量子力學(xué)保守性論文

時(shí)間:2022-08-24 10:06:00

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量子力學(xué)保守性論文

一、科學(xué)、語(yǔ)言和思維

在建立科學(xué)理論體系的過(guò)程中,往往需要以一系列巨量的、通常是至為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)、歸納和演繹工作為基礎(chǔ)。而且人們一般相信科學(xué)知識(shí)就是在這個(gè)基礎(chǔ)上產(chǎn)生和累積起來(lái)的。但只要這種認(rèn)識(shí)活動(dòng)過(guò)程是為一個(gè)協(xié)調(diào)一致的目標(biāo)所固有,只要它真正屬于科學(xué)研究自我累進(jìn)的進(jìn)程,則不論其如何復(fù)雜,仍只是過(guò)程性的,而不從根本上規(guī)定科學(xué)的性質(zhì)、程序,乃至結(jié)論。這就使我們?cè)诳疾鞆?fù)雜的科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)時(shí),可以抽取出高于具體手段的,基本上只屬于人類(lèi)心智與外在世界相聯(lián)絡(luò)的東西,即科學(xué)語(yǔ)言,來(lái)作為認(rèn)識(shí)的中介物。

要說(shuō)明科學(xué)語(yǔ)言何以能成為這樣的中介,需要先對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)加以分析。

作為一種形式化理論的近現(xiàn)代科學(xué),其目的是力圖摹寫(xiě)客觀(guān)實(shí)在。這種摹寫(xiě)的認(rèn)識(shí)論前提是一個(gè)外在的、自為的客體和作為其思維對(duì)立面的內(nèi)在的主體間的雙重存在。這一認(rèn)識(shí)論前提在科學(xué)認(rèn)識(shí)方面衍生出一個(gè)更實(shí)用的前提,就是把客體看作是一種自在的“像”或者“結(jié)構(gòu)”(包括動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu),比如動(dòng)力學(xué)所概括的各種關(guān)系和過(guò)程)。

這一自在的實(shí)在具有由它的“自明性”所保證的嚴(yán)格規(guī)范性。這種自明性只在涉及存在與意識(shí)的根本關(guān)系時(shí)才可能引起懷疑。而科學(xué)是以承認(rèn)這種自明性為前提的。因此科學(xué)實(shí)際就是關(guān)于具有自明性的實(shí)在的思維重構(gòu)。它必須限于處理自在的實(shí)在,因?yàn)榭茖W(xué)的嚴(yán)格規(guī)范性(主要表現(xiàn)為邏輯性)是由實(shí)在的自明性所保證的,任何超越實(shí)在的描述都會(huì)破壞這種描述的前提。這一點(diǎn)對(duì)稍后關(guān)于量子力學(xué)的討論非常重要。

上述分析表明,科學(xué)的嚴(yán)格規(guī)范性并非如有唯理論傾向的觀(guān)點(diǎn)所認(rèn)為的那樣,是來(lái)自思維,也并非如經(jīng)驗(yàn)論觀(guān)點(diǎn)所認(rèn)為的來(lái)自具體手段對(duì)經(jīng)驗(yàn)表象的操作,也并不象當(dāng)代某些科學(xué)哲學(xué)家所認(rèn)為的純粹出于主體間的共同約定。科學(xué)的最高規(guī)范是存在在客觀(guān)實(shí)在中的,是來(lái)自客體的自明性。一切具體手段只是以這種規(guī)范為目標(biāo)而去企及它。

在科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)中,不論是一個(gè)思維過(guò)程還是一個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程,如果其中缺失了語(yǔ)言過(guò)程,那就什么意義都不會(huì)有。科學(xué)語(yǔ)言與人類(lèi)思維形態(tài)固然有很大的關(guān)系,但是它們可能在一個(gè)很高的層次上有著共同的根源。就認(rèn)識(shí)的高度而言,思維形態(tài)作為人類(lèi)的一種意識(shí)現(xiàn)象,對(duì)它進(jìn)行本質(zhì)的追究,至少目前還不能完全放在客觀(guān)實(shí)在的背景上。因此,在科學(xué)認(rèn)識(shí)的層次上,思維形態(tài)完全可以被視為相對(duì)獨(dú)立的東西。而科學(xué)語(yǔ)言則是明確地被置于實(shí)在自身這一背景之中的。這就使我們實(shí)際上可以把科學(xué)語(yǔ)言看作一種知識(shí),它與系統(tǒng)的科學(xué)知識(shí)具有完全相同的確切性,即它首先是與實(shí)在自身相諧合,然后才以這種特殊性成為思維與對(duì)象之間的中介。這才能保證,既使科學(xué)語(yǔ)言所述說(shuō)的科學(xué)是關(guān)于實(shí)在的確切圖景,又使思維活動(dòng)具備與實(shí)在相聯(lián)絡(luò)的手段。

科學(xué)語(yǔ)言作為一種知識(shí)所具備的上述特殊性,使它成為客觀(guān)實(shí)在圖景構(gòu)成的基本要素,或科學(xué)知識(shí)的“基元”。思維形態(tài)不能獨(dú)立地形成知識(shí),但思維形態(tài)卻提供某種方式,使科學(xué)語(yǔ)言所包含的知識(shí)基元獲得某種特定的加成和組合,從而構(gòu)成一種系統(tǒng)化的理論。這就是語(yǔ)言在認(rèn)識(shí)中的中介作用。由于任何事物都必須“觀(guān)念地”存乎人的意識(shí)中,才能為人的心智所把握,所以,在這個(gè)意義上,一個(gè)認(rèn)識(shí)過(guò)程就是一個(gè)運(yùn)用語(yǔ)言的過(guò)程。

二、數(shù)學(xué)語(yǔ)言

數(shù)學(xué)語(yǔ)言常常幾乎就是科學(xué)語(yǔ)言的同義詞。但實(shí)際上,科學(xué)語(yǔ)言所指的范圍遠(yuǎn)比數(shù)學(xué)語(yǔ)言的范圍大,否則就不會(huì)出現(xiàn)量子力學(xué)公式的解釋問(wèn)題。在自然科學(xué)發(fā)生以前,數(shù)學(xué)所起的作用也還不是后世的那種對(duì)科學(xué)的敘錄。只是由于精密推理的要求所導(dǎo)致的語(yǔ)言理想化,才推進(jìn)了數(shù)學(xué)的應(yīng)用。但歸根究底,數(shù)學(xué)與前面說(shuō)的那種合乎客觀(guān)實(shí)在的知識(shí)基元是不同的。將數(shù)學(xué)用作科學(xué)的語(yǔ)言,必須滿(mǎn)足一個(gè)條件,即數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)與實(shí)在的結(jié)構(gòu)相關(guān),但這一點(diǎn)并不是顯然成立的。

愛(ài)因斯坦曾分析過(guò)數(shù)學(xué)的公理學(xué)本質(zhì)。他說(shuō),對(duì)一條幾何學(xué)公理而言,古老的解釋是,它是自明的,是某一先驗(yàn)知識(shí)的表述,而近代的解釋是,公理是思想的自由創(chuàng)造,它無(wú)須與經(jīng)驗(yàn)知識(shí)或直覺(jué)有關(guān),而只對(duì)邏輯上的公理有效性負(fù)責(zé)。愛(ài)因斯坦因此指出,現(xiàn)代公理學(xué)意義上的數(shù)學(xué),不能對(duì)實(shí)在客體作出任何斷言。如果把歐幾里德幾何作現(xiàn)代公理學(xué)意義上的理解,那么,要使幾何學(xué)對(duì)客體的行為作出斷言,就必須加上這樣一個(gè)命題:固體之間的可能的排列關(guān)系,就象三維歐幾里德幾何里的形體的關(guān)系一樣。〔1〕只有這樣,歐幾里德幾何學(xué)才成為對(duì)剛體行為的一種描述。

愛(ài)因斯坦的這種看法與上文對(duì)科學(xué)語(yǔ)言的分析是基本上相通的。它可以說(shuō)明,數(shù)學(xué)為什么會(huì)一貫作為科學(xué)的抽象和敘錄工具,或者它為什么看上去似乎具有作為科學(xué)語(yǔ)言的“先天”合理性。

首先,作為科學(xué)的推理和記載工具的數(shù)學(xué),實(shí)際上是從思維對(duì)實(shí)在的一些很基本的把握之上增長(zhǎng)起來(lái)的。歐幾里得幾何學(xué)中的“點(diǎn)”、“直線(xiàn)”這樣一些概念本身就是我們以某種方式看世界的知識(shí)。之所以能用這些概念和它們之間的關(guān)系去描繪實(shí)在,是因?yàn)檫@些“基元”已經(jīng)包含了關(guān)于實(shí)在的信息(如剛體的實(shí)際行為)。

其次,數(shù)學(xué)體系的那種嚴(yán)密性其實(shí)主要是與人類(lèi)思維的屬性有關(guān),盡管思維的嚴(yán)密性并不是一開(kāi)始就注入了數(shù)學(xué)之中。如前所述,思維的嚴(yán)密性是由實(shí)在的自明性來(lái)決定的,是習(xí)得的。這就是說(shuō),數(shù)學(xué)之所以與實(shí)在的結(jié)構(gòu)相關(guān),只是因?yàn)閿?shù)學(xué)的基礎(chǔ)確切地說(shuō)來(lái)自這種結(jié)構(gòu);而數(shù)學(xué)體系的自洽性是思維的翻版,因而是與實(shí)在的自明性同源的。

由此可見(jiàn),數(shù)學(xué)與自然科學(xué)的不同僅表現(xiàn)在對(duì)于它們的結(jié)果的可靠性(或真實(shí)性)的驗(yàn)證上。也就是說(shuō),科學(xué)和數(shù)學(xué)同樣作為思維與實(shí)在相互介定的產(chǎn)物,都有可能成為對(duì)實(shí)在結(jié)構(gòu)的某種描述或“偽述”,并且都具有由實(shí)在的自明性所規(guī)定的嚴(yán)密性。但數(shù)學(xué)基本上只為邏輯自治負(fù)責(zé),而科學(xué)卻僅僅為描述的真實(shí)性負(fù)責(zé)。

事實(shí)正是如此。數(shù)學(xué)自身并不代表真實(shí)的世界。它要成為物理學(xué)的敘錄,就必須為物理學(xué)關(guān)于實(shí)在結(jié)構(gòu)的真實(shí)信息所重組。而用于重組實(shí)在圖景的每一個(gè)單元,實(shí)際上是與物理學(xué)的基本知識(shí)相一致的。如果在幾何光學(xué)中,歐幾里德幾何學(xué)不被“光線(xiàn)”及其傳播行為有關(guān)的概念重組,它就只是一個(gè)純粹的形式體系,而對(duì)光線(xiàn)的行為“不能作出斷言”。非歐幾何在現(xiàn)代物理學(xué)中的應(yīng)用也同樣說(shuō)明了這一點(diǎn)。

三、物理學(xué)語(yǔ)言

雖然物理學(xué)是嚴(yán)格數(shù)學(xué)化的典范,但物理學(xué)語(yǔ)言的歷史卻比數(shù)學(xué)應(yīng)用于物理學(xué)的歷史要久遠(yuǎn)得多。

在認(rèn)識(shí)的邏輯起點(diǎn)上,僅當(dāng)認(rèn)識(shí)論關(guān)系上一個(gè)外在的、恒常的(相對(duì)于主體的運(yùn)動(dòng)變化而言)對(duì)象被提煉和廓清時(shí),才能保證一種僅僅與對(duì)象自身的內(nèi)在規(guī)定性有關(guān)的語(yǔ)言描述系統(tǒng)成為可能。對(duì)此,人類(lèi)憑著最初的直覺(jué)而有了“外部世界”、“空間”、“時(shí)間”、“質(zhì)料”、“運(yùn)動(dòng)”等觀(guān)念。顯然,這些觀(guān)念并非來(lái)自邏輯的推導(dǎo)或數(shù)學(xué)計(jì)算,它是人類(lèi)世代傳承的關(guān)于世界的知識(shí)的基元。

然后,需要對(duì)客觀(guān)實(shí)在進(jìn)行某種方式的剝離,才能使之通過(guò)語(yǔ)言進(jìn)入我們的觀(guān)念。一個(gè)客觀(guān)實(shí)在,比如說(shuō),一個(gè)電子,當(dāng)我們說(shuō)“它”的時(shí)候,既指出了它作為離散的一個(gè)點(diǎn)(即它本身),又指出了它身處時(shí)空中的那個(gè)屬性。而后一點(diǎn)很重要,因?yàn)槲覀冋窃趶V延中才把握了它的存在,即從“它”與“其它”的關(guān)系中“找”出它來(lái)。

當(dāng)我們按照古希臘人(比如亞里士多德)的方式問(wèn)“它為什么是它”時(shí),我們正在試圖剝離“它”之所以為“它”的屬性。但這個(gè)屬性因其離散的本質(zhì),在時(shí)空中必為一個(gè)“奇點(diǎn)”,因而不能得到更多的東西。這說(shuō)明,我們的語(yǔ)言與時(shí)空的廣延性合若符節(jié),而對(duì)離散性,即時(shí)空中的奇點(diǎn),則無(wú)法說(shuō)什么。如果我們按照伽利略的方式問(wèn)“它是怎樣的”時(shí),我們正是在描繪它與廣延有關(guān)的性質(zhì),即它與其它的關(guān)系。這在時(shí)空中呈現(xiàn)為一種結(jié)構(gòu)和過(guò)程。對(duì)此我們有足夠的手段(和語(yǔ)言)進(jìn)行摹寫(xiě)。因?yàn)槲覀兊恼Z(yǔ)言,大多來(lái)自對(duì)時(shí)空中事物的經(jīng)驗(yàn)。我們運(yùn)用語(yǔ)言的主要方式,即邏輯思維,也就是時(shí)空經(jīng)驗(yàn)的抽象和提升。

可見(jiàn),近現(xiàn)代物理學(xué)語(yǔ)言是一種關(guān)于客觀(guān)實(shí)在的時(shí)空形式及過(guò)程的語(yǔ)言,是一種廣延性語(yǔ)言。幾何學(xué)之所以在科學(xué)史上扮演著至為重要的角色,首先不在于它的嚴(yán)格的形式化,而在于它是關(guān)于實(shí)在的時(shí)空形式及過(guò)程的一個(gè)有效而簡(jiǎn)潔的概括,在于與物理學(xué)在面對(duì)實(shí)在時(shí)有著共同的切入點(diǎn)。

上述討論表明了近現(xiàn)代物理學(xué)語(yǔ)言格式包含著它的基本用法和一個(gè)根深蒂固的傳統(tǒng),這是由客觀(guān)實(shí)在和復(fù)雜的歷史因素所規(guī)定的。至為關(guān)鍵的是,它必須而且只是關(guān)于實(shí)在的時(shí)空形式及過(guò)程的描述。可以想象,離開(kāi)了這種用法和傳統(tǒng),“另外的描述”是不可能在這種語(yǔ)言中獲得意義的。而這正是量子力學(xué)碰到的問(wèn)題。

四、量子力學(xué)的語(yǔ)言問(wèn)題

上文說(shuō)明,在描摹實(shí)在時(shí),人類(lèi)本是缺乏固有的豐富語(yǔ)言的。西方自古希臘以來(lái),由于主、客體間的某種相互介定而實(shí)現(xiàn)了有關(guān)實(shí)在的時(shí)空形式和過(guò)程的觀(guān)念及相應(yīng)的邏輯思維方式。任何一種特定的語(yǔ)言,隨著時(shí)代的變遷和認(rèn)識(shí)的深入,某些概念的含義會(huì)發(fā)生變化,并且還會(huì)產(chǎn)生新的語(yǔ)言基元。有時(shí),這樣的變化和增長(zhǎng)是革命性的。但不可忽視的是,任何有革命性的新觀(guān)念首先必須在與傳統(tǒng)語(yǔ)言的關(guān)系中獲得意義,才能成為“革命性的”。在自然科學(xué)中,一種新理論不論提出多么“新”的描述,它都必須仍然是關(guān)于時(shí)空形式及過(guò)程的,才能在整體的科學(xué)語(yǔ)言中獲得意義。例如,相對(duì)論放棄了絕對(duì)時(shí)空、進(jìn)而放棄了粒子的觀(guān)念,但代之而起的那種連續(xù)區(qū)概念仍然是時(shí)空實(shí)在性的描述并與三維空間中的經(jīng)驗(yàn)有著直接聯(lián)系。

量子力學(xué)的情況則不同。微觀(guān)粒子從一個(gè)態(tài)躍遷到另一個(gè)態(tài)的中間過(guò)程沒(méi)有時(shí)空形式;客體的時(shí)空形式(波或粒子)取決于實(shí)驗(yàn)安排;在不觀(guān)測(cè)的情況下,其時(shí)空形式是空缺的;并且,觀(guān)測(cè)所得的客體的時(shí)空形式并不表示客體在觀(guān)測(cè)之前的狀態(tài)。這意味著,要么微觀(guān)實(shí)在并不總是具有獨(dú)立存在的時(shí)空形式,要么是人類(lèi)無(wú)法從認(rèn)識(shí)的角度構(gòu)成關(guān)于實(shí)在的時(shí)空形式的描述。這兩種選擇都將超出現(xiàn)有的物理學(xué)語(yǔ)言本身,而使經(jīng)典物理學(xué)語(yǔ)言在用于解釋公式和實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)受到限制。

量子力學(xué)的這個(gè)語(yǔ)言問(wèn)題是眾所周知的。波爾試圖通過(guò)互補(bǔ)原理和并協(xié)原理把這種限制本身上升為新觀(guān)念的基礎(chǔ)。他多次強(qiáng)調(diào),即使古典物理學(xué)的語(yǔ)言是不精確的、有局限性的,我們?nèi)匀徊坏貌皇褂眠@種語(yǔ)言,因?yàn)槲覀儧](méi)有別的語(yǔ)言。對(duì)科學(xué)理論的理解,意味著在客觀(guān)地有規(guī)律地發(fā)生的事情上,取得一致看法。而觀(guān)測(cè)和交流的全過(guò)程,是要用古典物理學(xué)來(lái)表達(dá)的。〔2〕

量子力學(xué)的反對(duì)者愛(ài)因斯坦同樣清楚這里的語(yǔ)言問(wèn)題。他把玻爾等人盡力把量子力學(xué)與實(shí)驗(yàn)語(yǔ)言溝通起來(lái)所作的種種附加解釋稱(chēng)之為“綏靖哲學(xué)”(Beruhigunsphilosophie)〔3〕或“文學(xué)”〔4〕,這實(shí)際上指明了互補(bǔ)原理等觀(guān)念是在與時(shí)空經(jīng)驗(yàn)相關(guān)的科學(xué)語(yǔ)言之外的。愛(ài)因斯坦拒絕承認(rèn)量子力學(xué)是關(guān)于實(shí)在的完備描述,所以并不以為這些附加解釋會(huì)在將來(lái)成為科學(xué)語(yǔ)言的新的有機(jī)內(nèi)容。薛定諤和玻姆等人從另一個(gè)角度作出的考慮,反映了他們以為玻爾、海森堡、泡利和玻恩等人的觀(guān)點(diǎn)回避了經(jīng)典語(yǔ)言與實(shí)在之間的深刻矛盾,而囿于語(yǔ)言限制并為之作種種辯解。薛定諤說(shuō):“我只希望了解在原子內(nèi)部發(fā)生了什么事情。我確實(shí)不介意您(指玻爾)選用什么語(yǔ)言去描述它。”〔5〕薛定諤認(rèn)為,為了賦予波函數(shù)一種實(shí)在的解釋?zhuān)环N全新的語(yǔ)言是可以考慮的。他建議將N個(gè)粒子組成的體系的波函數(shù)解釋為3N維空間中的波群,而所謂“粒子”則是干涉波的共振現(xiàn)象,從而徹底拋棄“粒子”的概念,使量子力學(xué)方程描述的對(duì)象具有連續(xù)的、確定的時(shí)空狀態(tài)。

固然,幾率波的解釋使得理論的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)不能對(duì)應(yīng)于實(shí)在的時(shí)空結(jié)構(gòu),如果讓幾率成為實(shí)驗(yàn)觀(guān)察中首要的東西,就會(huì)讓客觀(guān)實(shí)在在描述中成了一種“隱喻”。然而薛定諤的解釋由于與三維空間中的經(jīng)驗(yàn)沒(méi)有明顯的聯(lián)系,也成了另一種隱喻,仍然無(wú)法作為一種科學(xué)語(yǔ)言而獲得充分的意義。

玻姆的隱序觀(guān)念與薛定諤的解釋在語(yǔ)言問(wèn)題上是相似的。他所說(shuō)的“機(jī)械序”〔6〕其實(shí)就是以笛卡爾坐標(biāo)為代表的關(guān)于廣延性空間的描述。這種描述由于經(jīng)典物理學(xué)的某些限定而表現(xiàn)出明顯的局限性。玻姆認(rèn)為量子力學(xué)并未對(duì)這種序作出真正的挑戰(zhàn),在一定程度上指出了量子力學(xué)的保守性。他企圖建立一種“隱序物理學(xué)”,將量子解釋為多維實(shí)在的投影。他以全息攝影和其它一些思想實(shí)驗(yàn)為比喻,試圖將客觀(guān)實(shí)在的物質(zhì)形態(tài)、時(shí)空屬性和運(yùn)動(dòng)形式作全新的構(gòu)造。但由于其基礎(chǔ)的薄弱,仍然只是導(dǎo)致了另一種脫離經(jīng)驗(yàn)的描述,也就是一種形而上學(xué)。

這里所說(shuō)的“基礎(chǔ)”指的是,一種全新的語(yǔ)言涉及主客體間完全不同的相互介定。它涉及對(duì)客體的完全不同的剝離方式,也就是說(shuō),現(xiàn)行科學(xué)語(yǔ)言及其相關(guān)思維方式的整個(gè)基礎(chǔ)都將改變。然而,現(xiàn)實(shí)地說(shuō),這不是某一具有特定對(duì)象和方法的學(xué)科所能為的。

可見(jiàn),試圖通過(guò)一種全新的語(yǔ)言來(lái)解決量子力學(xué)的語(yǔ)言問(wèn)題是行不通的。這個(gè)問(wèn)題比通常所能想象的要無(wú)可奈何得多。

五、量子力學(xué)何種程度上是“革命性”的

量子力學(xué)固然在解決微觀(guān)客體的問(wèn)題方面,是迄今最成功的理論,然而這種應(yīng)用上的重要性使人們有時(shí)相信,它在觀(guān)念上的革命也是成功的。其實(shí),上述語(yǔ)言與實(shí)在圖景的沖突并未解決。量子力學(xué)的種種解釋無(wú)法在科學(xué)語(yǔ)言的基礎(chǔ)上必然過(guò)渡到那種非因果、非決定論觀(guān)念所暗示的宇宙圖景。這就使我們有必要對(duì)量子力學(xué)“革命性”的程度作審慎的認(rèn)識(shí)。

正統(tǒng)的量子力學(xué)學(xué)者們都意識(shí)到應(yīng)該通過(guò)發(fā)展思維的豐富性來(lái)解決面臨的困難。他們作出的重要努力的一個(gè)方面是提出了很多與經(jīng)典物理學(xué)不同的新觀(guān)念,并希望這些新觀(guān)念能逐漸溶入人類(lèi)的思想和語(yǔ)言。其中玻恩用大量的論述建議幾率的觀(guān)念應(yīng)該取代嚴(yán)格因果律的概念。〔7〕測(cè)不準(zhǔn)原理以及其中的廣義坐標(biāo)、廣義動(dòng)量都是為粒子而設(shè)想的,卻又不能描述粒子在時(shí)空中的行為,薛定諤認(rèn)為應(yīng)該放棄受限制的舊概念,而玻爾卻認(rèn)為不能放棄,可以用互補(bǔ)原理來(lái)解決。玻爾還希望,波函數(shù)這樣的“新的不變量”將逐漸被人的直覺(jué)所把握,從而進(jìn)入一般知識(shí)的范圍。〔8〕這相當(dāng)于說(shuō),希望產(chǎn)生新的語(yǔ)言基元。

另一方面,海森堡等人提出,問(wèn)題應(yīng)該通過(guò)放棄“時(shí)空的客觀(guān)過(guò)程”這種思想來(lái)解決。〔9〕這又引起了量子力學(xué)的客觀(guān)性問(wèn)題。

這些努力在很大程度上是具有保守性的。

我們?cè)嚢蚜孔恿W(xué)與相對(duì)論作比較。相對(duì)論的革命性主要表現(xiàn)在,通過(guò)對(duì)時(shí)間和空間的相對(duì)性的分析,建立起時(shí)間、空間和運(yùn)動(dòng)的協(xié)變關(guān)系,從而推翻了絕對(duì)時(shí)空、絕對(duì)同時(shí)性等舊觀(guān)念,并代之以新的時(shí)空觀(guān)。重要的是,在這里,絕對(duì)時(shí)空和絕對(duì)同時(shí)性是從理論上作為邏輯必然而排除掉的。四維時(shí)空不變量對(duì)三維空間和一維時(shí)間的性質(zhì)依賴(lài)于觀(guān)察者的情形作了簡(jiǎn)潔的概括,既不引起客觀(guān)性危機(jī),又與人類(lèi)的時(shí)空經(jīng)驗(yàn)有著直接關(guān)聯(lián)。相對(duì)論排除了物理學(xué)內(nèi)部由于歷史和偶然因素形成的一些含混概念,并給出了更加準(zhǔn)確明晰的時(shí)空?qǐng)D景。它因此而在科學(xué)語(yǔ)言的范圍內(nèi)進(jìn)入了一般知識(shí)。

量子力學(xué)的情況則不同。它的保守性主要表現(xiàn)在:

第一,嚴(yán)格因果律并不是從理論的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中邏輯地排除的。只是為了保護(hù)幾率波解釋?zhuān)挪坏貌环艞墖?yán)格因果律,這只是一種人為地避免邏輯矛盾的處理。

第二,不完全連續(xù)性、非完全決定論等觀(guān)念并沒(méi)有構(gòu)成與人類(lèi)的時(shí)空經(jīng)驗(yàn)相關(guān)聯(lián)的自洽的實(shí)在圖景。互補(bǔ)原理和并協(xié)原理并沒(méi)有從理論內(nèi)部挽救出獨(dú)立存在于時(shí)空的客體的概念,又沒(méi)有證明這種概念是不必要的(如相對(duì)論之于“以太”那樣)。因此,量子力學(xué)的有關(guān)哲學(xué)解釋看似拋棄舊觀(guān)念,建立新觀(guān)念,實(shí)際上,卻由于這些從理論結(jié)構(gòu)上說(shuō)是附加的解釋超出了關(guān)于實(shí)在的描述,因而破壞了以實(shí)在的自明性為保證的描述的前提。所以它實(shí)際上對(duì)觀(guān)念的豐富和發(fā)展所作的貢獻(xiàn)是有限的。

第三,量子力學(xué)內(nèi)在地不能過(guò)渡到關(guān)于個(gè)別客體的時(shí)空形式及過(guò)程的模型,使得它的反對(duì)者指責(zé)說(shuō)這意味著位置和動(dòng)量這樣的兩個(gè)性質(zhì)不能同時(shí)是實(shí)在的。而為了保護(hù)客觀(guān)性,它的支持者說(shuō),粒子圖像和波動(dòng)圖象并不表示客體的變化,而是表示關(guān)于對(duì)象的統(tǒng)計(jì)知識(shí)的變化。〔10〕這在關(guān)于實(shí)在的時(shí)空形式及過(guò)程的科學(xué)語(yǔ)言中,多少有不可知論的味道。

第四,人們必須習(xí)慣地設(shè)想一種新的“實(shí)在”觀(guān)念以便把充滿(mǎn)矛盾的經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)象統(tǒng)一起來(lái)。在對(duì)客體的時(shí)空形式作抽象時(shí),這種方法是有效的。而由于波函數(shù)對(duì)應(yīng)的不是個(gè)別客體的行為,所以大多新的“實(shí)在”幾乎都是形而上學(xué)的構(gòu)想。薛定諤和玻姆的多維實(shí)在、玻姆在闡釋哥本哈根學(xué)派觀(guān)點(diǎn)時(shí)提出的那種包含了無(wú)限潛在可能性的“第三客體”〔11〕,都屬于這種構(gòu)想。玻恩也曾表示,量子力學(xué)描述的是同一實(shí)在的排斥而又互補(bǔ)的多個(gè)影像。〔12〕這有點(diǎn)象是在物理學(xué)語(yǔ)言中談?wù)摗盎煸被颉疤珮O”一樣,很難說(shuō)對(duì)觀(guān)念有積極的建設(shè)。

本文從科學(xué)語(yǔ)言的角度,對(duì)量子力學(xué)尤其是它的哲學(xué)基礎(chǔ)的保守性作出一些分析,這并不是在相對(duì)論和量子力學(xué)之間作價(jià)值上的優(yōu)劣判斷。也許量子力學(xué)的真正價(jià)值恰恰在于它所碰到的困難是根本性的。

海森堡等人與新康德主義哲學(xué)家G·赫爾曼進(jìn)行討論時(shí),赫爾曼提出,在科學(xué)賴(lài)以發(fā)生的文化中,“客體”一詞之所以有意義,正在于它被實(shí)質(zhì)、因果律等范疇所規(guī)定,放棄這些范疇和它們的決定作用,就是在總體上不承認(rèn)經(jīng)驗(yàn)的可能性。〔13〕我們應(yīng)該注意到,赫爾曼所使用的“經(jīng)驗(yàn)”一詞,實(shí)際上是人類(lèi)對(duì)客觀(guān)事物的廣延性和分立性的經(jīng)驗(yàn)。這種經(jīng)驗(yàn)是科學(xué)的實(shí)在圖景成立的基礎(chǔ)或真實(shí)性的保證,邏輯是它的抽象和提升。

在本文的前三節(jié)已經(jīng)談到,自從古希臘人力圖把日常語(yǔ)言理想化而創(chuàng)立了邏輯語(yǔ)言以來(lái),西方的科學(xué)語(yǔ)言就一直是在實(shí)在的廣延性和分立性的介定下發(fā)展起來(lái)的。我們也許可以就此推測(cè),對(duì)于人的認(rèn)識(shí)而言,世界是廣延優(yōu)勢(shì)的,但如果因此認(rèn)為實(shí)在僅限于廣延性方面,卻是缺乏理由的。廣延性?xún)?yōu)勢(shì)在語(yǔ)言上的表現(xiàn)之一是幾何優(yōu)勢(shì)。西方傳統(tǒng)中的代數(shù)學(xué)思想是代數(shù)幾何化,即借助空間想象來(lái)理解數(shù)的。不論畢達(dá)哥拉斯定理還是笛卡爾坐標(biāo)都一樣。直角三角形的斜邊是直觀(guān)的,而根號(hào)2不是。我們可以用前者表明后者,而不能反過(guò)來(lái)。可是一個(gè)離散的數(shù)量本身究竟是什么呢?它是否與實(shí)在的另一方面或另一部分(非廣延的)相應(yīng)?也許在微觀(guān)領(lǐng)域里不再是廣延優(yōu)勢(shì)而量子力學(xué)的困難與此有關(guān)?

如果量子力學(xué)面臨的是實(shí)在的無(wú)限可能性向語(yǔ)言的有限性的挑戰(zhàn),那么問(wèn)題的解決就不單單是語(yǔ)言問(wèn)題,甚至不單單是目前形態(tài)的物理學(xué)的問(wèn)題。它將涉及整個(gè)認(rèn)識(shí)活動(dòng)的基礎(chǔ)。玻爾似乎是深刻地意識(shí)到這一點(diǎn)的。他說(shuō)“要做比這些更多的事情完全是在我們目前的手段之外。”〔14〕他還有一句格言;“同一個(gè)正確的陳述相對(duì)立的必是一個(gè)錯(cuò)誤的陳述;但是同一個(gè)深?yuàn)W的真理相對(duì)立的則可能是另一個(gè)深?yuàn)W的真理。”〔15〕

參考文獻(xiàn)和注釋

〔1〕〔3〕〔4〕《愛(ài)因斯坦文集》第一卷,商務(wù)印書(shū)館,1994,第137、241、304頁(yè)。

〔2〕〔5〕〔9〕〔13〕〔14〕〔15〕海森堡:《原子物理學(xué)的發(fā)展和社會(huì)》,中國(guó)社會(huì)科學(xué)出版社,1985,第141、84、82、131、47、112頁(yè)。

〔6〕玻姆:《卷入——展出的宇宙和意識(shí)》,載于羅嘉昌、鄭家棟主編:《場(chǎng)與有——中外哲學(xué)的比較與融通(一)》,東方出版社,1994年。

〔7〕玻恩:《關(guān)于因果和機(jī)遇的自然哲學(xué)》,商務(wù)印書(shū)館,1964年。

〔8〕〔12〕玻恩:《我這一代的物理學(xué)》,商務(wù)印書(shū)館,1964,第65、192頁(yè)。

〔10〕〔11〕玻姆:《量子理論》,商務(wù)印書(shū)館,1982年