第十—章 知识或确定性
这就是,无论世界是由什么样的基本单位构成的,它们都比我们的感官之网所能捕捉到的更微妙,更变幻莫测,更动人心魄。
所有这些树林中的散步和交谈,在1927年达到一个辉煌的顶峰。那一年初,维纳?海森堡重新描绘了电子的特征。他说,是的,电子是一种粒子,但它是一种包含着有限信息的粒子。就是说,人们可以确定电子在一定时刻所处的位置,但却不能强行规定电子在开始运动时的具体速度和方向:反之,如果你坚持要以一定的速度,从一定方向来发射电子:你就不能确定它的起点——自然,也不能确定它的终点。
这听起来是一种非常粗略的特征描述。但并非如此。海森堡对此精确地加以描述,分析十分深刻。从整体上看,电子携带的信息有限,例如,电子的速度和位置在量子的容限的制约下互容相让。这个思想非常深刻:它不仅是20世纪的,而且是科学史上的伟大科学思想之一。
海森堡把这一观点称作“测不准原理”。在某种意义上,这是一条颠扑不破的原理。我们知道,我们不能要求世界准确无误。如果一个物体(例如一张熟悉的面容)在我们认识它以前就与我们的认识毫无二致,那么,我们就不会日复一日地去认识它了。我们辨认出同一个物体,是因为它就是同一个物体,但它看上去并非与从前完全相同,而只不过是非常相似罢了。在辨认过程中,一种判断形成于——一种容限或不确定区域。因此,海森堡的这条原理认为,没有一种过程,不仅仅是原子运动的过程,可以确凿无误地加以描述——即容限等于零。这一原理的深刻之处在于,海森堡具体阐明了所能达到的容限。容限的量度就是马克斯?普朗克所说的量子。在原子世界中,不确定的区域总是由量子划定的。
“测不谁原理”这个名称听起来不甚入耳。在科学中或科学之外,我们并不是不确定的,我们的知识仅仅局限于某种确定的容限之内。因此,我们应该称之为“容限原理”。在两种意义上,我提议使用这个名称:首先是在工程学的意义上。科学不断进步,成为人类上升历程最为成功的事业,因为科学使人们懂得,人与自然、人与人之间的信息交流只能发生在一定的容限之内。其次,我也满怀热忱地用这个词描绘真实世界。人类的全部知识、全部信息只能在容限作用的范围内进行交流。无论是在科学研究中,还是在文学、宗教、政治以及任何一种追求某种信仰的思想中,都是如此。格丁根的科学家们孜孜以求,使“容限原理”日臻完善,却对现实视而不见,不知在他们周围,容限正无可挽回地走向衰落,这真是你我一生中见到的巨大悲剧。
欧洲上空,天低云暗。但是,一片阴云笼罩着格丁根已有上百年之久。早在19世纪初,约翰?弗里德里希?布鲁门巴赫(JohnFriedrich Blumenbach)就收集了他曾与之通信交往的欧洲著名人物的颅骨。尽管布鲁门巴赫曾应用解剖测量法,试图对人类种族进行分类,他的工作并不意味着这些颅骨有助于人类的种族区分,从布鲁门巴赫已于1840年去世的时候起,颅骨的收藏依旧不断增加,成为种族主义的、泛日耳曼理论的核心,而国家社会主义党在他们夺取政权之后,大肆推行这一理论。
在希特勒于1933年登台后,德国的学术传统几乎在一夜之间被摧残殆尽。这时,开往柏林的那列火车成了逃窜的象征。欧洲已不再是人们施展奇异想象力(包括科学想象力)的得天独厚的地方了。一种关于人类文化的完整概念,即关于人类知识是个性化的、可信赖的,是一种处在不确定性边缘的不断冒险的概念,也已销声匿迹了。恰如当初对伽利略进行审判之后的情形一样,整个科学界都笼罩在沉默之中。那些伟大人物陷入了一个受到威胁的世界中。他们是马克斯?玻恩、欧文?薛定谔、阿尔伯特