来自实验的奥秘
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24 观察者的不可观察

    



    哲学家的思想是无孔不入的。在哲学家那里,认知问题总是先于常人被思索。观察者在“观察”中因为纷纭复杂的现象难以判定而迷茫时,哲学家提出了可观察和不可观察的问题。



    罗素他在《哲学问题》谈到这个论题时,它以观察桌子为例,做了如下一段论述:



    “虽然我相信这张桌子‘实在地’是清一色的,但是,反光的部分看起来却比其余部分明亮得多,而且由于反光的缘故,某些部分看来是白色的。我知道,假如我挪动身子的话,那末反光的部分便会不同,于是桌子外表颜色的分布也会有所改变”。“根据我们以上的发现,显然并没有一种颜色是突出地表现为桌子的颜色,或桌子任何一特殊部分的颜色——从不同的观点上去看,它便显出不同的颜色,而且也没有理由认为其中的某几种颜色比起别样颜色更实在是桌子的颜色。并且我们也知道即使都从某一点来看的话,由于人工照明的缘故,或者由于看的人色盲或者戴蓝色眼镜,颜色也还似乎是不同的,而在黑暗中,便全然没有颜色,尽管摸起来、敲起来,桌子并没有改变。所以,颜色便不是某种本来为桌子所固有的东西”。“所以为了避免偏好,我们就不得不否认桌子本身具有任何独特的颜色了”。(《哲学问题》,商务印书馆1960 年版,第3-4 页)



    有人这样点评罗素的观点:



    “按罗素的观点,人们始终只能观察到某一对象在不同关系下所显示出来的性质,因为这种显示出来的性质是人们能直接感知到的。至于对象自身的实际性质,不仅是不可观察的,而且根本就是不存在的。可见,罗素是用某一对象在不同关系下显示出不同的性质,去否定某一对象自身的实际具有的性质。与此不同的另一种回答是,某一对象在不同关系下显示出来的性质和对象自身具有的实际性质确实有区别的。对象显示出来的性质是在一定关系中才出现的,而对象自身的实际性质则不是由于与别的对象发生一定关系才产生的。但是,观察对象自身的实际性质,却又是需要通过对象显示出来的性质来实现的。因此,对象显示出来的性质和对象自身实际性质的区分,不能成为我们区分可观察和不可观察的界限。



    既然我们承认对象自身的实际性质是可观察的,然而直接呈现在人们感官面前的却只能是对象在一定关系下显示出来的性质,那么由此就必然地导致了一个极其尖锐的问题:我们如何才能判定,我们观察到的正是对象自身的实际性质而不仅仅是对象在特定条件下显示出来的性质呢?或者说,我们如何区别对象在不同条件下显示出来的性质的变化与对象自身的实际性质的变化?这个问题如不能解决,那么我们断定对象自身的实际性质是可以观察的,就不过是一句空话。我们认为,解决这一问题的途径,在于确立一种标准条件,并以同一标准条件下的观察结果为依据。譬如,当我们分别在红光、蓝光、绿光等等不同照明条件下观察同一件衣服时,我们所看到的是这件衣服在不同颜色光照作用下显示出来的不同颜色。当这件衣服在不同关系下显示出不同颜色时,我们确实没有根据说这件衣服的实际颜色起了变化。我们也没有理由只把某种光照下显示出来的颇色,当作这件衣服的实际颜色,而否认在其它光照下显示出来的颜色,也可以当作是这件衣服的实际颜色。其实,它们的地位是相等的,都是衣服的实际颜色在某种条件下的显示,只是条件不同而已。为了判定我们观察到的颜色变化是衣服在不同条件下显示颜色的变化还是衣服实际颜色的变化,我们通常是确定一种标准条件,例如我们可以日光的照明作为标准条件。我们把衣服放到这个标准条件下观察。如果我们发现,同一件衣服在同一标准条件下,其颇色发生了变化,那么我们就可以断定那是衣服实际颜色的变化。也就是说,不仅对象的显示性质是可观察的.而且对象的实际性质也是可观察的。这样,我们只要相对于某种特定的条件,也就在一定程度上解决了观察的合理性问题。”



    同理,在某一实验中,电子通过威尔逊云室,显示出一条白色的痕迹;这条显示出来的白色痕迹,显然是可观察的。然而,观察仪上显示的白色痕迹,表达了什么呢?这能否说电子可被观察?一种回答是:“人们只能观察到作用于感官并被直接感知到的某一对象所显示出来的性质,但永远观察不到某一对象自身的真实性质。”哲学上或许存在这种情况。在自然科学中,对象能否被“观察”取决于超越对象级别的“技术”。



    在实验中还有一种情况被称为“观察者效应”,说我们几乎没办法不影响我们观察的事物——只不过是程度高低不同而已。



    在物理学实验中,为了能够让我们看到“电子”,我们必须想办法让“光子”与其相互作用,而这个动作必然使电子的活动路径产生变化。在课堂上,学生(观察者) 的反应会直接影响教师(被观察者)的情绪和行为。父母教育孩子的时候,会痛苦地发现孩子最终和他们看到的并不一样——因为孩子在处于父母监督下的时候往往 会因此改变自己的行为。



    作为观察者,对其产生的影响或许微不足道,甚至可以忽略。但是这个效应是确实存在的。尤其是在观察我们身边的人或者事物的时候。因为,我们往往只能通过观察了解这个世界,而观察结果及对观察结果的理解,将决定我们的对策及下一步思考。



    在量子力学中,“观察者效应”是说:“一个量子力学系统在某个特定状态被观察得越频繁,该系统就越可能保持原来状态。”因为量子的运动是一个概率事件。趋向无穷大的结果将指向更明确的域值。