物理學中的因果論

趙佳羿

摘 要：經典的因果論是一種經驗印象，但因果論卻對大多數人們產生了較為深遠的影響。在物理學的發展進程中，也同樣有著因果論留下深深的烙印。本文就著手從物理學的發展進程中來談談因果論。

關鍵詞：因果論；經典物理學；愛因斯坦；近代物理學

Abstract： the classical causal theory is a kind of experience， but the causal theory has a more far-reaching influence on most of the people. In the process of the development of physics， also left a deep mark has a causal theory. In this paper， from the development of physics to talk about in the process of causal theory.

Keywords： Causal theory， Classical physics， Modern physics， Einstein

因果論也稱因果定律或因果法則，是指任何事物的產生和發展都有一個原因和結果。一種事物產生的原因，必定是另一種事物發展的結果；一種事物發展的結果，也必定是另一種事物產生的原因。原因和結果是不斷循環，永無休止的。

而因果論該詞則是由著名哲學家蘇格拉底提出的，但是在西方哲學中很少講因果，往往喜歡將因果割裂開進行研究，早期西方哲學中，亞里士多德的四因說詳細分析了事物存在以及發生的原因。講因果在佛教中卻是普遍的。

相信一提及因果論，對于我們大家來說也一定不是陌生的。幾乎每個人從小就在自己生長的環境中去了解因果性，甚至已經在潛意識中成為了因果論堅定的支持者。

而早期許多的物理學家們的看法，和我們大家是一致的，都不曾對因果論產生過懷疑。特別是當牛頓發表了力學三大定律，確立了經典力學后，物理學家們就對因果論更加深信不疑。因為在這時，只要你為他們提供一顆炮彈的發射速度，風阻等一些所需數據，他們就能足夠精準地計算出炮彈會擊中哪里。多么地神奇！多么地偉大！仿佛他們自己已經成為了上帝。因為有著因果論，這個世界在物理學家面前仿佛變得有規律可循。

這個時期的物理可謂發展到了巔峰；憑借著偉大的牛頓三大定律和麥克斯韋的電磁理論，這座物理學大廈拔地而起并且堅不可摧，它發出的光芒是那么地耀眼，那么地令人神往至今還記得，當拿破侖問拉普拉斯為什么在你的演算中為什么看不到上帝時，他回答到：“我不需要上帝這個假設。”

然而，這么一個令人無限向往的“黃金時代”，終究隨著那著名的“兩朵烏云”而一去不返。

第一朵烏云，主要是指邁克爾遜-莫雷實驗結果和以太漂移說相矛盾；他所說的第二朵烏云，主要是指熱學中的能量均分定則在氣體比熱以及勢輻射能譜的理論解釋中得出與實驗不等的結果，其中尤以黑體輻射理論出現的“紫外災難”最為突出。第一朵烏云后來導致了相對論的產生，第二朵烏云后來則導致了量子力學的產生。

一提到這兩個近代物理學上最偉大的發明，相對論和量子力學，就不得不提及一位偉人-阿爾伯特·愛因斯坦。就只在1905年，他就在三個領域做出了四個有劃時代意義的貢獻，發表了關于光量子說、分子大小測定法、布朗運動理論和狹義相對論這四篇重要論文。

就是這么一位偉人，最終卻站在了反對量子力學的對立面。 愛因斯坦的摯友埃倫菲斯特都直言不諱地當著愛因斯坦的面發牢騷：“愛因斯坦，我真為你感到羞恥！想不到你居然也扮演了那些反對相對論的人的角色！”

到底是什么原因使得思想開明的愛因斯坦要反對量子力學？是他對于因果論的堅持。

對于因果性，愛因斯坦的理解是這樣的：“我們必須把作為指向理論的一個公設的因果性和指向可觀察量的一個公設的因果性區別開來。后者這一要求始終得不到滿足——經驗的因果性并不存在——而且以后還將仍然如此。把因果性看成現在和將來之間時間上必然的序列，這樣一種公式是太狹窄了。那只是因果律的一種形式——而不是惟一的形式。……在四維空間的世界里， 因果性只是兩個間斷（breaks）之間的一種聯系。”他指出：“我一如既往地堅信，把自然規律加以幾率化，從更深邃的觀點看來，是個歧途，盡管統計法獲得了實際上的成功。”

然而，直到現在卻有許多的事實在證明，他，愛因斯坦，確實錯了。因果論真的在微觀上是不存在的！ 上帝真的就是在擲骰子！

按動力學意義上的因果論說，量子力學的運動方程也是因果律方程，當體系的某一時刻的狀態被知道時，可以根據運動方程預言它的未來和過去任意時刻的狀態。但是量子力學對決定狀態的物理量不能給出確定的預言，只能給出物理量取值的幾率。在這個意義上，經典物理學因果律在微觀領域失效了。

其實有許多的物理學家都在對量子力學進行爭辯。爭論的本質是哲學的爭論，即微觀世界到底是否遵守因果律的問題，放棄因果律，本質上等同于承認這個世界的本質是不可知的，而經典物理學家因為深信物質世界是可知的，才作出不斷探索的努力。

對于愛因斯坦在此的失敗，我們真的只能感到非常的惋惜。他的失敗不是因為自己的能力，而更大的程度上是因為量子力學本身過于光怪陸離。量子力學真的非常神奇與讓人很難理解，就像哥本哈根學派創始人， 量子力學的創始人玻爾說的：“ 誰如果在量子面前不感到震驚，他就不懂得現代物理學；同樣如果誰不為此理論感到困惑，他也不是一個好的物理學家。 ”以至于讓許許多多曾為量子力學做出過偉大貢獻的人，在后來又站在了它的對立面。像愛因斯坦，像薛定諤等。

因果論，這個我們大多數人一直以來都深信不疑的觀點，在物理學的發展過程中開始受到了懷疑，甚至要變得“生”“死”難測了。近代物理學在發展的過程中變得越來越玄妙，越來越深奧，在哲學意味上的聯系也更加密切。但這，卻也給了我們更多機遇和挑戰，給了我們更多思考的必要；也使得我們對于物理學的未來有了更加美好的憧憬。

參考文獻

[1]李醒民 愛因斯坦的科學信念 [J] 《科導報》1992年第5期

[2]崔維成 基于佛教哲學來審視愛因斯坦與玻爾的爭論[J] 《中國社會科學學報》 2008年10月23日