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发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Science
标 题: 绪 论
发信站: 哈工大紫丁香 (Mon May 5 16:39:18 2003) , 转信
绪 论
(1929)
科学的任务是既要扩大我们的经验范围又要把我们的经验条
理化,而这种任务就表现着各种各样的彼此不可分割地联系着的
一些方面。只有通过经验本身,我们才会认识到那些使我们能够
对于现象的多样性有一个概括看法的规律。因此,当我们的知识
变得更加广泛时,我们就应该经常有准备地期待最适用于整理我
们经验的那些观点会有所改变。在这方面我们必须首先记得,理
所当然,一切的新经验都是在我们习见观点和习见知觉形式的框
框里显现出来的。和科学探究的各个方面相适应的那种相对显著
性,依赖于被研究事物的本性。关于我们知觉形式的本性问题,在
物理学中一般将不如在心理学中那样尖锐;在物理学中,我们的问
题在于标示(to coordinate)我们有关外在世界的经验;在心理学
中,作为研究对象的却恰恰是我们自己的心理活动。但是,有时
候,正是物理观察的这种“客观性”,会变得特别适用于强调一切经
验的主观性。科学史上有许多这样的例子。我只要提到声学现象
及光学现象——我们的感觉的物理媒介——的研究在心理分析学
的发展中所一贯具有的重大意义也就够了。作为另一个例子,我
们可以提到力学规律的阐明在一般认识论的发展中所曾起的作
用。在物理学的一些最近发展中,科学的这一根本特点曾经是特
别显著的。近年以来我们知识的巨大扩充,曾经揭示了我们的简
单力学观念的不足,其结果就动摇了习惯上诠释观察结果时所依
据的基础,于是就刷新了一些古老的哲学问题。这一点,不但对于
相对论所带来的对时空描述方式的基础的修正来说是正确的,而
且对于由量子理论所引起的对因果原理的重新讨论来说也是正确
的。
相对论的起源,是和电磁概念的发展有着密切联系的;通过将
力的概念加以扩展,这一发展曾经带来了力学基本思想的一种如
此深刻的变革。关于依赖于观察者的运动现象之相对性品格的认
识,在经典力学的发展中已经起了重大的作用;在那里,这种认识
曾经成为表述普遍力学定律的有效助手。暂时,人们对于所讨论
的问题成功地提出了一种表面上令人满意的处理,不但从物理学
观点看来是如此,而且从哲学观点看来也是如此。事实上,使得问
题达到高潮的,首先就是电磁理论所带来的关于一切力效应的有
限传播速度的认识。诚然,在电磁理论的基础上建立一种因果描
述方式曾是可能的,这种描述方式可以将能量守恒和动量守恒的
基本力学定律保留下来,如果人们赋予力场本身以能量和动量的
话。然而,在电磁理论的发展中曾经如此有用的宇宙以太观念,是
作为时空描述中的一个绝对参照系而出现于这一理论中的。证明
地球相对于这种假说性宇宙以大的运动的一切尝试都失败了,这
种失败有力地强调了从哲学观点看来这一概念不能令人满意的性
用。在物理学的一些最近发展中,科学的这一根本特点曾经是特
别显著的。近年以来我们知识的巨大扩充,曾经揭示了我们的简
单力学观念的不足,其结果就动摇了习惯上诠释观察结果时所依
据的基础,于是就刷新了一些古老的哲学问题。这一点,不但对于
相对论所带来的对时空描述方式的基础的修正来说是正确的,而
且对于由量子理论所引起的对因果原理的重新讨论来说也是正确
的。
相对论的起源,是和电磁概念的发展有着密切联系的;通过将
力的概念加以扩展,这一发展曾经带来了力学基本思想的一种如
此深刻的变革。关于依赖于观察者的运动现象之相对性品格的认
识,在经典力学的发展中已经起了重大的作用;在那里,这种认识
曾经成为表述普遍力学定律的有效助手。暂时,人们对于所讨论
的问题成功地提出了一种表面上令人满意的处理,不但从物理学
观点看来是如此,而且从哲学观点看来也是如此。事实上,使得问
题达到高潮的,首先就是电磁理论所带来的关于一切力效应的有
限传播速度的认识。诚然,在电磁理论的基础上建立一种因果描
述方式曾是可能的,这种描述方式可以将能量守恒和动量守恒的
基本力学定律保留下来,如果人们赋予力场本身以能量和动量的
话。然而,在电磁理论的发展中曾经如此有用的宇宙以太观念,是
作为时空描述中的一个绝对参照系而出现于这一理论中的。证明
地球相对于这种假说性宇宙以大的运动的一切尝试都失败了,这
种失败有力地强调了从哲学观点看来这一概念不能令人满意的性
质;而且,认识到所有这些尝试的失败和电磁理论完全相符,是并
不能使情况有所改善的。爱因斯坦曾经阐明,包括辐射在内的一
切力效应,其有限传播速度会对观察的可能性加以限制,从而也会
对时空概念的应用加以限制;正是这种阐明,就第一次将我们引到
了更加灵活地对待这些概念的态度;这种态度在关于同时性概念
之相对性的认识中得到了最突出的表现。我们知道,采用了这种
态度,爱因斯坦在电磁理论能够确切适用的那一领域之外也成功
地找出了很有意义的新关系,而且,在引力效应已经不再在各种物
理现象中间占有特殊地位的广义相对论中,爱因斯坦已经在一种
颇为意外的程度上接近了自然描述中的统一性;这种统一性是经
典物理理论的理想。
量子理论起源于原子观念的发展;在上一世纪的过程中,这种
发展曾经有增无已地给力学和电磁理论的应用提供了一个有成果
的领域。然而,在接近本世纪开端的几年中,这些理论对原子问题
的应用却注定要揭示出一向不曾被人注意的一种限制;这种限制
在普朗克(M.Planck)关于所谓作用量子的发现中表现了出来;作
用量子对个体原子过程加上了一种完全超出经典物理学基本原理
之外的不连续性要素,而按照经典物理学的基本原理,一切作用量
是可以以一种连续方式发生改变的。对于整理我们关于原子属性
的实验知识来说,作用量子已经变得越来越不可缺少了。然而,与
此同时,我们已经一步一步地被迫放弃关于个体原子在空间和时
间中的行为的因果描述,并一步一步地被迫搭不能令人满意的性
质;而且,认识到所有这些尝试的失败和电磁理论完全相符,是并
不能使情况有所改善的。爱因斯坦曾经阐明,包括辐射在内的一
切力效应,其有限传播速度会对观察的可能性加以限制,从而也会
对时空概念的应用加以限制;正是这种阐明,就第一次将我们引到
了更加灵活地对待这些概念的态度;这种态度在关于同时性概念
之相对性的认识中得到了最突出的表现。我们知道,采用了这种
态度,爱因斯坦在电磁理论能够确切适用的那一领域之外也成功
地找出了很有意义的新关系,而且,在引力效应已经不再在各种物
理现象中间占有特殊地位的广义相对论中,爱因斯坦已经在一种
颇为意外的程度上接近了自然描述中的统一性;这种统一性是经
典物理理论的理想。
量子理论起源于原子观念的发展;在上一世纪的过程中,这种
发展曾经有增无已地给力学和电磁理论的应用提供了一个有成果
的领域。然而,在接近本世纪开端的几年中,这些理论对原子问题
的应用却注定要揭示出一向不曾被人注意的一种限制;这种限制
在普朗克(M.Planck)关于所谓作用量子的发现中表现了出来;作
用量子对个体原子过程加上了一种完全超出经典物理学基本原理
之外的不连续性要素,而按照经典物理学的基本原理,一切作用量
是可以以一种连续方式发生改变的。对于整理我们关于原子属性
的实验知识来说,作用量子已经变得越来越不可缺少了。然而,与
此同时,我们已经一步一步地被迫放弃关于个体原子在空间和时
间中的行为的因果描述,并一步一步地被迫处理大自然在各种可
能性之间的自由抉择,对于这些可能性是只能应用几率考虑的。
在最近,经过一系列的发展阶段之后,借助于经典理论概念的适当
有限度的应用来表述一些适用于这些可能性和这些几率的普遍定
律的那些努力,已经导致了一种合理的量子力学的创立;利用这种
量子力学,我们能够描述一个很广阔的经验范围,而且,在每一方
面看来这种量子力学都可以认为是经典物理理论的一种推广。此
外,关于量子力学描述中对于因果性的放弃以及受到作用量子不
可分性的制约的现象及其观察的可区分性方面的限制,我们对于
二者之间的密切联系已经逐步得到全面的理解。这一情况的认
知,意味着我们对待因果原理以及对待观察概念的态度上的一种
根本变化。
尽管在相对论中所遇到的问题和在量子力学中所遇到的问题
有着很多不同之点,但是二者之间却有一种深刻的内在相似性。
在这两种情况下,我们所涉及的都是一些物理规律的认知,这些规
律超出于我们普通经验的领域之外,而给我们的习见知觉形式带
来了困难。我们体会到,这些知觉形式是一些理想化;这些理想化
在把我们的普通感官印象条理化时的适用性,依赖于实际上可以
认为无限的光速,并依赖于作用量子的微小性。然而,在评价这一
形势时我们必须记得,尽管习见知觉形式带有局限性,我们却绝不
能废弃这些知觉形式——它们濡染了我们的全部语言,而且一切
的经验归根到底必须借助于它们来表达的。恰恰是这样一种情
况,就在根本上使得所讨论的问题具有了普遍的哲学兴趣。相渡
论给我们的世界图景所带来的结局,已经被吸收在一般的科学意
识之内,但是,对于已由量子理论阐明了的那些一般性的认识论问
题来说,却还很难说事情已经发展到同样的地步了。
当我应约为《哥本哈根大学1929年年鉴》写一篇文章时,我起
初本想从分析我们描述自然所依据的基本概念开始,用尽可能简
单的形式来说明一下量子理论所带来的那些新观点。然而,我所
负责的其他工作使我没有足够的时间来完成这种说明;而且,这些
新观点在不断发展也给这种说明带来不小的困难。理解到这种困
难,我放弃了准备一篇新文章的想法,而开始考虑用为此场合所准
备的某些文章的丹麦译文来代替,这些文章是我在近年以来作为
讨论量子理论问题的投稿而在外国刊物上发表的。这些文章属于
一系列的演讲和论文,在这些演讲和论文中,我一直企图对当时原
子理论的状况提出一种首尾一贯的概观。这一系列中若干早期的
文章,在某些方面形成此处重印出来的这三篇文章的一种背景。
尤其是题名为《原子结构》的一篇演讲词,更是如此;那篇演讲是在
1922年12月在斯德哥尔摩发表的,当时曾作为《自然》的增刊而
出版。然而,这儿重印的几篇文章,在形式上显得是完全独立的。
它们都是讨论的原子理论发展中的最新形势,在这种形势中基本
概念的分析已经变得如此重要;在这方面,这几篇文章是密切地相
互联系着的。这些文章追随了发展了我们的全部语言,而且一切
的经验归根到底必须借助于它们来表达的。恰恰是这样一种情
况,就在根本上使得所讨论的问题具有了普遍的哲学兴趣。相对
论给我们的世界图景所带来的结局,已经被吸收在一般的科学意
识之内,但是,对于已由量子理论阐明了的那些一般性的认识论问
题来说,却还很难说事情已经发展到同样的地步了。
当我应约为《哥本哈根大学1929年年鉴》写一篇文章时,我起
初本想从分析我们描述自然所依据的基本概念开始,用尽可能简
单的形式来说明一下量子理论所带来的那些新观点。然而,我所
负责的其他工作使我没有足够的时间来完成这种说明;而且,这些
新观点在不断发展也给这种说明带来不小的困难。理解到这种困
难,我放弃了准备一篇新文章的想法,而开始考虑用为此场合所准
备的某些文章的丹麦译文来代替,这些文章是我在近年以来作为
讨论量子理论问题的投稿而在外国刊物上发表的。这些文章属于
一系列的演讲和论文,在这些演讲和论文中,我一直企图对当时原
子理论的状况提出一种首尾一贯的概观。这一系列中若干早期的
文章,在某些方面形成此处重印出来的这三篇文章的一种背景。
尤其是题名为《原子结构》的一篇演讲词,更是如此;那篇演讲是在
1922年12月在斯德哥尔摩发表的,当时曾作为《自然》的增刊而
出版。然而,这儿重印的几篇文章,在形式上显得是完全独立的。
它们都是讨论的原子理论发展中的最新形势,在这种形势中基本
概念的分析已经变得如此重要;在这方面,这几篇文章是密切地相
互联系着的。这些文章追随了发展的进程,从而对于逐渐阐明概
念的过程提供了一个直接的印象;这一事实也许可以在某种程度
上有助于文章的论题,使它比较容易为那些不属于物理学家狭窄
理,表现着我们通过赋予经典概念以适当的量子理论再诠释来利
用这些概念的那种努力。然而,用这种观点来对实验数据进行详
细分析,却注定要越来越清楚地表明我们并没有足够适当的办法
来完成一种以对应原理为基础的严格描述。
因为演讲是在特殊场合发表的,所以文中曾经特别强调了理
论物理学所特有的那种数学手段的应用。在这里,符号化的数学
表示形式,不但是描述定量关系的不可缺少的工具,而且,在阐明
一般的定性观点方面这些表示形式也同时提供了一种不可缺少的
手段。在文章的末尾曾经表示,希望数学分析将再次证实能够帮
助物理学家克服困难;在过去的一段时间内,这种希望已经超出一
切预料地得到了满足。不但抽象代数学注定要在文中提到的海森
伯量子力学的表述中起一种决定性的作用,而且,就连微分方程
一经典物理学的最重要的方法——的理论也几乎紧跟着就在原
子问题中得到了广泛的应用。这种应用的出发点,就是力学和光
学之间的独特类比;哈密顿(Hamilton)对于发展经典力学方法的
重要贡献,就已经是以这种类比为依据了。这种类比对于量子理
论的重要性,是由德布洛意(Louis de Broglie)所首先指出的;联系
到众所周知的爱因斯坦光量子理论,德布洛意曾将一个粒子的运
动和一些波系的传播进行了比较。正如德布洛意所指出的,这种
比较使我们能够对于本文所提到的适用于原子定态的量子化法则
给出一种简单的几何意义。通过进一步发展这些考虑,薛丁谔
(E. schodinger)在把量子力先菀孜切┎皇粲谖锢硌Ъ蚁琳?
丁谔方程的求解方面得到了成功,于是就给我们提供了一种方法,
在近几年来原子理论所经历的巨大发展中,这种方法起了一种决
定性的作用。
第二篇文章是一篇论文的修订本,该文是在1927年9月为纪
念伏打逝世百周年而在科莫(Como)召开的国际物理学会议上宣
读的。在当时,上述那些量子力学方法已经达到一种高度的完善,
而且已经在很多应用中显示了它们的有成果性。但是,关于这些
方法的物理诠释却出现了意见分歧,而且这种分歧曾经引起很多
讨论。尤其是薛丁谔波动力学的巨大成功,曾经使很多物理学家
的希望重新抬头;他们希望能够按照和经典物理理论路线相类似
的路线来描述原子现象,而不引入一直作为量子理论之特征的那
种“不合理性”。与此观点相反,在本文中曾经坚持指出,从经典的
观点看来,作用量子的不可分性这一基本公设,本身就是一种不合
理的要素;这种要素不可避免地要求我们放弃因果描述方式,而
且,由于现象及其观察之间的耦合,这种要素就迫使我们采用一种
新的描述方式,叫做互补描述方式;互补一词的意义是:一些经典
概念的任何确定应用,将排除另一些经典概念的同时应用,而这另
一些经典概念在另一种条件下却是阐明现象所同样不可缺少的。
文中指出,当考虑光的本性问题和物质的本性问题时,我们马上就
会遇到这种特点。在第一篇文章帜适用于原子定态的量子化法则
给出一种简单的几何意义。通过进一步发展这些考虑,薛丁谔
(E. schodinger)在把量子力学间题归结为某一微分方程即所谓薛
丁谔方程的求解方面得到了成功,于是就给我们提供了一种方法,
在近几年来原子理论所经历的巨大发展中,这种方法起了一种决
定性的作用。
第二篇文章是一篇论文的修订本,该文是在1927年9月为纪
念伏打逝世百周年而在科莫(Como)召开的国际物理学会议上宣
读的。在当时,上述那些量子力学方法已经达到一种高度的完善,
而且已经在很多应用中显示了它们的有成果性。但是,关于这些
方法的物理诠释却出现了意见分歧,而且这种分歧曾经引起很多
讨论。尤其是薛丁谔波动力学的巨大成功,曾经使很多物理学家
的希望重新抬头;他们希望能够按照和经典物理理论路线相类似
的路线来描述原子现象,而不引入一直作为量子理论之特征的那
种“不合理性”。与此观点相反,在本文中曾经坚持指出,从经典的
观点看来,作用量子的不可分性这一基本公设,本身就是一种不合
理的要素;这种要素不可避免地要求我们放弃因果描述方式,而
且,由于现象及其观察之间的耦合,这种要素就迫使我们采用一种
新的描述方式,叫做互补描述方式;互补一词的意义是:一些经典
概念的任何确定应用,将排除另一些经典概念的同时应用,而这另
一些经典概念在另一种条件下却是阐明现象所同样不可缺少的。
文中指出,当考虑光的本性问题和物质的本性问题时,我们马上就
会遇到这种特点。在第一篇文章中就曾经强调过,在我们关于辐
射现象的描述中,我们在电磁理论的波动描述和光量子理论中光
传播的颗粒观念之间面临着一种选择上的两难推论。同时,关于
容,被限制为一些统计规律性的表述,这些规律性存在于那样一些
测量结果之间的关系中,各该结果表征着现象的各种可能进程。
在文章中曾经强调,这种方法的符号化的外貌,是和有关问题
根本无法形象化这一特性密切适应的。当我们用到定态的概念
时,我们就遇到加在应用经典概念之可能性上的那种限制的一个
特别典型的例子;如上所述,甚至在量子力学方法发展以前,定态
概念就已经作为一种不可缺少的要素包括在量子理论对原子结构
问题的应用中了。正如文中所指出的,这一概念的任何应用,都会
排除追踪原子中个体粒子的运动的可能。在这儿,我们涉及的是
一种特征互补性,和我们在考虑光的本性问题及物质的本性问题
时所遇到的那种互补性相类似。正如文章中详细阐明的,在它的
适用范围之内,定态概念确实可以说和基本粒子本身具有同样多
的“实在性”,或者,如果我们愿意,也可以说二者具有同样少的“实
在性”。在每一种情况下,我们都是涉及的一些手段,它们使我们
能够用一种无矛盾的方式来表示现象的一些重要方面。此外,当
我们用到定态概念时,我们就以一种很有教育意义的方式面临着
一种必要性:在量子理论中必须注意现象的分划,而且,正如在文
章第一段中已经强调的,必须严格区分闭合体系和非闭合体系。
因此,在原子的情况,当阐明辐射过程的发生时,我们就遇到因果
描述方式的一种特别惹人注目的失败。当追踪自由粒子的运动
时,考虑到我们并不同时具备关于包括在经典力学描述中的那些
量单的颗粒观念之间面临着一种选择上的两难推论。同时,关于
行为的说明中,经典概念的有限适用性也是一下子就很清楚的,因
为单独一个原子的态的描述绝对没有包括关于跃迁过程之发生的
任何要素,从而在这一情况下我们几乎无法避免谈到原子在各种
可能性之间的抉择。
联系到基本粒子的基本属性问题,注意到最近揭示出来的一
种独特互补性也许是不无兴趣的。有一些实验,过去一直是通过
赋予电子一个磁矩来加以解释的,而文章最后一段所简单讨论了
的狄喇克(P.A.M.Dirac)理论却对这些实验作出了自然的诠释;
这一事实,确实就和另一种说法等效:利用以直接观察电子的运动
为根据的实验来探测一个电子的磁矩,是不可能的。我们在这儿
遇到的自由电子和原子之间的不同,和这样一件事实有关:原子磁
矩的测量,要求放弃追踪基本粒子的运动的一切企图,这种放弃和
应用定态概念时所应满足的普遍条件相适应。
在文章的末尾,谈到了在量子理论构架中满足相对性普遍要
求的工作;这种重要工作迄今还不曾令人满意地得到完成。事实
上,虽然上述的狄喇克理论在这方面前进了一大步,但这一理论却
揭露了一些新的困难。然而,认识到这些困难,却可能在基本粒子
的存在所引起的那些深奥问题方面导致新观点的发展。现在的量
子力学的描述与对经典电子理论的重新解释有关,这种解释是以
对应原理为依据的,而人注目的失败。当追踪自由粒子的运动
时,考虑到我们并不同时具备关于包括在经典力学描述中的那些
量的知识,我们就可以具体想像因果性的欠缺;而在我们关于原子
行为的说明中,经典概念的有限适用性也是一下子就很清楚的,因
为单独一个原子的态的描述绝对没有包括关于跃迁过程之发生的
任何要素,从而在这一情况下我们几乎无法避免谈到原子在各种
可能性之间的抉择。
联系到基本粒子的基本属性问题,注意到最近揭示出来的一
种独特互补性也许是不无兴趣的。有一些实验,过去一直是通过
赋予电子一个磁矩来加以解释的,而文章最后一段所简单讨论了
的狄喇克(P.A.M.Dirac)理论却对这些实验作出了自然的诠释;
这一事实,确实就和另一种说法等效:利用以直接观察电子的运动
为根据的实验来探测一个电子的磁矩,是不可能的。我们在这儿
遇到的自由电子和原子之间的不同,和这样一件事实有关:原子磁
矩的测量,要求放弃追踪基本粒子的运动的一切企图,这种放弃和
应用定态概念时所应满足的普遍条件相适应。
在文章的末尾,谈到了在量子理论构架中满足相对性普遍要
求的工作;这种重要工作迄今还不曾令人满意地得到完成。事实
上,虽然上述的狄喇克理论在这方面前进了一大步,但这一理论却
揭露了一些新的困难。然而,认识到这些困难,却可能在基本粒子
的存在所引起的那些深奥问题方面导致新观点的发展。现在的量
子力学的描述与对经典电子理论的重新解释有关,这种解释是以
对应原理为依据的,而经典电子理论却没有提供理解基子粒子本
身的存在及其特有质量与特有电荷的任何线索。因此,我们必须
准备发现,这一领域中的进一步进展,将要求我们更广泛地放弃习
地需要想到区别主体和客体的困难。初看起来也许以为,对待物
理学的这样一种态度,会给和自然科学精神相反的神秘主义留下
余地。但是,不面对出现在概念的形成中和表达媒介的应用中的
那些困难,我们在物理学中得到一种清楚理解的希望就不比在其
他人类研究领域中得到这种理解的希望更大。例如,按照作者的
看法,相信最终用一些新的观念形式来代替经典物理概念就可以
避开原子理论的困难,那或许是一种误解。事实上,正如已经强调
过的,认识到我们的知觉形式的局限性,绝不意味着在把我们的感
官印象条理化时可以不必用到我们的习见概念或这些习见概念的
直接文字表述。同样,经典理论的基本概念。看来在描述物理经验
时是永远不会成为多余的。作用量子不可分性的认知,以及作用
量子量值的确定,不但依赖于以经典概念为基础的对于测量的分
析,而且,一直是只有应用这些概念才能把量子理论符号体系和经
验资料联系起来。然而,我们同时必须记住:单义地应用这些基本
概念的可能性,仅仅依赖于这些概念所由导出的那些经典理论的
自身无矛盾性,因此,对这些概念的应用所加的那些限制,自然就
取决于我们在说明现象时能够在多大程度上忽略不属于经典理论
而以作用量子来表示的那种要素。
在关于光的属性和物质的属性的那种屡经讨论的两难推论中
显得如此明显的,恰恰就是上述这种情况。只有依据经典电磁理
论,才能给光的本性和物质的本性问题提供一种可以理解的内容。
诚然,光量子和物质波,在表述银展,将要求我们更广泛地放弃习
的手段,那些统计规律支配着诸如光电效应和电子射线的干涉之
类的现象。然而,这些现象事实上是属于那样一个领域的;在该领
域中必须考虑作用量子,在该领域中,单义的描述是不可能的。在
这种意义上,上述数学工具的符号性品格也就变得很显然了,因为
电磁波场的详尽描述不会为光量子留下余地,因为在应用物质波
的观念时绝不存在和经典理论的描述相类似的那种完备的描述问
题。事实上,正如在第二篇文章中所强调的,当诠释实验结果时,
波的所谓周相的绝对值是永远用不到加以考虑的。在这方面也必
须强调指出,对于物质波的波幅函数来说,“几率幅”一词是属于这
样一种表达方式的:它虽然往往是方便的,但却不能认为是具有普
遍有效性的。如上所述,只有借助于经典概念才有可能赋予观察
结果以单义的含义。因此,我们将永远涉及几率考虑对可以依据
经典概念来加以诠释的那种实验结果的应用问题。由此可见,符
号化方法的应用,在每一个体事例中都将依赖于和实验装置有关
的特定情况。现在,赋予量子理论的描述以独特的特征的恰恰就
是这样一件事实:为了避开作用量子,我们必须应用分别的实验装
置来得到不同物理量的精确测量,这些量的同时知识是以经典理
论为依据的那种完备描述所要求的,而且,尤有甚者,这些实验结
果并不能通过重复的测量来得到增益。事实上,作用量子淹坡壑?
显得如此明显的,恰恰就是上述这种情况。只有依据经典电磁理
论,才能给光的本性和物质的本性问题提供一种可以理解的内容。
诚然,光量子和物质波,在表述一些统计规律时是一些非常有价值
的手段,那些统计规律支配着诸如光电效应和电子射线的干涉之
类的现象。然而,这些现象事实上是属于那样一个领域的;在该领
域中必须考虑作用量子,在该领域中,单义的描述是不可能的。在
这种意义上,上述数学工具的符号性品格也就变得很显然了,因为
电磁波场的详尽描述不会为光量子留下余地,因为在应用物质波
的观念时绝不存在和经典理论的描述相类似的那种完备的描述问
题。事实上,正如在第二篇文章中所强调的,当诠释实验结果时,
波的所谓周相的绝对值是永远用不到加以考虑的。在这方面也必
须强调指出,对于物质波的波幅函数来说,“几率幅”一词是属于这
样一种表达方式的:它虽然往往是方便的,但却不能认为是具有普
遍有效性的。如上所述,只有借助于经典概念才有可能赋予观察
结果以单义的含义。因此,我们将永远涉及几率考虑对可以依据
经典概念来加以诠释的那种实验结果的应用问题。由此可见,符
号化方法的应用,在每一个体事例中都将依赖于和实验装置有关
的特定情况。现在,赋予量子理论的描述以独特的特征的恰恰就
是这样一件事实:为了避开作用量子,我们必须应用分别的实验装
置来得到不同物理量的精确测量,这些量的同时知识是以经典理
论为依据的那种完备描述所要求的,而且,尤有甚者,这些实验结
果并不能通过重复的测量来得到增益。事实上,作用量子的不可
分性就要求着,当利用经典观念来诠释任一个别的测量结果时,在
我们关于客体和观察工具之间的相互作用的说明中必须允许有一
定大小的活动范围。这就意味着,随后的一次测量,将在一定程度
可能地避免一般论证的重复,同样也使我们经常记起一些困难;如
上所述,这些困难起源于一件事实:我们所有的一切普通的语言表
达法,都带有我们的习见知觉形式的烙印,从这种知觉形式的观点
看来,作用量子的存在就是一种不合理性。确实,由于有这种情
况,甚至像“存在”和“认知”之类的字眼都失掉了单义的意义。在
这方面,有一句用来表示因果描述方式之失败的话,对于我们语言
用法的歧义性提供了一个有趣的例子:那就是人们所说的“大自然
的自由选择”。事实上,确切他说,这样一句话就要求有一个关于
外在选择者的想法,然而,这种选择者的存在却已经被大自然一词
的用法所否定了。在这儿,我们遇到一般认识论中的一种根本特
色;而且我们必须知道,由于事物的本性如此,我们最后永远要依
靠一种字句图景,在这种图景中,字眼本身是不能进一步加以分析
的。正如文中所强调的,我们确实必须记得,我们的意识的本性,
将在一切知识领域中在一个概念的分析和该概念的直率应用之间
带来一种互补关系。
在文章的后一部分,谈到了某些心理学问题;这种作法有着双
重的目的。心理学规律所显示的和某些量子理论基本特点之间的
类似性,不但可能使我们比较易于适应物理学中的新形势,而且,
这样一种希望也许不算过份:我们从简单得多的物理问题中得到
的教益,在我们企图对于更加微妙的心理学问题得到一种概观的
那些努力中也会是有价值的。正如文中所强调的,作者感到很清
楚的是,目前我们必须满足于逝,随后的一次测量,将在一定程度
当可能的是,不但在这些类比的后面存在着和一些认识论方面有
关的一种联属,而且在和双方都有直接联系的生物学根本问题后
面也隐藏着一种更深的关系。虽然现在还不能说量子理论已经对
于阐明这种问题有了重大的贡献,但是,很多迹象都指示出来,在
生物学中,我们涉及的是和量子理论的概念范围非常接近的一些
问题。事实上,表征着生命机体的,首先就是个体和外界之间的截
然区分以及各机体反应外界刺激的巨大能力。很有启发性的是,
这种能力已经发展到物理学所允许的最大限度,起码在视觉印象
方面是如此的;因为,正如人们常常指出的,只要很少几个光量子
就足以引起视觉印象了。尽管如此,我们得到的关于描述着原子
现象的那些定律的知识是否已经为我们准备了处理生命机体问题
的充分基础,或者说,是否还有一些未经探讨的认识论方面隐藏在
生命之谜的后面,这显然还是一个完全悬而未决的问题。
正如在文章的末尾所强调的,不论这一领域中可能有什么发
展,我们都有一切理由欢迎这一事实:在比较客观的物理学领域
中,情绪因素是被大大地压低了的,而就在这一领域中我们却遇到
一些问题,它们可以重新使我们想起一切的人类理解所依据的那
些普遍条件,这些普遍条件从难以记忆的时候起就已经吸引着哲
学家们的注意了。
附志(1931)。第四篇文章由一篇演讲刑獾玫揭恢指殴鄣?
那些努力中也会是有价值的。正如文中所强调的,作者感到很清
楚的是,目前我们必须满足于适切程度不等的一些类比。但是,相
当可能的是,不但在这些类比的后面存在着和一些认识论方面有
关的一种联属,而且在和双方都有直接联系的生物学根本问题后
面也隐藏着一种更深的关系。虽然现在还不能说量子理论已经对
于阐明这种问题有了重大的贡献,但是,很多迹象都指示出来,在
生物学中,我们涉及的是和量子理论的概念范围非常接近的一些
问题。事实上,表征着生命机体的,首先就是个体和外界之间的截
然区分以及各机体反应外界刺激的巨大能力。很有启发性的是,
这种能力已经发展到物理学所允许的最大限度,起码在视觉印象
方面是如此的;因为,正如人们常常指出的,只要很少几个光量子
就足以引起视觉印象了。尽管如此,我们得到的关于描述着原子
现象的那些定律的知识是否已经为我们准备了处理生命机体问题
的充分基础,或者说,是否还有一些未经探讨的认识论方面隐藏在
生命之谜的后面,这显然还是一个完全悬而未决的问题。
正如在文章的末尾所强调的,不论这一领域中可能有什么发
展,我们都有一切理由欢迎这一事实:在比较客观的物理学领域
中,情绪因素是被大大地压低了的,而就在这一领域中我们却遇到
一些问题,它们可以重新使我们想起一切的人类理解所依据的那
些普遍条件,这些普遍条件从难以记忆的时候起就已经吸引着哲
学家们的注意了。
附志(1931)。第四篇文章由一篇演讲修订而成;该演讲是
在1929年在斯堪底纳维亚自然科学家会议上发表的。这篇文章
和其他三篇文章密切有关,因为它力图在同一背景上对原子理论
只有根据原子态概念的适用性和原子级粒子的时空标示之间
的根本互补性,才能用一种合理的方式来说明原子属性的特征稳
定性;完全同样,生命现象的特点,特别是机体的自身稳定能力,也
可能是不可分割地和详细分析发生生命时所处物理条件的根本不
可能性相联系着的。简单一点,我们也许可以说,量子力学所涉及
的是确定数目的原子在明确规定的外界条件下的统计行为,而我
们却不能用原子尺度来定义一个生物的状态;事实上,由于机体的
新陈代谢,我们甚至不能断定哪些原子确实属于生命个体。在这
方面,以对应论证为基础的统计量子力学的领域,在因果时空描述
方式这一理想的适用领域和以目的论论证为其特征的生物学领域
之间占据着一种中间性的地位。
虽然用上述方式表达出来的这种想法只牵涉到问题的物理方
面,但是,对于整理生命的各个心理方面,这种想法或许也适于形
成一种背景。正如在第三篇文章中曾经阐明而且在以上也曾经接
触到的,一切心理经验的内省所引起的不可避免的影响,是以意志
感为其特征的,这种影响和在原子现象的分析中造成因果性的失
败的那些条件非常相似。首要的是,正如那里所指出的,我们对于
心理一物理平行论的诠释,原先是以物理因果性为根据的,这种诠
释的一种本质改进,应该是由于我们考虑了心理经验的无法预言
的变更,这种变更是客观地追索中枢神经系统中的伴生物理过程
的任何企图所要引起的。然而,在这方面我们不应该忘记,当把生
存的心理方面和物理方面结合起来时,我们所涉及的是一种特殊
面,但是,对于整理生命的各个心理方面,这种想法或许也适于形
成一种背景。正如在第三篇文章中曾经阐明而且在以上也曾经接
触到的,一切心理经验的内省所引起的不可避免的影响,是以意志
感为其特征的,这种影响和在原子现象的分析中造成因果性的失
败的那些条件非常相似。首要的是,正如那里所指出的,我们对于
心理一物理平行论的诠释,原先是以物理因果性为根据的,这种诠
释的一种本质改进,应该是由于我们考虑了心理经验的无法预言
的变更,这种变更是客观地追索中枢神经系统中的伴生物理过程
的任何企图所要引起的。然而,在这方面我们不应该忘记,当把生
存的心理方面和物理方面结合起来时,我们所涉及的是一种特殊
的互补关系,这种关系是不能通过物理学定律或心理学定律的单
方面的应用来全面地加以理解的。在考虑我们从原子理论得来的
一般教益时,看起来很可能的是,只有放弃这种单方面的应用,才
会使我们有可能在第四篇文章所更加充分地阐述了的意义上理解
那种作为自由意志而被人体验并依据因果性来加以分析的和谐性。
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