历史

作用量子和自然的描述(2/2)

立起一种关于客观性的理想;只要我们停留在实用逻辑的自足领域中,这种理想的达到就几乎是不受任何限制的。然而,在真正的自然科学中不可能存在什么逻辑原理的严格自足的适用领域问题,因为我们必须不断地期待新事实的出现,而要将这些新事实概括到我们较早的经验范围之内就可能需要修正我们的基本概念。

    我们近来曾经在相对论的兴起中体验到这样一种修正;通过对于观察问题的深入分析,相对论注定要揭露一切经典物理学概念的主观性质。尽管相对论对我们的抽象能力提出了巨大的要求,但是,它却在一种特殊的高度上接近了自然描述中的统一性和因果性这一经典理想。最重要的是,可观察现象的客观实在性这一观念,仍然是毫不动摇地得到保持的。正如爱因斯坦曾经强调的,对于整个相对论都确实带有根本性的是这样一个假设:任何观察最终都将依赖于客体和观察工具在空间和时间中的重合,从而任何观察都是可以独立于观察者的参照系来加以定义的。然而,自从发现了作用量子,我们就知道在原子现象的描述中是不能达到经典理想的。特别说来,在空间和时间中排列次序的任何企图,都会导致因果链条的一次中断,因为这样的企图是和一种本质性的动量交换及能量交换联系着的,这种交换发生于个体和用来进行观察的测量尺杆及时钟之间;而恰好这种交换就是不能被考虑在内的,如果测量仪器要完成它们的使命的话。反之,关于个体单位的动力学行为,以一种单义的方式依据动量和能量的严格守恒而得出的任何结论,显然要求我们完全放弃追踪各该个体单位在空间和时间中的进程。一般我们可以说,因果时空描述方式在整理我们普通经验时的适用性,仅仅依赖于这样一件事实:相对于我们在通常现象中所涉及的作用量来说,作用量子是很小的。普朗克的发现已经给我们带来了一种形势,和有限光速的发现所带来的形势相似。确实,我们的感官所要求的空间和时间的截然划分,其适用性完全依赖于下述事实:和光速相比,我们在日常生活中所遇到的那些速度是很小的。事实上,在原子现象的因果性问题中,测量结果的反比性并不比在同时性问题中各该结果的相对性更加可以忽略。

    对于形象化的要求,确定了我们全部语言的性质;上述的形势强迫我们放弃这种要求;当考虑这种放弃时,很有教育意义的是这样一件事实:在简单的心理经验中,我们不但已经会遇到相对论观点的基本特点,而且也会遇到反比性观点的基本特点了。当我们在童年时代坐船或坐车旅行时,我们就熟悉了我们的运动感的相对性;这种相对性和有关触觉之反比性的日常经验相对应。在这儿,我们只要回忆一下心理学家们所时常引证的一种感觉也就够了;当在一个黑暗房间中用一根手杖来摸索方向时,每一个人都曾体验到这种感受。当手杖松松地被握住时,它就对我们的触觉表现为一个客体。但是,当手杖紧紧地被握住时,我们就不再感觉到它是一个外界物体,而触觉印象则变成直接地位于手杖和所探察的物体相接触的那一点了。纯粹从心理经验看来,有一种说法几乎不能算是夸张:由于本性如此,空间概念和时间概念之所以有意义,不过是因为可以忽略和测量工具的相互作用而已。整个说来,一方面是空间概念和时间概念,另一方面是以力的作用为依据的能量观念和动量观念,分析我们的感官印象揭示了这二者的心理学基础的显著独立性。然而,最重要的是,如上所述,这一领域是用反比关系来判别的;这种反比关系依赖于我们的意识统一性,并且和作用量子的物理后果显示着一种显著的相似性。在这儿,我们是在想到情绪和意志的一些众所周知的特征;这些特征完全不能用形象化的图景来表示。特别说来,联想的不断进行和人格统一性的保持之间的明显对立,和另一关系显示着耐人寻味的类似;这就是粒子运动服从叠加原理的波动描述和各粒子的不可消灭的个体性之间的关系。在这儿,原子现象的观察对该现象所发生的不可避免的影响,就和心理经验的一种众所周知的色调变化相对应;这种变化是由于对心理经验的各种要素之一加以注意而引起的。

    在这儿,或许还可以简单地谈到存在于心理学领域中的规律性和物理现象的因果性问题之间的那种关系。一方面是支配着精神生活的关于自由意志的感觉,另一方面是和生理过程相伴随的表观上未受扰乱的因果链条,当考虑二者之间的对立时哲学家们确实曾经想到,我们在这儿所涉及的可能是一种无法形象化的互补关系。因此,人们常常有这样一种意见:详细研究人脑的种种过程就会揭露出形成情绪心理经验之单值表象的因果链条,这种研究虽然是办不到的,但却是可以设想的。然而,这样一种理想化的实验,现在却以一种新的面貌出现了,因为我们通过作用量子的发现已经知道,对原子过程进行细致的、因果性的追踪是不可能的、而且知道,求得关于这些过程的知识的任何尝试都会对各该过程的进展发生一种基本上不可控制的干扰。因此,按照上述那种对于脑中过程和心理经验之间的关系的看法,我们必须有准备地接受一件事实:观察前者的尝试,将在意志的感知中带来本质的改变。虽然在现有情况下我们只能涉及适切程度不等的若干类比,但是,我们难免有这样一种信念:在量子理论对我们揭示的位于我们普通知觉形式范围以外的那些事实中,我们已经得到了阐明一般哲学问题的一种手段。

    我希望,今天这一特殊机会将使人们能够谅解一个物理学家在一个非本分领域中的探险。首要的是,我的目的是要表示我们对于一些前景所抱的热诚;这些前景已经为整个的科学而打开了。此外,我也切望尽可能有力地强调,新的知识已经何等深刻地动摇了概念体系所依据的基础;在这些概念的基础上,不但建筑着物理学的经典描述,而且建筑着我们全部的普通思考方式。首先是由于这种解脱,我们才有在过去一个世代中所得出的洞察自然现象的绝妙进步,这种进步远远超过了前此几年人们所敢于设想的一切希望。或许,物理学目前状态的最突出的特征就在于:几乎是在研究自然时被证实为有成果的一切想法,都在一种共同和谐中找到了自己的位置,而并未因此而减小其有成果性。为了感谢量子理论创始人在我们面前打开的研究上的可能性,他的同道们才在今天对他表示祝贺。