梵高的作品并不忠實于現實和生活。他當然有能力做出非常寫實的畫，但他的藝術效果是通過色彩和厚重的波浪形筆觸來傳達一個疊加着情感的世界。

在梵高進行藝術創作的時候，物理學世界已經走到了經典時期的盡頭。物理學在很大程度上借鑒了18世紀英國理性主義的哲學，描繪了這樣一個世界：測量是純粹客觀的，測量者或觀察者是無關緊要的。換句話說，世界上的一切事物都有一個确定的客觀狀态。

量子力學核心概念之“測量”，測量行為是如何影響系統的屬性的？

另一方面，梵高所描繪的世界不是世界本身，而是他所看到的。對19世紀的思想家來說，這是錯誤的；一個單一的明确的現實是存在的，與任何觀察者無關。

所有這些都随着20世紀的到來而改變。

首先是愛因斯坦，他的相對論使測量永遠與觀察者相對。

然後是量子力學，它完全摧毀了客觀性。

海森堡是最早闡明需要從位置和動量等經典概念轉向将觀察者和被觀察者聯系在一起的量子版本的人之一。

其原因與量子力學中的測量方式有關。例如，如果你考慮一個旨在測量自旋的儀器，你會發現，儀器會影響結果。這并不是因為儀器改變了它所測量的粒子的自旋，而是因為被測量者和測量者是内在聯系的。

在20世紀20年代，對于如何解釋這一切有很多分歧。例如，愛因斯坦在1924年主持了一次會議，當時隻有22歲的海森堡就他的解釋發表了演講。年紀比他大一倍的愛因斯坦強烈反對海森堡的解釋。會議結束後，他們論了這個問題，基本上達成了一緻。似乎海森堡說服了這位超級明星，他的方法與愛因斯坦自己的相對論方法相似。

第二年，海森堡寫下了著名的量子物理學和經典物理學的綜述，從愛因斯坦的書中摘取了一頁。他的方法摒棄了薛定谔的波動力學，重新解釋了粒子的位置和動量，就像愛因斯坦重新定義“時間”是由時鐘測量的東西一樣。量子領域的位置和動量不是粒子的固有屬性，而是由測量儀器測量的東西。這并不意味着它們沒有任何意義。隻是它們與進行測量的東西不可分割，就像顔色、光線和陰影與梵高對他所看的東西的感覺不可分割一樣。

海森堡的方程顯示了這些取代經典位置和動量的矩陣量是如何在時間中演變的。人們今天仍在使用這些方程，但卻不常想到它們與普通思維有什麼不同。

然而，年輕的海森堡卻在被稱為“教皇”的尼爾斯·玻爾的影響下改變了自己的理解。玻爾的量子物理方法是康德式的，因為他相信經典物理學中的位置和動量等概念在宏觀世界中是有意義的，在微觀世界中就會崩潰。

哲學家帕特裡克·希蘭曾與一些量子物理學的傑出人物如尤金·維格納合作過，也采訪過海森堡，他認為，海森堡的解釋更“具體”、更客觀，而玻爾依靠波和粒子等概念作為類比，這些概念不一定與任何真實事物相對應。因此，玻爾是一個反現實主義者嗎？這很難說。有些人指責他和海森堡都是反現實主義者，但這可能是因為玻爾隻是不想緻力于一個特定的解釋，因為有太多的相同的解釋。

愛因斯坦的相對論和海森堡的早期解釋的核心概念都是可觀測的。在愛因斯坦相對論中，時間是由鐘表獲得的，而不是由某個上帝定義的。長度是由尺子給出的。除了觀察者之外，這些都不是客觀存在的。相反，它們受制于觀察者自身的運動狀态。海森堡将這些概念擴展到位置、速度、軌迹等等。測量儀器定義了它們。因此，由于這些概念的變化取決于測量儀器的設置方式，它們必須是相對論的，就像時間和長度一樣。

基本現實是以某種方式結合所有可能性的東西，正如時空中的四個分量速度定義了運動中的物體的客觀現實。然而，這究竟是基本現實還是僅僅是方便的抽象？這個問題将導緻海森堡和量子理論的另一位名人之間的争論：埃爾溫·薛定谔。

1926年，薛定谔提出了波動力學和波函數的概念。這是一個美麗的理論，使用了許多經典物理學中的波的概念。這讓很多物理學家興奮不已，因為它似乎是對量子粒子的客觀定義，将它們與牛頓式的方程合并。另一方面，海森堡的矩陣數學是抽象的和混沌的。它否定了 "看不見的觀察者 "這一嚴密的想法。薛定谔提供了玻爾想要的關于在微觀層面發生的事情的 "圖片"。人們可以是理性主義者，相信波函數及其坍縮，或者他們可以是康德主義者，相信這隻是正在發生的事情的一個圖片。無論哪種方式，他們都可以保持他們的經典概念神聖不可侵犯。

玻爾讓海森堡和薛定谔在這一年會面，讨論他們各自的觀點。他們都否定了對方的觀點。海森堡說，薛定谔的理論把量子理論抛在了一邊，而選擇了一種簡單的波動理論，對測量一無所知。薛定谔說，海森堡的理論過于抽象和不切實際，部分原因是海森堡認為，世界是不連續的，粒子一直在随機跳躍。玻爾認為，他們都必須以某種方式正确，因為他們的方程在數學上是相等的。他把這個想法稱為互補性。

海森堡繼續堅持波動力學的不合邏輯性。根本不存在波函數。相反，隻有當談論一個像位置這樣的量時，才能談論它是如何被測量的。沒有什麼神秘的波函數向儀器擴張和坍縮。相反，位置僅僅是圖表上的點，顯示在哪裡以及何時測量了一個粒子。因此，你不能談論粒子在這些點之間有一個位置，因為它不是相對于測量儀器而言的。

有趣的是，與二十年前闵可夫斯基對愛因斯坦的相對論所做的類似擴展相比，這場争論有很大的不同。愛因斯坦在他的相對論中談到了棒和鐘，而闵可夫斯基談到了四維時空。愛因斯坦接受了闵可夫斯基的觀點，在新的引力理論中把這些思想擴展到彎曲的時空，這是自牛頓以來的第一次。然而，闵可夫斯基的時空很像波函數——一種遠離測量和觀察的抽象，而這正是愛因斯坦對現實的理解的核心——到一些潛在的現實。然而，真正的問題并不是海森堡認為沒有潛在的現實，或者像玻爾一樣認為它是不可觸及的。相反，他相信他的理論在某種程度上提供了這一點，而薛定谔的理論是一場數學鬧劇。

那麼，海森堡認為波函數是什麼？對他來說，這隻是科學家對粒子所在位置的無知的一種衡量，與現實毫無關系。

不幸的是，這是一種非常經典的、概率論的思考方式。根據海森堡自己的想法，思考波函數的一個更好的方式是，它是衡量粒子偏離經典力學的程度。換句話說，它在多大程度上偏離了牛頓的決定論。這不是對無知的衡量，而是對經典決定論的内在缺陷的衡量。

海森堡從來沒有完全實現哥白尼式的飛躍，如果不是老一輩的人阻撓，他年輕時的洞察力本可以實現這種飛躍。他的獨到見解為一種新的知識觀打開了大門，這種知識觀可以應用于任何已知的事物。經典物理學關注的是通過擴大或擴展我們所觀察的事物來獲得知識就像用望遠鏡來觀察一個遙遠的星星。我們是被動地收集關于一個事物的内在屬性的信息。根據海森堡的見解，量子物理學是通過将一個事物與另一個事物進行比較并理解其相互關系來獲得知識。這更像是一杆秤或天平，感興趣的東西被放在秤上，用某個單位來衡量。我們可以獲得的關于世界的基本知識是關系性的，而不是内在性的。可觀察的知識從根本上說是關于主體和客體的。薛定谔的波動觀隻是海森堡的愛因斯坦觀點在抽象（波函數）上的闵可夫斯基式的延伸，我們最終無法觀察，隻能思考。

凡高在直覺上理解的東西，海森堡似乎在邏輯上非常接近地掌握了，但卻無法從經典物理學的包袱中剝離出來。這就是：所有的知識從根本上都是基本相關的，我們對世界的認識直接取決于誰在進行觀察。即使當我們觀看一幅梵高的作品時，我們也是在看梵高是如何看待某些東西的，但也不能避免在梵高的作品上疊加我們自己的感受，這樣就像通過多個鏡頭來看世界。無論客觀現實是什麼，我們隻能通過像時空或波函數這樣的抽象概念來看待它。然而，對世界的直接體驗隻能是一種關系，而且從根本上說是相對的。

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