不确定性原理的恩赐
心无所缘时,即是大手印。
——帝洛巴,《恒河大手印》
再回头来讨论“看到桌子”这个例子。我们可以说,即使在一般的观察层次上,桌子也处在一种不断改变的状态中。从昨天到今天,木头有些部分可能已经损坏了,某部分的油漆也可能剥落了。若以物理学观点来看这张桌子,在微观的层次上,我们可以看到组成桌子的木头、油漆、钉子和黏合剂等物质,是由分子和原子所构成,而分子和原子则是由快速移动及振动的亚原子粒子所组成。
在亚原子层次上,物理学家遇到一个非常有趣的问题,也就是当他们试图测量粒子在亚原子空间中的确切位置时,便无法百分之百精准测量粒子的速度;而当他们企图测量粒子的速度时,则无法精准确认粒子的位置。想要同时准确测量粒子的位置和速度时所遇到的问题,就是海森堡测不准原理(海森堡测不准原理,是德国物理学家海森堡于1927年提出的量子理论,用以说明物理测量精确度的基本极限,而此极限与测量仪器的品质无关。这项原理指出,在测量粒子的物理状态时,粒子位置的不确定性与粒子动量的不确定性的乘积将大于或等于h/4π,h为蒲朗克常数,π是圆周率。所以,当粒子的位置被精确地测量到时(位置的不确定性低),粒子的动量就无法被精确地测量到(动量的不确定性就高),反之亦然。由于粒子的物理状态无法如古典物理学般被完整又精确地描述出来,所以量子理论是透过概率来描述粒子的行为。)(Heisenberg’s Uncertainty Principle)所要解释的原理——这是以提出这项原理的量子力学先驱之一的华纳·海森堡(Werner Heisenberg)而命名的。
他们告诉我,问题产生的部分原因是,为了“看到”亚原子粒子的位置,物理学家必须用一种短波长的光照向粒子,而这种光会强化粒子的能量,也会改变粒子移动的速率。另一方面,当物理学家测量粒子的速度时,所测量到的是照在移动粒子上的光波频率变化,就像交通警察用雷达光来测量车速一样。因此,根据科学家所设计执行的实验,他们对于粒子的特性,只能两者取其一地测量到结果。简而言之,实验的结果取决于实验的性质,也就是说,取决于设计及观察该实验的科学家所问的问题。
如果你视这种矛盾性为描述人类经验的一种方式,你就会发现,如同粒子所属的特性取决于科学家进行的是哪种特定的实验,同理可推,一切我们所思考、感受和所感知的对境,都是被我们心理习气所制约的。
现代物理学已指出,我们对物质现象的理解多少都受限于我们所问的问题,然而无法精确预测粒子在亚原子宇宙中可能出现的方式及位置所产生的不确定性,同时也代表我们拥有某种程度的自由可决定自身经验的性质。