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什么是安全科学中的“波粒二象性”现象?

已有 784 次阅读 2022-3-23 15:18 |个人分类:学术交流|系统分类:科研笔记

物理学中的波粒二象性问题是指物质到底是粒子还是一种波。例如,早期的物理学家一直在争论一个问题,那就是“光到底是一种波还是一连串光子构成的?” 光的波动说与微粒说之争从十七世纪初开始,前后经历了三百多年的时间,直到二十世纪初以光的波粒二象性解释才得以告终[1]。意大利数学家格里马第(Francesco Maria Grimaldi1618-1663)和英国物理学家胡克(Robert Hooke1635-1703)认为光是一种以太的纵向波,逐渐地形成了光的波动学说[1]。牛顿认为光是由粒子构成的,这种观点随后发展成为后来的光的微粒假说。例如光通过镜面会反射回来,只有将光看成是一连串的光子构成的现象才能解释这一现象。直到后来相对论和量子力学的进一步发展,人们才认识到光具有波粒二象性特性。

物理学中的波粒二象性现象都是可以观测的现象。生活中也常有类似的现象。同样一句话不同的人也会有不一样的理解。例如,“人不为己,天诛地灭”。有人理解为:一个人如果不为自己的利益着想,那么天地都要降临各种灾难来灭亡他(或她)。另一些人则会理解为:如果一个人不修为自己的德行,那么天与地就会共同消灭这个人。另外,不同的人看待同一事物往往会有不同的结论。例如下面这幅画(如图1所示),有的人看到的是一只兔子,有人看到的是一只鸭子。他们都认为自己看到的是正确的,但是只要变换不同的视角,那么人们就会发现这幅画既可以看成兔子也可以看成是鸭子。这说明同样一幅画,不同的人看到的图像也会不同。因此,同一事物从不同的视角看到不同的现象也是正常的,并不存在谁对谁错。



鸭子还是兔子(1).jpg

图1兔子还是鸭子?[2]

安全科学中也有类似波粒二象性现象。例如,事故到底是人的因素还是物的因素造成的?事故预防是通过安全管理的完善还是依靠安全技术的进步来实现?在人类发展早期,西方人认为事故是上帝的行为,是无法预测的现象;东方人认为事故是上天降临的灾难,是命中注定的事情,也是无法改变的。总之,人们认为事故是天意,不是人的力量和意志所能改变的。工业革命后,工人在工作中出现大量人身伤害事故。人们开始发现事故与机器设备、工作环境等因素有关。随后有人对工业事故进行统计分析,发现工业事故与人的行为有关,后来发展成为最早期的事故致因理论——事故频发倾向理论。随后的安全理论模型基本上是从人的因素和物的因素两个方向进行安全理论模型和事故分析方法方面的研究。人的因素相关的事故致因理论不断从个人因素(例如多米诺骨牌理论)发展到组织因素(安全管理方面的理论如轨迹交叉轮),又从组织因素扩展到社会因素(安全文化相关的理论模型如行为安全24模型)。物的因素的安全理论模型方面从物理因素如机器设备等方面的影响(例如能量模型),发展到物理信息因素例如设备设施(人机工程、安全信息模型),再到技术因素(系统安全和本质安全理论)方面进行研究。通常情况下,工业生产事故是人的因素和物的因素共同影响下造成的。这也类似于物理学中的波粒二象性,因为很多时候我们无法严格区分事故到底是人的因素还是物的因素造成的。有人可能会提到事故还跟环境因素有关。但实际上环境因素还是可以进一步分解为与人有关的社会环境因素和与物有关的自然环境因素。因此,最终工业生产事故(或者称为职业事故)可以看成是社会技术系统中人的因素和物的因素共同作用的结果。这就是安全科学中的“波粒二象性”现象。

备注:经典物理学和量子力学对物质的波粒二象性的理解是不同的。本人不是物理学专业,有些认识是有局限性的,也可能是错误的,这里只是借物理学的波粒二象性现象和问题探讨安全科学方面的现象和问题。

参考文献:

[1]潘超, 2009.光的波粒二象性——人类最伟大的十个科学发现之十.  https://blog.sciencenet.cn/blog-339218-269953.html

[2](美)艾米·克劳斯·罗森塔尔 著 / (美)汤姆·利希藤黑尔德 著,漪然(译).《鸭子?兔子?湖北美术出版社出版,2012. ISBN:9787539449265

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