（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**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圈子的读者们所接受。下面是关于这些文章出现时的那些特定情况的说明；在这种说明中，通过增加一些引导性的注释，我曾经企图帮助人们对文章内容得到一种普遍看法，并企图尽可能地弥补或许会给较广泛范围中的读者们造成困难的一些阐述上的缺点。

    第一篇文章由一篇演讲修订而成，该演讲是在1925年8月在哥本哈根召开的斯堪底纳维亚数学会议上发表的。这篇文章以简练的形式提供了关于量子理论发展的概观，直到海森伯（WernerHeisenberg）的论文预示了一种新形势的来临时为止；在文章的末尾，曾经讨论了海森伯的那篇论文。这篇演讲处理的是力学概念在原子理论中的应用，它并且指示出来，借助于量子理论来整理大量的实验数据，已经如何给新发展开辟了道路；这种新发展以合理的量子力学方法的创立为其特征。最重要的是，以前的发展已经引导人们认识到对原子现象进行首尾一贯的因果描述是不可能的。这方面的一种自觉放弃，已经蕴涵在文中所提到的那些公设的形式中了；这种形式从经典理论的观点看来是不合理的，而这些公设则是作者在应用量子理论来解决原子结构问题时所依据的。符合着作用量子不可分性的要求，一个原子的态的一切变化，都被描述为一些个体性的过程；通过这种过程，原子将从一个所谓的定态变到另一个定态，而且，对于这种过程的发生只能进行几率的考虑。一方面，这一事实必然会大大地限制了经典理论的适用领域。另一方面，仍然需要广泛地使用诠释一切经验所最终依赖的那些经典概念，这种必要性就导致了所谓对应原理的表述；所谓对应原理，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，关于物质，德布洛意波的概念已由众所周知的电子在金属晶体上反射的实验所证实；这种证实使我们面临了一种颇为相似的两难推论，因为这里不可能有什么放弃基本粒子个体性思想的问题。因为，这种个体性形成一种稳固的基础，原子理论的全部新发展就是依赖于这种基础的。

    文章的主要目的是要证明，为了无矛盾地诠释量子理论的方法，这种互补性特点是不可缺少的。不久以前，海森伯曾经对这种讨论作出了非常重要的贡献，他指出了力学概念的有限适用性和下述事实之间的密切联系：以追踪基本粒子的运动为目的的任何测量，都会对现象的进程引起一种不可避免的干涉，从而就会包括一种决定于作用量子之量值的不确定因素。这种不确定性，确实显示着一种独特的互补品格；这种品格妨碍着时空概念和能量守恒定律及动量守恒定律的同时应用，而这种应用乃是力学描述方式的特征。然而，要理解因果描述何以不能实施就必须记得：正如文章中所指出的，由测量所引起的那种干扰，其大小永远是无法知道的，因为这种限制能够适用于力学概念的任何应用，从而也就同样适用于观察器械和所研究的现象。恰恰是这一情况导致了下述事实：任何观察的进行，都以放弃现象的过去进程和未来进程之间的联系为其代价。如上所述，作用量子的有限量值，使我们完全无法在现象和观察现象所用的器械之间画一明确分界线；这种分界线是习见的观察概念的依据，从而也形成经典的运动概念的基础。注意到这一点，下述事实就不足为奇了：量子力学方法的物理内容，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