物理說法-「測不準原理」

 

梁乃崇教授

 

講到「測不準」原理之前,我們先問測量是什麼?測量是「人的心智」運用「儀器方法」衡量「被測物」,所以「人的心智」貫穿整個測量過程。比如一個人用尺測量樓房的高度,這個人必須具備知識和智慧,才能測出正確的高度。這個人少了心智,他就沒有認知判斷的能力,也就無法測量樓房的高度。

有的物理學家以為測量只要包含「儀器方法」和「被測物」兩個部份就可以了,尤其是現在有了電腦儀器,更認為測量不需要「人的心智」。其實,電腦儀器所顯示的數值,如果沒有人去閱讀,測量就沒有辦法完成,更何況電腦儀器還需要人去操作。所以測量一定要有「人的心智」參與其中,透過測量,心智才能和物質關聯在一起。測量是「心」與「物」的聯絡管道。

測量之後必然產生「測不準」,因為測量會改變「被測物」的狀態。比如用溫度計測量一杯水的溫度,溫度計會吸收水的熱量,使水的溫度改變了一點點。使得測量不準確,也就產生「測不準」。

此外,測量的準確度不是無限制的。比如測量一個人的身高一點七五公尺,這是三位有效數字;增加準確度,可測得一點七五四公尺四位有效數字;再增加,可測得一點七五四三公尺五位有效數字。雖然我們還可以再提升幾位有效數字,但是不可能無限增加,這是產生「測不準」的一個原因。

在量子力學,「測不準」更是基礎原理,它隱含兩個物理意義:第一個定義是相等或相同。比如身高一點七五公尺,若「測不準」的範圍是零點零一公尺,則身高一點七四五至一點七五四公尺的人,均被視為一點七五公尺。

第二個規範物理現象成有限世界,因為「測不準」是我們的邊界,它把我們框在有限的世界中。

記得胡適大師曾經講過一個故事,有一個人邀請差不多先生第二天見面吃飯,差不多先生心想:明天和後天差不多,所以後天才去赴約,結果當然見不到人,吃不到飯。這時,他又想:見到和見不到也差不多,所以沒有什麼煩惱。「差不多」合了「測不準」範圍之內是相同的原則,只是差不多先生的範圍未免太大了。

現代的生活,時間以秒計,和差不多先生比起來,準確多了。不過我們雖然譏諷他,可是在快速繁忙的現代生活中,我們也很嚮往山中無歲月的悠閒日子。(1999.4.23)

資料記錄-左美玲 任冰如 梁玉明 陳瓊森