历史

自然哲学和人类文化(1/2)

    (在哥本哈根人类学和人种学国际会议上的演讲,1938年8月在爱耳辛诺的克伦堡官中的一次会议上发表,刊于Nature,143,268(1930))

    我非常踌躇地接受了这次盛情的邀请,来到人类学和人种学的杰出代表们的集会上发表演说;作为一个物理学家,对于人类学和人种学,我当然不具备第一手知识。但是,当就连历史环境都对我们每一个人述说着不同于各次例会所讨论的一些关于生活的方面时,利用这个特殊机会,试图用少量言词把我们的注意力引向自然哲学之最近发展的认识论方面,引向这种认识论问题和一般人类问题之间的关系,这或许是不无兴趣的。尽管我们的不同学科领域彼此相距很远,但是,一旦我们涉及的并非日常经验时,那就必须审慎应用一切习见约定,物理学家们所得到的这个新教益的确适于提醒我们想到一种新的危险,这是人文学家所熟知的,即用我们自己的观点来判断其他社会的文化发展。

    当然,明确划分自然哲学和人类文化是不可能的。物理科学事实上是人类文明的一个不可分割的部分;这不只是因为我们对自然力的持续掌握曾经如此全面地改变了生活的物质条件,而且也因为物理科学的研究对于澄清我们本身的存在背景作出了很多贡献。现在我们再也不认为自己是很幸运地生活在宇宙中心而被居住在蛮荒边疆的比较不幸的社会所围绕着了;通过天文学和地理学的发展,我们已经认识到,我们大家全都共同住在太阳系中的一个小小的球状行星上,而太阳系也只是更大体系的一个小部分而已;对于澄清我们自身的存在背景,这种事实的意义多么重大啊!现在,甚至连空间和时间这样的最基本的概念,它们的无歧义应用的基础也重新受到了修正;通过揭露每一物理现象和观察者的立脚点之间的本质依赖性,这种修正曾对我们的整个世界图景的统一性和优美性作出了如此巨大的贡献;这种修正所给予我们的关于一切人类判断之相对性的忠告,又是何等地强有力啊!

    这些伟大成就对我们的一般观点的重要性是人所共知的,而最近些年由于全新的物理研究领域的开辟而带来的认识论的教益,则还很少有人知道。我们进入了人类未之前闻的原子世界;这种进入确实是一种探险,可以和环球旅行者们的充满新发现的伟大旅行相媲美,可以和天文学家们向天空深处的大胆探索相媲美。如所周知,物理实验技巧的奇迹式的发展,不但彻底清除了认为我们的感官粗糙性将永远阻止我们获致有关个体原子的直接知识的那种古老信念,而且甚至告诉我们:原子本身都是由更小的粒子所组成的,这种粒子可以被分离出来,它们的性质也可以分别地加以研究。然而,在这种绝妙的经验领域中,我们同时也得到这样一种教益:一向所知的构成经典物理学这一辉煌大厦的那些自然定律,只有当我们处理的物体实际上可以认为包含着无限多的原子时才是正确的。关于原子的及原子级粒子的行动的新知识,事实上在一切物理作用的可分性方面揭示了一种出人意料的界限;这种界限远远超过了物质的有限可分性这一古老学说,并且使每一个原子过程都得到了一种独特的个体性。这一发现,事实上提供了一种理解原子结构之内在稳定性的新基础,这种稳定性归根结底规定了普通经验的规律性。

    原子物理学的这一发展到底多么激剧地改变了我们对描述自然所持的态度,这一问题或许可以用下述事实极为清楚地加以说明:为了概括个体原子过程所服从的那些独特的规律性,甚至连因果原理都被证实为一种过于狭窄的构架了;这种因果原理一向被认为是解释一切物理现象的当然基础。当然,每人都可以理解,要放弃因果性这一概念,物理学家们曾经需要很切实的理由;但是,在原子现象的研究中,我们一再地得到这样一种教训:那些被认为老早已经得到了最后解决的问题,原来大多数还保留着很多使我们惊奇的东西。诸位一定听到过关于在光和物质的最基本属性方面出现的疑难;这种疑难在最近几年中曾使物理学家们感到非常困惑。我们在这方面遇到的表现矛盾,事实上和本世纪初引起相对论的发展的那些矛盾同等尖锐,而且,也正像后一种矛盾一样,前一种矛盾的解释也只是在较深入地分析了新实验本身给描述现象所需概念的无歧义应用所带来的界限之后才得到的。在相对论中,决定性的因素在于认识到了彼此作着相对运动的观察者将以根本不同的方式来描述所给对象的进程,而觉察到原子物理学的佯谬问题则揭示了这样一件事实:客体和测量仪器之间的不可避免的相互作用,给谈论原于客体和观察手段无关的那些行为的可能性加上了一种绝对的限制。

    在这儿,我们面临着自然哲学中的一种全新的认识论问题;在自然哲学中,经验的一切描述一向是建立在普通语言惯例所固有的假设上;这种假设就是,明确区分客体的行动和观察的手段是可能的。这种假设,不但为一切日常经验所充分证实,而且甚至构成经典物理学的整个基础;而经典物理学则正是通过相对论得到了如此美妙的完备性。然而,当我们开始处理个体原子过程之类的现象时,由于它们的本性如此,这些现象就在本质上取决于有关客体和确定实验装置所必需的那些测量仪器之间的相互作用;因此,我们这时就必须较深入地分析一个问题:关于这些客体,到底能获得哪一类的知识?一方面,在这种问题上我们必须意识到,每一物理实验的目的——在可重演的和可传达的条件下获取知识——并没有为我们留下选择的余地;不但在测量仪器的结构及使用的一切说明中,而且也在实验结果本身的描述中,我们只能应用日常的或许曾被经典物理学术语修改过的那些概念。另一方面,同样重要的是理解这样一件事实:这种情况就意味着,当所涉及的现象在原则上不属于经典物理学的范围时,任何实验结果都不能被解释为提供了和客体的独立性质有关的知识,任何实验结果都是和某种特定情况有着内在联系的,在这种特定情况的描述中,必不可少地会涉及和客体相互作用着的测量仪器。上述这一事实对于那些表观矛盾提供了直截了当的解释;当尝试着把用不同实验装置得到的有关原子客体的那些结果结合成该客体的一种自足的图景时,这种表观矛盾就会出现。

    但是,在确定的实验条件下,和原子客体的行动有关的报道,可以按照原子物理学中常用的术语说成是和有关同一客体的另一种报道互补的,这另一种报道要用和上述条件互相排斥的实验装置来得到。虽然这两种报道并不能利用普通的观念来结合成一种单一的图景,但是它们却代表着有关该客体的一切知识的同等重要的方面;这种知识是我们在本领域中所能得到的。人们曾经企图用一种力学类比来具体想像个体性的辐射效应;事实上,正是由于认识到这种力学类比的互补性,才导致了上述光的本性难题的满意解决。同样,在和原子级粒子的行为有关的不同经验之间,存在着互补的关系;只有考虑到这种关系,才能得到一个线索,来理解存在于一般力学模型的属性和统治着原子结构稳定性的独特定律之间的显著差异;这种独特定律,是较好地解释物质之各种物理属性及化学属性的基础。

    当然,我并不打算在这种场合下进一步讨论这样的细节,但是,我希望已经给各位提供了一个足够清楚的印象;那就是,关于迅速增长着的原子领域中的经验,这儿所涉及的绝不是随便地放弃对它们的极大丰富性进行细致的分析。相反地,我们必须处理的,是要合理地发展一种对新经验进行分类和概括的方法;这些新经验,由于它们的特性不同,不能纳入因果描述的构架之内;只有当客体的行为和观察方法无关时,才能用因果性描述来说明这种行为。互补性观点绝不包括任何和科学精神相反的神秘主义,这种观点事实上是因果性这一概念的一种合理推广。

    不论这种发展在物理学领域中显得多么出人意料,我相信你们有很多人已经认识到,在我所描述的关于原子现象的分析方面的形势和人类心理学中观察问题的特征之间,存在着一种切近的类似。事实上,我们可以说,近代心理学的发展可以描述为下述企图的反作用:把心理经验分析成可以像联系经典物理学实验结果那样地联系起来的要素。在内省过程中,明确区分现象本身和现象的感受是不可能的;而且,虽然我们可以常常说到把注意力转向心理经验的某一特殊方面,但是,仔细分析一下就会看到,在这种情况下我们事实上须要涉及互斥的形势。我们都知道一种古老的说法:如果我们试图分析我们自己的情感,我们就将失掉这种情感;就在这种意义上,我们在可以恰当地用“思想”和“感觉”这两个字眼来描述的心理经验之间认识到一种互补关系,和有关原子行为的不同经验之间的关系相类似;那些有关原子行为的经验是在不同实验装置下得到的,并且是通过来自我们的普通概念的不同类比来描述的。当然,利用这种对比,绝不是要来暗示在原子物