不確定性原理,科學與宗教的又一次交匯和碰撞

2020-12-04 科學塢

從小編勵志在自媒體平臺做大眾科普以來,總是被一些問題所「騷擾」。這些問題無一不是那些宇宙、人類的前世今生這樣的大問題。

這種問題,對於我這樣的一個搬磚小工來說,想做出明確的回答,根本是無能為力的。但是,作為一個堅定的無神論者、在科教興國理念成長起來的一代,我更願意以一種近乎冰冷的態度,站在第三方的角度,盡我所能地對這種話題展開思考。

篇幅有限,今天先從不確定性原理引發的科學與宗教的碰撞談起。

什麼是不確定性原理

個人以為不確定性原理可以這樣去理解。所謂不確定性推理原理就是從不確定性初始證據(實證)出發,通過運用不確定性的知識,最終推出具有一定程度的不確定性但卻是合理或者近乎合理的結論的方法或理論。

其實我這種觀點,還是帶有了自己的主觀主義色彩的。這種表述應該是唯物主義的表述,畢竟是從實證出發,從客觀實際中收集證據,使用邏輯推理得到結論。這有可能對於宗教不公平,但是沒辦法,這就是我的信念。

人類本能地追求著確定性

從宇宙大爆炸到我們今天已知的宇宙,是什麼讓我們確定下來?從最早的原始單細胞生物,到我們今天擁有智慧的人類,又是什麼在左右著這個發展?

人類害怕了不確定性,因為不確定性讓我們對周圍和未來一無所知,我們的生存的威脅增大。人只要活著,就不斷地通過各種手段降低環境的不確定性。

追求確定性是科學的目標,科學把這種未來交給了概率,借用天氣預報的說法:今天的降雨概率是80%。這樣就減少了不確定性帶來的恐懼。

神學其實是把概率直接交給了神,一切由神做主。

在這裡,科學和神學的最終目的沒有什麼本質上的不同,都是為了降低不確定性。

科學對於不確定性原理的理解

可能很多人都跟我一樣,聽說或者是知道不確定性原理都是從量子力學的不確定性原理中了解到的。1927年,由海森堡年提出不確定性原理(Uncertainty principle),這個理論是說,你不可能同時知道一個粒子的位置和它的速度,粒子位置的不確定性,必然大於或等於普朗克常數(Planck constant)除於4π(ΔxΔp≥h/4π),這表明微觀世界的粒子行為與宏觀物質很不一樣。

其實,還有其它科學的細分領域都是把不確定性原理作為自己的學科的理論前提的。比如進化論、經濟學、還有我們今天如日中天的AI人工智慧領域等等。這裡不詳述不確定性原理在這些理論中的應用,小編將在今後的文章裡一一解讀。

數學家們是最早在努力地鑽研著不確定性的一群人。數學中最深入地研究不確定性的分支就是概率論。

現代概率論的發展使人們擁有了不少數學工具,這樣我們在遇見不確定性時,可以在宏觀上做到心中稍稍有些數;然而在微觀上,人們在面對不確定性的時候卻仍然是一籌莫展。

概率無法告訴你下一個發生的樣本是什麼。如果我擲硬幣擲到字的概率是二分之一,這會告訴我下一次扔到的是字嗎?不會。它能告訴我我接下來五次能扔到幾次字嗎?不會。概率告訴你的是期望,是方差。接下來呢?你自己考慮怎麼使用這些數值吧。

從宏觀上來說,伯努利證明的大數定理讓人獲得了一些安全感,但是如果你只有一次擲硬幣的機會,賭注又是你特別在乎的東西呢?概率再大對你再有利,一丁點兒的不確定性都會把你交到那個不知道是誰的手裡。磁場?力學?還是又一次走到了科學和邏輯無法解釋的那個根本的「Let it be.」呢?

從上面的分析我們可以看出:概率就是無知, 而不是事務本身是隨機的。事情有N種發生的可能,結果的發生以及影響結果的機理是我們無法控制的,我們不知道或是影響機理太複雜超過我們的運算能力。

宗教對於不確定性原理的解讀

在宗教信條中,不確定性是神的特質,人類無法理解也無需揣摩。用概率論的術語來說,宗教把概率空間裡樣本ω的決定權毫無保留地交給了神。

自古希臘起,人類就意識到了邏輯的局限性和生活中許多事的不可解釋性,於是信奉宗教的人們就毫不猶豫地將神認作「暴戾無常」;之後,基督教又教誨信眾們上帝的意志無法以人的理解能力去理解。宗教這樣做幫助人們尋找到了一個寄託,叫人可以說:「這是神的旨意。」。

其實我們是不是可以這樣理解,在某些宗教裡面通過神把不確定性變為確定性。這其實就是宗教的決定性理論。

不確定性原理觸及到因果律的問題我將在今後的文章裡繼續跟各位小夥伴探討,篇幅有限,今天不在這裡贅述了。

不管怎麼說,不論是科學還是宗教,都承認有些東西是我們人類無法了解的,都是用各自手段去降低不確定性。科學把不確定性交給概率、宗教則直接交給神,通過這樣的手段讓人類的內心更加的安寧。從這一點上看,科學和宗教的目標並沒有本質上的不同。

我是郭哥論道,一個致力於科普相對論、量子力學、計算機、數學,讓深奧的科學理論通俗易懂起來、讓科學更有趣的科普搬運工。

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