历史

绪论(2/2)

。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惯上认为时空描述方式所应具备的那些特征,比用量子理论来处理原子问题时所应放弃的还要广泛,而且,关于动量概念和能量概念的应用,我们也必须有准备地预期新的惊人情况。数学符号的广泛应用是量子力学方法的特点;这种应用使我们很难撇开数学细节而对这些方法的优美性及逻辑无矛盾性提供一个真实的印象。尽管我在准备这篇文章时曾经设法尽可能地避免用到数学工具,但是,这一演讲是在一群物理学家面前发表的,其目的在于开展一种关于当时量子理论发展趋势的讨论,这一目的使我们必须涉及细节,这些细节无疑地会给以前对于这一论题并不怎样熟悉的读者们造成困难。然而,我愿意指出,在整篇文章中,主要的力量是用在纯粹的认识论态度上的,这一点在第一节和文章结尾处表现得尤其明显。

    第三篇文章是为一本庆祝性的小册子撰写的,该书出版于1929年6月,目的在于纪念普朗克获得博士学位五十周年。在这篇文章中,我曾经更加详细地讨论了量子理论的一般性的哲学方面。对于放弃原子现象的严格因果描述方式,人们广泛地表示了感到遗憾;部分地由于注意到这种情况,作者就企图证明,因为作用量子的不可分性而在原子理论中引起的有关我们知觉形式的那些困难,可以看成一种很有教益的召唤,它使我们想到人类概念产生时所凭借的那些普遍条件。不可能按照我们的习见方式来区分物理现象及其观察;这种不可能性确实就使我们所处的地位和在心理学中所处的如此熟悉的地位非常相似;在心理学中,我们不断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,将在一定程度上使得前一次测量所提供的信息失去其预言现象之将来进程的意义。显然,这些事实不但会对可由测量获得的信息的范围有所限制,而且也会对我们所能赋予这些信息的意义有所限制。在这儿,我们遇到一条新形式下的老真理:在我们关于自然的描述中,目的不在于揭露现象的实在要素,而在于尽可能地在我们的经验的种种方面之间追寻出一些关系。

    我们正是必须在这种背景上来评判我们所遇到的困难,如果我们企图提供一种有关量子理论内容及量子理论和经典理论的关系的正确印象的话。正如在讨论第二篇文章时已经强调的,这些问题只有依据一种数学符号体系才能得到充分的阐明;这种数学符号体系,已经使我们有可能将量子理论表述成经典理论的以对应性思想为依据的严格再诠释。有鉴于这一符号体系中经典概念的用法所特有的反比对称性,作者在本文中采用了“反比性”一词而没有采用“互补性”一词;在前一篇文章中,“互补性”一词曾被用来表示量子理论在各种经典概念和经典想法的应用方面所特有的那种互斥性的关系。同时,作为进一步讨论的结果,我曾经注意到前一名词可能是容易引起误解的,因为“反比性”一词常常在一种很不相同的意义下在经典理论中被人应用。“互补性”一词已经逐渐得到采用;这一名词也许可能更适用于使我们记起下述事实:终于使我们能够把量子理论看成经典物理理论的一种合理推广的,正是一些特征的汇合,这些特征在经典描述方式中是结合的而在量子理论中则显得是分离的。此外,这样一个术语的目的,是要尽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在自然描述中所处的地位提供一种概观。特别说来,我的希望是要强调这一点:尽管伴同原子构成物的发现——一种依赖于经典概念的应用的发现——而来的是巨大的成功,但是,原子理论的发展已经首先使我们认识了一些规律,它们不能被包括在由我们的习见知觉方式所形成的那一构架之内。正如上面已经指出的,我们从作用量子的发现中得到的教益,对我们展示了一些新的前景;这些前景或许是有着决定重要性的,尤其对于生命机体在我们的世界图景中所处地位的讨论来说更是如此。

    如果我们按照普通语法说一个机器是死的,这不过是意味着,我们可以依据经典力学的观念形态来对该机器的工作给出一种满足我们的目的的描述。然而,因为现在认识到经典概念在原子理论领域中的不足性,所以,只要谈到的是原子现象,上述这种无生物的判据就不再适用了。但是,为了能够通晓生命的特征规律,甚至量子力学也并不能充分地离开经典力学的描述方式。然而,在这方面我们必须记得,正如文章中所强调的,生命现象的研究不但把我们引导到那样一个原子理论的领域中,在那里,现象及其观察之间的明确划分这一普通理想化不复成立,而且,除此以外,在依据物理概念来分析生命现象方面也还存在着一种根本性的限制,因为,要从原子理论的观点来尽可能完备地进行观察,就必然会引起一种造成机体死亡的干扰。换句话说:严格应用我们在描述无生界时所采用的那些概念和考虑生命现象的规律,这二者之间的关系可能是互斥的。

    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。