如何用量子力學解釋科學和哲學的悖論,忒修斯之船原來也有解?

2020-08-28 無醉店長

忒修斯之船悖論,是一種有關身份更替的悖論。假定某物體的構成要素被置換後,但它依舊是原來的物體嗎?忒修斯之船是古希臘的一個經典悖論。

關於忒修斯之船的深思

事情起源於一艘戰功赫赫的戰船--忒修斯之船。這艘船在幾百年的服役過程中不斷的替換自己的零部件,諸如爛掉的木板,撕裂的船帆。

那麼問題來了,經過幾百年的時間,我們把這艘船上的所有零件都替換了一遍,那麼這艘船還是原來的那艘忒修斯只船嗎?

再進一步,我們把從這艘船上的舊木板組裝起來,組裝成一艘新的船,那麼這兩艘船到底哪一艘才是忒修斯之船呢?

這就會引發出一個更加細思極恐的問題。在人體中,每分鐘會有一億個細胞會死亡更新,大約七年,我們全身的細胞都會更新一遍,那麼我還是原來的自己嗎?又或者有人拿你的細胞培育,克隆出了一個克隆體,那麼這個克隆體算是你生命的延續還是說這個克隆體就是你呢?

忒修斯之船的本質

對於哲學家,特修斯之船被用來研究身份的本質。特別是討論一個物體是否僅僅等於其組成部件之和。

特修斯之船不斷更換部件,最後所有的部件都換了一遍。在整個過程中,它顯然具有時空連續性,就好像你的身體不斷進行新陳代謝,但絲毫不影響其時空連續性;更換的船板和以前的船板有點區別,但差別不大,功能完全一樣,和整個船的複雜性比起來,這點差別可以忽略不計,整個船的結構基本沒有改變,即使有一些改變,也像你比幾年前變老了一點一樣,這點差別完全不影響同一性。因此忒修斯之船還是忒修斯之船,你就是把船板更換一千遍,它還是它自己——這根本不影響同一性。

至於你用換下來的船板和部件再組裝一艘船,結構一樣不一樣我不管,它和忒修斯之船沒有時空連續,因而那是另外一艘船。你叫它什麼都行,但是它不是特修斯之船。

量子力學的啟發

忒修斯之船對於量子力學的發展也有莫大的幫助,而量子力學的理論也可以用來解釋忒修斯之船。那就是量子力學中的「全同原理」

全同原理說的是同類的粒子之間本質上是不可區分的。兩個氫原子之間沒有性質的區別。你用這個氫原子代替水分子中的那個氫原子,這個水分子的性質沒有任何改變。

全同性原理是量子力學的基礎公式之一,屬於基本事實,經過人類長期反覆實踐的考驗,不需要也無法加以證明。與測量公式、波函數公式、算符公式、微觀體系動力學演化公式一同構成量子力學的數學體系。

由於全同粒子的不可區分性,在全同粒子所組成的系統中,任意兩個全同粒子相互交換(位置等),不會引起系統狀態的改變。這就是全同粒子必須服從的全同性原理。


所以,我們在考慮忒修斯之船的問題時,我們可以從微觀的角度出發,將每一塊兒木板看成獨立的粒子,而木板服從全同性原理,就可以將忒修斯之船的問題簡化。

寫在最後

其實很多的哲學問題,和宏觀世界的未解問題都可以從量子力學中找到合理的答案和解釋。

但是,量子力學並不是玄學,我們不能像現在的流行語一樣「遇事不決,量子力學」,這是有違科學的嚴謹精神的。

量子力學也是一套完備的思想體系,有十分嚴謹的邏輯支撐,也有大量的實驗證據。如果試圖用量子力學解決問題,就要對問題有深刻的認知,同時也要充分理解量子力學的底層邏輯,從而選擇合理的量子模型去解釋。

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