物理学和哲学-第6部分

快捷操作: 按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页 按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页 按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部! 如果本书没有阅读完，想下次继续接着阅读，可使用上方 "收藏到我的浏览器" 功能 和 "加入书签" 功能！

另一方面，在自然科学中，这种分类在几个世纪以来是极为成功的。牛顿力学和所有以它为模型而建立的其他经典物理部门，都是从这样一个假设出发的，这就是假设人们能够描述世界，而不需要提到上帝或我们自身。很快地，这种可能性似乎差不多成为一般自然科学的必要条件。
但是，在这一点上，通过量子论，形势有了某种程度的变化，因此我们现在可以着手将笛卡儿的哲学体系和现代物理学中我们的现状作一比较。前面已经指出，在量子论的哥本哈根解释中，我们确实能够有所进展，而不用提到作为个人的我们自身，但是，我们也不能忽略自然科学是由人建立起来的这个事实。自然科学不单单是描述和解释自然；它也是自然和我们自身之间相互作用的一部分；它描述那个为我们的探索问题的方法所揭示的自然。这或许是笛卡儿未能想到的一种可能性，但这使得严格把世界和我区分开成为不可能了。
在理解和接受量子论的哥本哈根解释方面，人们感到巨大的困难，即令是杰出的科学家爱因斯坦也不例外，人们可以从笛卡儿的分类那里追踪到这种困难的根源。在笛卡儿以来的三个世纪中，他的这种分类已经深深地渗入人类的心灵，因此要把实在这个问题用一个根本不同的方式来替代，是需要很长的时间的。
关于“广延实体”，笛个儿的分类所持的立场是人们可以称之为形而上学的实在论。世界，即广延之物“存在”着。这和实用的实在论是有区别的。实在论的几种不同形式可以描述如下。如果我们要求一个陈述的内容不依赖于它能被证实时所处的那些条件，我们就把这个陈述“客观化”了。实用的实在论假设，确有一些陈述能被客观化，事实上，我们的日常生活经验绝大部分是由这样一些陈述所组成。教条的实在论要求所有有关物质世界的陈述都能够客观化。实用的实在论过去一直是、今后也永远是自然科学的主要部分。然而，教条的实在论，如我们现在所看到的，则不是自然科学的一个必要条件。但它在过去科学的发展中起了十分重要的作用；实际上，经典物理学的立场就是教条实在论的立场。只有通过量子论，我们才懂得精密科学不以教条的实在论为基础是可能的。当爱因斯坦批评量子论时，他正是从教条的实在论的基础上出发的。这是十分自然的态度。每一个从事研究工作的科学家都感到他正在研究的东西是客观地真实的。他力求使他的陈述不依赖于它们能被证实时所处的那些条件。特别在物理学中，我们能用简单的数学定律解释自然这一事实告诉我们，在这里我们接触到的是实在的某种真正的特征，而不是我们自己所捏造出来的某种东西（从任何字面的意义上来理解）。这正是当爱因斯坦取教条的实在论作为自然科学基础时，他在内心所持的立场。但是，量子论本身就是能够不用这个基础而只用简单的数学定律解释自然的例子。如果人们拿这些定律和牛顿力学相比较，它们似乎不十分简单。但是，如果考虑到被解释的现象的巨大复杂性（例如复杂原子的光谱线），量子论的数学方案还算是比较简单的。自然科学实际上是能够不以教条的实在论为基础的。
形而上学的实在论认为“事物真正在在着”，从而比教条的实在论更前进了一步。这实际上就是笛卡儿企图用“上帝不能欺骗我们”的这个论据来证明的东西。就这里出现“存在”这个词来说，事物真正存在着这个陈述是不同于教条的实在论的陈述的，就这里出现的“存在”这个词来说，同它在另一陈述“我思故我在”中具有同样的意义。……“我思，故我在。”但是，在这里，这个尚未包含在教条的实在论的命题中的意义却是很难理解的；这就引导我们对“我思故我在”这个陈述作出一般性批评，而笛卡儿是把它当作他能在其上建立他的体系的坚实基础。确确实实，这个陈述具有和数学结论一样的确定性，如果“我思”与“我在”等词是用日常方式定义的话，或者，更谨慎同时更严格地讲，如果上述两词定义的方式使得上述陈述可以随之作出的话。但是，这什么也不能告诉我们，究竟我们在探索我们的道路时，我们能使用“思维”和“存在”的概念到怎样的程度。归根结蒂，在很普遍的意义上，总有这样一个经验性的问题：我们的概念究竟能使用到怎样的程度，
形而上学的实在论的困难，在笛卡儿之后就立刻被感觉到了，并且成了经验论哲学、成了感觉论和实证论的出发点。
可以作为早期经验论哲学的代表的三位哲学家是洛克（Locke）、贝克莱（Berkaly）和休谟（Hume）。与笛卡儿相反，洛克认为，一切知识最终都以经验为基础。这种经验可以是感觉或我们心智作用的知觉。洛克这样说：知识是两种观念符合或不符合的知觉。第二步是贝克莱迈出的。如果实际上我们的知识是由知觉推导出来的，那么，说事物真实存在的陈述就没有意义了；因为只要知觉是既定的，不管事物存在还是不存在，都不可能有任何差别。因此，被知觉到就是等同干存在。这条论证的路线后来又被休谟发展到极端的怀疑论，他否认归纳法和因果关系，并由此得到这样一个结论，要是认真地采纳它，就会摧毁全部经验科学的基础。
已在经验论哲学中所表现的对形而上学实在论的批评，就它是反对朴素地使用“存在”上词的警告来说，那当然是正确的。这种哲学的实证的陈述也能从相似的路线加以批评。我们的知觉最初并不是一堆颜色或声音；我们所知觉的已经是被知觉的某物，这里的重点是在“物”一词上，因此，用知觉代管物作为实在的最终元素，我们是否能得到什么东西，是值得怀疑的。
现代实证论者已清楚地认识到基本的困难。这条思维路线表达了对朴素地使用如“物”、“知觉”、“存在”这样一些术语的批评，其方法是通过一般的假设：一个已定句子究竟有无意义这样的问题应当永远受到彻底和严格的审查。这个假设和它的基本态度是从数理逻辑推导出来的。自然科学的步骤被描绘为就象是在现象上附加上一些符号。就象在数学中一样，这些符号能按照一定的规则结合起来，这样，关于现象的陈述就能用符号的组合来表示。然而，不按照规则行事的符号组合并不是错误的，而只是没有意义而已。
这种论证的明显困难是没有一个普遍的判据来判别一个句子在什么时候应被认为是没有意义的。只有当句子属于一个概念和公理的闭合系统时，才有可能作出确定的判断，这在自然科学的发展中与其说是惯例，不如说是一个例外。在某些情况下，关于某个句子是没有意义的推测，曾经导致历史上的重要进展，因为它开辟了建立新的联系的道路，而这种新联系在句子是有意义的条件下是不可能建立的。前面讨论过的量子论中的一个例子就是这样的句子：“电子在什么样的轨道中绕着原子核运动？”但是，一般地讲，从数理逻辑所作出的实证论方案在对自然的描述中是太狭窄了，对自然的描述必须使用仅有含糊的定义的词与概念。
一切知识最终都以经验为基础这样一个哲学命题，最后导致一个有关自然的任何陈述都有逻辑明确性的假设。这样的假设似乎在经典物理学时期就已经被证实了，但是自从量子论建立以来，我们已知道它不能成立。例如，一个电子的“位置”和“速度”等词，不论在它们的意义上和它们可能的联系上，似乎全都很好地定义了，事实上，它们是在牛顿力学的数学框架中明确地定义了的概念。但是，从测不准关系看来，实际上它们并没有很好地被定义。人们可以说，考虑到它们在牛顿力学中的地位肘，它们是很好地定义了的，但在它们和自然的关系方面，它们并没有很好地定义下来。这表明，我们决不能预先知道，在把我们的知识推广到只能用最精密的仪器才能深入进去的自然的微小部分中去时，对某些概念的适用性应该加上什么样的限制，因此，在深入过程中，有时我们不得不这样使用我们的概念，这种使用方式既不正当，也没有任何意义。坚持完全的逻辑明确性这一假设会使得科学成为不可能。在这里，现代物理学使我们想起一句古老的格言：一个人坚持要不讲一句错话，那就得永远默不作声。
在德国唯心主义的奠基人康德（kant）的哲学中，企图把两条思维路线结合起来，其中一条是从笛卡儿开始的，另一条是从洛克和贝克莱开始的。和现代物理学的结果相比较，康德有一部分工作是重要的，这部分工作包含在《纯粹理性批判》
（The　Critique　of　Pure
Reason〕一书中。他提出了一个问题：知识是否仅仅起源于经验，或者还能来自其他的源泉，他得出的结论是：我们的知识有一部分是“先天的”（apriori），而不是从经验归纳地推论出来的。因此，他区分了“经验的”知识和“先天的”知识。同时，他也区分了“分析”和“综合”的命题。分析的命题仅仅从逻辑推出，如果否认它们将导致自相矛盾。所有不是“分析”的命题，就称为“综合”的命题。
根据康德的见解，什么是“先天的”知识的标准呢，康德同意，一切知识从经验开始，但他又加上一句，知识并不总是从经验推导出来的。确实，经验告诉我们某种东西有这样或那样的性质，但经验并不告诉我们它不能是别的。因此，如果一个命题是和它的必然性一同被想出的，它就必定是“先天的”。经验从来没有赋予它的判断以完全的普遍性。例如，“太阳在每天早晨升起来”这句话意味着我们知道在过去这个规律没有例外，并且我们预料它在未来仍然成立。但我们可以想象这个规律的例外。如果一个判断是以完全的普遍性来陈述的，那么，如果不能想象有任何例外，它就必定是“先天的”。一个分析的判断总是“先天的、即令一个小孩是从玩弹子中学到算术的，他也不需要在以后去重新体验以理解“二加二等于四”的论断。另一方面，经验知识是综合的。
但是先天的综合判断是可能的吗，康德试图用似乎满足上述标准的例子来证明这一点。他说，空间和时间是纯直观的先天形式。在空间的例子中，他作出了下述形而上学的推论：
1．空间不是一个从其他经验抽象出来的经验概念，因为在认为某些感觉是起因于外部的某些东西时，一定要以空间观念作为前提，而且外部经验只有通过空间的表象才是可能的。
2．空间是构成一切外部知觉的基础的必要的、先天的表象；因为我们不能设想没有空间，虽然我们能够设想在空间中没有任何东西。
3．空间不是一个关于一般物的关系的推论概念或一般概念，因为只有一个唯一的空间，而我们所说的各种“空间”，都是那独一无二的空间的各个部分，而不是它的各种实例。
4．空间被表象为一个无限的给定的量，它把空间的一切部分囊括于自身之内；这种关系不同于概念对其实例的关系，因此空间不是一个概念，而是一个直观形式。
这些论证将不在这里讨论。提到它们，仅仅是作为在康德心目中关于先天的综合判断的一般类型证明的一个例子。
在物理学方面，除了空间和时间之外，康德认为因果律和实体概念也是先天的。在他的工作的后一阶段，他还试图把物质不灭定律、“作用和反作用”相等、甚至万有引力律也包括在内。在这方面没有一个物理学家愿意追随康德，如果“先天的”一词是在康德给它的绝对意义上来使用的话。在数学方面，康德把欧几里得几何学看作是“先天的”。
在我们将康德的这些学说和现代物理学的结果作比较之前，我们必须提到以后我们要引用到的他的另一部分工作。曾经成为经验论哲学的起因的“事物是否真正存在”这个可厌的问题，也在康德的体系中出现过。但是康德并没有追随贝克莱和休谟的路线，虽然那条路线在逻辑上较为前后一致。他保留了不同于知觉的“物自体”的观念，这样也就保留了与实在论的某种联系。
现在来将康德的学说和现代物理学作比较，首先，看起来好象他的“先天的综合判断”的中心概念已被本世纪的发现完全消灭了。相对论已改变了我们的时空观念，事实上，它已揭示了空间和时间的全新特征，这些特征在康德的纯直观的先天形式中是一点也看不出的。因果律在量子论中不再适用，物质不灭律对于基本粒子也不再成立。虽然康德不能预见这些新的发现，但是既然他确信他的概念是“任何能称为科学的未来的形而上学的基础”，那么看一看他的论证在那里错了，是有意义的。
我们举因果律作为一个例子。康德说，每当我们观察一个事件，我们都假设有一个居先的事件，跟着那个事件必有另一个事件按照某种规律随着发生。这，如康德所论述，是一切科学工作的基础。在这个讨论中，我们是否总能找到为另一事件所跟随的居先事件，这并不重要。实际上，在许多情况下，我们能找到它。而且即使我们不能找到它，也没有任何东西能阻挡我们询问这个居先事件可能是什么并且去寻找它。由此可见，因果律归结为科学研究方法；它是科学能够成立的先决条件。既然我们实际上应用了这种方法，因果律就是“先天的”，而不是从经验推导出来的。
这在原子物理学中也正确吗？让我们考察一个能够发射出一个alpha粒子的镭原子。发射alpha粒子的时间不能预测。我们只能说平均起来辐射将在大约两千年内发生。因此，当我们观测发射，我们并不实际寻找那个使得发射必定按照某种规律随之发生的居先事件。从逻辑上说，完全有可能寻找这样一个居先事件，我们不必因为迄今为止还没有人发现这种事实而沮丧失望。但是为什么在这个自康德以来一直是很根本性的问题中，科学方法实际上已经改变了呢，
对这个问题可以作出两个可能的答案。一个是：根据经验，我们确信量子论的定律是正确的，如果是这样的话，我们知道，作为发射在一个给定时间发生的原因的居先事件是无法找到的。另一个答案是：我们知道居先事件，但并不十分准确。我们知道，引起alpha粒子发射的是原子核中的力。但是，这种知识中包含了原子核与世界的其余部分之间的相互作用所带来的不确定性。如果我们想要知道为什么alpha粒子在那个特定时间发射，我们必须知道包括我们自身在内的整个世界的微观结构，而这是不可能的。由此可见，康德关于因果律先天性的论证就不再成立了。
对于作为直观形式的空间和时间的先天特性也能作类似的讨论。结果将是一样的。康德认为是一种不容争辩的真理的先夭概念不再包含在现代物理学的科学体系中了。
然而它们在多少不同的意义上构成了这个体系的主要部分。在量子论的哥本哈根解释的讨论中，曾经强调指出，我们在描述我们的实验装置时，更一般地讲，在描述不属于实验对象的那部分世界时，使用了经典概念。包括时间、空间和因果性在内的这些经典概念的使用，事实上是观测原子事件的条件，并且是“先天的”（在这个词的本义上说）。康德所没有预料到的是这些先天的概念能够作为科学的条件而同时只能在有限的范围内适用。当我们作一个实验，我们必须假设有一