（1954年10月在纽约纪念哥伦比亚大学二百周年的一次集会上的演讲，刊于《知识的统一性》一书，Doubleday

    and CO.,NewYork，1955，p.47。）

    在多大程度上我们可以谈论知识的统一性？在回答这一问题之前，我们可以问一问知识一词本身是什么意思。我不准备进行一种学术性的哲学论述；对于这种论述，我是没有必要的学识的。然而，每一个科学家都经常遇到经验的客观描述问题；所谓客观描述，是指的无歧义的思想交流。当然，我们的基本工具，就是适应于实际生活及社会交往的需要的平常语言。在这儿，我们不准备涉及这种语言的起源问题，而只来谈谈它在科学交流方面的范围问题，特别是在超出日常生活事件的经验的增长过程中如何保持客观性的问题。

    必须注意的主要之点是，一切知识都是在一种用来说明先前所有的经验的观念构架中表现出来的，而且任何的这种构架在概括新经验方面都可能是过于狭隘的。在很多知识领域中进行的科学研究，确实曾经一再地证明了放弃或改造某些观点的必要性；那些观点由于很有成果和表面看来可以无限应用而曾经被认为是合理解释所不可缺少的。虽然这种发展是由一些特殊的研究发端的，但它们却遗留下来一种对知识的统一来说是很重要的普遍教益。事实上，观念构架的扩张不但适于用来在有关的知识分支中保持秩序，而且也显示了我们在表面看来相去很远的知识领域中在经验的分析和综合方面所处地位的类似性；这种类似性，意味着一种越来越广阔的客观描述的可能性。

    当谈到一种观念构架时，我们不过是指的经验之间的关系的无歧义逻辑表现。这种态度，在历史发展上也是显而易见的；在历史发展中，形式逻辑已经不能再和语义学的研究明确划分，甚至不能再和哲学措辞法的研究明确划分了。数学曾经起了特殊的作用；它对逻辑思维的发展曾经有过十分决定性的贡献；通过它的明确定义的抽象过程，它在表达和谐关系方面提供了难以估价的助力。但是，在我们的讨论中，我们将不把数学看成一种独立的知识分支，而宁愿把它看成一般语言的一种精确化；这种精确化给一般语言补充了表现各种关系的适当工具；对于这些关系来说，通常的语言表达法是不确切的或纠缠不清的。在这一方面可以强调，正是通过避免涉及渗透在日常语言中的自觉的主体，数学符号的应用才保证了客观描述所要求的定义的无歧义性。

    所谓精密科学的发展，是以测量结果之间的数字关系的建立为其特征的；这种发展确实受到了抽象数学方法的决定性的推动；这种抽象数学方法起源于推广逻辑结构的独立探求。这种情况在物理学中得到了特殊的例证；物理学，本来被理解为和我们自己也是其中一部分的那一自然界有关的一切知识，而后来则逐渐被理解为统治着无生命物质属性的基本定律的研究了。即使在这一比较简单的课题中，也必需经常注意客观描述问题；这种必要性多少年来曾经深深影响了各哲学派别的态度。在现代，新的经验领域的探索曾经揭露了无歧义地应用某些最基本概念的出人意料的先决条件，并从而给我们带来一种认识论上的教益；这种教益所涉及的问题，远远超出了物理科学的范围。因此，在开始我们的讨论时首先简要地叙述一下这种发展，那就可能是方便合宜的。

    如果要仔细地回顾人们如何消除了神秘的宇宙学概念和有关我们自己的动作目的的论点，如何在伽利略的开创性工作的基础上建立了无矛盾的力学体系，如何通过牛顿的胜利而使这种力学体系达到了如此完美的地步，那就会使我们离题太远。最重要的是，牛顿力学的原理意味着原因和结果问题的一种影响远大的澄清——从在某一时刻利用可测量的量来确定了的一个物理体系的态出发，牛顿力学原理使我们能够预言该体系在以后任一时刻的态。大家都知道，这样一种决定论的或因果性的说明如何导致了一种机械的自然现，并终于变成了一切知识领域中科学解释的一种典型，不论这种知识用什么方法取得。在这方面，很重要的是这样一件事实：更加广阔的物理经验领域的研究，曾经揭示了进一步考虑观察问题的必要性。

    经典力学是以应用和日常生活事件有关的图景及概念为基础的；在这种意义上，经典力学在它的广大适用领域中提供了一种客观描述。但是，不论牛顿力学中所用的理想化显得如何合理，这些理想化却远远超出了我们的基本概念所能适用的经验范围。例如，就连绝对空间和绝对时间这些概念的适当应用，也和光的传播在实际上可以认为是瞬时性的这一事实有着内在联系；这种瞬时传播使我们可以不依赖于物体速度而确定我们周围物体的位置，并可以把各个事件排列在一种唯一的时间顺序中。然而，当企图进一步对电磁现象及光现象作合理解释时曾经发现，彼此以很大的速度而相对运动着的观察者，将用不同的方式来标示各个事件。这些观察者对于刚体的形状及位置可能具有不同的看法；不仅如此，在一个观察者看来是在不同的空间点上同时发生的事件，在另一个观察者看来却可能是在不同时刻发生的。

    物理现象的说明到底在多大程度上依赖于观察者的立足点？这一问题的探索绝没有引起混乱和错杂；这种探索被证实为一种很有价值的指导，可以用来寻求一切观察者所共有的普遍物理定律。爱因斯坦保留了决定论的概念，但他只信赖明确的量度之间的关系；这种量度最后归结到事件的重合；就这样，爱因斯坦成功地改造并推广了经典物理学的整个结构，成功地为我们的世界图景找到了一种超过一切预料的统一性。在广义相对论中，是以一种弯曲的四维时空度规作为描述的基础的，这种四维时空度规自动地照顾到引力效应，而光信号的速度的特殊作用则代表着速度这～物理概念的任何合理应用的上限。引用这种陌生的但是明确的数学抽象，绝不意味着什么歧义性；相反地，它倒很有教育意义地说明了一个问题：观念构架的一种扩展，如何提供了一种消除主观因素并扩大客观描述范围的适当方式。

    通过物质的原子构造的探索，揭露了观察问题的新的、出人意料的方面。如所周知，物质的有限可分性这一概念是古已有之的；引入这一概念，是为了说明物质不顾自然现象的多样化而保持其特征属性的那种性能。但是，几乎到现时代为止，这种观点一直被认为在本质上是一种假说；这意思是，由于我们的感官和工具是由不可胜数的一些原子构成的，它们的粗糙性就使原子观点好像不能用直接的观察来验证。尽管如此，随着上世纪的化学及物理学中的巨大进步，原子概念已被证实为越来越有成果。特别说来，将经典力学直接应用于原子及分子在不断运动时发生的相互作用，就使人们对热力学原理得到了一种普遍的理解。

    在本世纪中，人们研究了新发现的物质属性，例如天然放射性；这种研究已经很有说服力地巩固了原子理论的基础。特别说来，通过放大机构的发展，已经能够研究本质上依赖于单个原子的那种现象，甚至能够获得有关原子体系的结构的广泛知识。作为第一步，人们认识到电子是一切实物的一种公共组成；而且，通过卢瑟福有关原子核的发现，我们的关于原子结构的概念得到了重要的完善化；一个原子核，以一个极小的体积几乎包括了整个原子的质量。元素的属性在普通的物理过程或化学过程中保持不变；这种不变性可以直接用一种情况来加以解释：在这种过程中，虽然电子的键合可以受到很大影响，但原子核却是并不改变的。然而，卢瑟福发现，利用更加有力的设备可以引起原子核的膻变；通过这种发现，卢瑟福开辟了一个全新的研究领域；这种研究常常被称为现代炼金术。如所周知，这种研究后来导致了释放原子核中所储藏的巨大能量的可能。

    虽然物质的很多基本性质都可以用简单的原子图景来加以说明，但是，从一开始就很明显，经典的力学概念和电磁学概念并不足以说明元素不同特性所显示的原子结构的本质稳定性。然而，普适作用量子的发现却提供了解决问题的一个线索；这种发现是在本世纪的第一年由普朗克通过深入分析热辐射定律而得到的。这一发现揭露了原子过程中的一种超出机械自然现以外的整体性，并且明显地证明了一件事实：经典的物理理论是只能用来描述那样一些现象的理想化，在各该现象的分析中一切作用量都足够他大，以致于可以将作用量子略去不计。尽管这一条件在日常规模的现象中是大大得到满足的，在原子现象中，我们却遇到一些完全新型的、不能适用决定论的形象描述的规律性。

    要把经典物理学合理地推广，使它容许作用量子的存在而又仍能对于定义电子及原子核之惯性质量及电荷的那些实验事实有一个无歧义的解释，这是一种非常艰巨的工作。然而，通过一整代的理论物理学家的协同努力，逐渐发展了原子现象的一种无矛盾的、在广大范围内包举无遗的描述。这种描述使用了一种数学表述形式；在这种表述形式中，经典物理学理论中的变量被换成了一些符号，它们服从一种非对易的算法，算式中包含着普朗克恒量。正由于这种数学抽象法的品格，这种表述形式并不能得到一种符合习见路线的形象解释；它的目的是要在那些在明确定义的条件下得出的观察结果之间直接建立关系。不同的个体量子过程可以发生于一个给定的实验装置中；适应着这一情况，所建立的关系就具有一种固有的统计性。

    借助于量子力学的表述形式，曾经很细致地说明了和物质的物理属性及化学属性有关的许许多多的实验事实。此外，在这种表述形式中照顾到相对论不变性的要求，已经能够在广大的范围内整理和基本粒子的属性及原子核的结构有关的迅速增长的新知识。尽管量子力学威力惊人，但它却激烈地违背了习惯上的物理解释，尤其是放弃了决定论这一概念本身；这种情况在很多物理学家和哲学家的心中引起了怀疑：在量子力学中，我们所面临的是一时的权宜之计呢还是客观描述方面的一种不可挽回的步骤呢？要澄清这一问题，事实上就必须剧烈地修正描述物理经验和概括物理经验的基础。

    在这一点上，我们首先必须认识到，即使当现象超出了经典物理学理论的范围时，实验装置的说明和观察结果的纪录也必须利用经过技术物理学术语适当补充了的平常语言表示出来。这是一种很清楚的逻辑要求，因为“实验”一词本身就表明这样一种情况：在该情况下，我们可以告诉别人我们已经作了什么和已经学到了什么。然而，在经典物理学和量子物理学中的现象的分析方面，基本的区别就在于，在前一种分析中，客体和测量仪器之间的相互作用可以略去不计或得到补偿，而在后一种分析中这种相互作用却形成现象的一个不可分割的部分。事实上，一种严格意义上的量子现象的本质整体性，在这样一种情况下得到了逻辑上的表达：企图对现象进行任何明确定义的细分，都需要一种实验装置上的、和现象本身的出现不能相容的变化。

    特别说来，不可能分别控制原子客体和确定实验条件所必不可少的各种仪器之间的相互作用，这种不可能性就阻止了时空标示和动力学守恒定律之间的不受限制的结合，而经典物理学中的决定论的描述则是以这种结合为基础的。事实上，时间概念和空间概念的任何无歧义应用都要引用一种实验装置；这种实验装置将涉及一种原则上不可控制的、对固定标尺和校准时钟的动量传递和能量传递，该标尺和该时钟是定义参照系所必需的。相反地，对以动量守恒定律及能量守恒定律来表征的现象加以说明，在原则上就会引起对细致时空标示的一种放弃。这些情况在海森伯的测不准关系式中得到了定量的表达，该关系式规定着在一物理体系的态的定义中确定运动学变量及动力学变量时的不准量。然而，适应着量子力学表述形式的特点，这种关系式并不能按照和经典图景有关的客体属性来加以解释；我们这儿所涉及的，是无歧义应用两种概念的互斥条件——一方面是时间和空间的概念，另一方面是动力学守恒定律的概念。

    在这一点上，人们有时谈到“通过观察来干扰现象”或“通过测量来创造原子客体的物理属性”。但是，这样一些词句很容易引起误会，因为，在这儿，像现象和观察、以及属性和测量这样一些字眼是在一种和日常语言及实际定义不相容的方式下被使用的。遵循着客观描述的路线，更加适当的作法是用现象一词表示在那样一种情况下得到的观察结果，该情况的描述包括着整个实验装置的说明。利用了这种术语，量子物理学中的观察问题就不再带有任何的特殊复杂性；此外，这也可以直接提醒我们，每一个原子现象都是封闭的；所谓封闭，表示现象的观察是以利用在有着不可逆性能的适当放大装置中所得到的纪录为基础的，例如，这种纪录可能是由于电子透入乳胶而在照像底片上造成的永久性的斑点。在这一方面，重要地是要知道，只有当涉及这样的封闭现象时，量子力学表述形式才有其明确定义的应用。也正在这一方面，它代表经典物理学的一种合理推广；在这种推广中，事件进程的每一阶段都是用可测量的量来加以描述的。

    经典物理学所预设的进行实验的自由当然保留了下来，它是和实验装置的自由选择相对应的；量子力学表述形式的数学结构为这种选择提供了适当的余地。一般说来，同一个实验装置可能给出不同的纪录；这种情况有时很形象地被称为这些可能纪录之间的“自然的抉择”。无庸赘言，这样一个词句绝不意味着自然的拟人化；它不过表明并不能按照惯常方式确定一种封闭的不可分的现象的进展方向而已。在这里，逻辑的处理方法只限于推导个别现象在给定的实验条件下出现的相对几率。在这一方面，量子力学表现为决定论力学描述的一种合乎逻辑的推广；当物理现象的规模够大以致可以将作用量子忽略不计时，量子力学就当作一种极限情况包括了决定论的力学。

    原子物理学的一个最突出的特征就是在一些实验条件下观察到的那些现象之间的新颖关系，这些实验条件要用不同的基本概念来描述。事实上，当人们企图按照经典方式来描绘一种原子过程的历程时，所得的经验可能显得是相互矛盾的；但是，不论如何矛盾，它们却代表着有关原子体系的同样重要的知识，而且，它们的总体就包举无余地代表了这种知识；在这种意义上，这样的经验应该被看成是互补的。互补性这一概念绝不会使我们离开自然的独立观察者的地位，这一概念应该被认为是在逻辑上表现了我们在这一经验领域中进行客观描述时所占的位置。人们认识到，测量仪器和所研究的物理体系之间的相互作用，构成量子现象的一个不可分割的部分；这种认识，不但揭露了机械自然观的一种出人意料的局限性，而且迫使我们在整理经验时必须适当注意到观察条件——所谓机械自然观，是以赋予物理体系以独立特性为其特征的。

    关于对一种物理解释必须要求些什么的问题，是一个争论很多的问题；当考虑这一问题时，我们必须记得，经典力学已经意味着放弃了匀速直线运动的原因，而相对论则告诉我们不变性及等效性的论点必须怎样地被看成合理解释的范畴。同理，在量子物理学的互补描述中，我们遇到一种更进一步的自相谐调的推广；这种推广可以把在说明物质基本属性方面带有决定意义的一些规律性包括在内，但是，这种推广超出了决定论描述的范围。就这样，物理科学的历史表明，在揭示习见概念的出人意料的局限性方面，更广阔经验领域的探索将怎样指示出保持逻辑秩序的新方