测不准原理的启示

              茅于轼

  测不准原理是说，你不可能客观地观察一个事物，看清它的原来面貌。任何测量都是一个相互的作用。所以当你观察它的时候，由于观察对它的影响，他已经不是原来的样子了。

  比如讲，我们测一杯水的温度，把温度计放进水里，由于温度计的温度不同于水的温度，当你把温度计放进水里去的时候，杯子里水的温度就已经改变了。所以你测到的温度不是原来的水的温度，而是一个混合了水和温度计温度的温度。除非你事先把温度计的温度调整到和水的温度一样，把温度计插进水里去的时候，水的温度不会变。可是你在测量水温以前并不知道水温是多少，也就无法事先调整温度计的温度。总之，绝对准确杯子里的水温是不可能的。

  类似地，你也不可能测量导线中的电流或电压。因为测电流就要把电流表串接进电路中，这样必定会增加一个电阻，从而改变了电路中的电流大小。测电压也一样，电压表并接在电路中，由电压表的电流察知电压的大小。原来的电路中分流了一小部分电流，电压就起了变化，就不是原来的电压了。

  人类察知周围的事物靠的是我们的五官，视觉，听觉，嗅觉，触觉，味觉。严格讲，这五官也是靠相互作用才能使我们有感觉。如果客观环境没有对我们的五官发出信号，我们怎么能对环境有感觉。拿触觉来讲，是周围的物体有力作用到我们的皮肤上，才发生了触觉。而且力在作用的时候，必定有位移，无论这位移是多么微小，否则力是不能被感知的。有力有位移，就有功的消耗。所以触觉之能够生效必有功的消耗。听觉则是周围的声波作用到我们的耳膜上，才能感到声音。声源发出声波也有能量消耗。所以听觉之所以能够发生也有能量的消耗。味觉和嗅觉则是化学分子和我们的感觉器官的相互作用。总起来说，我们能够察知环境是因为我们的感觉器官和环境的相互作用。因此我们无法察知环境在不和我们发生相互作用时是什么样。测不准原理是对的。

  但是视觉有没有相互作用呢？看起来好像没有。我们看到的东西完全是一个客观的存在。但是按照光学原理，是因为有光波或光子冲击到我们的视网膜上才能够感知有光。我们看到周围的物体是因为物体反射了太阳光，反射是有选择性的，反射红光的物体我们看到它是红颜色，如此等等。那么物体反射光线，有没有改变物体本身呢？根据量子学说，在微观的层面上，当光子从物体反射时，物体的量子状态已经发生变化，已经不是原来的状态了。不过这种变化极为微小，在宏观上是感觉不出来的。所以我们看到的物体好像就是它原来的状态。如果我们的观察深入到原子核内，就会发现由于外界光子的冲击而改变了它。这就是测不准原理，你不可能观察到不被干扰的物体。

  这确实是叫人惊讶的事。我们的视觉异常灵敏，能够感知非常微小的外力。光线的力微小到可以忽略不计。但是能被我们的视网膜所感知。不但有光感，而能够细分物体的轮廓，能够区分光线波长的长短，识别物体的颜色。其实，嗅觉也是非常灵敏的，特别是狗的嗅觉，只要有极少的分子，就能被我们感知。这真是造物的神奇。

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