本站原创作者简介：张晓军（1982-）湖南常宁人,云南大学高等教育研究院硕士资料室兼助管,广东省台山市水步中学教务处
摘 要：世界上物质客体是实际确定存在的,客观事物独立于人的感知和意识而存在.但测不准原理揭示了粒子运动的不确定性,必然引起对由粒子组成的客观事物感知和认识的疑问,人们对模棱两可的事物会产生主观唯心的感知.微观粒子的研究对哲学有很重要的意义.
关 键 词 ：测不准原理；感知；微观粒子运动
从黑暗的中世纪过后的十六世纪,伟大的培根工具论中提出了科学的重要性,近现代科学的研究方法：将经验建立在科学实验的基础上.这种经验看作是科学认识基础,经验与理性的科学发展趋势同样反映在培根的著作中.科学探索无疑是建立在客观实在和客观规律存在这一基础之上的.唯物主义哲学阵营空前强大,并成为理性的象征.[1]世界是不以人的存在而存在的,人不存在之前世界就已存在了,也没有人离开自己的经验来谈论这个世界,人在谈论这个世界时是已对其感知之后了.
20世纪20年代微观粒子的研究导致了量子力学的产生和发展,出现了科学解释不了的电子的一些奇怪的物理现象,当人观察电子时总是存在扰动.电子是构成原子的基本粒子也是构成物质的元素.电子作为客观的存在物如被人所充分感知和认识具有很大的物理意义和哲学意义.
一、测不准原理中感知的想象空间
在经典物理学的概念中,粒子有一定的空间大小,有一定的质量,有的还有电荷.其运动的基本特征是：任意时刻的确定位置和速度以及时空中的确定轨道.人们常说的客体是实在的,客体的很多性质是很明确了的如位置、质量、速度、密度、体积大小等等.笛卡尔发明了直角坐标系,物理学家在空间和时间的基础上提出瞬时速度的概念,客观的物体不仅位置能在建立了的坐标系中被确认,在此时的速度也能被精确的计量.海森堡最初的测不准原理表述是这样的：对于任何一个粒子,你不可能同时精确测量它的位置和动量,在适用于宏观物体、低速运动的物体（相对于光速来说）的经典物理常识下显而易见的唯物论居然解释不了粒子的奇怪的行为.
海森堡的测不准原理中,位置的不确定度和动量的不确定度相乘有最小值,用数学公式表述就是ΔxΔp≥h/4π上式中Δx为位置测量的不确定度,Δp为动量测量的不确定度（物体的质量和速度的乘积称为物体的动量,动量是一个很重要的物理量,h称为普朗克常数,它的大小是6.626×10-34Js.这个公式比较抽象,举个例子：比如一辆汽车在马路上行驶,那么在任一时刻,我们都可以测量苹果的质量、速度和位置,由于仪器的限制,测量不可能很精确,检测设质量测量的误差是0001kg,速度测量的误差是0001m/s.Δp―动量测量的不确定度就为质量测量误差同速度测量误差的乘积,那么用测不准原理数学公式ΔxΔp≥h/4π得到的Δx等于h/4π,Δp可以算出汽车位置的误差Δx最小数为5×10-29m,显然,任何一条尺子的误差都远远大于这个数,所以对在普通的物体来讲,上面的公式没有什么实际意义.但对微观物体就不一样了,比如电子,电子的9.1×10-31kg质量的误差应该是要小于10-30kg,电子按光速为3×108m/s,速度测量的误差如为是1×105m/s.电子位置测量的误差计算出来为10-10m与原子内的电子位置测量的误差差不多.这个误差相对于原子的大小和电子的体积来说是非常大的了,原子比作足球场,电子就相当于球场上的一颗足球,由于电子在原子中位置的误差就为导致在这个标准的足球场上找一个足球球,足球可能在球场上的任何一个位置出现.那么我们可以感知电子似的“足球”在球场中球门位置,也可能感知它会到球场中心位置.
电子和其他微观粒子表现出明显的波粒二象性中表现出的是一种概率波.电子的波动性不是像水波、声波是连续性的物质波,电子波动性通过电子衍射实验被观察,许多电子打在荧光屏上形成中心是个圆点,周围是以圆点为圆心的环的图像.到达中心的电子最多,到达圆环上的电子较少,黑暗地区的更少的电子到达.对单个电子到达中心的概率最大,到达圆环上的概率相对小些,到达其他区域的概率更少.如果荧光屏上的圆心是足球场上的球门,就是单个电子似的“足球”不一定就到达球场的球门,只是到达圆心似的球门概率最大而已.2008年北京奥运会上,男子50米三姿赛决赛中,美国写作教程埃蒙斯重蹈雅典奥运会上的覆辙,以最后一4.4环将金牌拱手让给中国射手邱健,而使自己无缘领奖台.对于四年后再次在最后一与金牌失之交臂,埃蒙斯表示“我几个月来一直在思考着比赛,也确实打了一场不错的决赛,直到最后一前,都感觉很好没有任何不妥.”让人想起了古谚语“谋事在人,成事在天”,“谋事在人”,强调人要有积极做事的热情和踏实做事的行动,“成事在天”,是说“事”的成败由“天”来定,我的理解是事情的成功与人的努力有关,努力的越多成功的概率越大,这个概率不是100%的,还有些是不确定因素由“天”定.
二、测不准原理对哲学的影响
如果不去进一步分析海森堡对测不准原理解释的哲学背景,人们会觉得问题没有真正解决.我们可以承认观察仪器对电子的干扰,但也可以进一步追问,如果人不观察电子,当仪器的观察干扰不施加于电子时,电子会怎么样呢?[2]就必须进一步探讨电子奇怪行为产生的各种因素.这个不准确对宏观物理来说很微小,但对微观物体来说却很重要.随着对这一问题的深入探讨,有的物理学家发现,这一原理是微观世界的一个普遍原理,与测量无关,即使没有测量这一过程,微观粒子在运动过程中仍然遵循这一规律.所以物理学家将这一原理重新命名为不确定性原理.它不同于宏观客体那样同时具有确定的位置和动量,像电子这种不同于宏观客体的种种特点,我们外部世界客观存在这一哲学基础变得不那么准确了.
微观粒子运动过程的研究中,我们可能在很长一段时间只是在能理解的范围内的认识,其中掺入了人的主观性的感知,存在可能不那么容易被确认存在.这种独立于我们感觉和意识之外的客体或性质变得很难让人琢磨,电子是组成客观物质的基本粒子,电子的不确定性会影响到其他事物的确定性吗?并进一步让人怀疑客观存在的准确性.在通常情况下,主观唯心论是站不住脚,但此种情况下唯心主义哲学家会更确信自己的感知来判断客观事物的存在的正确性―感知既是存在.客观事物独立于人的感知和意识而存在可能会变成了一场幻梦.
众所周知,研究微观粒子运动的量子力学从诞生后就是在争论中成长起来的.[3]“EPR论证”就是爱因斯坦等物理学家为解决质疑量子力学的完备性而提出来的.因为“EPR论证”的出现,贝尔不等式为检验量子力学的完备性而提出来的,[4]对微观粒子的研究还在过程中.（作者单位：云南大学高等教育研究院）