué),就不得不提及一位偉人-阿爾伯特·愛(ài)因斯坦。就只在1905年,他就在三個(gè)領(lǐng)域做出了四個(gè)有劃時(shí)代意義的貢獻(xiàn),發(fā)表了關(guān)于光量子說(shuō)、分子大小測(cè)定法、布朗運(yùn)動(dòng)理論和狹義相對(duì)論這四篇重要論文。
就是這么一位偉人,最終卻站在了反對(duì)量子力學(xué)的對(duì)立面。 愛(ài)因斯坦的摯友埃倫菲斯特都直言不諱地當(dāng)著愛(ài)因斯坦的面發(fā)牢騷:“愛(ài)因斯坦,我真為你感到羞恥!想不到你居然也扮演了那些反對(duì)相對(duì)論的人的角色!”
到底是什么原因使得思想開明的愛(ài)因斯坦要反對(duì)量子力學(xué)?是他對(duì)于因果論的堅(jiān)持。
對(duì)于因果性,愛(ài)因斯坦的理解是這樣的:“我們必須把作為指向理論的一個(gè)公設(shè)的因果性和指向可觀察量的一個(gè)公設(shè)的因果性區(qū)別開來(lái)。后者這一要求始終得不到滿足——經(jīng)驗(yàn)的因果性并不存在——而且以后還將仍然如此。把因果性看成現(xiàn)在和將來(lái)之間時(shí)間上必然的序列,這樣一種公式是太狹窄了。那只是因果律的一種形式——而不是惟一的形式?!谒木S空間的世界里, 因果性只是兩個(gè)間斷(breaks)之間的一種聯(lián)系?!彼赋觯骸拔乙蝗缂韧貓?jiān)信,把自然規(guī)律加以幾率化,從更深邃的觀點(diǎn)看來(lái),是個(gè)歧途,盡管統(tǒng)計(jì)法獲得了實(shí)際上的成功?!?/p>
然而,直到現(xiàn)在卻有許多的事實(shí)在證明,他,愛(ài)因斯坦,確實(shí)錯(cuò)了。因果論真的在微觀上是不存在的! 上帝真的就是在擲骰子!
按動(dòng)力學(xué)意義上的因果論說(shuō),量子力學(xué)的運(yùn)動(dòng)方程也是因果律方程,當(dāng)體系的某一時(shí)刻的狀態(tài)被知道時(shí),可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程預(yù)言它的未來(lái)和過(guò)去任意時(shí)刻的狀態(tài)。但是量子力學(xué)對(duì)決定狀態(tài)的物理量不能給出確定的預(yù)言,只能給出物理量取值的幾率。在這個(gè)意義上,經(jīng)典物理學(xué)因果律在微觀領(lǐng)域失效了。
其實(shí)有許多的物理學(xué)家都在對(duì)量子力學(xué)進(jìn)行爭(zhēng)辯。爭(zhēng)論的本質(zhì)是哲學(xué)的爭(zhēng)論,即微觀世界到底是否遵守因果律的問(wèn)題,放棄因果律,本質(zhì)上等同于承認(rèn)這個(gè)世界的本質(zhì)是不可知的,而經(jīng)典物理學(xué)家因?yàn)樯钚盼镔|(zhì)世界是可知的,才作出不斷探索的努力。
對(duì)于愛(ài)因斯坦在此的失敗,我們真的只能感到非常的惋惜。他的失敗不是因?yàn)樽约旱哪芰?,而更大的程度上是因?yàn)榱孔恿W(xué)本身過(guò)于光怪陸離。量子力學(xué)真的非常神奇與讓人很難理解,就像哥本哈根學(xué)派創(chuàng)始人, 量子力學(xué)的創(chuàng)始人玻爾說(shuō)的:“ 誰(shuí)如果在量子面前不感到震驚,他就不懂得現(xiàn)代物理學(xué);同樣如果誰(shuí)不為此理論感到困惑,他也不是一個(gè)好的物理學(xué)家。 ”以至于讓許許多多曾為量子力學(xué)做出過(guò)偉大貢獻(xiàn)的人,在后來(lái)又站在了它的對(duì)立面。像愛(ài)因斯坦,像薛定諤等。
因果論,這個(gè)我們大多數(shù)人一直以來(lái)都深信不疑的觀點(diǎn),在物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中開始受到了懷疑,甚至要變得“生”“死”難測(cè)了。近代物理學(xué)在發(fā)展的過(guò)程中變得越來(lái)越玄妙,越來(lái)越深?yuàn)W,在哲學(xué)意味上的聯(lián)系也更加密切。但這,卻也給了我們更多機(jī)遇和挑戰(zhàn),給了我們更多思考的必要;也使得我們對(duì)于物理學(xué)的未來(lái)有了更加美好的憧憬。
參考文獻(xiàn)
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