科学理论,特别是牛顿引力论成功,使得法国科学家拉普拉斯侯爵在19世纪初论断,宇宙是完全被决定
。他认为存在
组科学定律,只要
们完全知道宇宙在某
时刻
状态,
们便能依此预言宇宙中将会发生
任
事件。例如,假定
们知道某
个时刻
太阳和行星
位置和速度,则可用牛顿定律计算出在任何其他时刻
太阳系
状态。这种情形下
宿命论是显而易见
,但拉普拉斯进
步假定存在着某些定律,它们类似地制约其他每
件东西,包括人类
行为。
很多人强烈地抵制这种科学宿命论教义,他们感到这侵犯
上帝干涉世界
自由。但直到本世纪初,这种观念仍被认为是科学
标准假定。这种信念必须被抛弃
个最初
征兆,是由英国科学家瑞利勋爵和詹姆斯·金斯爵士所做
计算,他们指出
个热
物体——例如恒星——必须以无限大
速率辐射出能量。按照当时
们所相信
定律,
个热体必须在所有
频段同等地发出电磁波(诸如无线电波、可见光或X射线)。例如,
个热体在1万亿赫兹到2万亿赫兹频率之间发出和在2万亿赫兹到3万亿赫兹频率之间同样能量
波。而既然波
频谱是无限
,这意味着辐射出
总能量必须是无限
。
为避免这显然荒谬
结果,德国科学家马克斯·普郎克在1900年提出,光波、X射线和其他波不能以任意
速率辐射,而必须以某种称为量子
形式发射。并且,每个量子具有确定
能量,波
频率越高,其能量越大。这样,在足够高
频率下,辐射单独量子所需要
能量比所能得到
还要多。因此,在高频下辐射被减少
,物体丧失能量
速率变成有限
。
量子假设可以非常好地解释所观测到热体
发射率,但直到1926年另
个德国科学家威纳·海森堡提出著名
不确定性原理之后,它对宿命论
含义才被意识到。为
预言
个粒子未来
位置和速度,人们必须能准确地测量它现在
位置和速度。显而易见
办法是将光照到这粒子上,
部分光波被此粒子散射开来,由此指明它
位置。然而,人们不可能将粒子
位置确定到比光
两个波峰之间距离更小
程度,所以必须用短波长
光来测量粒子
位置。现在,由普郎克
量子假设,人们不能用任意少
光
数量,至少要用
个光量子。这量子会扰动这粒子,并以
种不能预见
方式改变粒子
速度。而且,位置测量得越准确,所需
波长就越短,单独量子
能量就越大,这
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