咸立德
摘要:随机性事件具有主观性,客观上是不存在随机性现象的。若把随机性事件的概率值当做条件,可以判定事件载体的性质。
关键词:随机事件;主观性;事件载体
一、随机事件的主观性
根据随机性事件是通过随机性试验来研究的,而且根据随机性时间的定义,实验具有三个前提条件:1 在相同条件下,试验可以重复进行。2 每次试验前,实验的所有的可能结果是明确的。且不只一个。3 每次试验出现什么结果,事前不能确定。
根据条件3,可以推理,第一次试验结果可以预先不知道,但是,一旦实验得到结果,这个结果可以当做实验的一定条件下的结果。根据条件1中的“在相同条件下”,那么第二次试验,如果能够理论上能保证相同条件,那么第二次的试验结果就必须和第一次试验结果相同,因为相同条件下试验载体所遵循的的物理规律是相同的,相同条件的得出状态相同,结果没有理由不相同。如图1所示。
以抛硬币为例,若给出抛硬币的前提条件,1 硬币被抛出的初状态是明确的,2 硬币被抛出后的旋转速度是明确的。3 硬币落地的台面位置(或者硬币从抛出到落地所用的时间)是明确的)。那么,完全可以根据硬币所遵循的物理规律来预测落地的状态。也就是说,如果理论上,所谓的相同条件的条件是明确的,那么第一次试验的结果就是明确的。
即便是第一次的结果不考虑条件的明确性,第一次实试验的结果虽然是不可预测的,但是只要得到了第一次的结果,只要能够遵循或者保证相同条件的相同性,那么根据硬币可以遵循的物理规律,第二次试验的结果应该和第一次的结果相同,就没有理由说不和第一次试验结果相同。也就是说,随机性试验的三个条件在物理规律的前提下,第1个条件中的相同条件,和第3个条件中的每次的结果都不明确是相矛盾的。所以,所谓的随机性现象的存在性是主观的,客观上是不存在的。
二、随机事件的可逆性
(一)全对称载体的试验现象分析
如果把所谓的随机性事件问题逆向考虑,把试验的结果当做前提条件,完全可以判定事件载体的性质。比如,事先不知道硬币这个载体的性质是全对称载体(至少有两个对称轴的立体图形,比如圆柱体,正立方体)的情况下,可以用随机性试验来判定。但是这个试验必须理论上是随意的,即每次试验的条件不相同。通过对所有结果的性质来判定硬币的性质。就是若硬币这个事件载体在n次的结果中只有两个结果a(正面)和b(反面),而且有a≈,b ≈时,就可以判定硬币是由a和b相同的面构成的全对称性载体。也就是说可以用类似随机性试验的反过程来判定事件载体的性质。这个事件的判定就具有因果关系的决定性性质,而不是随机性的不确定性性质。
类似于硬币的逆向判定,也是要具备相关前提条件的,1实验必须是随意的,2 必须多次实验,而且结果中存在不同结果比较均等的情况下不再出现其他意外的结果。也就是说,事件的结果必须是有限的。即当事件复杂到人力无法确定的结果的数量时,理论上可能存在较大的误差。可当作误差超大现象来对待。
(二)非全对称载体的试验现象分析
一般情况中,随机性事件的载体都是用完全对称性物体来实验,当用非全对称性物体(最多只有一个对称轴的立体图形)来试验时,就会出现相应的不同性质的结果。比如,硬币和骰子等都是完全对称的物体,硬币是很小的圆柱体,而且硬币的厚度不考虑,就是两个不同的面的完全对称,而骰子也是正立方体,即正六面体,所以在这样的全对称载体的实试验中,很容易得到各个结果相同比例。但是当载体不具有全对称时,比如圆锥体,即高度可以考虑,而且上下两个圆面的大小是不同的,这就和硬币只有两个面的性质不同。若用这样的载体做试验,那么其结果不但出现两个不同的面的比例不同,还会出现不是圆面的情况也就是说,考虑到硬币的厚度的存在性,而且也不是圆柱形时,试验的结果就会不同于前面描述的硬币的结果,如图2所示。
当硬币非全对称时,由于两个圆面的大小不同,侧面的影响会出现两个面在试验结果中的比例不同,若考虑硬币的厚度,即厚度很厚,足以在着地时以侧面照地,则这个事件的结果就会有三个,而且可根据三个结果的不同比例来判定硬币的性质。
由此可以根据结果的不同,判定载体的大体性质,比如,如果n个结果中,如果再多的试验次数都不能得到结果的比例的基本相同,说明载体不是正n面体的非全对称性的载体。
三、随机事件的物理性探讨
(一) 视觉残留导致的随机性问题
数学范畴的随机性的可逆性,是可以推广到物理规律来运用的。比如,由《物态波形论》的理论可知,由于微粒子的运动速度很大,观察系统无法直观到微粒子本身的状态,只能观察到粒子的运动轨迹。或者只能观察到粒子的某一时刻的可能状态。所以,这些现象只能说由于视觉残留的存在性,观察系统的记忆频率和微粒子的高速运动的频率(圆周运动或者波动)也存在差距。比如粒子每秒转动一圈,而观察仪器只能在一秒钟记忆两次,那么观察到的粒子就会以两个位置的形式存在,只有当观察仪器每秒记忆很多次的性质,仪器在很小的时间内就能记忆粒子的状态,才能在相对粒子几乎没有位移的情况下观察到粒子本身的状态,或者仪器的观察记忆频率和粒子的运动周期相同或者成整数倍时,可以观察到粒子本身的一个状态(这个状态的观察结果不同于前者的本身的状态)。也就是说,能够观察到粒子的一个独立的状态的条件是:一是观察系统的记忆频率很大,相当于两次观察的时间内粒子运动位移几乎为零,二是观察系统和粒子运动的周期成整数倍。
当人力能够掌握粒子的全部信息,而且观察系统在技术上是可以做到任意高的精度时,微粒子的本身的状态是可以确定的。换句话说,之所以人类观察到了微粒子的随机性行为,是人力不能为之的结果,是主观性的,非自然规律的客观性,理论上微粒子的行为是可以遵循决定性物理规律的(微粒子的随机性问题有待于细致论述)。
(二)随机性事件在宏观和微观中的相同性
在第一节中论述的关于随机试验的主观性,主要表现在两个方面的物理性的不同,一是在无法保证相同条件的前提下,硬币的着地结果中位置的不同,二是硬币着地的性质不同,如图3所示,
就是即便保证硬币的相同性,抛掷的初始条件是不可能保证相同的,导致硬币每次被抛的运动性质是不同的,包括抛物运动的轨迹的不同,硬币的旋转速度的不同,最后导致硬币着地的位置、性质(反正面)不同。即表面看起来是随机性事件。实则是人力无法保证相同条件的初始状态导致的。
推及到微观粒子的行为,除了上一节描述的视觉残留导致的随机性现外,仍然具有本节描述的微粒子的初状态不能保证是相同的。由《论光速的可变性》的理论可知,微粒子具有质量不尽相等的性质,还具有波动性不尽相同的性质。所以在做一些微观粒子的相关实验的中,所谓的同一光源,即视为频率相等的光粒子,只是主观的定义为相等,而事实上是无法得到性质完全相等的光粒子的,比如,任何的单一色光光源,只能认为其不同频率的频率段非常小而已。并不是所有的光子的频率是绝对相同的。另外加上微粒子被射出是的状态并不可能保证相同。所以微粒子的随机性试验,也逃避不了无法保证微粒子的初始状态的相同性。也就是说,不能保证初始状态完全相同,也是微粒子的随机性行为的主要原因之一。
比如,微粒子的双缝实验中,如果考虑到无法保证微粒子的相同性或者发射微粒子的初始状态的相同性,也是会形成图3所示的情况,就是微粒子到达两个缝的附近时的位置是不同的。即通过哪条缝是不可确定的。
也就是说,微粒子的随机性行为并不是自身的本性,有两个原因,一是视觉残留现象,二是无法保证微粒子的初始状态的相同性导致的。所以,在微观和宏观中,随机性事件的形成原因是相同的。
在承认随机事件的形成条件的客观存在性的基础上,理论上随机事件是主观性的,不是自然规律中的客观存在。如果保证载体的相同性(硬币的相同性和微粒子的相同性),以及初始条件的相同性,那么结果必定是相同的。即便相同性不存在,那么事件也是具有条件的不同导致结果的不同的因果性。即客观规律最终会终结为决定性的因果律。
四、小结
利用随机性试验来研究概率事件的理论具有主观性,甚至逻辑上是不存在的。但是,可以借助于随机试验的可逆性来研究决定性的物理规律的研究。宏包括微观领域中的随机性事件,基本上都是无法保证相同条件下的初始状态导致的。