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过时的智慧:科学通史十五讲
1.17.7 7. 放弃“上帝视角”
7. 放弃“上帝视角”

量子力学在数学上是极端精确的,但在物理意义上令人困惑。量子力学蕴含着剧烈的思想变革,传统的或者说日常的关于实在性和因果性的概念似乎都被动摇了。

然而我们倒也不必把量子力学过分妖魔化了。事实上与其说量子力学揭示的是世界的暧昧不明,不如说揭示的是人类语言的暧昧性。我们之所以感到量子力学难以理解,是因为我们用以理解和描述世界的语言和概念本身是有限的。

玻尔说:“我们人类从根本上依赖于什么?……我们依赖于我们的言词。……我们的任务是与别人交流经验和观点。我们必须不断为扩展我们描述的范围而奋斗,……‘实在性’也是一个词,一个我们必须学会正确使用的词。……不存在什么量子世界。只存在一种抽象的量子力学描述。认为物理学的任务是去探求大自然是怎样的想法是错误的。物理学讨论的是我们对于大自然可能说些什么。”[7]

海森堡则说:“人们能够谈论原子本身吗,这是一个物理学问题,同时也是一个语言学问题。”[8]他指出,“量子论的哥本哈根解释是从一个佯谬开始的,它从我们用经典物理学术语描述我们的实验这样一个事实出发,同时又从这些概念不能准确地适应自然这样一个认识出发。这样两个出发点间的对立关系,是量子论的统计特性的根源。”[9]

另一方面,我们注意到,在相对论和量子力学中,观测者的地位都被突显出来,在相对论中,测量取决于测量者所处的参照系,而在量子力学中,甚至一件事情的发生与否都要取决于测量。但这种观测者的突显并不意味着某种神秘的主观意志的加入。事实上,关键问题与其说是引入了某种神秘的主观视角,不如说是驱逐了“上帝视角”。我们在经典力学视野下谈论的所谓“客观”,往往就是“上帝观”,是一个匿名的、全能的观察者在与观察对象完全隔离的状态下看到的东西,但谈论这种东西是不合法的。

比如说,当我们描述电子时,我们就不能说:如果在X处出现了一个记号,那么这个电子就是从a路径(或b路径) 过来的。因为只有X处出现了一个记号这件事情是由实验者观察到的,而说这个电子通过了a路径,这并不是观察到的现象,而是一种理论的重构,是因为按照我们的理解(其实是把电子当作日常的小球来理解),我们只能想象它由a路径通过而到达X屏幕。但总而言之,“电子通过了a路径”这件事情只是想象的结果,而不是一个事实。

甚至说所谓的“电子”本身也是一种想象的建构。说它是想象的建构,并不是说它是虚幻的,是依赖于人的意志的,恰恰相反,在这里电子的行为并不依赖实验者的意志。所谓建构,意思是说,它的状态和性质是我们根据自己所能观察到的现象而设定出的一个理论工具。如果一个实体或性质的概念不能给出任何与我们的观察相关的东西,那么设定这个概念就是无意义的。

从我们的观察出发来理解世界,并不是某种自我中心的狂妄自大,相反,这倒是一种谦卑——因为我们不是上帝,所以我们不能跳出自己所处的有限位置,站到整个世界之外来审视万物。

放弃上帝视角,也就是说我们只能老老实实地,根据我们自己的观察,用我们自己的语言,来描述所发生的事情。而谈论某种根本没有人可以以任何方式现实地观察到的,基于某个抽象的上帝视角来陈述的事件,这是不合法的。

除此之外,量子力学还需要打破的一个东西是“充足理由律”,但并不是反对“因果性”。所谓因果性,说的是事物之间的相互联系,没有一个事件是孤立发生的,比如说张三的一记闷棍是导致李四死亡的原因。说“因果性”普遍存在,也就是说张三的一棍子打下去肯定会产生某些结果,或者说李四被打死了肯定有某种原因;然而一般我们所谈论的因果性并不是“充足理由律”,充足理由律认定每一个事件都有导致其发生且必然发生的充足理由,也就是充要条件。这种充足理由本来就是理论的空想,实际上人们除了在抽象的数学世界,从来没有穷尽过哪个现实事件的充要条件。

量子力学破除了对充足理由律的幻想,但没有破坏因果性。比如在延迟选择实验中,去除了上帝视角后,我们所能实际谈论的只有这三个事件:1.逐个发射电子——2.插入或拔出感应器——3.出现光斑。我们可以问:为什么光斑如此这般出现?答:因为发射了电子并且插入了光屏等。这就是提供了并非充足理由的理由,在这里因果性没有错乱,先后次序毫无问题。只有当我们额外插入了一些基于上帝视角重构出来的非法事件时,所谓“延迟实验”才会出现因果倒错的悖谬。比如说“在选择观测之前电子就已经通过了双缝”这一事件,这个“通过”没有人观测到,这个“已经”是从上帝视角推想出来的,非要去描述这种只有上帝能看到的事件的前因后果,因果先后次序才倒错了。