量子力學的含義精選(九篇)

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第1篇：量子力學的含義范文

在建立科學理論體系的過程中，往往需要以一系列巨量的、通常是至為復雜的實驗、歸納和演繹工作為基礎。而且人們一般相信科學知識就是在這個基礎上產生和累積起來的。但只要這種認識活動過程是為一個協(xié)調一致的目標所固有，只要它真正屬于科學研究自我累進的進程，則不論其如何復雜，仍只是過程性的，而不從根本上規(guī)定科學的性質、程序，乃至結論。這就使我們在考察復雜的科學認識活動時，可以抽取出高于具體手段的，基本上只屬于人類心智與外在世界相聯(lián)絡的東西，即科學語言，來作為認識的中介物。

要說明科學語言何以能成為這樣的中介，需要先對科學的認識結構加以分析。

作為一種形式化理論的近現代科學，其目的是力圖摹寫客觀實在。這種摹寫的認識論前提是一個外在的、自為的客體和作為其思維對立面的內在的主體間的雙重存在。這一認識論前提在科學認識方面衍生出一個更實用的前提，就是把客體看作是一種自在的“像”或者“結構”（包括動態(tài)結構，比如動力學所概括的各種關系和過程）。

這一自在的實在具有由它的“自明性”所保證的嚴格規(guī)范性。這種自明性只在涉及存在與意識的根本關系時才可能引起懷疑。而科學是以承認這種自明性為前提的。因此科學實際就是關于具有自明性的實在的思維重構。它必須限于處理自在的實在，因為科學的嚴格規(guī)范性（主要表現為邏輯性）是由實在的自明性所保證的，任何超越實在的描述都會破壞這種描述的前提。這一點對稍后關于量子力學的討論非常重要。

上述分析表明，科學的嚴格規(guī)范性并非如有唯理論傾向的觀點所認為的那樣，是來自思維，也并非如經驗論觀點所認為的來自具體手段對經驗表象的操作，也并不象當代某些科學哲學家所認為的純粹出于主體間的共同約定?？茖W的最高規(guī)范是存在在客觀實在中的，是來自客體的自明性。一切具體手段只是以這種規(guī)范為目標而去企及它。

在科學認識活動中，不論是一個思維過程還是一個實驗過程，如果其中缺失了語言過程，那就什么意義都不會有?？茖W語言與人類思維形態(tài)固然有很大的關系，但是它們可能在一個很高的層次上有著共同的根源。就認識的高度而言，思維形態(tài)作為人類的一種意識現象，對它進行本質的追究，至少目前還不能完全放在客觀實在的背景上。因此，在科學認識的層次上，思維形態(tài)完全可以被視為相對獨立的東西。而科學語言則是明確地被置于實在自身這一背景之中的。這就使我們實際上可以把科學語言看作一種知識，它與系統(tǒng)的科學知識具有完全相同的確切性，即它首先是與實在自身相諧合，然后才以這種特殊性成為思維與對象之間的中介。這才能保證，既使科學語言所述說的科學是關于實在的確切圖景，又使思維活動具備與實在相聯(lián)絡的手段。

科學語言作為一種知識所具備的上述特殊性，使它成為客觀實在圖景構成的基本要素，或科學知識的“基元”。思維形態(tài)不能獨立地形成知識，但思維形態(tài)卻提供某種方式，使科學語言所包含的知識基元獲得某種特定的加成和組合，從而構成一種系統(tǒng)化的理論。這就是語言在認識中的中介作用。由于任何事物都必須“觀念地”存乎人的意識中，才能為人的心智所把握，所以，在這個意義上，一個認識過程就是一個運用語言的過程。

二、數學語言

數學語言常常幾乎就是科學語言的同義詞。但實際上，科學語言所指的范圍遠比數學語言的范圍大，否則就不會出現量子力學公式的解釋問題。在自然科學發(fā)生以前，數學所起的作用也還不是后世的那種對科學的敘錄。只是由于精密推理的要求所導致的語言理想化，才推進了數學的應用。但歸根究底，數學與前面說的那種合乎客觀實在的知識基元是不同的。將數學用作科學的語言，必須滿足一個條件，即數學結構應當與實在的結構相關，但這一點并不是顯然成立的。

愛因斯坦曾分析過數學的公理學本質。他說，對一條幾何學公理而言，古老的解釋是，它是自明的，是某一先驗知識的表述，而近代的解釋是，公理是思想的自由創(chuàng)造，它無須與經驗知識或直覺有關，而只對邏輯上的公理有效性負責。愛因斯坦因此指出，現代公理學意義上的數學，不能對實在客體作出任何斷言。如果把歐幾里德幾何作現代公理學意義上的理解，那么，要使幾何學對客體的行為作出斷言，就必須加上這樣一個命題：固體之間的可能的排列關系，就象三維歐幾里德幾何里的形體的關系一樣?！?〕只有這樣，歐幾里德幾何學才成為對剛體行為的一種描述。

愛因斯坦的這種看法與上文對科學語言的分析是基本上相通的。它可以說明，數學為什么會一貫作為科學的抽象和敘錄工具，或者它為什么看上去似乎具有作為科學語言的“先天”合理性。

首先，作為科學的推理和記載工具的數學，實際上是從思維對實在的一些很基本的把握之上增長起來的。歐幾里得幾何學中的“點”、“直線”這樣一些概念本身就是我們以某種方式看世界的知識。之所以能用這些概念和它們之間的關系去描繪實在，是因為這些“基元”已經包含了關于實在的信息（如剛體的實際行為）。

其次，數學體系的那種嚴密性其實主要是與人類思維的屬性有關，盡管思維的嚴密性并不是一開始就注入了數學之中。如前所述，思維的嚴密性是由實在的自明性來決定的，是習得的。這就是說，數學之所以與實在的結構相關，只是因為數學的基礎確切地說來自這種結構；而數學體系的自洽性是思維的翻版，因而是與實在的自明性同源的。

由此可見，數學與自然科學的不同僅表現在對于它們的結果的可靠性（或真實性）的驗證上。也就是說，科學和數學同樣作為思維與實在相互介定的產物，都有可能成為對實在結構的某種描述或“偽述”，并且都具有由實在的自明性所規(guī)定的嚴密性。但數學基本上只為邏輯自治負責，而科學卻僅僅為描述的真實性負責。

事實正是如此。數學自身并不代表真實的世界。它要成為物理學的敘錄，就必須為物理學關于實在結構的真實信息所重組。而用于重組實在圖景的每一個單元，實際上是與物理學的基本知識相一致的。如果在幾何光學中，歐幾里德幾何學不被“光線”及其傳播行為有關的概念重組，它就只是一個純粹的形式體系，而對光線的行為“不能作出斷言”。非歐幾何在現代物理學中的應用也同樣說明了這一點。

三、物理學語言

雖然物理學是嚴格數學化的典范，但物理學語言的歷史卻比數學應用于物理學的歷史要久遠得多。

在認識的邏輯起點上，僅當認識論關系上一個外在的、恒常的（相對于主體的運動變化而言）對象被提煉和廓清時，才能保證一種僅僅與對象自身的內在規(guī)定性有關的語言描述系統(tǒng)成為可能。對此，人類憑著最初的直覺而有了“外部世界”、“空間”、“時間”、“質料”、“運動”等觀念。顯然，這些觀念并非來自邏輯的推導或數學計算，它是人類世代傳承的關于世界的知識的基元。

然后，需要對客觀實在進行某種方式的剝離，才能使之通過語言進入我們的觀念。一個客觀實在，比如說，一個電子，當我們說“它”的時候，既指出了它作為離散的一個點（即它本身），又指出了它身處時空中的那個屬性。而后一點很重要，因為我們正是在廣延中才把握了它的存在，即從“它”與“其它”的關系中“找”出它來。

當我們按照古希臘人（比如亞里士多德）的方式問“它為什么是它”時，我們正在試圖剝離“它”之所以為“它”的屬性。但這個屬性因其離散的本質，在時空中必為一個“奇點”，因而不能得到更多的東西。這說明，我們的語言與時空的廣延性合若符節(jié)，而對離散性，即時空中的奇點，則無法說什么。如果我們按照伽利略的方式問“它是怎樣的”時，我們正是在描繪它與廣延有關的性質，即它與其它的關系。這在時空中呈現為一種結構和過程。對此我們有足夠的手段（和語言）進行摹寫。因為我們的語言，大多來自對時空中事物的經驗。我們運用語言的主要方式，即邏輯思維，也就是時空經驗的抽象和提升。

可見，近現代物理學語言是一種關于客觀實在的時空形式及過程的語言，是一種廣延性語言。幾何學之所以在科學史上扮演著至為重要的角色，首先不在于它的嚴格的形式化，而在于它是關于實在的時空形式及過程的一個有效而簡潔的概括，在于與物理學在面對實在時有著共同的切入點。

上述討論表明了近現代物理學語言格式包含著它的基本用法和一個根深蒂固的傳統(tǒng)，這是由客觀實在和復雜的歷史因素所規(guī)定的。至為關鍵的是，它必須而且只是關于實在的時空形式及過程的描述?？梢韵胂?，離開了這種用法和傳統(tǒng)，“另外的描述”是不可能在這種語言中獲得意義的。而這正是量子力學碰到的問題。

四、量子力學的語言問題

上文說明，在描摹實在時，人類本是缺乏固有的豐富語言的。西方自古希臘以來，由于主、客體間的某種相互介定而實現了有關實在的時空形式和過程的觀念及相應的邏輯思維方式。任何一種特定的語言，隨著時代的變遷和認識的深入，某些概念的含義會發(fā)生變化，并且還會產生新的語言基元。有時，這樣的變化和增長是革命性的。但不可忽視的是，任何有革命性的新觀念首先必須在與傳統(tǒng)語言的關系中獲得意義，才能成為“革命性的”。在自然科學中，一種新理論不論提出多么“新”的描述，它都必須仍然是關于時空形式及過程的，才能在整體的科學語言中獲得意義。例如，相對論放棄了絕對時空、進而放棄了粒子的觀念，但代之而起的那種連續(xù)區(qū)概念仍然是時空實在性的描述并與三維空間中的經驗有著直接聯(lián)系。

量子力學的情況則不同。微觀粒子從一個態(tài)躍遷到另一個態(tài)的中間過程沒有時空形式；客體的時空形式（波或粒子）取決于實驗安排；在不觀測的情況下，其時空形式是空缺的；并且，觀測所得的客體的時空形式并不表示客體在觀測之前的狀態(tài)。這意味著，要么微觀實在并不總是具有獨立存在的時空形式，要么是人類無法從認識的角度構成關于實在的時空形式的描述。這兩種選擇都將超出現有的物理學語言本身，而使經典物理學語言在用于解釋公式和實驗結果時受到限制。

量子力學的這個語言問題是眾所周知的。波爾試圖通過互補原理和并協(xié)原理把這種限制本身上升為新觀念的基礎。他多次強調，即使古典物理學的語言是不精確的、有局限性的，我們仍然不得不使用這種語言，因為我們沒有別的語言。對科學理論的理解，意味著在客觀地有規(guī)律地發(fā)生的事情上，取得一致看法。而觀測和交流的全過程，是要用古典物理學來表達的。〔2〕

量子力學的反對者愛因斯坦同樣清楚這里的語言問題。他把玻爾等人盡力把量子力學與實驗語言溝通起來所作的種種附加解釋稱之為“綏靖哲學”（Beruhigunsphilosophie）〔3〕或“文學”〔4〕，這實際上指明了互補原理等觀念是在與時空經驗相關的科學語言之外的。愛因斯坦拒絕承認量子力學是關于實在的完備描述，所以并不以為這些附加解釋會在將來成為科學語言的新的有機內容。薛定諤和玻姆等人從另一個角度作出的考慮，反映了他們以為玻爾、海森堡、泡利和玻恩等人的觀點回避了經典語言與實在之間的深刻矛盾，而囿于語言限制并為之作種種辯解。薛定諤說：“我只希望了解在原子內部發(fā)生了什么事情。我確實不介意您（指玻爾）選用什么語言去描述它?！薄?〕薛定諤認為，為了賦予波函數一種實在的解釋，一種全新的語言是可以考慮的。他建議將N個粒子組成的體系的波函數解釋為3N維空間中的波群，而所謂“粒子”則是干涉波的共振現象，從而徹底拋棄“粒子”的概念，使量子力學方程描述的對象具有連續(xù)的、確定的時空狀態(tài)。

固然，幾率波的解釋使得理論的數學結構不能對應于實在的時空結構，如果讓幾率成為實驗觀察中首要的東西，就會讓客觀實在在描述中成了一種“隱喻”。然而薛定諤的解釋由于與三維空間中的經驗沒有明顯的聯(lián)系，也成了另一種隱喻，仍然無法作為一種科學語言而獲得充分的意義。

玻姆的隱序觀念與薛定諤的解釋在語言問題上是相似的。他所說的“機械序”〔6〕其實就是以笛卡爾坐標為代表的關于廣延性空間的描述。這種描述由于經典物理學的某些限定而表現出明顯的局限性。玻姆認為量子力學并未對這種序作出真正的挑戰(zhàn)，在一定程度上指出了量子力學的保守性。他企圖建立一種“隱序物理學”，將量子解釋為多維實在的投影。他以全息攝影和其它一些思想實驗為比喻，試圖將客觀實在的物質形態(tài)、時空屬性和運動形式作全新的構造。但由于其基礎的薄弱，仍然只是導致了另一種脫離經驗的描述，也就是一種形而上學。

這里所說的“基礎”指的是，一種全新的語言涉及主客體間完全不同的相互介定。它涉及對客體的完全不同的剝離方式，也就是說，現行科學語言及其相關思維方式的整個基礎都將改變。然而，現實地說，這不是某一具有特定對象和方法的學科所能為的。

可見，試圖通過一種全新的語言來解決量子力學的語言問題是行不通的。這個問題比通常所能想象的要無可奈何得多。

五、量子力學何種程度上是“革命性”的

量子力學固然在解決微觀客體的問題方面，是迄今最成功的理論，然而這種應用上的重要性使人們有時相信，它在觀念上的革命也是成功的。其實，上述語言與實在圖景的沖突并未解決。量子力學的種種解釋無法在科學語言的基礎上必然過渡到那種非因果、非決定論觀念所暗示的宇宙圖景。這就使我們有必要對量子力學“革命性”的程度作審慎的認識。

正統(tǒng)的量子力學學者們都意識到應該通過發(fā)展思維的豐富性來解決面臨的困難。他們作出的重要努力的一個方面是提出了很多與經典物理學不同的新觀念，并希望這些新觀念能逐漸溶入人類的思想和語言。其中玻恩用大量的論述建議幾率的觀念應該取代嚴格因果律的概念。〔7〕測不準原理以及其中的廣義坐標、廣義動量都是為粒子而設想的，卻又不能描述粒子在時空中的行為，薛定諤認為應該放棄受限制的舊概念，而玻爾卻認為不能放棄，可以用互補原理來解決。玻爾還希望，波函數這樣的“新的不變量”將逐漸被人的直覺所把握，從而進入一般知識的范圍?！?〕這相當于說，希望產生新的語言基元。

另一方面，海森堡等人提出，問題應該通過放棄“時空的客觀過程”這種思想來解決?！?〕這又引起了量子力學的客觀性問題。

這些努力在很大程度上是具有保守性的。

我們試把量子力學與相對論作比較。相對論的革命性主要表現在，通過對時間和空間的相對性的分析，建立起時間、空間和運動的協(xié)變關系，從而了絕對時空、絕對同時性等舊觀念，并代之以新的時空觀。重要的是，在這里，絕對時空和絕對同時性是從理論上作為邏輯必然而排除掉的。四維時空不變量對三維空間和一維時間的性質依賴于觀察者的情形作了簡潔的概括，既不引起客觀性危機，又與人類的時空經驗有著直接關聯(lián)。相對論排除了物理學內部由于歷史和偶然因素形成的一些含混概念，并給出了更加準確明晰的時空圖景。它因此而在科學語言的范圍內進入了一般知識。

量子力學的情況則不同。它的保守性主要表現在：

第一，嚴格因果律并不是從理論的內部結構中邏輯地排除的。只是為了保護幾率波解釋，才不得不放棄嚴格因果律，這只是一種人為地避免邏輯矛盾的處理。

第二，不完全連續(xù)性、非完全決定論等觀念并沒有構成與人類的時空經驗相關聯(lián)的自洽的實在圖景?；パa原理和并協(xié)原理并沒有從理論內部挽救出獨立存在于時空的客體的概念，又沒有證明這種概念是不必要的（如相對論之于“以太”那樣）。因此，量子力學的有關哲學解釋看似拋棄舊觀念，建立新觀念，實際上，卻由于這些從理論結構上說是附加的解釋超出了關于實在的描述，因而破壞了以實在的自明性為保證的描述的前提。所以它實際上對觀念的豐富和發(fā)展所作的貢獻是有限的。

第三，量子力學內在地不能過渡到關于個別客體的時空形式及過程的模型，使得它的反對者指責說這意味著位置和動量這樣的兩個性質不能同時是實在的。而為了保護客觀性，它的支持者說，粒子圖像和波動圖象并不表示客體的變化，而是表示關于對象的統(tǒng)計知識的變化?！?0〕這在關于實在的時空形式及過程的科學語言中，多少有不可知論的味道。

第四，人們必須習慣地設想一種新的“實在”觀念以便把充滿矛盾的經驗現象統(tǒng)一起來。在對客體的時空形式作抽象時，這種方法是有效的。而由于波函數對應的不是個別客體的行為，所以大多新的“實在”幾乎都是形而上學的構想。薛定諤和玻姆的多維實在、玻姆在闡釋哥本哈根學派觀點時提出的那種包含了無限潛在可能性的“第三客體”〔11〕，都屬于這種構想。玻恩也曾表示，量子力學描述的是同一實在的排斥而又互補的多個影像?！?2〕這有點象是在物理學語言中談論“混元”或“太極”一樣，很難說對觀念有積極的建設。

本文從科學語言的角度，對量子力學尤其是它的哲學基礎的保守性作出一些分析，這并不是在相對論和量子力學之間作價值上的優(yōu)劣判斷。也許量子力學的真正價值恰恰在于它所碰到的困難是根本性的。

海森堡等人與新康德主義哲學家G·赫爾曼進行討論時，赫爾曼提出，在科學賴以發(fā)生的文化中，“客體”一詞之所以有意義，正在于它被實質、因果律等范疇所規(guī)定，放棄這些范疇和它們的決定作用，就是在總體上不承認經驗的可能性?！?3〕我們應該注意到，赫爾曼所使用的“經驗”一詞，實際上是人類對客觀事物的廣延性和分立性的經驗。這種經驗是科學的實在圖景成立的基礎或真實性的保證，邏輯是它的抽象和提升。

在本文的前三節(jié)已經談到，自從古希臘人力圖把日常語言理想化而創(chuàng)立了邏輯語言以來，西方的科學語言就一直是在實在的廣延性和分立性的介定下發(fā)展起來的。我們也許可以就此推測，對于人的認識而言，世界是廣延優(yōu)勢的，但如果因此認為實在僅限于廣延性方面，卻是缺乏理由的。廣延性優(yōu)勢在語言上的表現之一是幾何優(yōu)勢。西方傳統(tǒng)中的代數學思想是代數幾何化，即借助空間想象來理解數的。不論畢達哥拉斯定理還是笛卡爾坐標都一樣。直角三角形的斜邊是直觀的，而根號2不是。我們可以用前者表明后者，而不能反過來?？墒且粋€離散的數量本身究竟是什么呢？它是否與實在的另一方面或另一部分（非廣延的）相應？也許在微觀領域里不再是廣延優(yōu)勢而量子力學的困難與此有關？

如果量子力學面臨的是實在的無限可能性向語言的有限性的挑戰(zhàn)，那么問題的解決就不單單是語言問題，甚至不單單是目前形態(tài)的物理學的問題。它將涉及整個認識活動的基礎。玻爾似乎是深刻地意識到這一點的。他說“要做比這些更多的事情完全是在我們目前的手段之外。”〔14〕他還有一句格言；“同一個正確的陳述相對立的必是一個錯誤的陳述；但是同一個深奧的真理相對立的則可能是另一個深奧的真理。”〔15〕

參考文獻和注釋

〔1〕〔3〕〔4〕《愛因斯坦文集》第一卷，商務印書館，1994，第137、241、304頁。

〔2〕〔5〕〔9〕〔13〕〔14〕〔15〕海森堡：《原子物理學的發(fā)展和社會》，中國社會科學出版社，1985，第141、84、82、131、47、112頁。

〔6〕玻姆：《卷入——展出的宇宙和意識》，載于羅嘉昌、鄭家棟主編：《場與有——中外哲學的比較與融通（一）》，東方出版社，1994年。

〔7〕玻恩：《關于因果和機遇的自然哲學》，商務印書館，1964年。

〔8〕〔12〕玻恩：《我這一代的物理學》，商務印書館，1964，第65、192頁。

第2篇：量子力學的含義范文

Quantum Themes

The Charms of the Microworld

2009, 225pp.

Hardcover

ISBN 9789812835451

T. Padmanabhan著

量子理論是理論物理學最抽象的一個分支,但是它給出的所有明確而具體的預言無一不在反復的實驗中得到了精確的驗證。這一不爭的事實以及它的深刻和奧妙的哲學含義,總是讓普通公眾及科普作家甚至一些專業(yè)的研究人員著迷不已。最近,人們發(fā)現微觀物理與宏觀物理之間存在著大量意想不到的和極為重要的密切聯(lián)系和相互影響。按照當前流行的宇宙學觀點,暗物質、暗能量、宇宙結構的形式、甚至早期宇宙物理乃至宇宙的起源都與量子理論的概念密切相關。這些新的和影響深遠的突破性進展促使作者決心寫這樣一部科普著作,力圖以一種能讓受過基礎教育的外行知道什么是量子理論、量子理論已經取得了哪些成就以及這個理論未來將走向何方,介紹這些最新的成果。作者強烈地認為,在目前這樣做是非常值得的。

作者認為科普著作應避免以下兩種極端傾向,一是必須要依靠數學才能解釋清楚;二是為了迎合讀者而扭曲概念本來的含義。為此作者力求從一開始就用盡可能通俗的語言吸引讀者的興趣,并以嚴格的科學方式描述概念,避免陷于哲學爭論之中或給人一種刻意炒作的印象;其次作者還努力要讓本書的內容盡可能多地包括最新的進展,不用數學語言而仔細地解釋概念和細節(jié)以及那些必需的技術術語,但重點放在量子理論的一些最基本的前沿論題,特別強調量子理論與引力及宇宙學的交匯點。避開了關于量子力學的哲學基礎、實驗細節(jié)以及一些技術應用的詳細介紹。

全書內容分成7章,各章的標題分別為:1.無所不能的經典物理學;2. 然后出了個愛因斯坦;3. 微觀世界的瘋狂;4. 粒子,無所不在的粒子;5. 宇宙和量子;6. 引力的實質;7. 開始的時候……。

這是一部面向普通讀者的高級科普讀物,其內容新穎,敘述深入淺出、簡潔易懂,難易與“New Scientist”或“Scientific American”的文章相當。對于那些對當前成為人們熱點話題的暗物質、暗能量以及宇宙的演化感興趣的一般公眾,它是一部值得一讀的好書。而對于從事量子理論及宇宙學研究的專家學者以及相關專業(yè)的大學生和研究生,本書也極具參考價值。

丁亦兵,

教授

(中國科學院研究生院)

第3篇：量子力學的含義范文

    我們的生活是不斷變化的，我們的世界也是不斷變化的，但這變化是亂行無定的、抑或還是有定規(guī)的呢？這就是決定論問題，一個重大哲學原理。它關系到我們應該如何看待自然界的變化與發(fā)展，對之是否可以預計和控制，而且也牽連著人類社會的前途和個人命運的展望與把握，聯(lián)系著人的自由、創(chuàng)造、道德與責任。從而，歷代思想家、哲學家們大都本著各自的立場對決定論問題提出了自己的觀點。然而時至今日，這個問題依然沒有獲得公認的解決，爭論更是廣泛和深入。本文先簡述決定論問題的古今爭論，接而分析現代科學揭示的各種“本質上的偶然性”現象的實質意義，然后論述決定論的確切含義、形成根據以及決定論是否真正存在的問題。

    一、決定論問題的古今爭論

    歷史表明，關于決定論的思想隨著人類對于事物變化發(fā)展的因果性與規(guī)律性的觀察在世界上很早就出現了。我國商、周時代的卜卦活動和關于卜卦的學說《易經》中就已經包含了決定論的思想——只當一切事物之生滅是有定數的方才可以通過占卜來預測(當時的哲人把“太極”作為萬物的元始與統(tǒng)制)；春秋戰(zhàn)國時代，“天行有常”或“天有常道”之認識的形成又使決定論思想進一步明確化(這基本上是一種規(guī)律決定論)。然而，中國古代的決定論也是不完善的，因為一方面相信有能推算“過去未來”可得知“五百年前五百年后”的通慧大師，但另一方面又認為有“法力無邊”的玉皇大帝和如來佛祖，這樣的神明是不遵守固定法則的至高無上的自由主宰，世界會隨它們的意愿而無規(guī)變化。

    西方人的決定論思想也產生得很早，西方哲學史上有西方人決定論思想形成發(fā)展的脈絡，這也是一個決定論與非決定論反復爭論的歷史過程。在古希臘時代，首先出現了兩種性質不同的決定論：一是赫拉克利特和德謨克利特所代表的自然決定論，他們相信規(guī)必然律和因果關系的普遍存在，主張世界“古往、現在與未來的一切都是有定數的”。二是畢達哥拉斯和柏拉圖所代表的觀念決定論，他們也相信世界是有秩序的，但說這種秩序是來自“數”或“理念”或神；柏拉圖又將這種觀念決定論發(fā)展為目的論，認為世界萬物都是由神的目的所決定的。后來的宗教神學繼承了這種決定論，認為一切都是由全知全能的上帝決定的(但對于上帝決定論又分為一次決定論和不斷決定論兩種理解)。

    亞里士多德以后，西方早期的決定論受到兩種思想的動搖。一是斯多葛派的自由意志論(他們在自然觀上主張必然性，但在社會倫理領域主張自由意志論)，二是伊壁鳩魯的“原子自動偏斜說”的提出把本質意義的偶然性帶入了自然界。從此，自由意志和偶然性就成了反對決定論的兩大理由和支持非決定論的兩大根據。決定論問題的論戰(zhàn)由此而在西方哲學史上拉開了帷幕。再后，古希臘—羅馬時代的懷疑主義學派反對因果性而宣揚不可知論，擯棄一切確定的論斷，成為極端非決定論的早期代表。

    歐洲中世紀是宗教神學的一統(tǒng)天下，上帝決定論統(tǒng)治了這個漫長的黑暗時代，人民大眾在嚴格的宿命論觀念中忍受著教會的壓迫剝削。

    文藝復興運動給近代西方帶來了思想解放和科學技術發(fā)展，上帝決定論也逐漸為新的哲學所拋棄；科學研究對自然規(guī)律和因果關系的不斷揭示使自然決定論的觀念日益增強，產生了許多堅定的自然決定論者，斯賓諾莎、霍爾巴赫和拉普拉斯是其中的三位代表人物，他們在自己的著作中先后提出了三個自然決定論的典型表述。

    斯賓諾莎是一個堅持從世界本身說明世界的唯物主義哲學家，他確信因果關系在物質領域和精神領域都是普遍存在的，作為世界本原的“實體”通過普遍存在的因果關系鏈網必然地決定著自然和社會中的一切事物之運動和發(fā)展。他在其名著《倫理學》中寫道：“每個個體事物或者有限的且有一定的存在的事物，非經另一個有限的，且有一定的存在的原因決定它存在和動作，便不能存在，也不能有所動作，而且這一個原因也非經另一個有限的，且有一定存在的原因決定它存在和動作，便不能存在，也不能有所動作；如此類推，以至無窮。”[1]25－26]同時，“每一個意愿只有為另一個原因所決定，才可以存在，可以動作，而此另一個原因又復為另一個原因所決定，如此類推以至無窮。”[1]29再者，作為世界本原的“實體”雖然不再為他物所決定而是自己決定自己的“第一原因”，但它也沒有自由意志而只能依其本性必然地行動，除了產生現已存在的自然狀態(tài)和秩序之外，不能再產生別的替代樣式[1]29－30。這樣，斯賓諾莎就把世界描述成了一個因果必然性的決定論系統(tǒng)，這里沒有偶然性，沒有自由意志，沒有超自然的目的論，一切皆由“實體”的本性因果必然地惟一決定了，人應該平靜而理智地面對所遇到的一切有幸和不幸，這是自然的法則。

    霍爾巴赫是另一位杰出而徹底的唯物主義哲學家，他也堅信因果關系普遍而必然地存在于世界的一切事物之中，并以物質的必然因果法則對偶然性觀點和自由意志論作了嚴密而系統(tǒng)的批判，由此而提出了他的決定論：“宇宙本身不過是一條原因和結果的無窮的鎖鏈，這些原因和結果，不斷地這一些從那一些中產生出來。只要我們稍加思索，我們就會不得不承認，我們所見的一切都是‘必然的’，或不能不是現在這個樣子的；我們所看到的一切東西，以及超乎我們視覺以外的一切東西，都按照一定的法則而活動”[2]51。以至狂風巨浪中的一粒沙、一滴水的運動跡線都是嚴格地決定了的，在激烈政治動亂中人們的每一言一行也是由因果關系必然地安排了的[2]51－52?？傊?，一切都在因果必然性的秩序之中，霍爾巴赫的決定論是絕對嚴格的，不允許有絲毫的偶然性；并認為一個極微小的原因也會決定未來的一個巨大結果[2]52，但世界上決沒有找不到原因的東西(如果一時找不到的話也不能承認它沒有原因)，哪怕混亂的狀態(tài)其實也是有嚴格原因的必然現象。

    以上斯賓諾莎和霍爾巴赫的決定論都是以嚴格必然的因果關系鏈維系的因果決定論，但這二者也有一個明顯的不同：斯賓諾莎的決定論是以“實體”為基點——第一原 因——發(fā)出一束無限伸展的“射線式”因果關系鏈，可稱為射線決定論?；魻柊秃談t認為不能存在“第一原因”，主張宇宙因果關系鏈是無限循環(huán)的圓圈——自然事物“是更替地作著原因和結果；它們就是這樣地形成一個生與滅、配合與解體的巨大的圓圈，這個圓圈既不能有開端，也沒有終結。”[2]33從因果關系的性質上看，霍爾巴赫的圓圈體系更合理些。

    拉普拉斯是一位近代自然科學家，他在普遍成立于宏觀世界的經典力學基礎上提出了一個科學形式的決定論：“我們應該把宇宙的現在狀態(tài)看作是它先前狀態(tài)的結果，隨后狀態(tài)的原因。暫時設想有一位有超人的智力的神靈，它能夠知道某一瞬間施加于自然界的所有作用力以及自然界所有組成物各自的位置，它并且能夠廣泛地分析這些數據，那么它就可以把宇宙中最重的物體和最輕的原子的運動，均納入同一公式之中。對于它，再也沒有什么事情是不確定的，未來和過去一樣，均呈現在它的眼前。”[3]36(這個決定論后來密爾在其《邏輯體系》中作了重述)顯而易見，拉普拉斯的決定論表述有其鮮明的特點：第一，它不僅是一種存在論的哲學論斷，而且是以科學定律的形式試對世界的過去和未來定量計算，原則上要給出一切時刻的精確的宇宙物理圖像，因而也是一個認識論意義的且有科學性質的物理決定論。第二，斯賓諾莎和霍爾巴赫的決定論的理論基礎或立論根據是定性的因果關系或因果必然性，拉普拉斯的決定論的立論根據則不僅是因果關系，而主要是定量的經典力學規(guī)律。因此，拉普拉斯決定論可以稱為規(guī)律決定論，或因果律決定論(經典力學規(guī)律是因果律)；相應斯賓諾莎決定論則可稱為因果決定論或因果性決定論。由于后來統(tǒng)計規(guī)律的產生以及發(fā)現經典力學規(guī)律對微觀領域不適用，故而拉普拉斯的經典力學規(guī)律決定論就被貶稱為“機械決定論”，在當今成了批判的對象(但由于一切統(tǒng)計規(guī)律都不與動力學因果律真正矛盾，故而當今論者的批判意見并不真正有效，拉氏決定論表述的主要缺陷乃在于它沒有處理無限問題，參見后面分析)。

    另一方面，近現代西方哲學中也有許多持自由意志論的哲學家，像笛卡爾、萊布尼茨、康德、費希特、黑格爾、詹姆士、柏格森、薩特等人，都是著名的自由意志論者。由于認為自由意志不遵守因果關系和客觀規(guī)律，那么上述哲學家原則上都是不支持決定論的。笛卡爾主張人是憑自由意志而自由行動的：“我們也當認為自己不止是機器，而還更進一步，因為我們在接受真理時，并非出于必然，而是自由的。”[4]14薩特也認為，自由之為自由，僅僅是由于自由的選擇永遠是無條件、無根據的，所以，人的選擇和行動并不遵循什么規(guī)律，而是絕對偶然的[5]24。這樣，即便自然事物具有必然性，但由于人的自由行動的干預，世界在總體上就不能是決定論的。因此，詹姆士說：“自由意志的實用主義的意義，就是意味著世界有新事物，在其最深刻的本質方面和表面現象上，人們有權希望將來不會完全一樣地重復過去或模仿過去。”[6]62也就是說，自由意志論是希望將來不重復過去，一切是可變的，世間不斷出現不能預定的新東西—這就是非決定論的本質意義。此外，羅素主張因果關系的概然性，認為一切規(guī)律皆有例外，所以他也不贊成嚴格的決定論；尚在發(fā)展中的西方后現代主義學派向近代傳統(tǒng)挑戰(zhàn)，他們反對基礎論(否定世界有本原)和本質論(否定現象—本質關系)，主張非確定性，從而也反對一切決定論。

    但是，也不是一切自由意志論者都主張非決定論。首先，萊布尼茨雖然主張心靈活動不遵循自然規(guī)律，但他又認為心靈和物體的運動都是上帝預先安排好的，世界萬物都處于一種“前定的和諧”之中，這也是一種決定論的景圖，屬于上帝決定論。其次，康德的自由意志論主張人的自在本體是自由的，但在現象世界上，人的行動又是可有因果關系的，且符合自然規(guī)律。于是，在康德的哲學中，現象世界可以是決定論的。再者，黑格爾主張自由與必然相統(tǒng)一(自由是對必然的認識)，那么他的哲學實質上也不真正反對決定論。

    由以上所述，我們已看到，不論在古代還是在近代或近現代，一直都存在著決定論與非決定論兩種相反觀點的對立，在決定論方面也有理論根據上的差別和分歧。到了現代社會，現代科學的發(fā)展在微觀領域和復雜系統(tǒng)中又揭示出了許多新的隨機事件或不確定性現象，又加劇了人們對決定論問題的爭議。這些新的不確定性現象，首先是量子力學理論(波函數)對微觀事件(之觀測結果)的統(tǒng)計性(幾率)描述和關于微觀粒子的測不準關系(不能同時準確測定其位置和動量等值)。其次，系統(tǒng)科學的發(fā)展也揭示出復雜大系統(tǒng)中具有非線性因果關系、漲落現象、“分叉點”問題和“對初值敏感性”效應等不確定性現象，它們似都不遵循原因與結果的確定對應關系。于是許多論者把這些新的不確定性現象稱為“本質上的偶然性”事件，并認為它們已否定了因果確定性、摧毀了嚴格的決定論。隨之，國內外也相應提出了名目繁多的新理論，如西方的“非因果決定論”和“不完全決定論”；國內的“辯證決定論”、“哲學決定論”和“多元決定論”等[7]。這些新理論盡管名稱不同，但都是一種兼容了非線性因果關系、各種統(tǒng)計規(guī)律和“本質上的偶然性”的新式決定論，在嚴格的機械決定論和極端的非決定論之間開劈中間道路。它們都建立在一個新的共識之上——即認為現代科學揭示出來的各種新的隨機事件與偶然性現象否定了因果律(因果確定性或必然性)的普遍存在。這些論者們步科學新發(fā)現而動，并以不同的方式與風格來著手批判或摧毀建立在因果律之上的舊式決定論，在國內外掀起了一股否定嚴格決定論的浪潮。但由于各種新的隨機現象仍然服從統(tǒng)計規(guī)律，不是絕無章法的混亂現象，又使這些論者們不得贊同極端的非決定論。因此，建立一種介于嚴格決定論與極端非決定論之間而又能概括科學新進展的新式決定論就成了自然趨勢。至于如何具體建構這種新理論，不同的論者基于各自的立場與學識而各取方案：有人通過修改舊決定論的概念含義而沿用其名稱來表述新的決定論；有人維持近代概念的原有含義而修改其名稱；還有人則采用部分修改 部分否定的折衷方案。于是就出現了上述內容類同而表述方式和名稱各異的各種新式決定論，其實都是某種折衷理論，它們之間的爭論實際上主要乃是概念定義方式上的爭論。當然，堅持嚴格決定論和極端非決定論的人現在仍有存在，因為對于現代科學的新發(fā)現還是可以有進行多種解釋之余地的。

    總之，從古至今，決定論問題經過了人類兩三千年的研究和爭論，現在仍未真正達成共識，在概念與實質兩方面還需繼續(xù)研究。

    二、“本質上的偶然性”之實質分析

    現代科學揭示出的上述“本質上的偶然性”現象或隨機事件已被廣泛談論，并已成為許多論者否定因果確定性和嚴格決定論的基本根據。但這也不是一致公認的結論，已有一些深入一步的研究分析表明，它們仍只是一些現象問題，是對科學實驗結果的表觀理解，而缺乏實質性分析。下面我們試作一些實質分析(我們已經在《因果關系研究》一書中對于各種不確定性現象的實質意義作了系統(tǒng)的研究分析，這里將其要點簡述如下)。

    1.量子力學中的不確定性現象之實質分析

    

    即量子力學波函數對微觀物質的原本運動狀態(tài)的描述是有因果確定性的。量子力學的不確定性只發(fā)生在上述第二個環(huán)節(jié)中，這個環(huán)節(jié)屬于測量環(huán)節(jié)。因為微觀物質(或粒子)的原本狀態(tài)是不可見的隱態(tài)存在，從單個量子(微觀粒子)到其在宏觀儀器上的表現，是一個微觀客體與宏觀儀器組成的整體現象，人們看見一觀測到的“微觀粒子”實際乃是微觀粒子本身與測量設備—顯示介質(乳膠、云室、屏幕、照相板等)以及各種背景和操作因素相互作用的產物，這是一個“波包縮編”過程，一個從微觀隱態(tài)到宏觀可見態(tài)的層次過渡。但由于現有的量子力學理論不是關于測量的理論，量子力學波函數并不描述微觀測量過程之波包縮編的物理機制，即它未能完備描述測量過程對微觀物質運動狀態(tài)的各種影響作用，因而它就不能對微觀粒子的可見態(tài)給出精確的描述，只能給出一個發(fā)現的幾率。

    由上分析明示，量子力學不是測量理論，量子力學的波動方程和波函數乃是描述微觀物質原本狀態(tài)(隱態(tài))的數學模式，此描述是有因果確定性的。量子力學的統(tǒng)計性(幾率)描述乃是發(fā)生在以波函數之模平方預言微觀過程之觀測結果P的測量環(huán)節(jié)上。波函數對這個環(huán)節(jié)的原因描述是不完備的，正如玻姆所言：“它依靠的是對人們尚不知道的過程的一種平均作用”[9]。海森伯也認為，量子力學的幾率描述代表著進行測量時的實驗狀況，這里的統(tǒng)計性描述的出現是與知識不完備有關的，對一個系統(tǒng)的不完備的認識一定是量子論的每一個表述的本質部分。因而，現在已有越來越多的物理學家認為，～P關系乃是一種并不必然違反個體因果律的系統(tǒng)的統(tǒng)計分布。這也就是說，微觀過程本身原是具有因果確定性的，這里的“不確定性”乃發(fā)生于不適合量子力學波函數描述的測量環(huán)節(jié)上，它是由未計量因素的未知作用所造成，屬于原因作用的未確定而非因果對應的不確定。所以，量子力學的統(tǒng)計性描述并不真的否定微觀過程具有因果確定性，它也不是真正的“本質上的偶然性”。

    其次，量子力學還有一個著名的“測不準關系”，這是海森伯公式X·P≥h/4π的物理意義：在一次測量中，不可能同時準確地測定微觀粒子的位置與動量。其他諸如時間與能量或頻率之間也有這種測不準關系。這就意味著人們永遠無法準確地測定微觀粒子的存在狀態(tài)，它們將常在不確定之中。但進一步的分析表明，測不準關系乃是人們采用經典力學描述宏觀物體的概念和術語(如粒子、位置、動量、時間、頻率等)去描述微觀物質狀態(tài)所導致的問題，它只表明，對于微觀對象用經典力學物理量來測量—描述時，將不能同時得到精確的全部數據。但這并不意味著微觀物質沒有自己的確定狀態(tài)(上面已述，波函數對于微觀物質不可見的原本狀態(tài)的描述是有因果確定性的)。量子物理學家玻姆已經指出，微觀過程是“一種真實的、具體的和確定性的物理過程——即一種能夠以精確數學細節(jié)加以描述的過程——而測量行為則不可避免地阻礙了正在加以測量的東西。”[9]因此，量子力學的測不準關系，只是表明人們難以準確地測定微觀粒子的一些物理量，而不是說它們本身也不能確定地存在，即只是“測不準”而已。當人們不對這些粒子進行觀測時，它們原是帶著各種確定的物理量而存在和運動的(對微觀過程進行“回溯性測量”可以證明這一點，海森伯也這樣認為的[10])。

    鑒于上述兩方面的實質性分析，我們已看到，量子力學并未真正發(fā)現微觀領域存在“本質上的偶然性”，人們談論中的微觀過程的不確定性，實乃是由于量子力學涉及測量問題和相應的不完備描述所導致的未知原因作用引起的；關于原子核衰變事件的隨機性實際也是由于量子力學對其衰變過程的非機制性統(tǒng)計描述所造成[11]。量子理論并沒有清晰明確地給出關于微觀過程的實在圖像，它們至今仍是不確知的暗箱事件，故“知識不完備”問題定然難免，這正是其不確定性現象的基本原因。

    2.系統(tǒng)科學中的不確定性現象之實質分析

    與量子力學互應，現代系統(tǒng)科學也在復雜大系統(tǒng)中揭示出了許多新的不確定性現象，主要有非線性因果關系問題、漲落現象、“分叉點”問題和“對初值敏感性”效應等幾種，它們也被一些人視為是“本質上的偶然性”現象。下面我們也對其實質意義進行簡要分析。

    (1)非線性因果關系分析。復雜大系統(tǒng)中的因果關系也相應復雜化了，出現了一些“非線性”特征，表現為：系統(tǒng)中各種不同原因的作用不能簡單地相加，總體運動狀態(tài)不能簡單地還原為各局部運動狀態(tài)的加和；一個原因可能引出多種結果，一個結果也可能有多種原因；結果有時會反作用于原因。這看似破壞了因果之間的單向對應關系，否定了因果確定性。但我們的研究表明，“非線性因果關系”仍是一種嚴格的因果關系，這里的原因仍然有其確定的結果。

    一方面，復雜系統(tǒng)中各種不同原因的作用不能簡單相加的問題，這表明系統(tǒng)中的相互作用復雜化和層次化了。正如數學上的非線性關系是由于變量之間存在著相乘作用引起的一樣，系統(tǒng)中的非線性因果關系也是由于其內各種因素或局部運動之間存在著橫向的交互 聯(lián)系和相互作用。正是這種橫向的交互關系的存在，而使得系統(tǒng)的總體狀態(tài)不能是其各元素各部分的原因作用之簡單相加的結果，它也不能夠簡單地還原為各元素各部分的存在和運動，也即線性關系失效了。然而，系統(tǒng)內部的交互聯(lián)系和相互作用的存在也只是把系統(tǒng)結合成為了一個有機的整體，使人們難以在其中分離出獨立的二體因果鏈，但此系統(tǒng)的前一總體狀態(tài)仍然對其后一總體狀態(tài)有著嚴格的因果規(guī)定性。由于因果確定性(原因對結果的嚴格規(guī)定性)本來也只是對完全原因或封閉系統(tǒng)之總體狀態(tài)而言的，故這種非線性關系就并不破壞嚴格意義的因果確定性了，它也不是一種“本質上的偶然性”。

    另一方面，關于“一因多果、多因一果”之說，實乃一種不嚴格的表述。研究表明，關于“一個原因可能引出多種結果”的現象，實際乃是由于把一種變化根據當作原因而讓它在不同的條件下產生了不同的結果(例如說一個火種放在油中能燃燒而放入水中則生煙)，或是讓同樣的原因在不同的條件下產生出不同的結果，或是將一個結果的不同部分當做了不同的結果。這里的問題乃在于沒有從完全原因和完全結果上講關系，其所言的“原因”實乃部分原因，因為“不同的條件”也是原因成分(為外因，上例中，火種與油的相互作用是一種原因，火種與水的相互作用則是另一種原因)；或其結果只是部分結果。再說，宏觀隨機事件，由于其中存在著試驗操作因素的未知作用，故它們不是真正的“一因多果”事件；微觀隨機事件中也存在著測量條件的多種未知作用，故兩個看來同樣的微觀實驗之不同的觀測結果，也不是真正的“同因異果”。因果確定性本來只是對完全的原因和結果而言的，部分原因與部分結果之間的不確定關系并不破壞因果確定性的本義。同樣，關于“多因一果”現象，也是由于把表面類同的不同東西當成了“相同結果”所致的近似判斷，這種“相同結果”之間其實存在著許多的內部差異，從而對應著不同的原因。例如，手搖打字機和電腦所打印出的“相同文件”，二者在打印時間與字跡形色細節(jié)上仍是存在差異的不同結果；木棒和鐵棒所敲響的鑼聲(之音色)也不一樣；不同初始條件所致的“熱平衡狀態(tài)”其內部分子的運動跡線也是不完全相同的。故這也不破壞嚴格的因果對應性。

    總的說，世界上或系統(tǒng)中的事物是普遍地互相聯(lián)系的，任何一個因素作用都會引發(fā)一連串相關結果，一個結果也必定由多種因素綜合導致，確定對應的嚴格因果關系只對孤立或封閉系統(tǒng)的前后總體狀態(tài)而有效。其他各種“二體”因果關系(包括上述的“一因多果”“多因一果”關系)皆是忽略了大量次要因素的近似因果關系，才引出了一些因果不確定對應的假象，曲解了因果關系的本來意義。再則，自控系統(tǒng)中的反饋作用問題，也并不是“結果對原因的反作用”，而實際是多個因果過程的接續(xù)：前一原因引起一個結果，這個結果狀態(tài)轉而又作為一個新的原因再作用于原來曾是原因的東西而使之成為一個新的結果(構成一個轉圈式因果鏈)，如此多次循環(huán)構成一個自動控制過程。這里我們不應把時間上多個不同的因果過程混淆成為一個因果過程。三體問題和多體問題也都應從系統(tǒng)角度來看待，因果關系才能理順?？傊^“非線性因果關系”的各種現象，實際都不構成因果確定對應關系的反例，它們也不是“本質上的偶然性”。

    (2)漲落現象分析。“漲落”也稱“起伏”，指熱力學系統(tǒng)中表征系統(tǒng)之某種性質的物理量(密度、壓強等)在統(tǒng)計平均值附近不斷地作無規(guī)則的微小變化。它是由系統(tǒng)中大量物質微粒的熱運動造成的。由于漲落現象大量存在而又難以預計和控制，故而也成為一種引人注目的偶然性現象。深入一步的分析表明，由于漲落現象是系統(tǒng)內部微粒的熱運動所造成，對于氣體和液體系統(tǒng)來說，其漲落現象的原因則是大量內部分子的熱運動。物理學已知，分子的運動是遵循動力學規(guī)律的，具有因果確定性；那么大量分子熱運動的集合體(系統(tǒng))也就是一個嚴格意義的因果關系網，而由它們表現出來的漲落現象也就存在于嚴格的因果關系中，并且原則上是可以通過對每個分子運動跡線的計算來預計它的，只是由于這種計算極其復雜而人力難以進行而已。照此道理，由分子以上的物質微粒構成的系統(tǒng)的漲落現象，都應是因果關系網中的確定性事件，而非“本質上的偶然性”。關于微觀領域的“量子漲落”問題，也即微觀粒子的“波動性”，在上面我們已經論證微觀粒子的波動過程(不可見的原本運動狀態(tài))是有因果確定性的，因而，量子漲落現象也不會違反因果確定性?？傊?，漲落現象只是一種人力難以掌控的復雜事件，是一種可作因果解釋的偶然現象。

    (3)“分叉點”問題分析。“分叉點”是耗散結構理論中的一個著名問題，其內容是說，當一個系統(tǒng)向遠離平衡態(tài)演化時，會出現一種通向不同狀態(tài)的“分叉點”，一個無限小的擾動就可以促成一個特定的演化方向。鑒于“一個無限小的擾動”是一難以捉摸的偶然現象，故而有人認為系統(tǒng)在“分叉點”處就失去了因果確定性。那么應該如何看待此問題呢？通過對一些相關事例的具體考查而看到：某些系統(tǒng)產生“分又點”時，就是進入了一個即將發(fā)生變化的“臨界狀態(tài)”，一個微小的擾動就會導致一個變化迅速發(fā)生，就像一絲小風就會使一個立椎倒向一方一樣。這實是一個小原因引發(fā)一個大結果的事件。然而，盡管這個“微小擾動”不易掌控和計量，但畢竟還是一個實在的原因作用，它引起的特定變化也是一個合規(guī)律而發(fā)生的因果事件，這里并沒有因果確定性的真正破壞。分叉理論的提出者普里戈金也認為：“小的原因可能產生大的效果，但這個世界并非是任意而為的。……漲落逃脫控制這樣的事實并不意味著我們不能找出漲落放大所引起的不穩(wěn)定性的原因來。”[12]“分叉點”處的相變事件是有其確定原因的，不是神秘莫測之事。

    (4)“對初值敏感性”效應分析。“對初值敏感性”乃是混沌系統(tǒng)之隨機現象的特征效應，系統(tǒng)初始條件的 微小差別將會導致后續(xù)狀態(tài)的巨大變化，并且這種“微小差別”是生自系統(tǒng)內部的，故此效應又稱為“內在隨機性”。這里以“奇異吸引子”現象為例來作考查：吸引子是漩渦中心一類東西，混沌系統(tǒng)的“奇異吸引子”的特征在于，它在整體上是一種穩(wěn)定的無窮層次自相似套嵌結構，但從局部看，它又是不穩(wěn)定的，其內部套嵌的小吸引子之間互相競爭著，相鄰的運動軌線互相排斥而迅速分離。研究表明，奇異吸引子乃是分形幾何中的一種分形結構，相鄰內部小吸引子之間的邊界也是無窮細節(jié)的分形——存在著許多微小的差別；正是這些微小的差別致使邊界上的質點歸屬不同的吸引子。這也就是說，兩個競爭的吸引子之間的質點終究歸屬哪一個吸引子，是由邊界上的微小差別決定的；這種微小的差別(作為原因)將使這些質點以后的去向巨大不同(相鄰軌線按指數分離)。這是一種典型的“對初值敏感性”效應。其他還有“倍周期分岔現象”和“蝴蝶效應”等，也皆是因微小的初始差別或變化導致后續(xù)的巨大變化的事例。

    上述事例以其微小難辨的差別促成巨大變化的奇特現象使人難以捉摸和不可思議，確實是一種無從把握的隨機事件，人力不可能對它們進行準確計量和預控。但另一方面也應看到，“對初值敏感性”效應也不是絕無原因的亂象，它們每一巨大的變化皆由一種“微小的差別”所引起，這是一種難以把握但又是真實確定的“原因”；加之混沌系統(tǒng)乃是“確定性系統(tǒng)”，故而又保證了此“小原因”對大結果的規(guī)定是有確定性的。所以有些科學家稱此為“混沌決定系統(tǒng)的偽隨機性”[13]。這樣一來，“對初值敏感性”效應也應歸屬于認識上的不確定性現象，它們的出現雖不是源于人的無知，但卻是由于人的能力有限所然，也不能算是“本質上的偶然性”；就像人們雖然寫不出圓周率π的確切數值(而無法精確計算圓的周長)，但每個圓皆有其確定的周長一樣。

    3.事理分析

    以上我們對于量子力學和系統(tǒng)科學揭示出來的微觀過程與復雜系統(tǒng)中的一些不確定性現象之實質意義作了簡要分析，已經看到它們都不真是破壞因果確定對應性的“本質上的偶然性”現象。其不確定性皆由于原因的不能確定計量所引起，而非因果對應性的否定。再從事理上分析，當今談論的“本質上的偶然性”現象，乃是原因對結果的不完全規(guī)定的事件(而非完全無規(guī)的亂象)；但這“不完全規(guī)定”之性征，是介于“完全規(guī)定性”與“完全無規(guī)性”之間的，應是兩種對立作用的中和效應——具體應是遵因果性與反因果性兩種對立性質一同作用所造成。于是這就意味著相關原因事物同時具有著遵循因果關系和違反因果關系兩種性質。然而，要讓一事物既遵循因果關系而同時又不遵循因果關系，或讓一性質對一物態(tài)既規(guī)定而又不規(guī)定，乃是明顯違反邏輯的矛盾之事，定然不能真實存在。那么是否可以設想原因中一些因素遵因果性而另一些因素反因果性呢？若是如此，世界上就得存在一類遵因果性的東西和一類反因果性的東西；而人類科學實際上只是發(fā)現有前者，而從未發(fā)現有完全反因果性的東西(無因之果或無果之因)存在；故此設想也不能成立。一物要么嚴格遵循因果關系，要么完全不遵循因果關系，“半遵半不遵”乃是悖理之言，而全無因果性之物又不見存在。所以，那種“不完全規(guī)定”的“本質上的偶然性”從事理邏輯上也是不能存在的。另外，伊壁鳩魯關于原子能作直線和斜線兩種運動之學說，乃是未經證實的思辨猜想，也不能支持有“本質上的偶然性”存在。數千年的人類實踐知識已確認了“自然齊一性”原理，現代科學也證實了“基本粒子全同性”規(guī)律，那么當科學已表明因果關系大量存在而一些疑難的不確定性隨機現象也都能作出合理的因果解釋的情況下(即并未發(fā)現有因果關系真正失效的地方)，我們就能夠得出：“相同的物質具有相同的屬性，相同的原因皆有相同的結果”的結論，因果關系對于一切事物都嚴格成立，“本質上的偶然性”當不存在。之所以有許多的人都傾向于認可微觀過程和復雜系統(tǒng)的隨機事件對于因果確定性的挑戰(zhàn)，本是出于對科學的誠信與尊重，但他們在尊重科學新發(fā)現的同時，只是直接援引科學新事實來作出理論判斷，缺乏對它們的實質意義進行深入分析，流于事情的表觀理解之中，故其判斷難免偏頗或失當。我們上面通過對于這些不確定性隨機現象的實質分析已經表明，這些不確定性現象實是原因不詳之事，而非真的違反了因果確定性。爭論還會繼續(xù)，關鍵在于對科學的理解?？茖W的結論有其成立的嚴格條件，不可隨意擴大其有效范圍。

    三、決定論的含義與真假問題

    上面第一節(jié)中我們已簡述了古今人們對于決定論問題的不同觀點，由之看到了“決定論”的概念一直處在變化發(fā)展之中，其確切含義至今尚未統(tǒng)一界定；它的真假問題——究竟存在還是不存在——更是人們長期爭論的話題，至今也尚無定論。下面我們根據有關研究來對這兩個問題試作分析，希能有助于它們獲得解決。

    1.決定論的含義分析

    在至今以來關于“決定論”的眾多定義中，有許多是把它述為一種關于世界上因果關系和客觀規(guī)律普遍存在的學說或理論。但有進一步的研究則表明，這類定義并不確切：因為因果關系和客觀規(guī)律的普遍存在只是意味著變化發(fā)展有客觀必然性，但對于一個開放系統(tǒng)而言，這并不能導致根據初始條件對其未來發(fā)展狀況有決定性和預言性(因為時刻有外部干擾作用進來破壞其決定性)從概念邏輯上講，所謂“決定論”，其本義在于“決定”二字，在于對未來的已經“決定”了，而不僅只是說未來的發(fā)展有不隨意志轉移的客觀必然性。若一個世界或系統(tǒng)之未來發(fā)展不能決定或預言，它就不能是“決定論”的。通過領會古今各種決定論的意旨，我們能夠從中發(fā)現一種基本思想，構成一切決定論的本質意義，它就是：“過去、現在和未來的一切事物之存在與變化皆在定數之中”(“定數”即已安排好了之義)，簡言之，“一 切皆有定數”。若偏離或舍棄了這個基本思想，它就不能成為一種決定論，至少已不是嚴格意義的決定論了。但是，這一基本思想只是指示“有定數”，而并未指示這種定數是由何而來或誰給出的；后者乃是各種決定論所要具體論究的重要問題，并明確體現在它的決定論定義之中。

    由第一節(jié)所述已知道，古代的決定論有三種，一是因果決定論，以因果關系普遍而必然地存在為根據，由它決定世界的古往今來之定數；另一種是神靈決定論，它的定數由上帝、真主或佛祖的法力來安排；再一種是目的論，它由某種超自然的目的性規(guī)定了古往今來的一切定數。實際上，目的論也可以歸入神靈決定論。

    由于神靈決定論和目的論隨著科學文化的發(fā)展而逐漸為歷史所拋棄，只有因果決定論長期流傳下來，并且在內容上不斷充實，成為了近代決定論的主流。又則，近代社會、特別是西方近代社會，科學技術迅速發(fā)展，揭示出了許多自然規(guī)律，這些規(guī)律以數學形式表述，具有精確定量的特點，能夠把事物存在與變化的各種定數具體地計算出來，比定性的因果推理關系大大前進了一步。于是，規(guī)律又進入了決定論的定義和根據之中，補充和發(fā)展著因果決定論，并有取而代之的趨勢。例如，拉普拉斯決定論就是在因果決定論的基礎上補充了力學規(guī)律的內容，使它成為了一種有操作意義的規(guī)律決定論。進而，如今還有一些論者已完全用規(guī)律來定義決定論，或只承認規(guī)律決定性。

    那么，究竟應該如何來界定決定論的確切含義呢？或者說，決定論與因果性、規(guī)律性以及必然性的關系究竟是怎樣的，三者中何者才是決定論的真正基礎與根據呢？顯然，要判定這些問題，只能以決定論的基本思想——一切皆有定數——為準則。由這一準則來審視，可認為決定論與規(guī)律的關系最直接。因為決定論的“定數”是指一切事物的存在與變化而言的，它既指一切因果性變化過程有定數，也指一切非因果性變化過程有定數，還指事物的空間結構與分布狀態(tài)有定數。但是，因果關系只是使因果性過程有定數，必然性也只是使一切變化過程有定數，這二者都不直接規(guī)定事物之空間結構與分布上的定數，而空間定數也是決定論的基本內容，這一內容又只能由結構規(guī)律來規(guī)定。因此，只有普遍的規(guī)律性才完全符合決定論的要求，它可以構成決定論的直接基礎。若是把因果關系或必然性作為決定論的基礎的話，則總有一些定數難以直接說明。例如，因果關系的普遍存在只意味著現在的空間狀態(tài)是由過去的空間狀態(tài)規(guī)定的，但初始狀態(tài)的空間結構又是如何規(guī)定的呢？因果關系本身不能直接回答這個問題，必然性同樣也不能回答它，只能求助于事物的結構規(guī)律。不過，對于一個已經存在的世界或系統(tǒng)而言，它的初始條件已經確定了，這時只要因果關系普遍而嚴格地存在，此世界或系統(tǒng)(封閉系統(tǒng))就是決定論的了；即在這種情況下，普遍而嚴格的因果關系可以成為決定論的基礎或根據。

    然而，用規(guī)律性作為決定論的基礎或根據也有其特定的問題，這就是統(tǒng)計規(guī)律問題。我們知道，動力學規(guī)律能給出對象的確定數據，它直接體現著決定論的意義；但統(tǒng)計規(guī)律只有系集的大數確定性，對于個別事件，它只能給出一個幾率描述，規(guī)定一個大致的答案范圍，而并無確切的定數。那么，只有統(tǒng)計規(guī)律性的事物還屬于決定論的范疇嗎？這乃是當今論者正在爭論的問題。這個問題的出現導致了決定論意義的變化，有些論者提出嚴格決定論與趨勢決定論之分，后者又被賦予哲學決定論、辯證決定論和統(tǒng)計決定論等新名稱。但實際上，趨勢決定論乃是在嚴格決定論與極端非決定論之間的折衷方案，是既要屈從科學新發(fā)現而又欲堅持決定論原則的不得已之為；若敢于放棄決定論原則的話，統(tǒng)計規(guī)律也可以劃歸非決定論范疇。不過，我們已在上一節(jié)中較系統(tǒng)地論證了統(tǒng)計規(guī)律并不與因果確定性真正對立，它的不確定性乃是由于相關科學的局限性和人的能力限度等原因造成的，故而統(tǒng)計規(guī)律并未真正否定嚴格的決定論，它也不能成為另一種非嚴格決定論的存在根據。因此，統(tǒng)計規(guī)律的存在不會破壞以普遍的規(guī)律性作為決定論之基礎的結論。

    由以上分析我們已看到，“決定論”概念的含義應由兩部分組成：一是本義，即認為世界上過去、現在和未來的一切事物之存在與變化皆在定數之中，絕無例外；二是基礎或根據，世界之所以一切皆有定數，是因為世界有因果性與規(guī)律性，普遍而嚴格存在的客觀規(guī)律和因果關系已把世界古往今來的一切皆安排成嚴格的秩序，規(guī)為定數。由是，“決定論”概念的確切含義已經清楚，我們現在可以給出它的定義：

    “決定論”宣示：世界上普遍而嚴格的客觀規(guī)律和因果關系使得過去、現在和未來的一切事物均在確定的秩序之中，導致宇宙萬象的存在與變化皆有定數。

    上面的表述是決定論的完整定義。至于其“定數”是否可以計算的問題是不能一概而論的，因為世界之巨大與復雜已限制了人力計算天地人生等大值定數的可能，但人們可以按照科學定律推算各種具體事物的存在狀態(tài)和變化結果之(一定精度的)數值。同時，決定論的存在也為宇宙的全息結構及其相關的各種預兆提供了可能或依據，反之，一些預兆或預言的實現也可引為對于決定論的支持，非決定論的世界是沒有預言性的。

    上述定義也表明，決定論作為一大哲學原理，也是一種存在論意義的宇宙觀，它宣示了世界之存在與演化的必然性；同時也指示了事物之變化發(fā)展的可預計性，又具有認識論意義。換個角度看，決定論既是關于世界總體發(fā)展的必然性原理，也是關于具體事物存在與變化的確定性法則，它兼有世界決定論和事物決定論二義。再從決定論拒斥自由意志論意義上說，它是一種關于人類活動的物質決定論；鑒于決定論否定“本質上的偶然性”，它又是一種關于事物演化的時空決定論。

    2.決定論的真假分析

    上面我們已界定了決定論的概念含義，它是一種關于由普遍的客觀規(guī)律和因果關系導致嚴格的世界秩序的哲學原理或宇宙觀。當然，這只是從概念邏輯上界定了它的內涵，至于它是否具有相應的外延，即是否真正存在的問題，則還需另行研究分析而定，因為從古至今一直存在著各種反對決定論的觀點。我們先來分析這些反對觀點的理由。

    回顧古今各種非決定論，其反對決定論的基本理由或根據，在古代主要有兩種：一是主張人有自由 意志，二是認為物質運動有偶然性(如伊壁鳩魯的原子自動偏斜說)。在近代和當今，自由意志論依然相當廣泛地存在，但微觀過程和復雜系統(tǒng)中的隨機事件或不確定性現象已成為反對(嚴格)決定論的主要根據。由于隨機事件也屬于偶然性范疇，所以，總計古今反對決定論的基本理由或根據，也就只有兩種：即認為世界上存在自由意志和偶然性。關于偶然性，我們已在上面第二節(jié)中，對于微觀過程和復雜系統(tǒng)中的各種不確定性偶然現象作了專題分析批判，論證了它們都不是真正違反嚴格的因果性與規(guī)律性的“本質上的偶然性”。至于各種經典統(tǒng)計學中的相對偶然性事件，則更是些可作因果解釋的復雜現象，它們不會破壞決定論的存在。再關于自由意志問題，經過近百年來生理學家和心理學家們堅持不懈的努力，現代心腦科學已經無可辯駁地證明了各種心理意志過程都具有相應的神經生理機制，是大腦神經活動(以及有關的身體結構)引起和支持著一切心理意志活動的進行；而大腦神經(和身體組織)的活動乃是物質性生理活動，它們只能遵照客觀規(guī)律和因果關系來進行。因此，一切超越神經生理活動而違反客觀因果規(guī)律的自由意志是不能存在的，人類科學也否定了有獨立存在的精神實體。但由于人們在生活中學習了許多知識與技能，能夠在一定程度上組織自己的思想與行為去實現自己的意愿和目的，這也可以視為是一種“自己決定自己”的自由意志活動。但這種意義的“自由意志”活動是基于神經生理活動且符合因果規(guī)律而進行的(因為知識與技能是依規(guī)律而習得和起作用的)，屬于與必然相統(tǒng)一的自由行為，它們并不破壞世界的因果關系鏈[14]。總之，自由意志問題也不能構成對于因果性、規(guī)律性和決定論的反例。這樣，上述兩種對于決定論的反對理由就都已化解否棄了。那么，決定論就真的存在無疑了嗎？待我們進一步分析之。

    我們認為，除了自由意志和偶然性之外，還有一個干擾決定論嚴格存在的自然因素，這就是世界的無限性。因為決定論的基本含義乃是普遍的因果規(guī)律使得世界的一切皆有定數，這意味著可以依照因果規(guī)律由世界的先前狀態(tài)規(guī)定其后續(xù)狀態(tài)，有一種因果確定對應關系。然而，世界或宇宙的無限性會破壞因果之間的長程對應性，從而也破壞了決定論的嚴格存在。道理如下：

    第一，因果確定性或嚴格因果關系的普遍存在只能在一個孤立或封閉系統(tǒng)中才導致嚴格的決定論，對于一個開放系統(tǒng)則不然。因為一個開放系統(tǒng)會不斷受到外來因素的影響，以它的初始條件或先前狀態(tài)為原因依照因果規(guī)律決定不了它的后續(xù)發(fā)展過程、雖然外來因素也是依照因果規(guī)律確定地起作用的。由此，我們看到了決定論與因果關系和規(guī)律性的區(qū)別：決定論是指世界或系統(tǒng)的初始狀態(tài)對其以后全部演化過程的規(guī)定性，為一種長時程的預言法則；因果規(guī)律嚴格說只有瞬時的規(guī)定性——由前一狀態(tài)嚴格規(guī)定后一瞬間的存在狀態(tài)而不能保證對再后的狀態(tài)有嚴格的規(guī)定(外來因素會干擾其原先的作用效果)，它們只是一種關于事物變化機制的法則。

    第二，如果世界是有限宇宙的話，它就可以作為一個孤立或封閉系統(tǒng)來看待，普遍的因果性和規(guī)律性將導致它的決定論；但如果世界是無限大的話，它就不再是一個系統(tǒng)了，因為“無限大”沒有止境，是不可想象、不可描述、不可總括的，故而不能作為一個整體來把握了，而系統(tǒng)則是一個可以總括的整體。從而，無限大的世界也就沒有了一個可描述的總體“初始狀態(tài)”來作為因果關系和規(guī)律的推演起點，決定論因而也無從安立。另一方面，當世界是無限大的時，那么其中的任何一個有限系統(tǒng)—不論如何巨大—其外都將存在著一個無限大的環(huán)境，從而將避免不了來自無限環(huán)境的外部影響因素，且時間越長，影響因素也越多。再則，無限世界的每一事物也將受到來自無限過去之無限遠處的無限因素的無限影響，這種無限影響也是無從計量的。同時，不論未來科學如何發(fā)達，人力所及的范圍總是有限的；盡管數學上有表示量無限的極限方法，但可以斷言，科學絕不可能發(fā)展出描述無限物質世界和總括無限環(huán)境影響的實用方法來，“無限遠處”永遠是未知之謎。因此，無限世界中的任何一個有限系統(tǒng)和事物都將無法確定它所遇到的全部影響因素，從而也就無法確定它們的未來狀態(tài)，故其決定論也無從形成。即從全體和部分兩方面分析，無限世界都不能是決定論的。

    第三，或許有人會說，上述道理只是一種認識論的非決定論，而不是實在意義的非決定論，普遍而嚴格的客觀規(guī)律和因果關系必然會使無限世界的現在狀態(tài)決定它的未來狀態(tài)。其實，這種辯解并不成理，關鍵仍在于“無限世界”不能作為一個整體、一個系統(tǒng)來看待，這并不僅是因為人的能力有限造成的，而是本來就不可能有“無限大的整體”或“無限大的系統(tǒng)”這種違反邏輯的東西存在(因為“無限大”是永遠不能完成其綜合的，故不能當作一種已完成的東西來看待)。再說，各種客觀規(guī)律和因果關系也只能成立于已綜合的事物之中，而無從以“不能綜合的無限狀態(tài)”為初始條件(未完成綜合者不能起確定的原因作用，故因果關系和規(guī)律皆無從生效)；即不能將因果規(guī)律用于無限情形。所以，決定論對于無限世界及其一切部分和事物皆不成立的結論，不僅是認識論的，也是存在論的。

    綜上所述，雖然自由意志和偶然性問題不足以否定決定論的嚴格存在，但世界的無限性問題則可以左右它的真假：如果世界是有限宇宙，則決定論為真；若世界是無限大的，則決定論對于世界及其一切有限部分(系統(tǒng)和事物)都不能成立。但是，在近似意義上，無限宇宙中的某些近似孤立的系統(tǒng)在有限時段內還是可以存在一定精度的決定論的(羅素的“因果線”就屬于這種情形)，因果規(guī)律可以在這些系統(tǒng)中作一定精度的運用。具體對于我們的地球世界而言，如果宇宙是有限的，則地球世界是決定論的；如果宇宙無限大，地球世界原則上應是非決定論的，但在一定期限內它也可以有近似意義的決定論。

    另一方面，上述分析結論還使我們看到了拉普拉斯決定論表述的缺陷所在。實際上，拉氏決定論表述的主要缺陷并不在于它的嚴格因果性和力學規(guī)律性(因為它并不排斥納入其他規(guī)律共同起作用)，而在于它尚未確知世界是有限還是無限的情況下就把宇宙作為一個可 總括的整體來描述了，并認為這個“整體”的力學數據可以(通過神靈)計算出來。然而，如上所述，如果世界是無限大的話，這個“整體”就并不存在、更不可能計算了。當然，如果世界是有限宇宙的話。則拉氏決定論的表述原則上是正確的；其缺陷乃在于并未確定世界是有限還是無限的情況下就按有限宇宙來表述了。

    那么，世界究竟是無限還是有限的呢？這個問題乃是哲學和科學中的難題，需要另作專題研究。但從邏輯角度來看，無限空間和世界起點乃是兩個最不可理解且難以想象的東西；“無限大”意味著永無止境、永未完成之狀，不當為已經“是”的存在物之空間；而“世界起點”則意味著毫無憑依的突然創(chuàng)造，永遠不可解釋者！反之，如若世界是有限無邊的閉合宇宙的話，則可有合理的邏輯意義。因此，有限宇宙和決定論世界至少也是可能存在的情形。并且，嚴格決定論的世界也沒有什么可擔憂的：因為一方面，世界之巨大和復雜已使世界和人生的未來絕不可詳知，人們還是永遠面臨著未知的命運，前程總是新景；另一方面，在因果規(guī)律的決定論世界中，人的思想行為也是事物因果鏈條的構成環(huán)節(jié)(即人的心理意愿會通過其神經生理機制參與決定下一步的事物發(fā)展)，從而人生的理想和奮斗仍有意義和必要，未來仍然需要自己去爭取(即人生是組成決定論的構元而參與未來的決定，而不是決定論世界的外在等待者)，并要對自己的行為負責任[14]。所以，對于我們的人生來說，世界是不是決定論的并無實際的不同，前程仍然常新，成功仍需奮斗。

第4篇：量子力學的含義范文

記者：這次有人提出要“廢除中醫(yī)”，原因是“中醫(yī)不科學”。而中醫(yī)給人的印象，無論是診斷方法還是用藥確實不像西醫(yī)學那么嚴謹。

何裕民：這個問題話題比較長，首先，在近一百年來，科學對于中國是非常時髦的事，其實科學的含義是多樣的。首先科學作為一種知識形態(tài)；其二，我們講“科學的”，往往是相對于迷信而言的。

就知識形態(tài)而言，我認為中醫(yī)是帶有歷史烙印的傳統(tǒng)科學形態(tài)。至于中醫(yī)科學不科學，那是毋庸置疑的，因為中醫(yī)相對于迷信來說是科學的。就引申出一個更大的問題：怎么來看醫(yī)學。

就“狹義的科學”來說，歷史上或者目前所遵循的主要是指物理科學，物理科學是嚴格意義上的科學。它是用還原方法，進行定量分析，然后用數字化表達。從這個含義上來說，我說一句可能很多人都會吃驚的話“現代西方醫(yī)學都不是科學”。

這是一個非常著名的科學哲學家說的，他叫庫恩，美國人，這是他在50年前就發(fā)表的一種議論。他認為醫(yī)學分兩部分：一部分是基礎，是生物科學，他認為生物科學尚夠得上科學標準；醫(yī)學的另一塊，更為重要的，也是醫(yī)學的主體――臨床醫(yī)學，卻遠遠夠不上科學的標準。

我們講兩個例子：一般人看病都喜歡找老醫(yī)生，不管找老中醫(yī)還是老西醫(yī)，因為經驗豐富。經驗的東西就不是定量化可以表達的，充滿著技藝之類成分，不是科學的問題。真正意義上的科學，比如說IT行業(yè)，原子物理，一般來說，30歲左右是最好的年齡段。因為科學是嚴格遵循還原方法論的，且不斷更新，很快很快，醫(yī)學卻恰恰相反。

第二個證據，近十幾年來醫(yī)學領域興起了一門新學科：循證醫(yī)學。就是充分尋求可信的臨床證據，因為我們光靠實驗室得出來的這些證據，還不足以說明很多問題。循證醫(yī)學的出現也表明醫(yī)學主體目前還夠不上一門嚴格意義的科學。

再如，揭示規(guī)律是科學理論的重要特征，物理科學認為規(guī)律是唯一的，無例外的。但生物科學領域并無嚴格意義上的規(guī)律，用著名現代生物科學哲學家邁爾的話來說：“生物學中只有一條定律，那就是所有概括都有例外?！?/p>

所有的物理科學，最后表達都是數字公式，比如自由落體定律，可以表達為H等于1/2gt2。但生命科學講的都是概率、百分比，大概是多少。從這個意義上來說，即使生物科學也夠不上嚴格意義上的科學。

這些生物科學家強調生物階層在不同水平上都有不同的特征，需要不同的理論，從大分子到細胞器，到細胞、組織、器官、人的整體，每一階層都導致獨立的生物學分支產生，低層次的特征并不足以完全解釋高層次生命活動的特點，但這在物理科學卻是必然的，因此他們力主生物學必須與物理科學保持“持續(xù)的間隔”。生物科學可以充分借助物理科學的方法、手段，但還必須形成自己的方法體系。

再講第三個含義，醫(yī)學還是一門人學，還是一種生活方式。有個離休干部，他患高血壓、糖尿病，每次都開同樣兩種藥物。醫(yī)院有三種號5塊錢、15塊錢、50塊錢，他每次就掛50塊錢，同樣拿兩種藥。他說：“5塊錢的，醫(yī)生不聽我說，不讓我說；15塊錢的，讓我說，不聽我說；50塊錢既讓我說也聽我說，也和我交流。”你說這是科學問題，還是人學問題？所以我個人認為，關于醫(yī)學科學問題的討論，或者中醫(yī)不是科學問題的討論本身前提就是有點站不住腳的，缺乏一個常識，你想把醫(yī)學嚴格定義為科學，那么這門醫(yī)學肯定是沒有人性的。

醫(yī)學本身是科學的一個部分，醫(yī)學本身帶有一定的人文特征，如果我們帶有這種觀點來看的話，我覺得中醫(yī)學的存在，對世界是一件幸事。

中醫(yī)可稱是“生態(tài)醫(yī)學”

記者：有人說真理是唯一的，醫(yī)學真理西方已揭示了，中醫(yī)學就沒有存在必要了。

何裕民：這句話很不妥，實際上是上世紀占主導地位的科學主義的核心觀點。我只舉一個例子，心理學研究的也是人的問題，心理活動也有物質基礎，心理學卻是存在著眾多的學派與學說，從精神動力學、行為主義、格式塔、心理生理學到人本主義等等，就心身醫(yī)學而言，日本也有自己的“森田療法”。生命科學領域，遠未達到可以肆談統(tǒng)一、唯一的境界，我們完全應該寬容地珍惜傳統(tǒng)精華，加以弘揚。

記者：現在西方醫(yī)學已經非常發(fā)達，在社會生活中占主流地位，中醫(yī)還有什么意義？

何裕民：所有科學探索活動都受制于哲學觀念的指導。中國占主導的是自然觀點元氣論，西方占主導的是原子論。元氣論驅使人們注重過程與狀態(tài)，注重相互關聯(lián)與互動；而原子論則促使人們注重結構，注重還原，重視細節(jié)與構造。中西醫(yī)學理論解釋的最深層次的分野也就在于此。因此，我們看到了中醫(yī)注重整體的“氣”，活體的經絡，人與外界的互動，中醫(yī)叫“天人相應”。而西醫(yī)卻汲汲于細胞、大分子、基因。而現代科學的走向是強調兩者的有機互補與結合，特別是新興的復雜性科學。

舉個簡單的例子，量子力學是二十世紀物理學的最偉大貢獻之一，量子力學的理論解釋至今就存在著“粒子說”與“波動說”，而“粒子說”就是原子論的經典體現，“波動說”似乎與中國（包括中醫(yī)學）的氣論更能對話。

這就回到了自主論生物學家的基點了：生物不同階層，有著不同的特征，現代醫(yī)學著重于揭示細胞、細胞器及基因層次的生物學特征，向上也兼及了器官、組織，但到此為止。而中醫(yī)學卻著重揭示粗略的臟腑之間，特別是生命整體及該生命體與其生存的環(huán)境（生態(tài)）之間的互動特征。

用我的話來歸納，可以這么說，中西醫(yī)是以“不同的術語，揭示著生物不同階層系統(tǒng)的不同特征”。盡管中醫(yī)用的術語粗疏得多，甚至有許多荒謬之處，但你無法否定他的理論價值所在，就像整體層次的“經絡”現象，就像是“氣”所揭示的整體生命現象。

順便說一句，有位著名的否定中醫(yī)人士，口口聲聲說中醫(yī)是偽科學，但他卻從20世紀70年代就一直撰文充分肯定元氣論的現代科學價值，因為這是無法否定的事實。

中醫(yī)理論揭示更多的是整體與生態(tài)層次的生物問題，認為稱中醫(yī)為“生態(tài)醫(yī)學”，亦無不可。

第5篇：量子力學的含義范文

關鍵詞：時間之矢；演化；熵

從古至今，關于時間方向問題的探討一直困擾著哲學家和物理學家。在傳統(tǒng)物理學中，時間沒有方向，它僅僅是作為運動的一個外部參量存在的，用可逆的物理方程描述客觀世界，忽略了不可逆性的真實過程的理論近似，這就在本質上否定了自然界的演化與歷史性，因此受到了恩格斯與波普爾等人的深刻批判。20世紀80年代普利高津提出了“時間之矢”的概念，并科學論證了時間是有方向的，“熵”概念的引入使時間之矢開始從外部走向內部，把自然界的各種規(guī)律統(tǒng)一了起來，使自然界的演化獲得較好的解釋，為科學的發(fā)展提供了方法論支持，因此， “時間之矢”概念的探討具有了非常深刻的理論與現實意義。

一、時間之矢的概念及內涵

唯物辯證法認為一切事物都是發(fā)展變化的。同樣，人們對時間問題的認識也是在不斷發(fā)展變化的。在科學史上，牛頓是第一個給時間以科學定義的人。但在他的物理學中時間是均勻恒定的流逝的，它僅僅是描述物質運動的一個外部參量，與物質運動的性質沒有任何內在的必然的聯(lián)系；堅信時間具有同時性，是對稱的可逆的，過去、現在和未來是完全相同的，這在本質上就否定了自然界的演化或歷史性——時間失去了方向。20世紀初，相對論的誕生超越了牛頓的絕對時空觀，引入了時間、空間等概念，強調了事物的整體性、時空與物質的不可分性，指出時間和空間隨物體運動的速度變化而變化。但此時由于牛頓“絕對時空觀”長期對人們思想的禁錮，使人們難以走出“時間反演對稱性”的桎梏，正如愛因斯坦所說“過去、現在與未來之間的分別只不過有一種幻覺的意義而已”（1）。顯然，愛因斯坦的相對論時間雖然在時間觀念上引起了一次偉大的革命，但它對人們理解時間的方向、演化的不可逆性卻毫無幫助——時間仍然沒有方向。20世紀70年代英國宇宙學家霍金提出了“虛時間”的概念，拓寬了時間的含義，但此時時間仍是可逆的沒有方向，80年代普利高津提出了“時間之矢”的概念，并科學論證了時間是有方向的；自然界中發(fā)生的所有過程都是不可逆的，并且指出時間的不可逆性是無條件的絕對的而時間的可逆性是相對的。由此，時間有了方向。人們最終在一定層面達成了共識：時間之矢是指時間的流逝，是指時間的單向性或不可逆性，亦即時間對稱的破缺，或世界演化的不可逆性。到目前為止人們已經在熱力學、統(tǒng)計物理學、生物學、電磁學、量子力學、宇宙學、心理學等領域證實了時間之矢的存在。

熱力學的時間之矢即熵增加的時間方向，它來自熱力學第二定律，指向無序；生物學中的時間之矢是生物進化的時間方向，是一個從簡單到復雜從低級到高級的不可逆過程，它指向有序；電磁學以時間之矢是振動電磁產生的電磁波的傳導方向；量子力學時間之矢是原子的自發(fā)輻射的時間方向；宇宙學時間之矢指向宇宙膨脹的方向；心理學時間之矢在我們人類的經驗中是最顯著的，我們覺察到的并記住的總是過去而不是將來。當然它們之間亦存在著千絲萬縷的聯(lián)系，史蒂芬?霍金在《時間簡史》中曾做過詳盡的闡述?？傊S多學者都認為自然界所有過程的不可逆性都來自宇宙的原始爆炸和隨后發(fā)生的宇宙膨脹。他們認為，宇宙中最根本的方程是可逆的引力場方程，加上大爆炸的初始條件就選擇了宇宙膨脹這個解，從而產生了宇宙學之矢。以后在宇宙膨脹的不同階段，相繼產生了電磁學之矢、熱力學之矢、生物學之矢等，而心理學時間之矢是在我們頭腦中由熱力學時間之矢所決定的。

二、時間之矢與自然演化

在傳統(tǒng)物理學與經典力學中沒有進化與歷史，時間僅僅是一個描述運動的幾何參量，世界演化的方向僅由經驗決定而不是由理論來描述的。正如柏格森在《創(chuàng)造進化論》中指出，經典力學中“變化不是別的，而是對演化的一種否認”。對此普利高津認為，盡管相對論與量子力學自身相當革命，卻仍因襲了牛頓物理學的思想：一個靜止的宇宙，即一個存在著的、沒有演化的宇宙。然而把時間之矢同自然演化聯(lián)系在一起時就突現了時間的質的規(guī)定性，使時間同方向真正地、內在地統(tǒng)一起來，進而使自然演化的程度可以用時間來度量。當然在演化的基礎上對時間之矢加以科學的系統(tǒng)的闡述則是在非平衡系統(tǒng)自組織理論提出“內部時間”之后。

自然演化有兩個特定的方向：進化與退化，進化與退化從哲學上講同有序與無序、可逆與不可逆、對稱與破缺等范疇有十分密切的聯(lián)系。自然界的變化表現為過程，其有可逆與不可逆之分?？赡媾c不可逆是自然科學在研究變化過程中遇到的一種普遍現象?？茖W家用“熵”的增減來說明演化過程的方向。英國物理學家愛丁頓就把熵看作“時間之矢”，并堅信時間之矢的方向就是物質系統(tǒng)的演化過程的方向。熵增就意味著系統(tǒng)從有序向無序演化。

“熵”的提出是19世紀的重大成就之一，它出自于熱力學，并經過玻爾茲曼的統(tǒng)計解釋被移植到其它多門學科。愛因斯坦在與里茲的爭論中曾說過：熱力學箭頭是由熵增原理定義的，時間箭頭是完全同熱力學關系聯(lián)系在一起的。自然界里絕大多數是開放的系統(tǒng)，與外界有能量和物質的交換，即外界與系統(tǒng)之間有熵流，因此也就有熵流與負熵流之分。事實也說明生命過程與負熵聯(lián)系著，負熵是導致生物進化的一個必要條件。薛定諤在《生命是什么》一書中提到，生命似乎是物質的有秩序和有規(guī)律的行為，它不是完全以其從有序轉向無序的傾向為基礎的，而是部分地基于那種被保持著的現存秩序，即生命有機體是依賴負熵為生的，負熵是開放系統(tǒng)從無序向有序的進化過程的“時間之矢”。雖然熵并非能夠完美的對時間進行標度——在與平衡態(tài)相距很遠的非平衡態(tài)中，熵的概念不再存在，——但它已足夠說明時間的方向性。 轉貼于

在熱力學第二定律提出后，達爾文提出了生物進化論學說，將演化的觀點帶入科學界，但人們很快發(fā)現經典熱力學與達爾文生物學發(fā)現的單向過程并不一致。經典熱力學中“時間之矢”朝下，趨向于無序狀態(tài)和隨機性；而在生物進化論中“時間之矢”朝上，趨向于在一定結構和功能方面的組織性更高層次。對此不同的科學家們有不同的價值取向，并據此提出了不同的理論與觀點，為自然演化的進程做出了巨大的理論貢獻。1969年普利高津發(fā)現，在不違反熱力學第二定律的前提下，自然系統(tǒng)可以經過自組織過程從無序演化為有序。從而使人們明白進化與退化的兩種時間之矢的沖突僅僅是一種表面現象，進化的系統(tǒng)是一開放系統(tǒng)，宇宙過程并不將時間之矢指向宇宙熱寂狀態(tài)。但不可否認的是在生物的進化中也有退化——局部的退化。

三、時間之矢的現實意義

首先，正確理解“時間之矢”有利于人們樹立正確的世界觀和方法論，防止偽科學的產生?！皶r間之矢”實質就是對經典物理學中對稱性的突破，對決定論的否定，它促進人們的思維發(fā)生了一場徹底的革命。非決定論代替了決定論使其描述的自然圖景更負有科學性與時代性。這是科學發(fā)展的必然結果，是我們在認識世界的過程中追求新的平衡新的對稱性的必然結果，是人類認識史上的一次巨大飛躍。但我們并不否認對其的誤用亦使世界文化充斥著濃厚的相對主義與多元主義色彩，為偽科學的產生提供了基礎。

其次，把時間之矢納入科學描述之中，有利于對科技的正負效用產生正確的認識，防止對待科學技術的極端化傾向，有利于更加合理的使用科技造福人類，做到防患于未然。長期以來，由于受確定性的影響人們堅信科學規(guī)律是永恒不變的絕對真理，人們對科技關注的焦點也在于科技為人們所帶來的福利，而對于科技所附有的負面作用要么視而不見，要么認為科學能解決一切。然而事實證明了如果將時間之矢排除在科學的描述之外，表面上我們是獲得了確定的知識，但實際上他并不符合自然法則。當然不確定性并不意味我們完全無知，科學規(guī)律顯示了它的相對真理性與內在的不確定性，是確定性與不確定性的辨證統(tǒng)一。所以對待科技我們既不能盲目的樂觀也不能盲目的悲觀。時間之矢觀念的加強可以使我們正確認識科學規(guī)律的不確定性是實質，從而防止對科技作用的無限夸大，認為科技能包攬和解決一切。當然時間之矢意識的加強也有助于防止因科學規(guī)律本身的隨機性而陷入徹底的相對主義，進而盲目悲觀。

再者，時間之矢的確立能促進自然科學反省由近代科學所造成的人與自然相分離的關系格局。時間之矢的遺忘使人們把整個未來與整個過去都包含在現在之中，人的主體性地位被空前提高，人與自然嚴重分離，從而帶來了哲學上主體與客體的分離，也導致了科技文化與人文文化的不相容，所有這些都是與我們當今所倡導的和諧、可持續(xù)發(fā)展的道路相違背的，所以科技與人文的融通已迫在眉睫。

總之，人類的發(fā)展與自然的演化是不可能脫離時間之矢而獨自進行的，任何否定時間之矢的行為其實質都是企圖將世界演化的歷史性、生命的根源等排除于科學之外；都是要否定不確定性與隨機性的存在，而一味的追求單純，追求單一性。事實上“大自然喜愛單純，不愛過多因素的繁華?！保?）這僅僅是科學家們的一相情愿。而要真正走出科學確定性的迷霧，正確認識時間的真諦與世界的演化，并在認識自然與改造自然的科技活動中能自覺保持人與自然的動態(tài)平衡與和諧，牢牢樹立時間之矢的觀念是必不可少的。

注釋：

[1] 許良英等譯：《愛因斯坦文集》第三卷，商務印書館，1979年版，第507頁

[2] 彼得、

參考文獻：

[1] 陳其榮.自然哲學.復旦大學出版社，2005(2).

第6篇：量子力學的含義范文

1.信息是哲學層次上的抽象

信息論的主要創(chuàng)始人，美國數學家克芬特?仙農在研究信號、消息和信息的相互關系時指出：信號是信息的物理表達層；消息是信息的數學表達層；信息則是更高層次哲學上的抽象，是信號與消息的更高表達層次。這是一個非常精辟的論述?？上?，現在我們很多人在很多情況下都把消息和信息混淆在一起。包括仙農先生本人給信息一詞下的定義：“信息就是不確定性的消除量”，也并不是從哲學層次上提出來的?；煜畔⒑拖⒌谋澈笫俏覀儗φ軐W和數學的認知出現了差錯。我們要找出這些差錯，還要對整個事件發(fā)生的來龍去脈詳加分析。信息論、控制論和系統(tǒng)倫這三個密切相關又自成體系的理論為什么會在短短的三、五年內同時出現？它們產生的歷史背景是什么？恐怕還得從一百年前相對論和量子力學的出現開始談起。

A.哲學百年滄桑

我在上一章“時間和空間”中講到：現代哲學一直停留在19世紀的水平上沒有多大的進展，表現出了明顯的衰落。造成這一狀況的原因是：自從20世紀初相對論和量子力學先后問世，人們對客觀世界的認識就進入到一個新的層次，而哲學家的步伐卻一直跟不上來。辯證法只能解讀“牛頓三定律”層次的東西，而科學家們急需要有一種新的思想方法來解讀相對論和量子力學。在這樣的歷史背景下，一些科學家在從事自己所在專業(yè)的研究過程中，逐漸觸及到一個新的哲學體系――系統(tǒng)觀察法。這是一個超出辯證法而又不脫離辯證法的思想體系，就像相對論既超出又不脫離牛頓三定律一樣。由于大家所處的具體專業(yè)不同，每一個人都僅僅接觸到這個思想體系的一部份，于是信息論、控制論和系統(tǒng)論紛紛出籠。這三個科學理論實際上就是不同專業(yè)的科學家從不同的角度對同一個哲學思想體系的表述?？上У氖且呀洶雮€世紀過去了一直沒有人能把三者融會貫通地結合起來，提煉出一個完整的哲學思想體系，形成一個完整的宇宙觀。

為什么會這樣呢？經過了二、三百年的發(fā)展，現代科學已經在西方文化的基礎上形成了一個相對完整的思想體系。在思維方式上它以微觀分析思維為主導思維方式，拒絕承認宏觀綜合思維的主導作用；在思想方法上它僅僅認識到矛盾雙方的辯證關系，對矛盾雙方生存的共同基礎認識不足，對多頭矛盾共同作用缺乏認識；在宇宙觀上它固守“牛頓三定律――廣義相對論”的宇宙觀，對量子力學的宇宙觀視而不見。只把量子力學當作奴隸來使用，而拒絕承認它的宇宙觀，真可謂是天大的冤枉。在這樣一個具有明顯缺陷的思想體系主導下，我們的科學家即便是在自己的實踐活動中已經認識到了更高層次的思想方法，也是僅僅局限于一般性應用，不能從宇宙觀的高度把一個完整的哲學思想體系建立起來。

如此說來，目前信息論、控制論和系統(tǒng)論都還是一種處在原生狀態(tài)的哲學。它們剛剛從社會實踐中走出來，還需要有一個錘煉和升華的過程，最后才能形成一個更高層次的哲學思想體系。一個全新的思想方法背后必然有一個全新的宇宙觀。盡管目前人們在強大的思維慣性作用下僅僅把新的思想方法當作工具在廣泛使用，而拒絕承認它的宇宙觀，但是它入主哲學殿堂的步伐是誰也阻擋不了的。當唯物辯證法升級為系統(tǒng)觀察法的時候，唯物主義宇宙觀也自然會提升為一個系統(tǒng)性的宇宙觀。總之，哲學在20世紀發(fā)生了一場跨越式的發(fā)展，很多哲學家被拋棄在了19世紀，這是不容否認的歷史事實。

信息論、控制論和系統(tǒng)論它們究竟屬于哪一個學科？為什么我們不能講“信息學、控制學和系統(tǒng)學”？我們?yōu)槭裁慈匀环Q克芬特?仙農和諾伯特?維納是數學家，難道他們在信息論和控制論方面的貢獻比不上在數學方面的貢獻嗎？我心頭多年的疑惑總算是有了一個說法?！懊徽齽t言不順”，現在到了給信息論正名的時候了。信息論就是20世紀最偉大的哲學論著；它的作者就是20世紀最偉大的哲學家。我們不這樣給他們定位，我們就不可能真正理解什么是“信息”；也不能真正理解什么是哲學。

我在前面“第三章時間和空間”中曾經說：“20世紀沒有嚴格意義上的哲學家”，現在看來也需要稍作修正。應該說：信息論、控制論和系統(tǒng)論的幾位創(chuàng)始人真真正正是20世紀的哲學家。雖然連他們自己都沒有意識到他們觸及到的是一個高層次的哲學體系，這并不影響他們成為新的哲學體系的發(fā)現者和實踐者。這也正顯示出哲學的奧妙所在。從歷史上看，真真正正坐在那里大篇大篇地寫哲學專著的人，往往并不一定是真正意義上的哲學家。

聯(lián)想信息論、控制論和系統(tǒng)論在當今社會中的顯赫地位，豈不正好是哲學理應所處的位置嗎？20世紀衰落的并不是哲學，而是我們這些職業(yè)的哲學人。歷史給我們哲學家們開了一個不大不小的玩笑，恍然大悟之后還真有點讓人羞愧難當?！巴卟豢芍G，來者猶可追。”尊敬的哲學家們，讓我們把19世紀的一些哲學命題權當是寶貴的文物暫且擱置起來吧，什么物質和精神呀，唯物和唯心呀，都暫且不要考慮，趕快投身到建設新的哲學體系的宏偉工程中來吧！現在，信息論、控制論和系統(tǒng)論已經滲透到了全社會的各行各業(yè)和所有的科學領域，我們再將它們貫通起來整合成一個完整的哲學思想體系，那還不把整個人類社會都折騰到天堂上去？

B.哲學源于實踐

我們從信息論、控制論和系統(tǒng)論的產生到它們向全社會各個研究領域全面滲透的過程中看到了什么？看到的是：一個新的哲學體系從實踐中產生又返過來指導實踐的過程。

廣義相對論和量子力學把人類對客觀世界的認識帶入了一個新的層次；在這個新的層次里面產生了新的認識方法；新的認識方法背后隱藏一個新的宇宙觀。所以，要想在新的世紀里面當一位新的哲學家，首先必須認真理解廣義相對論和量子力學，特別是要學會系統(tǒng)地理解它們的時空觀，然后再學習在這兩個基礎理論之上已經形成的信息論、控制論和系統(tǒng)論。最后才有資格展開你的哲學思維。哲學源于實踐，你不進入到這樣的物質層次就不可能產生相應的哲學思考。

當我們學習了信息論、控制論和系統(tǒng)論再去學習中國哲學的時候，我們會發(fā)現它們兩者之間竟然能非常容易地溝通起來。這是為什么呢？我們把上面的道理返過來想一想就會明白，原來它們的思維都深入到了同一個物質層次?，F代人是由廣義相對論和量子力學把思維引入到這個物質層次里面來的，那么中國古代哲人是如何把自己的思維深入到這個層次里面來的呢？沒有別的方法，只有練功“入靜”，讓大腦進入“莊子”所說的那種“坐忘”狀態(tài)，從而感觸到一個更深入的物質世界。練功就是中國古代哲人非常重要的一種實踐活動。

研究哲學需要有很深入的社會實踐體驗。一個現代的哲學家，你如果想研究中國哲學就必須要學會“入靜”。你感觸不到意境中的那個物質世界，你就不能理解中國哲學的精髓所在。同樣，你要是想當一個21世紀的哲學家，就必須跟隨廣義相對論和量子力學進入到一個更深入的物質世界，特別是要弄清楚它們的時空觀。這是最基本的入門條件，你如果作不到這一點就只能停留在19世紀，做一個19世紀西方哲學的守護神。因為19世紀以前的西方哲學對客觀世界的認識只局限在四維時空的顯物質世界。

C.信息和意識

“信息”實際上就是哲學家通常所說的“意識”，是更高理論層次上的意識。信息較意識有著更廣泛、更深入、更充實、更具體、更實用的內涵。從意識到信息，標志著人類對客觀世界的認識深入到一個新的物質層次，也是哲學在20世紀發(fā)生的一次跳躍式的發(fā)展。

20世紀初，廣義相對論把一個由時空張力廣泛聯(lián)系的宇宙介紹給我們；量子力學把一個不確定的混沌宇宙介紹給我們；而在此之前，人們只有一個由萬有引力廣泛聯(lián)系的宇宙。人類對客觀世界的認識由此深入到了一個新的層次。人與外界的交換越來越頻繁、越來越復雜。人與人之間的意識交流出現了越來越多的轉換形式。原來人與人之間是通過語言來直接進行意識交流的，語言是意識的表現形式；語言是現實的意識。電話的出現，使電信號也成了意識的表現形式和現實的意識。到了信息論我們就把電信號改稱為信息的表現形式和現實的信息，意識就是這樣很簡單地轉稱為信息進入一個更高層次的哲學體系。現在人們往往不能十分清晰地界定信號、消息和信息之間的關系，我們只要把這三者的關系稍微理順一下就很容易明白：信息就是原來的哲學體系中的意識。原來我們把語言看作是現實的意識、把一本書看作是固化的意識；現在我們把語言看作是信息在物理層次上的表達、把一本書看作是儲存起來的信息。

信息一點也不否定原來的意識，只是在原來意識一詞的含義上加入了一些新的內容。新的內容主要是從兩個方面加入的。一個方面就是上面剛講過的，原來的哲學僅僅把語言看成是意識的表現形式和現實的意識，而信息論則把信號看成是“意識”的物理表現形式，把消息看成是“意識”的數學表現形式。很明顯是根據時展的需要把意識的表達形式更進一步細化了。

另一方面加入的內容就不太容易理解了。我們對客觀世界的認識不斷深入，“物質”一詞的內涵不斷向“意識”方向擴展，到了暗物質、暗能量，物質和意識實際上已經完全合二為一了。按說依照辯證法并不應該難以理解，矛盾雙方在一定條件下的相互轉化呀！可是我們的哲學家就是拒絕承認。歷史要發(fā)展，科學要前進，“信息”一詞也就應運而生了。它不僅保留了“意識”一詞原來的內涵：“意識是物質的產物”，它更告訴我們：“在物質世界的一定深度，意識就是物質”。也就是說，信息一詞不僅包涵了主觀的意識還增加了客觀的意識。信息論要討論主觀信息和客觀信息的問題，這在原來的哲學體系中是拒絕討論這個問題的。

總之，信息就是系統(tǒng)化、層次化、客觀化的意識。在這里一下子還講不明白，到下面“主觀信息和客觀信息”一節(jié)再作詳談。

D.信息和消息

信息和消息的關系非常復雜，因為它涉及到哲學和數學的關系。研究它們之間的關系使我想起了中國哲學一句名言：“道可道，非常道”。就是說：用語言可以表達清楚的道理，都不是自然界最根本的、永恒不變的道理。我們給“信息”一詞下了幾十上百個定義，沒有一個十分妥貼讓人滿意的。就是因為“信息”與中國哲學的“道”進入了大致相同的哲學層次。用語言（包括數學語言）都不可能完全表達清楚它的內涵。

能夠用語言表達清楚的“道理”比“道”低一個層次，但是當我們所要認識的客觀事物本身就處在物質世界比較淺顯的層次的時候，“道理”和“道”就完全一致了，在這種情況下我們完全可以把道理看作是“道”。同樣，信息和消息的也是這樣。信息一詞具有較深層次的哲學內涵，是不可能用語言（包括數學語言）完全表達清楚的。用語言（包括數學語言）能夠完全解釋清楚的應該是消息。但是，當信息所在的系統(tǒng)處在客觀世界比較淺顯的層次時，信息和消息是完全等同的，在這樣的情況下我們把信息和消息混淆在一起也不為錯。只是我們必須清楚二者在什么情況下是相同的，可以相互通稱；在什么情況下二者是截然不同的不能相互通稱。

信息是哲學層次上的抽象。如何抽象才是哲學層次上的抽象呢？我對克芬特?仙農先生的論述是這樣理解的：對客觀事物的物理特征進行抽象，包括三維大小尺度、顏色、溫度、頻率、速度、強度等等，可以獲得信息的最低級表達層次---信號；對信號進行數字化處理，運用數學語言進行邏輯推理、綜合、分析，可以獲得信息的較低級表達層次―-消息；哲學層次上的抽象在以前的哲學中主要是指運用辯證法對客觀事物進行多方位的抽象，而到了信息論這里已經上升為運用系統(tǒng)觀察法對客觀事物進行多時空的系統(tǒng)的抽象了。學習過系統(tǒng)論的人都知道，系統(tǒng)可以賦予我們一種洞察力，讓我們能認識到其他方法觀察不到的一些客觀現象，而信息一詞的內涵恰恰就包括了這樣一些新的內容。

消息是信息的數學表達層，或者說是語言表達層。由于四維時空的“數理屏障”作用，消息只能存在于四維時空之內，而信息一詞是不受時空屏障制約的。在四維時空之外只有客觀信息存在，沒有消息和信號存在；在四維時空之內既有客觀信息存在還有主觀信息存在。消息與主觀信息是完全相通的，可以通稱；消息與四維時空內的客觀信息就不在同一個層次，是不可以通稱的。詳細解釋還是放到下面“主觀信息和客觀信息”一節(jié)來講。

2.信息是我們與外界交換內容的名稱

信息論與控制論的創(chuàng)始人之一，美國著名數學家諾伯特?維納認為:“信息就是我們在適應外部世界和控制外部世界的過程中，同外部世界進行交換的內容的名稱?！边@一句話講的很有內涵，值得我們仔細探究。首先它告訴我們：信息存在于我們同外界進行交換的過程中，我們不與外界進行交換的時候信息就不存在。在沒有我們存在的客觀世界中本來是沒有信息存在的，“信息”的主觀屬性赫然若揭。

“交換內容的名稱”這7個字也值得我們細心玩昧，信息不就是我們對交換內容的一個稱呼嘛？這使我想起中國古人的一句名言：“名可名，非常名”。說的是我們對周圍事物的任何稱呼都不是一成不變的，隨著時間和空間的變化，我們對周圍事物的稱呼一直都在不斷地發(fā)生著變化。一般情況下，我們都是給相對穩(wěn)定的事物起一個名字，對于變化快的、比較復雜的事物我們沒有必要給它起名字，或者不方便起名字，這時候就需要有一個統(tǒng)稱，信息就是我們在這個時候使用的一個統(tǒng)稱。所以，不管是已經有名稱的客觀事物，還是沒有名稱的客觀事物我們都可以把它們的基本屬性和存在方式看作是一個信息。當然這樣的信息在未被我們的大腦意識到之前只能算是一個消息或一個信號。

我們在適應外部世界和控制外部世界的過程中，同外部世界在不斷地進行著物資和能量的交換。對于交換的內容有時我們有具體的名稱，我們既可以直呼其名，也可以稱之為“信息”；如果沒有具體的名稱，我們就直接稱之為“信息”。在此，我想模仿我的祖人“莊子”說一句粗話，還望大家見諒?！笆裁炊际切畔?，信息也什么都不是。信息是個‘屁’”。消化道中的臟氣從排出，它的響聲和氣味開始擴散、稀釋，一直到人的感覺器官不能感覺到為止，我們把這一時間段的臟氣稱之為：屁。通常我們說：甲某放了一個屁把乙某給嗆跑了。如果我們用信息化的思維方式來說這句話，就是：甲某釋放出一個信息，乙某接受到這一信息后迅速離開了。這個簡單的例子告訴我們：信息論就是一個方法論，它告訴我們如何用信息化的思維方式去認識復雜的客觀世界。

一個外科醫(yī)生可以從患者的放屁聲中獲得手術成功的信息。因為“屁”是患者消化道的產物，它攜帶著患者消化系統(tǒng)的信息，它攜帶的信息量與它所在系統(tǒng)的復雜度密切相關。屁聲在沒有轉輸到醫(yī)生的大腦之前只是一個客觀信號，被醫(yī)生的意識系統(tǒng)接受之后才成為信息，這時它的信息量與醫(yī)生大腦意識系統(tǒng)的復雜程度密切相關，一個經驗豐富的醫(yī)生可以獲得更多的信息量。從這個簡單的例子我們可以看到：任何信息都是系統(tǒng)中的信息，脫離開系統(tǒng)無所謂信息。所以要認識一個信息，首先要了解它所在的系統(tǒng)。

總之，信息論是一種方法論,是我們認識復雜問題的一種思想方法.當我們不使用這一種思維方法的時候,信息是不存在的.客觀世界中只存在著物質,不存在信息.當我們開始運用這一種思想方法的時候,我們可以把任何物質稱之為信息,包括我們已經認識到的物質和我們還沒有認識到的物質;信息就是我們的大腦對物質的一種意識方法.信息化的認識方法和信息化的思維方式是系統(tǒng)思維的主要內容之一,任何信息都是一定系統(tǒng)中的信息，脫離開系統(tǒng)就沒有信息。我們必須把信息論、控制論和系統(tǒng)論結合起來一塊研究，形成一個完整的系統(tǒng)觀察法。

3.主觀信息和客觀信息

作為一個唯物論者，我不認為信息[意識]是一種客觀存在。但是我是一個中國式的唯物論者，承認有客觀信息[意識]存在。走出四維時空物質就是意識，意識也就是物質。對于中國哲學，言重一點的人稱它為：“客觀唯心”，平和一點的人稱它是“樸素的唯物主義”。以前我知道他們說的都不對，可是不知道如何來反駁，現在當我學習了信息論、控制論和系統(tǒng)論以后，我明白了，原來中國哲學中的唯物主義應該叫做：“系統(tǒng)辯證唯物主義”。中國哲學的“天人合一”思想就是透過人體這個小系統(tǒng)去認識宇宙這個大系統(tǒng)。系統(tǒng)辯證唯物主義對客觀世界的認識比辯證唯物主義更深入一個層次，是辯證唯物主義的升級版。辯證唯物主義僅僅是系統(tǒng)辯證唯物主義的一個重要組成部分。

我是馬克思和恩格斯的崇拜者，我崇尚馬克思充滿睿智的頭腦；我佩服恩格斯思路的敏捷，我對他們的辯證唯物主義從未有過懷疑。但是，我是一個中國人，我更信奉中國哲學；我還是一個現代人，我更喜歡學習現代科學理論。我曾經在它們三者之間徘徊，不知所措?，F在好了系統(tǒng)辯證唯物主義把它們非常科學地協(xié)調起來了。中國哲學、辯證唯物主義和信息論、控制論、系統(tǒng)論原本都是一體的，出現矛盾是我們對客觀世界的認識還不夠深入。

信息論、控制論、系統(tǒng)論三論歸一是現代科學理論研究的一大趨勢，系統(tǒng)論是前兩論的基礎也已經基本明確，只是這三歸一該如何一個歸法？多年來一直沒有一個明確的說法。我的方法就是首先給它們區(qū)分主觀、客觀屬性，就是把主觀系統(tǒng)和客觀系統(tǒng)，主觀控制和客觀控制，主觀信息和客觀信息一一區(qū)分開來。

A.主觀系統(tǒng)和客觀系統(tǒng)

系統(tǒng)就是一種整體觀念。當我們用整體的觀念去認識宇宙的時候，我們就把宇宙在主觀上設定為一個系統(tǒng)；當我們把一個國家在主觀上設定為一個系統(tǒng)的時候，也就是在用整體的觀念研究這個國家。系統(tǒng)論就是一個整體方法論?？墒遣恢蠹沂欠裣脒^，你只要用整體的觀念去認識客觀事物就必然會落入中國哲學的套路，因為在運用整體觀念上目前還沒有誰能比得上中國哲學。

我們說：“系統(tǒng)論是具有邏輯和數學性質的一門新興的科學”，并常常以它具有邏輯和數學性質來證明它的科學性。其實我們錯了，正是邏輯和數學的局限性制約了系統(tǒng)論的整體性，致使自然界中廣泛存在的另一大類系統(tǒng)不能被納入系統(tǒng)論研究。這另一大類系統(tǒng)就是德國科學家艾根在他的超循環(huán)理論中描述的“循環(huán)生成和循環(huán)制約系統(tǒng)”；也就是中國哲學中的“五行生克系統(tǒng)”?，F代的超循環(huán)理論和古代的五行生克循環(huán)，他們研究的是同一類自然現象。

這兩大類系統(tǒng)就像是一對孿生兄弟緊密聯(lián)系，相互影響，相互制約共同維護著客觀事物的平衡發(fā)展。也就是說：任何一個客觀事物的歷史發(fā)展過程都是這兩類系統(tǒng)相互影響，相互制約，相互依存共同發(fā)展的過程，像物質世界的膨脹運動和旋轉運動、生物界的遺傳和變異、人類社會中的民主和集中等等?？上У氖沁@兩類系統(tǒng)中有一類系統(tǒng)是不能用邏輯和數學來表達的，現在的系統(tǒng)論只研究具有邏輯和數學性質的系統(tǒng)也是出于無奈。

對系統(tǒng)論的深入研究，讓我們認識到：系統(tǒng)起源于混沌，而最終也結束于混沌，系統(tǒng)的邊緣地帶也都是混沌的，系統(tǒng)處在混沌的包圍之中。那么系統(tǒng)究竟是如何起源于混沌的呢？

我們知道混沌是物質的徹底的自由運動狀態(tài)。自由運動導致部分物質和能量聚積起來，大聚積引發(fā)大爆炸、大膨脹。就是這種膨脹運動勢力在自由運動的混沌之中支撐起了系統(tǒng)；反過來說，系統(tǒng)是膨脹運動勢力把物質組織起來形成的。所以系統(tǒng)都具有方向性[時間性]和擴張性。但是，在膨脹運動勢力支撐起來的系統(tǒng)之中自由運動勢力并沒有被消滅，原來表現為混沌狀態(tài)的自由運動的物質在膨脹運動勢力的沖壓下轉變成了旋轉運動，旋轉運動進一步演化出循環(huán)運動。循環(huán)運動讓物質在自由運動的原則下組織起來形成另外一種系統(tǒng)。這樣在一個相對獨立、完整的系統(tǒng)內部就出現了兩種組織形式的系統(tǒng)，按照膨脹運動組織原則形成的系統(tǒng)我們稱之為“主觀系統(tǒng)”；按照自由運動組織原則形成的系統(tǒng)我們稱之為“客觀系統(tǒng)”。所有自然形成的系統(tǒng)都是主觀和客觀兩種系統(tǒng)交織在一起形成的。

很明顯，現在的系統(tǒng)論研究的主要是主觀系統(tǒng)。雖然德國科學家艾根在研究生物系統(tǒng)進化過程時發(fā)現了循環(huán)系統(tǒng)，也認識到了循環(huán)系統(tǒng)在自然界中存在的廣泛性，但是幾十年過去了，人們一直沒有把這兩類系統(tǒng)并列到一起來研究。造成這一現象發(fā)生的原因大概有如下三個方面：首先是人們的基本觀念問題?，F代社會的主流文化是以分析思維占主導地位的西方文化。人們剛剛開始運用像信息論、系統(tǒng)論這樣的整體思想方法去認識客觀事物，還不能完全擺脫分析思維慣性的制約。客觀系統(tǒng)中各要素之間的復雜關系超出了辯證邏輯的認識范圍，數學語言也無能為力，導致科學在客觀系統(tǒng)面前駐足不前。科研對象的局限性也制約了系統(tǒng)整體思維的全面發(fā)展?，F在科學家們研究的系統(tǒng)大多還是以人工系統(tǒng)為主，而人工系統(tǒng)工程都是主觀系統(tǒng)。在大自然中客觀控制系統(tǒng)主要表現為旋轉運動，如原子的旋轉、太陽系的旋轉，我們目前還不知道它們?yōu)槭裁匆D；在四維時空之外它表現為暗物質和暗能量，而我們對暗物質也還知之甚少。

在生物界和社會組織中，客觀系統(tǒng)雖然容易被我們認識到，由于物理學家認識不到，數學家又解讀不了，這種客觀系統(tǒng)也只能被排斥在主流文化之外。如果再沒有哲學來揭開其中的奧妙，長此以往后果很嚴重，整個人類社會的發(fā)展都會受到很大影響。

通過對系統(tǒng)論的研究，我們認識到：系統(tǒng)來源于混沌。由于系統(tǒng)論研究的主要是主觀系統(tǒng)，而混沌本身就是一種客觀控制系統(tǒng)，所以應該說：主觀系統(tǒng)產生于客觀系統(tǒng)之中。而隨著系統(tǒng)的發(fā)展，主觀系統(tǒng)中又出現客觀系統(tǒng)；客觀系統(tǒng)中又產生主觀系統(tǒng)。從宇宙大爆炸到生命的產生，再到人類社會的出現，再到人類社會的發(fā)展和完善，系統(tǒng)就是這樣由客觀中產生主觀，再由主觀中出現客觀，主觀系統(tǒng)與客觀系統(tǒng)交替促進，協(xié)調發(fā)展。

總之，系統(tǒng)就是一種整體觀念。任何一個完整的系統(tǒng)或者說自然形成的系統(tǒng)都是主觀和客觀兩類系統(tǒng)交織在一起形成的。主觀系統(tǒng)是按照膨脹運動的組織原則組織起來的，因而它具有方向性和擴張性；客觀系統(tǒng)是按照自由運動的組織原則組織起來的，因而它具有不確定性。主觀系統(tǒng)內部各要素之間有級差關系，這是由系統(tǒng)的方向性所決定的控制與被控制關系；而客觀系統(tǒng)內部各要素之間都是相互平等的，這是物質的自由運動原則所決定的相互制約，相互協(xié)同關系?，F代系統(tǒng)論研究的僅僅是主觀系統(tǒng)，這是因為數學語言解讀不了客觀系統(tǒng)。要想建立一個完整的系統(tǒng)理論就必須站在哲學的高度把主觀系統(tǒng)和客觀系統(tǒng)結合起來一塊研究。

B.主觀控制和客觀控制

在現宇宙中，任何客觀事物都是在膨脹運動和自由運動兩種勢力的相互抗衡中發(fā)展起來的。當我們把某一相對獨立、完整的客觀事物看作是一個系統(tǒng)來進行研究的時候，就把膨脹運動勢力對系統(tǒng)的影響作用稱之為：“主觀控制”；自由運動勢力對系統(tǒng)的影響作用稱之為：“客觀控制”。實際上，主觀控制和客觀控制是相互依存、密不可分的，任何一個獨立、完整的系統(tǒng)內部都同時存在著主觀和客觀兩種控制形式。比如：議會對國家的控制就是一種客觀控制，而政府對國家的控制就是一種主觀控制；董事會對企業(yè)的控制屬于客觀控制，而總經理對企業(yè)的控制就屬于主觀控制。

主觀控制是膨脹運動勢力對客觀事物的影響過程。它具有種種膨脹運動的基本特性，如：擴張性、時序性和方向性等。指令和反饋是主觀控制的最基本形式，而促進客觀事物不斷向前發(fā)展是主觀控制的目的。

客觀控制是自由運動勢力對客觀事物的影響過程。系統(tǒng)內部各要素之間自由平等、有序競爭是其基本特性。在這里，“有序”是圍繞主觀控制的方向和目的形成的有序，是主觀控制的結果。循環(huán)相生、循環(huán)相克是客觀控制的基本形式，而維持系統(tǒng)平衡是客觀控制的目的。

現代系統(tǒng)論主要是研究主觀系統(tǒng)；同樣，現代控制論研究的也主要是主觀控制。這是人類對客觀世界認識的階段性造成的，隨著人們對客觀世界認識的不斷深入，將逐漸認識客觀控制，這是一種不容易用邏輯思維和數學語言解讀的控制形式。

C.主觀載體信息和客觀本體信息

任何信息都是系統(tǒng)中的信息，沒有系統(tǒng)無所謂信息。在主觀系統(tǒng)中運行的是主觀信息；在客觀系統(tǒng)中運行的是客觀信息。主觀信息和客觀信息在結構形式上是截然不同的。主觀信息只能依附于相應的載體而存在，故稱之為：主觀載體信息；客觀信息就是一種客觀自在的物質，故稱之為：客觀本體信息。

現代信息論主要講的是主觀信息，客觀信息這一概念缺失，主觀信息和客觀信息混淆不清，導致“信息”一詞的概念一直不能確定。比如：現代科學家經常說：“信息被吸入黑洞、黑洞釋放出信息”等等，在這里信息就是物質，物質就是信息，這就是客觀本體信息。由于不明白主觀信息和客觀信息之間的關系，一些人在論壇上大聲疾呼：“某某科學家在宣揚唯心主義，唯心主義必敗”等過激言辭。實際上科學家沒有錯，錯誤的是我們，我們對系統(tǒng)科學理論的認識不夠深刻；我們對客觀物質世界的認識還停留在比較膚淺的一個層次。研究21世紀的哲學必須在深入理解廣義相對論和量子力學之后。

我們的大腦就是客觀世界中自然生成的一個信息處理器。主觀信息就是大腦把物質的存在狀態(tài)和基本屬性抽象出來，以一定的物理符號[信號]、記錄、儲存起來。大腦抽象的過程既是主觀信息形成的過程，也是主觀意識形成的過程，在這里主觀信息等于主觀意識。當我們非?？陀^地把大腦當作一個信息處理器來認識思維過程時，我們的思路似乎突然開闊起來，原來意識的實質就是物質的存在狀態(tài)和基本屬性。原本物質和物質的存在狀態(tài)、物質的屬性是不可分離的，是大腦把物質的存在狀態(tài)和屬性抽象出來與本體相分離。

在四維時空之外，宇宙大爆炸之前，物質處于自由運動的混沌狀態(tài)，物質就是信息――客觀信息；物質就是意識――客觀意識。物質處于混沌狀態(tài)，物質和物質的基本屬性無可分離，就不存在主觀信息和主觀意識。

物質進入四維時空，進入了多層次的旋轉運動狀態(tài)，有了相對穩(wěn)定的形體，可以被大腦所意識。物質的存在特征和基本屬性被大腦抽象出來就形成了主觀信息和主觀意識。

進入四維時空的物質，在膨脹運動勢力和自由運動勢力的雙重作用下，運動形式不斷提高。生命運動的產生，社會運動的出現，主觀控制和客觀控制的表現形式也不斷提高，客觀信息的表現形式相應發(fā)生了一定的變化。比如：在人類社會中，議會對國家的控制屬于客觀控制，議會選舉過程中每一張選票都是一個客觀信息，都代表一定的社會勢力。選票作為一個載體與社會勢力之間是一個代表關系，是一個設定關系。選票不是抽象出來的，是設定出來的。所以說，在比較高級的客觀控制系統(tǒng)中，客觀信息可以和客觀事物本身相分離，但是，這種分離不是抽象出來的和主觀載體信息有著明顯的區(qū)別。

舉例說明一下：前幾年長虹集團在電視機市場上掀起一場降價風波。長虹集團老總的一紙電文，長虹彩電在全國范圍內全面降價。這一紙電文就是一個主觀載體信息。這一降價行為作用于電視機市場引起各個品牌的電視機紛紛降價。這一降價行為就是一個客觀本體信息。

4.小結

20世紀初相對論和量子力學先后問世，人們對客觀世界的認識進入到一個新的物理層次。更開闊的視野，引發(fā)人們更深入的思考。到了20世紀四、五十年代，新的思想方法開始不斷涌現，信息論，控制論和系統(tǒng)論幾乎是同時出現。這些新的思想方法背后是一個新的宇宙觀、一個新的哲學思想體系。新、舊思想體系之間不是相互否定、不是相互對立，而是一種新的拓展。這也決定了新、老宇宙觀之間不是直接的對抗，就像相對論與牛頓三定律之間的關系一樣，是一種承接、發(fā)展關系。辯證唯物主義就是這樣發(fā)展成為系統(tǒng)的辯證唯物主義。

我們現在都沒有把信息論、控制論和系統(tǒng)論當作一個新的哲學體系來看待，這是因為客觀世界中同時存在著兩大類系統(tǒng)，而現代系統(tǒng)論只研究其中占主導地位的一類系統(tǒng)，對另一類系統(tǒng)視而不見。巨大的認識缺陷，不認真仔細地潛心思辨，還真的不容易發(fā)現。我們把客觀系統(tǒng)、客觀信息和客觀控制提出來，把主、客觀系統(tǒng)之間的相互關系辨析清楚，一個嶄新的哲學體系就顯現在我們的面前。

第7篇：量子力學的含義范文

古希臘人把所有對自然界的觀察和思考，籠統(tǒng)地包含在一門學問里，那就是自然哲學.科學分化為天文學、力學、物理學、化學、生物學、地質學等，只是最近幾百年的事.在牛頓的時代里，科學和哲學還沒有完全分家.牛頓劃時代的著作名為“自然哲學的數學原理”，就是一個明證.物理學最直接地關心自然界最基本規(guī)律，所以牛頓把當時的物理學叫做自然哲學.17世紀牛頓在伽利略、開普勒工作的基礎上，建立了完整的經典力學理論，這是現代意義下的物理學的開端.從18世紀到19世紀，在大量實驗的基礎上，卡諾、焦耳、開爾文、克勞修斯等建立了宏觀的熱力學理論;克勞修斯、麥克斯韋、玻耳茲曼等建立了說明熱現象的氣體分子動理論;庫侖、奧斯特、安培、法拉第、麥克斯韋等建立了電磁學理論.至此，經典物理學理論體系的大廈巍然聳立.然而，正當大功甫成之際，一系列與經典物理的預言極不相容的實驗事實相繼出現，人們發(fā)現大廈的基礎動搖了.

在這些新實驗事實的基礎上，20世紀初，愛因斯坦獨自創(chuàng)立了相對論，先后在普朗克、愛因斯坦、玻爾、德布羅意、海森伯、薛定愕、玻恩等多人的努力下，創(chuàng)立了量子論和量子力學，奠定了近代物理學的理論基礎.本世紀隨著科學的發(fā)展，從物理學中不斷地分化出諸如粒子物理、原子核物理、原子分子物理、凝聚態(tài)物理、激光物理、電子物理、等離子體物理等名目繁多的新分支，以及從物理學和其它學科的雜交中生長出來的，諸如天體物理、地球物理、化學物理、生物物理等眾多交又學科.什么是物理學?試用一句話來概括，可以說:物理學是探討物質結構和運動基本規(guī)律的學科.盡管這個相當廣泛的定義仍難以刻畫出當代物理學極其豐富的內涵，不過有一點是肯定的，即一與其它科學相比，物理學更著重于物質世界普遍而基本的規(guī)律的追求.物理學和天文學由來已久的血緣關系，是有目共睹的.當今物理學的研究領域里有兩個尖端，一個是高能或粒子物理，另一個是天體物理.前者在最小的尺度上探索物質更深層次的結構，后者在最大的尺度上追尋宇宙的演化和起源.可是近幾十年的進展表明，這兩個極端竟奇妙地銜接在一起，成為一對密不可分的姊妹學科.物理學和化學從來就是并肩前進的.

如果說物理化學還是它們在較為唯象的層次上的結合，則量子化學已深人到化學現象的微觀機理.物理學和生物學的關系怎么樣?對于如何解釋生命現象的問題，歷史卜有吁兩種極端相反的看法:一是“生機淪”，認為生命現象是由某種“活力”主宰著，水遠不能在物理和化學的基礎上得到解釋;另一是“還原論認為一切生命現象都可歸結(或者說，還原)為物理和化學過程.1824年沃勒成功地在實驗室內用無機物合成了’尿素之后，生機論動搖了.但是、能否用物理學和化學的原理與定律解釋生命呢?回答這個問題為時尚早.不過，生命科學有自己獨特的思維方式和研究手段，積累了大量知識，確立了許多定律，說把生物學“還原”為物理學和化學，是沒有意義的.可是物理學研究的是物質世界普遍而基本的規(guī)律，這些規(guī)律對有機界和無機界同樣適用.物理學構成所有自然科學的理論基礎，其中包括生物學在內.物理學和生物學相互滲透，前途是不可估量的.近四、五十年在兩學科的交叉點上產生的一系列重大成就，如D、、雙螺旋結構的確定、耗散結構理論的建立等，充分證明了這一點.現在人們常說，21世紀是生命科學的世紀，這話有一定道理.不過，生命科學的長足發(fā)展，必定是在與物理學科更加密切的結合中達到的.

2物理學與技術

社會上習慣于把科學和技術聯(lián)在一起，統(tǒng)稱“科技”，實際上二者既有密切聯(lián)系，又有重要區(qū)別.科學解決理論問題，技術解決實際問題.科學要解決的問題，是發(fā)現自然界中確鑿的事實和現象之間的關系，并建立理論把這些事實和關系聯(lián)系起來;技術的任務則是把科學的成果應用到實際問題中去.科學主要是和未知的領域打交道，其進展，尤其是重大的突破，是難以預料的;技術是在相對成熟的領域內工作，可以作比較準確的規(guī)劃.歷史上，物理學和技術的關系有兩種模式.回顧以解決動力機械為主導的第一次工業(yè)革命，熱機的發(fā)明和使用提供了第一種模式.17世紀末葉發(fā)明了巴本鍋和蒸汽泵;18世紀末技術工人瓦特給蒸汽機增添了冷凝器、發(fā)明了活塞閥、飛輪、離心節(jié)速器等，完善了蒸汽機，使之真正成為動力.其后，蒸汽機被應用于紡織、輪船、火車;那時的熱機效率只有5一8%.1824年工程師卡諾提出他的著名定理，為提高熱機效率提供了理論依據.

到20世紀蒸汽機效率達到15%，內燃機效率達到40%，燃氣渦輪機效率達到50%.19世紀中葉科學家邁耶、亥姆霍茲、焦耳確立了能量守恒定律，物理學家開爾文、克勞修斯建立了熱力學第一、第二定律.這種模式是技術向物理提出了問題，促使物理發(fā)展了理論，反過來提高了技術，即技術~物理~技術.電氣化的進程提供了第二朽模式.從1785年建立庫侖定律，中間經過伏打、奧斯特、安培等人的努力，直到1831年法拉第發(fā)現電磁感應定律，基本上是物理上的探索，沒有應用的研究.此后半個多世紀，各種交、直流發(fā)電機、電動機和電報機的研究應運而生，蓬勃地發(fā)展起來.有了1862年麥克斯韋電磁理淪的建立和1888年赫茲的電磁波實驗，才導致了馬可尼和波波夫無線電的發(fā)明.當然，電氣化反過來大大促進了物理學的發(fā)展.這種模式是物理~技術~物理.本世紀以來，在物理和技術的關系中，上述兩種模式并存，相互交叉.但幾乎所有重大的新技術領域(如電子學、原子能、激光和信息技術)的創(chuàng)立，事前都在物理學中經過了長期的醞釀，在理論和實驗上積累了大量知識，才突然迸發(fā)出來的.沒有1909年盧瑟福的。

粒子散射實驗，就不可能有40年代以后核能的利用;只有1917年愛因斯坦提出受激發(fā)射理論，才可能有1960年第一臺激光器的誕生.當今對科學、技術，乃至社會生活各個方面都產生了巨大沖擊的高技術，莫過于電子計算機，由之而引發(fā)的信息革命被譽為第二次工業(yè)革命.整個信息技術的發(fā)生、發(fā)展，其硬件部分都是以物理學的成果為基礎的.大學都知道，1947年貝爾實驗室的巴丁、布拉頓和肖克萊發(fā)明了晶體管，標志著信息時代的開始，1962年發(fā)明了集成電路.70年代后期出現了大規(guī)模集成電路.殊不知，在此之前至少還有20年的“史前期”，在物理學中為孕育它的誕生作了大量的理淪和實驗_L的準備:1925一1926年建立了量子力學;1926年建立了費米一狄拉克統(tǒng)計法，得知固體中電子服從泡利不相容原理;1927年建立了布洛赫波的理論，得知在理想晶格中電子不發(fā)生散射;1928年索末菲提出能帶的猜想;1929年派爾斯提出禁帶、空穴的概念，解釋了正霍耳系數的存在;同年貝特提出了費米面的概念，直至1957年才由皮帕得測量了第一個費米面，爾后劍橋學派編制了費米面一覽表.總之，當前的第二次工業(yè)革命主要是按物理一，技術，物理的模式進行的.

3物理學的方法和科學態(tài)度

現代的物理學是一門理論和實驗高度結合的精確科學.物理學中有一套獲得知識、組織知識和運用知識的有效步驟和方法，其要點可概括為:1)提出命題命題一般是從新的觀測事實或實驗事實中提煉出來的，也可能是從已有原理中推演出來的.2)推測答案答案可以有不同的層次:建立唯象的物理模型;用已知原理和推測對現象作定性的解釋;根據現有理論進行邏輯推理和數學演算，以便對現象作出定量的解釋;當新事實與舊理論不符時，提出新的假說和原理去說明它，等等.3)理論預言作為一個科一學的論斷，新的理論必須提出能夠為實驗所證偽的預言.這是真、偽科學的分野.為什么說.‘證偽”而不說“證實”?因為多少個正面的事例也不能保證今后不出現反例，但一個反例就足以否定它，所以理論是不能完全被證實的.為什么要求能用實驗來證偽?假如有人宣稱:在我們中間存在著一種不可探知的外來生靈.你怎么駁倒他?對這種論斷，你既不能說它正確，又不能說它錯誤.我們只能說，因為它不能用實驗來證偽，所以不是科學的論斷.4)實驗檢驗物理學是實驗的科學，一切理論最終都要以觀測或實驗的事實為準則.

理論不是唯一的，一布、理論包含的假設愈少、愈簡潔，同時與之符合的事實愈多、愈普遍，它就愈是一個好的理論.5)修改理論當一個理論與新的實驗事實不符合，或不完全符合時，它就面臨著修改或被.不過，那些經過大量事實檢驗的理論是不大會被的，只是部分地被修改，或確定其成立范圍.以上步驟循環(huán)往復，構成物理學發(fā)展模式化的進程.但是物理學中的許多重大突破和發(fā)現，并不都是按照這個模式進行的，預感、直覺和頓悟往往起很大作用.此外，且探且進的摸索、大膽的猜測、偏離初衷的遭遇或巧合，也導致了不少的發(fā)現.頓悟是經驗和思考的升華，而機遇偏愛有心人，平時思想上有準備，就比較容易抓住稍縱即逝的機遇.所以科學上重大的發(fā)現不會是純粹的僥幸.科學實驗的結果，遠非盡如人愿.不管你喜歡不喜歡，實事求是的作風、老老實實的科學態(tài)度是絕對必要的.在科學研究中，一相情愿的如意算盤是行不通的，弄虛作假遲一早會暴露.

失誤任何人都難以避免，一旦發(fā)現，最聰明的辦法是勇于承認.1922年年輕的蘇聯(lián)數學家弗里德曼發(fā)表了動態(tài)宇宙模型的論文，遭到愛因斯坦的批評.次年，愛因斯坦在讀了弗里德曼誠懇的申辯信之后，公開聲明自己被說服了.據伽莫夫回憶，愛因斯坦說，這是他一生中最大的疏忽.偉大科學家這種坦蕩的襟懷，是所有人的楷模.基礎科學研究的信息資源是共享的，這里沒有秘不可及的玄機和訣要.根據公開發(fā)表的文獻，人人可以自己判斷，獨立思考.所以，在科學的王國里，直理面前人人平等.這里最少對偶像的迷信和對權威的屈從.“實踐是檢驗真理的唯一標準”這一信條，在自然科學的領域里貫徹得最堅決.實踐不是個別的實驗結果，因為那會有假象，重大的實驗事實必須經多人重復印證才被確認.自然科學的主要任務是探索未知的領域，很多事情是難以預料的.實驗的結果驗證了理論，固然可喜;與理論不符合可能預示著重大的突破，更加令人興奮，世界上建造了許多加速器，每個加速器都是針對某類現象而設計的.40多年的歷史表明，除了反核子和中間玻色子外，粒子物理中的所有重大發(fā)現都不是當初建造那個加速器的理由.高能物理學界把這看作正?，F象.1984年在實驗室中發(fā)現了弱電統(tǒng)一理論所預言的中間玻色子后，曾一度較少發(fā)現出乎理論預料的實驗結果.人們反而說:現在最令人驚訝的，是沒有出現令人驚訝的事.這便是物理學界極富進取精神的得失觀.因為在自然科學中物理學最直接觸及自然界的基本規(guī)律，物理學家對事物是最好窮本極源的.他們在研究的過程中不斷地思考著，凡事總喜歡問個“為什么”.理論物理學家不能僅僅埋首于公式的推演，應該詢問其物理實質，從中構想出鮮明的物理圖象來;實驗物理學家不應滿足于現象和數據的記錄，或某種先進的指標，而要追究其中的物理機理.因為在自然科學中物理學研究的是自然界最普遍的規(guī)律，物理學家不應總把自己的目光和興趣局限于狹窄的本門學科，而要放眼于更廣闊的天地.人們公認，當今最有生命力的是不同學科間雜交的領域，有志的年輕物理學工作者在那里是大有作為的.

4怎樣教導學生學好物理學?

第8篇：量子力學的含義范文

關鍵詞：科學審美主義宇宙觀

引言

在科學活動中，具有一種將科學研究審美化的趨向。從古希臘時代到20世紀，我們都可以在偉大科學家的行列中，找到例子，證明對科學揭示的自然美的追求，是科學發(fā)展的一個基本動機。法國數學家彭家勒(H.Poincaré)說：“科學家并不為了有用而研究自然。他研究自然，是因為他能從中獲得樂趣；他之所以能獲得樂趣，是因為自然是美的。如果自然不是美的，它就不值得認識，生活也不值得一過?！保?］彭家勒的科學觀，在20世紀的科學家（尤其是數學家和物理學家）中有很大的代表性。愛因斯坦堅持與彭加勒同樣的主張，并且更明確、更堅決。他認為，科學家從事艱辛的科學研究的根本動機是對自然的“預定和諧”的一種宗教式的虔誠情感，“渴望看到這種先定的和諧，是無窮的毅力和耐心的源泉”；科學家的最高使命是揭示自然世界的基本規(guī)律，并在此基礎上，用數學形式為自然世界繪制一幅完全和諧、完整單純的圖像?？茖W家們是帶著神圣的激情和偉大的想象力來探索和繪制這幅世界圖像的，并從中獲得發(fā)現和證實了自然世界的完美和諧的快樂（滿足感）。［2］

我們可以把彭加勒和愛因斯坦的科學觀概括為科學中的審美主義。它包含三個主要觀念：第一，堅持對自然世界的和諧完美秩序的信念，認為自然規(guī)律本身必然是完美和諧的；第二，認為科學研究的內在動機，不是出于實用目的，甚至也不是為了認識自然真理，而是為了發(fā)現和展示自然世界和諧完美的秩序；第三，科學的審美感，既是引導和推動科學理論發(fā)現（創(chuàng)新）的力量，也是鑒別一個科學理論是否具有真理性（科學性）的主要標準。

本文將進一步探討科學審美主義的基本含義是什么？它與藝術中的審美主義的差異是什么？科學審美主義對20世紀科學思想發(fā)展的主要影響是什么？它對于當代人類精神具有什么意義？

1

在討論科學中的審美主義時，需要討論的一個重要問題是：究竟什么是科學理論的審美性質？英國科學理論家麥卡里斯特（J.W.McAllister）曾將科學理論的審美性質概括為五種：對稱性形式、模型的使用、形象化/抽象化、簡單性和形而上學虔誠。［3］根據麥卡里斯特，使用模型是在兩個理論之間建立類比關系，比如拉普拉斯的熱力學理論給出了一個將熱作為流體處理的模型；形象化則是指在一個科學理論與某種現象之間建立比喻關系，比如將DNA螺旋形象化為盤旋而上的樓梯；抽象化則是指借助數學的和其他抽象形式的工具描述現象。這三種審美性質（使用模型、形象化/抽象化），在科學審美主義中，并不是很重要的。重要的是對稱性形式、簡單性和形而上學虔誠。在這里，我們有必要對這三種審美性質逐一探討。

首先，我們探討對稱性形式。在自然界中，從宏觀到微觀，普遍存在著對稱性形式。左右對稱（反射對稱）和旋轉對稱，是與我們日常生活的空間相關的兩種最基本的對稱形式，也是最早被數學家和物理學家關注和普遍運用的兩種對稱形式。在物理學中，C（電荷共軛對稱）、P（空間反射對稱）、T（時間反演對稱）對稱是三種最基本的對稱形式。［4］首先我們要明確的是，“對稱”，是一個非常復雜的概念，它在生活、藝術和科學中的含義是不同的。在科學理論中，對稱性涉及到兩個概念：變換和不變性。麥卡里斯特說：“一個結構在一定的變換下是對稱的，只要該變換能夠使該結構保持不變?！保?］科學理論也從另一個意義上定義對稱，即“不可觀測性”。李政道指出：“實際上，所有對稱都是以這個假定為前提的：確定的基本量是不能觀測到的，這些基本量即稱為‘不可觀測量’。相反，當一個不可觀測量變成了可觀測量，我們就發(fā)現一個對稱損壞?！保?］我們可以用一個簡單的比喻來說明這個對稱定義：我們一般認為我們的左手和右手是對稱的，這是因為我們只是看到它們在外觀上大致相同的量，沒有觀測到它們之間的更基本量的差異；如果觀測到了這些更基本的量，我們就會發(fā)現左手與右手的對稱并不存在（不是絕對對稱的）。

對稱性在自然界和人類生活中都占有非常重要的位置，科學家很早就運用對稱性原理探索自然規(guī)則。但是，對稱觀念只有在現代科學中才產生重要作用，進入20世紀以后，對稱觀念變成了物理學、化學等諸多科學的中心概念。楊振寧指出，對稱觀念在現代物理學中的重要性，來自于兩個原因：第一，到了20世紀，人們才發(fā)現守恒定律與對稱性的密切聯(lián)系——一種守衡定律對應著一種對稱性形式；第二，量子物理學的發(fā)展需要利用對稱性原理確定量子數和選擇規(guī)則。根據量子物理學原理，世界各個不同的基本粒子之間有4種不同的相互作用：強相互作用，電磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用。對稱性是決定相互作用的主要因素。相互作用就是力量?！皩ΨQ決定力量?！保?］對稱性在現代科學中的中心地位，從狄拉克對愛因斯坦的評價也可看出。他在1982年詢問楊振寧，什么是愛因斯坦對物理學最重要的貢獻？楊振寧回答說：“1916年的廣義相對論?！钡依苏f：“那是重要的，但不象他引入的時空對稱的概念那么重要。”對狄拉克這個與眾不同的觀點，楊振寧事后評論說：“狄拉克的意思是，盡管廣義相對論是異常深刻的和有獨創(chuàng)性的，但是空間和時間的對稱對以后的發(fā)展有更大的影響。的確，與人類的原始感受如此抵觸的時空對稱，今天已與物理學的基本觀念緊密地結合在一起了?！保?］

科學理論的對稱性是和自然存在的對稱性相對應的?！翱梢哉f一個科學理論具有某種對稱性，如果對該理論的諸概念性組分（它的概念、公設、自變數、方程或其他元素）施加一個變換而該理論的內容或者主張保持不變?！保?］麥克斯韋電磁方程組、洛倫茲變換理論和愛因斯坦的廣義相對論，都具有高度的對稱性（相對變化的不變性）。楊振寧說：“從十分復雜的實驗中所引導出來的一些對稱性，有高度的單純與美麗。這些發(fā)展給了物理工作者鼓勵與啟示。他們漸漸了解到了自然現象有著美妙的規(guī)律，而且是他們可以希望了解的規(guī)律。”［10］在科學理論中，對稱性給予科學家在兩個基本觀念上的滿足：相對性的不變性和邏輯的簡單性。這兩者的統(tǒng)一，是對稱性美感的實質。由此我們涉及到科學理論的簡單性審美性質?！昂唵涡韵嗟扔诿??！边@是彭加勒、愛因斯坦、狄拉克和海森堡等現代科學家都堅持的信條，而且，他們相應把簡單性作為評估科學理論的真理價值的一個基本標準。海森堡在與愛因斯坦討論時曾表示，“如果自然讓我們獲得高度簡潔而優(yōu)美的數學形式，那種前人未曾見到的形式，我們會毫不猶豫地認為它們是‘真實的’，認為它們展示了自然的真面目?！保?1］愛因斯坦在一封通信中，更明確地說：“從有點象馬赫那種懷疑的經驗論出發(fā)，經過引力問題，我轉變成為一個信仰唯理論的人，也就是說，成為一個到數學的簡單性中去尋求真理的唯一可靠源泉的人。邏輯上簡單的東西，當然不一定就是物理上真實的東西。但是，物理上真實的東西一定是邏輯上簡單的東西，也就是說，它在基礎上具有統(tǒng)一性?！保?2］

科學理論的第三個重要的審美性質是表現一種形而上學虔誠。這就是說，科學家在他的理論體系中堅持并表達了他及其科學共同體遵從的形而上學世界觀。在包括愛因斯坦在內的科學傳統(tǒng)中，科學家的形而上學虔誠的核心是對自然秩序的確定性和不變性的信念。愛因斯坦盡管不滿意牛頓用絕對不變的時間和空間觀念來描述自然秩序，而把時間和空間結合成為時間－空間變換的相對體系，但是仍然主張自然秩序是一個時－空對稱的體系，即時空相對論不變性的確定體系。他說：“相信世界在本質上是有秩序的和可認識的這一信念，是一切科學的基礎。這種信念是建筑在宗教感情上的。我的宗教感情就是對我們的軟弱的理性所能達到的不大一部分實在中占優(yōu)勢的那種秩序懷著尊敬的贊賞心情?！保?3］愛因斯坦反對量子力學，不僅因為量子力學的數學方式不能滿足他關于科學理論的對稱性和簡單性審美偏愛，而且因為量子力學的不確定性原理和量子躍遷原理在根本上瓦解了他的形而上學世界觀的基礎：自然秩序的確定性和連續(xù)性。他堅持用嚴格的因果關系看待量子運動，并且試圖給這種運動以“明確的形式”。他說：“我覺得完全不能容忍這樣的想法，即認為電子受到輻射的照射，不僅它的跳躍時刻，而且它的方向，都由它自己的自由意志去選擇。在那種情況下，我寧愿做一個補鞋匠，或者甚至做一個賭場里的雇員，而不愿意做一個物理學家?！保?4］

形而上學虔誠，是審美主義的理論歸宿，審美主義所追求的對稱性和簡單性都是指向這個目的的。如果說科學傳統(tǒng)的形而上學虔誠的中心是自然秩序的確定性和不變性，即自然是一個和諧統(tǒng)一的體系，對稱性和簡單性則是這個體系的統(tǒng)一性的最好保證。美國物理學家、愛因斯坦審美主義科學觀的追隨者阿·熱（AnthonyZee）指出：“物理學家們夢想能對自然作一個統(tǒng)一的描述。對稱性以它強大的力量把物理學中那些看上去毫不相關的方面捆在了一起，因而和統(tǒng)一的觀念緊緊相聯(lián)?！保?5］對稱在20世紀上半期物理學中的中心意義，主要原因是直到1956年之前，物理學家們都相信基本粒子間的四種相互作用（力）都分別遵守CPT定律。C指電荷共軛不變性，P指宇稱（反映）不變性，T指時間反演不變性。如果四種相互作用都遵守CPT定律，則對稱性成為世界秩序的最基本組織原理，世界無疑是一個和諧統(tǒng)一的對稱體系。但是，1956年楊振寧和李政道揭示了弱相互作用不遵守宇稱不變性，其后，物理學家們又發(fā)現了弱相互作用也不遵守電荷共軛不變性。宇稱守衡定律的破壞，不僅破壞了物理學家用對稱性最后統(tǒng)一世界的構想，也從根本上打擊了科學傳統(tǒng)關于世界統(tǒng)一性的形而上學虔誠。20世紀科學的進一步發(fā)展，否定了一個關于靜態(tài)的均勻的宇宙觀念，展示給我們的是一個膨脹的非均勻的宇宙。這個新的宇宙圖景無疑是對科學審美主義的嚴峻挑戰(zhàn)。

2

愛因斯坦說：“音樂和物理學領域中的研究工作在起源上是不同的，可是被共同的目標聯(lián)系著，這就是對表達未知的東西的企求。它們的反應是不同的，可是它們互相補充著。至于藝術和科學上的創(chuàng)造，那末，在這里我完全同意叔本華的意見，認為擺脫日常生活的單調乏味，和在這個充滿著由我們創(chuàng)造的形象的世界中尋找避難所的愿望，才是它們的最強有力的動機。這個世界可以由音樂的音符組成，也可以由數學的公式組成。我們試圖創(chuàng)造合理的世界圖象，使我們在那里面就象感到在家里一樣，并且可以獲得我們在日常生活中不能達到的安定?！保?6］

愛因斯坦的話引起我們對科學的審美主義和藝術的審美主義兩者關系的思考。在這段話中，愛因斯坦指出了藝術與科學（音樂與物理學）的兩個共同目的：第一，企求認識和表達未知的東西，第二，在自己創(chuàng)造的世界圖象中獲得安慰和安定。亞里士多德在2300多年前就指出，藝術（詩藝）產生的原因有兩個：第一，人從孩提時候起就有模仿的本能，并通過模仿獲得了最初的知識；第二，每個人都能從模仿的成果中得到，甚至在現實中讓人感到不快的丑的事物，也能通過模仿變得美，引起人的。［17］亞里斯多徳的觀點正與愛因斯坦一致，都以求知為藝術和科學共同的目的，并且實際上都肯定了美與真的統(tǒng)一。無疑，藝術活動包括了認識自然的動機。但是，藝術還有將自然理想化和自由表現的動機。從藝術發(fā)展史來看，如果說共同的認識動機使藝術與科學曾經處于交差、統(tǒng)一的狀態(tài)（古希臘將藝術與科學都作為自由的技藝，由繆斯女神統(tǒng)管），那么，藝術特有的理想化和自由表現的動機卻將藝術與科學逐漸分離開來，甚至造成了兩者的歷史性對立。

在經典科學原則下，甚至在愛因斯坦這樣的科學審美主義者的原則下，科學創(chuàng)造也不能被理解為對自然的理想化和自由表現。相反，科學的審美主義是反對自由意志，而堅持嚴格的確定性原則的。這就是愛因斯坦多次申明的：“我無論如何深信上帝不是在擲骰子?！保?8］在現代藝術發(fā)展中，藝術創(chuàng)造的自由原則具有中心意義。正是在這個意義上，康德在對藝術作本質界定的時候，對科學和藝術作了嚴格區(qū)分：藝術是非認識的天才的自由創(chuàng)造活動，而科學是通過學習可以掌握的認識活動?？祻哉f：“那些一旦人們知道了應當做什么就能操作的活動，不是藝術；只有那些人們雖然完全掌握了它卻并不相應就有操作能力的活動，才是藝術?！保?9］康徳的論述無疑包含了對科學創(chuàng)造性的偏見，許多科學家（牛頓、愛因斯坦、海森堡）的科學活動非常好地證明了科學的突破性發(fā)展是科學天才的偉大創(chuàng)造。但是，康徳揭示了科學與藝術的一個基本差異：即科學創(chuàng)造不以個性和自由表現為目的，這恰是藝術（尤其是現代藝術）創(chuàng)造的目的。當然，科學理論作為科學家個人的創(chuàng)造成果，總是在一定程度上帶著他的個性和自由特征。德國數學家玻爾茲曼（Boltzmann）說：“正如一個音樂家可以在聽到頭幾個音節(jié)就能判斷他的莫札特、貝多芬或舒伯特，一個數學家也能夠在讀過頭幾頁之后辨別出他的柯西（Cauthy）、高斯（Gauss）、雅可比（Jacobi）、亥爾姆霍茲（Helmholtz）或基爾霍夫（Kirchhoff）。法國作者表現出他們的極其形式化的優(yōu)美風格，而英國作者，特別是麥克斯韋（Maxwell），卻表現出他們的戲劇感?！保?0］但是，與音樂家在音樂創(chuàng)作中的個性表現相比，科學家在科學創(chuàng)作中的個性表現不僅不是著意追求的目標，而且它的自由度受到科學規(guī)則的相當嚴格的限制。

具體到科學理論的審美性質，我們已論述，它主要表現為對稱性、簡單性，并歸宿為對世界和諧統(tǒng)一的形而上學虔誠。在藝術中，這三種審美性質，即對稱性、簡單性和統(tǒng)一性（和諧），同樣具有普遍和基本的審美價值，在古典藝術范圍中，甚至可以說它們是一切形式美原則的基礎。當代人類行為學研究成果表明，人類的形式美感是建立在人作為一個高等脊椎動物在這個世界中生存的基本生理－心理需要基礎上的：秩序感和安全感。因此，人類視知覺有一種尋找統(tǒng)一和秩序的本能機制，這個機制不僅對一切統(tǒng)一而有秩序的形式產生滿足感（），而且會自動創(chuàng)造秩序和統(tǒng)一，將對象審美化。對稱性和簡單性，無疑具有基本的秩序和高度的統(tǒng)一性。因此，它們具有普遍的審美價值。［21］在這個基本意義上，我們看到科學與藝術對形式美追求的共同性，并且應當贊成愛因斯坦的觀點，科學和藝術都在為我們創(chuàng)造和諧優(yōu)美（合理）的世界圖象，“使我們在那里面就象感到在家里一樣，并且可以獲得我們在日常生活中不能達到的安定”。但是，人并不能滿足于只是生活在寧靜安全的環(huán)境中，在尋找秩序和安全的同時，他還在自然環(huán)境和社會環(huán)境的影響下保持著一種對差異和變化的要求，有著好奇的本能沖動。德國人類行為學家愛波－愛伯斯費爾塔（I.Eibl-bibesfeldt）說：“一方面，人努力獲得寧靜和安全，但同時，他需要差異、激烈、和緊張，這也是必須滿足的?！保?2］藝術的形式美原則，不是單向地以對稱、簡單指向統(tǒng)一，而是同時要求著變化、差異和多樣性；科學理論的審美性質卻是單向地指向簡單和統(tǒng)一的?！昂唵尉褪敲馈保@對于科學審美主義是一個具有真理性的原則，而對于藝術卻必須在充分展示對象豐富性的意義上，才具有審美有效性。同樣，在藝術中，對稱性必須以變化和差異為基礎，它應當體現為一種動態(tài)的知覺平衡（均衡，balance），而不是實在的物理守恒。正是在這個意義上，我們不僅在生動優(yōu)雅的古希臘雕塑中，而且在相對僵硬機械的古埃及雕塑中，也找不到完全符合物理－數學對稱性的造型。

正如科學理論的最終形式是數學模型，科學理論的審美性質歸根到底是數學形式的優(yōu)美和諧。愛因斯坦說：“我以為科學家是滿足于以數學形式構成一幅完全和諧的圖象的，通過數學公式把圖象的各個部分聯(lián)系起來，他就十分滿意了，而不再去過問這些是不是外在世界中因果作用定律的證明，以及證明到什么程度。”［23］狄拉克說：“愛因斯坦可能覺得，于取得與觀察一致相比較，在一種真正根本的意義上，數學根基上的美才是更重要的?！保?4］正是在這個意義上，即科學的美是數學形式的美的意義上，彭加勒指出，科學家所關注的美，不是感性現象的美，而是來自于事物的各部分和諧秩序的內在的美，換句話說，科學美是感覺不能把握，只能用純理智才能把握的理性美。他明確說：“這種感覺能力，即對數學秩序的直覺，使我們能夠窺見自然隱秘的和諧關系，但不是每個人都具有的。”［25］這就是說，科學理論的美，不僅需要理智才能把握，而且只有具有數學直覺力的科學家才能把握。

科學追求使用數學符號和公式精確地表現自然秩序的統(tǒng)一性。它是對自然世界高度精密地簡化描述。海森堡說：“美就是部分與部分之間、部分與整體之間的固有的一致?！保?6］這個美的定義是以數學的精確性和統(tǒng)一性為基礎的。彭加勒也對美（數學的美）給出了相同的定義?？茖W理論的美要符合數學精確性，因此是有客觀標準的。但是，藝術美不具有數學的精確性，沒有客觀的標準。阿多諾說：“絕不能就象蔡辛時代的美學所做的那樣，把形式概念歸結為數量關系?！保?7］蔡辛（A.Zeising）是19世紀德國美學家，他認為21：34的比例，即黃金分割［28］是一種標準的審美關系，是在整個自然界和藝術中占優(yōu)勢的比例。［29］實驗美學之父，德國美學家費希納（G.Fechner）在1876年出版了他的《美學導論》（VorschulederÄsthetik）。在書中，費希納利用他的實驗結果表示了對蔡辛的觀點的支持。此后，黃金分割一度在美學中被認定為一種普遍的形式美原則。20世紀70年代以來，實驗心理學對黃金分割是否是一種普遍有效的形式美規(guī)則，做了多次跨文化實驗。被試對象包括歐洲居民和非歐洲居民，實驗具有人類學意義。多次實驗證明，無論在歐洲文化環(huán)境中，還是非歐洲文化環(huán)境中，黃金分割都不是具有審美優(yōu)勢的形式規(guī)則。心理學家艾森克（H.Eysenck）指出：“總而言之，黃金分割被證明并不是美學家或實驗美學家的一個有效的支點。”［30］

英國學者庫克（T.A.Cook）認為，遵守數學精確性不是美的原因，相反，“美的條件之一是對數學精確性的巧妙變動”［31］。無論自然事物的美，還是藝術的美，都是生命生長的形式（結果），都包含著數學公式無法描繪的復雜性和微妙變化。相對于數學公式的規(guī)則性而言，美與生命的形式永遠是不規(guī)則的。庫克說：“原創(chuàng)藝術的困惑因素在于它的美，這是一種與生命本質一樣復雜的品質。因此，盡管簡單的數學可以幫助我們鑒賞和歸類所研究的現象，但并不能完整地表達生長。這說明，僅僅根據實際經驗和數學構筑的物品一定不會完美。因為，完美，和自然生長一樣，隱含著不規(guī)則變化和微妙的差異?！保?2］數學可以用中末比（黃金分割）或以此為基礎的φ級數來描述希臘雕塑的形體比例關系，但是它無力揭示它的美的根源。因為這個描述只能是近似的，而且不能說明雕塑家對這個比例關系作的巧妙變動。建筑無疑是所有藝術形式中最需要遵守數學原則的藝術。但是，使建筑成為一種優(yōu)美藝術的條件，正是它對數學精確性的巧妙變動。充分利用這個條件，是古希臘建筑達到極高的藝術成就的奧秘所在。不朽的帕特農神殿以沉重的大理石為材料，卻壯麗而不失優(yōu)雅，輕盈之至，“你幾乎可以聽到神殿震動翅膀的聲音”［33］。是什么力量使那些無生命的石頭獲得了靈氣呢？是建筑家對數學精確性的微妙改變。比如，神殿四周立柱從下到上向中心微小傾斜，各立面柱間距由中部向兩側逐漸增大，山墻下的橫楣由兩端向中間輕微隆起，基座水平線也有相應的曲度。這些非規(guī)則性的改變，是建筑家天才的創(chuàng)造，是數學公式不能確定的。然而，正是它們賦予了巴特農神殿的每一塊大理石美妙而永恒的生命，乃至于它們今天在雅典阿卡普羅斯山上的廢墟中仍然放射出至美的光輝。

愛波－愛伯斯費爾塔說：“藝術從一個新的、非常規(guī)的視角描述世界，揭示在日常生活中并不明顯可見的關系。實際上，科學也在表現這樣的新視覺。因而兩個領域都在追求更深刻地洞見世界。藝術探索人的情感的深度，進而主要是表達信念和其他價值，而科學的目的是傳達客觀知識。這似乎是藝術與科學的基本差異。”［34］科學與藝術的基本出發(fā)點的不同，導致了科學與藝術對客體的基本態(tài)度和方式的不同。概括地講，科學是以數學原理為基礎，以抽象簡化的方式描述對自然對象的認識，數學公式是它給予自然的最終圖像；藝術是以生命－情感原理為基礎，以具體感性的方式表達對自然對象的感受，藝術形象是它給予自然的主要表象。卡西爾說：“語言和科學是現實的減約；藝術是對現實的強化。語言和科學都建立在同一個抽象過程基礎上，藝術卻應被描述為一個具體化的持續(xù)過程?！保?5］因此，盡管它可能包含復雜奧秘的內含，科學美仍然要表現出笛卡爾所要求的真理屬性：清晰、明確；相反，藝術形象也可能由簡單、明晰的形式構成，但是，藝術美的情致和美妙卻總包含有無限的意味，是不可測度和透徹闡釋的。我們可以說，關于自然，科學在無限豐富的世界中追求照亮了這個世界的同一個太陽，并且給予它明確的形式（秩序），而藝術在同一個太陽中展現出無限豐富的世界，表達人類自我對這個世界的深刻感受。在這個意義上，我們應當贊成卡西爾的觀點：“藝術與科學不僅有不同的目的，而且有不同的對象?！保?6］3

當我們審視20世紀科學中的審美主義思潮時，我們必須同時考慮到與之相聯(lián)系的科學思潮——科學觀念的藝術形而上學轉化。在本文中，我們前面的論述已經表明，我們在限定的（狹義）的意義上使用“科學的審美主義”，它的主旨是堅持宇宙的內在和諧和完整秩序，并且要求科學本身從理論形態(tài)到內容都表現這個宇宙的和諧和完整?，F在，我們使用“科學的藝術形而上學”，目的是要概括20世紀科學觀念的一個新變化：科學的藝術形而上學主張，科學理論與藝術品一樣是人借助于直覺和想象力進行自由創(chuàng)造的結果，是對自然的理想化表現；因此，科學在表現自然的時候，必然也表現了人的主觀因素和需要。

麥卡里斯特認為，科學審美主義者持一種保守的經典主義科學立場，因為它堅持靜態(tài)的不變的宇宙信念，并且以此為基礎堅信科學真理的客觀性和確定性。［37］關于20世紀科學觀念的藝術形而上學轉化，美國學者斯帕里俄蘇（M.Spariosu）認為，它是對自文藝復興以來確立的、嚴密近似于宗教的的科學體制的一次浪漫主義革命——一次根本性的美學轉向。這次美學轉向，不僅將直覺、想像、游戲和審美諸觀念引入科學，分享甚至取代了經驗、理性、分析和推理等觀念在科學中的傳統(tǒng)位置，而且對科學立場進行了類似于哲學中進行的藝術形而上學的改變，賦予它（科學立場）一種前理性的品格。“這個認識［意識到科學的美學轉向中的前理性品格——引者］將帶來一系列的認識論結果，它們對于現代科學的基本理性宗旨和方法是太激進了，并且最終可能威脅到科學作為人類活動的一個主要領域的存在。”［38］

在美學中，審美主義與藝術形而上學具有復雜的聯(lián)系，很難被區(qū)分開來，但是兩者無疑是不能被等同的。在20世紀科學中，審美主義與藝術形而上學也是相互糾纏的?？茖W審美主義最重要的代表人物無疑是愛因斯坦，海森堡則可以視作科學藝術形而上學的一個典型代表。在本文限定的意義上，愛因斯坦與海森堡的沖突，可以視為審美主義與藝術形而上學的沖突。但是，愛因斯坦在限定的意義上也對科學持有藝術形而上學的觀念，甚至我們可以說他對20世紀科學的藝術而上學（美學）轉向起了重要推動作用。實際上，如愛因斯坦這樣的徹底的科學審美主義者是不可能最終排斥藝術形而上學的，正如海森堡在相當深入的層次上主張科學的藝術形而上學，同時也在一定意義上認同審美主義的科學價值觀。我們可以在下面三個層次分析20世紀科學中的審美主義與形而上學的聯(lián)系和矛盾：

（1）科學方法論。在這個層次上，審美主義與藝術形而上學更多地表現了兩者的一致性，它們共同針對經典科學方法論表現出一種革命意識。

經典科學的代表人物牛頓有一句名言，“我不杜撰假說”（hypothesesnonfingo）。這句話意味著，科學的目的不是創(chuàng)造，而是發(fā)現自然規(guī)律。在這個目的下，經典科學的基本方法必然是：觀察、實驗、分析、推理（歸納、演繹）。這些方法將充分保證科學的真理價值：客觀性、準確性和邏輯性。經典科學方法論的形而上學前提不僅是絕對信仰自然規(guī)律的客觀性，而且是堅持笛卡爾確立的認識主體與客體絕對分離的二元論。

但是，愛因斯坦卻持不同的主張。他認為，科學概念和思想體系不能通過歸納從經驗中提取出來，只能靠自由發(fā)明來得到（人腦自由創(chuàng)造的結果）；在科學理論和感覺經驗世界之間，不存在先驗（邏輯）的聯(lián)系，只有“直覺”才能在兩者之間建立聯(lián)系；科學的規(guī)則，正如游戲的規(guī)則，是人定的，而不是客觀先驗的，它是科學正常進行的必要條件（正如游戲必須有規(guī)則才可能進行）。［39］愛因斯坦特別強調想象力（和直覺）在科學創(chuàng)造和科學判斷中的重要作用。在與海森堡諸人論戰(zhàn)中，他多次宣告“我的本能告訴我”、“我信賴我的直覺”。關于想象力對科學創(chuàng)造的作用，他這樣說：“想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進步，并且是知識進化的源泉。嚴格地說，想象力是科學研究中的實在因素。”［40］在20世紀科學活動中，愛因斯坦當然不是第一位推崇直覺和想象力的重要科學家。然而，他將“直覺”、“想象力”、“游戲”和“自由創(chuàng)造”等本來屬于藝術活動的概念結合為對科學方法論的基本描述，這個描述體系具有對笛卡爾二元論式的經典科學方法論的深刻挑戰(zhàn)性，并且啟發(fā)和鼓勵了20世紀科學的浪漫主義革命。

海森堡正是在愛因斯坦的科學方法論的基礎上，繼續(xù)進行了對笛卡爾二元論式的經典科學方法論的革命。海森堡認為，科學與藝術一樣，都是對自然聯(lián)系的理想化表現，是人的語言的一部分：我們在與世界打交道的過程中形成了自己的語言，并以此回應自然的挑戰(zhàn)?？茖W與藝術，是人與世界相互作用的產物，它們是與人的存在相關的，但都絕對不是主觀任意的——兩者都受到歷史（時代精神）的制約，遵循時代設定的規(guī)則。海森堡用量子論的哥本哈根解釋（Copenhageninterpretationofquantumtheory）進一步闡述主觀因素是科學理論的必要因素。他認為，不確定性原理從根本上揭示了科學理論的構成是與科學家使用的語言、實驗目的和實驗儀器不可分的?！白匀豢茖W并不只是描述和解釋自然；它是自然和我們自己相互作用的一部分；它描述我們的提問方法所揭示的自然。”［41］哥本哈根解釋否定了笛卡爾分隔人與世界（主體與客體）的二元論，否定了以此為前提的科學研究中的理想化的主體——先驗的純粹的認識者。海森堡說：“這樣，正如玻爾（Bohr）所指出的，量子論提醒我們想起一個古老的格言：在追求生活的和諧的時候，一定不要忘記，在生存的戲劇中，我們自己同時是演員和觀眾?！保?2］

（2）科學真理觀。在這個層次上，審美主義與藝術形而上學展開了對立，愛因斯坦與海森堡的爭論是兩者對立的表現。代表審美主義，愛因斯坦表現了對經典科學真理觀的堅守；代表藝術形而上學，海森堡則表現了對經典真理觀的浪漫主義革命。

自文藝復興以來，憑著實驗科學和數學的發(fā)展，科學長期被認為是對自然規(guī)律的客觀認識和精確描述——客觀真理。這種科學真理觀念，是17世紀以來，牛頓直到愛因斯坦等所有經典科學家的共同信仰。愛因斯坦說：“相信真理是離開人類而存在的，我們這種自然觀是不能得到解釋或證明的。但是，這是誰也不能缺少的一種信仰——甚至原始人也不可能沒有。我們認為真理具有一種超乎人類的客觀性，這種離開我們的存在、我們的經驗以及我們的精神而獨立的實在，是我們必不可少的——盡管我們還講不出它究竟意味著什么?！保?3］

愛因斯坦的科學真理觀與他的科學方法論之間是存在矛盾的。這個矛盾是愛因斯坦科學思想中的方法論和價值論的矛盾：他的科學方法論是相對論的，他的科學價值觀卻是絕對論的。這個矛盾實質上也是科學審美主義暗含的主觀性原則與經典科學的客觀性原則之間的矛盾。問題是，當愛因斯坦承認了科學如藝術一樣，是人的想象力“自由創(chuàng)造”，是在人定規(guī)則基礎上的“游戲”，那么，他又憑什么保證科學真理的“超乎人類的客觀性”？愛因斯坦說，作為一種游戲，科學的規(guī)則（概念、命題、公理）的選擇是自由的；但是，這種自由是一種特殊的自由，它完全不同于作家寫小說時的自由，而是近似于一個人在猜一個設計得很巧妙的字謎時的自由：他可以隨意猜測，但只有一個字是真正的謎底?！跋嘈艦槲覀兊奈骞偎苤X的自然界具有這樣一種巧妙雋永的字謎的特征，那是一個信仰問題。迄今科學所取得的成就，確實給這種信仰以一定的鼓舞?！保?4］

對經典科學真理觀的致命打擊是量子力學對微觀世界的不確定原理的發(fā)現。這一發(fā)現不僅改變了經典科學對微觀世界的實在性和確定性的信念，而且直接威脅到科學真理本身的客觀性和確定性。因為根據不確定性原理，在微觀世界中，基本粒子的運動不具有一種自然（確定）的因果關系，而只具有一種統(tǒng)計的因果關系——量子力學不能描述單個粒子運動的“軌跡”，只能描述它的幾率波。這就是說，在世界構成的基本部分（微觀層次）不具有經典科學所信仰的確定性和客觀性。愛因斯坦堅持信仰世界存在完備的定律和秩序，始終不放棄科學的自然因果律和確定性原則。他認為，量子力學的統(tǒng)計性原則是對粒子實在不完備描述的結果。但是，海森堡則堅持認為，微觀物理學定律的統(tǒng)計本質是不可避免的，因為基于量子論規(guī)律，關于任何“實際”的知識在其本質上都是一種不完備的知識。他認為愛因斯坦堅持的是一種唯物主義的本體論幻想。［45］

從藝術形而上學的角度，即從世界圖景是人與世界相互作用的結果，是人使用自己的語言和規(guī)則“自由創(chuàng)造”的產品的角度，是不難接受不確定性原理的。但是，愛因斯坦遵從的是柏拉圖式的理性主義的審美主義立場。在這個立場上，一切偶然和變化的因素都被排斥，只有必然和確定的秩序才被肯定和接受。與之相反，海森堡及其哥本哈根學派卻從赫拉克利特式的前理性的藝術形而上學立場出發(fā)，不僅承認世界在本質上是充滿變化和動亂的，而且將之視為人必不可分地參與其中的游戲。如果說兩者都將世界圖景看作一個游戲，那么，在愛因斯坦看來，世界是一個由理性控制的確定性的游戲，在海森堡看來，它則是一個由非理性的物理力量推動的非確定性的游戲。［46］

（3）宇宙圖景。在這個層次上，審美主義與藝術形而上學的沖突進一步表現為基本宇宙觀念的沖突，同時也涉及到科學理論選擇的人文基礎。

在西方科學史上，自亞里斯多德直到愛因斯坦都相信我們生存于其中的宇宙是靜止不變的。它或者被認為已經并且將繼續(xù)永遠存在下去，或者被認為是以我們今天所看到的樣子被創(chuàng)造于有限長久的過去。牛頓的引力定律本來包含了宇宙在引力作用下發(fā)生收縮（塌陷）的原理，但20世紀以前并沒有人就此意識到宇宙是動態(tài)的；愛因斯坦在1915年發(fā)表廣義相對時，仍然堅持宇宙是靜態(tài)的信念，他為了在自己的理論中維持一個靜態(tài)的宇宙模型，引入一個“反引力”的宇宙常數，以維持宇宙在引力作用下的平衡。［47］

如果說20世紀科學在與高技術的相互推動下進入了一個無限創(chuàng)新的浪漫主義革命時代，藝術形而上學沖擊了經典科學的理性－實證原則，那么，維護秩序和統(tǒng)一的需要，作為人在世界生存的最內在需要，也相應地成為一個20世紀科學的強烈動機。愛因斯坦說：“人們感覺到人的愿望和目的都屬徒然，而又感覺到自然界里和思維世界里卻顯示出崇高莊嚴和不可思議的秩序。個人的生活給他的感受好象監(jiān)獄一樣，他要求把宇宙作為單一的有意義的整體來體驗。”［48］這就是愛因斯坦的宇宙宗教感。這個宗教感既是審美的，因為它堅持將內在的和諧作為宇宙存在的基本原則；又是人性的，因為它的根本動機是追求人的世界的意義和整體性。準確講，審美主義通過愛因斯坦的論說成為整體性世界觀的科學表達，表達了人要生存在一個和諧穩(wěn)定的宇宙中的深刻渴望。

海森堡在晚年（1973）談到伽利略堅持哥白尼學說而與羅馬宗教法庭發(fā)生的沖突時，表達了對后者的保守和專制的新的理解。他說：“作為一個社會的精神結構一部分的世界觀曾經在使社會生活和諧方面起過重要的作用，人們不應該過早地把不安定和不確定的因素帶入這種世界觀?！保?9］他認為，社會的精神形式（世界觀）在本性上是靜態(tài)的，因此它才能成為社會永恒基礎的精神根源；科學則是持續(xù)擴展和不斷更新的，具有動態(tài)的結構。科學在揭示世界的部分秩序時，將影響、甚至打破人們既有的關于社會和世界的整體觀念，“它可能帶來這樣的后果，當與整體聯(lián)系的觀點在個人意識中消失時，社會的內聚的感情就受損害了，并受到衰敗的威脅。隨著受技術支配的過程取代天然的生活條件，個人與社會之間的疏遠也發(fā)生了，而這就帶來了危險的不穩(wěn)定性?！保?0］

在這里，海森堡揭示了科學理論與社會精神結構的深刻關聯(lián)，實際上指出了科學理論對人類世界觀建設和維護的形而上學責任。發(fā)表這個思想時的海森堡無疑已經深刻感受到了20世紀人類在不確定性原理作用下的新世界圖景前的悲傷和失落。他贊同歌德在兩百年后仍以恐懼和敬慕的心情將人們承認哥白尼體系稱為“作出了犧牲”：“他作出了犧牲，但不是心甘情愿的，雖然對他自己說來，他深信這個學說的正確性?！保?1］繼后，海森堡又說：“如果在今天的青年學生中有許多不幸，那么原因不在于物質上的貧乏，而是在于缺乏信任，這使得個人難以為他的生活找到目的。所以我們嘗試著去克服孤立，它威脅著生活在被技術的實際需要所支配的世界中的個人?！保?2］我相信，此時的海森堡也一定意識到了人們接受不確定性原理所付出的“犧牲”。因此可以說，如果在科學中海森堡仍然不贊成愛因斯坦的審美主義原則，那么在精神上他一定渴望人類重新有機會“將宇宙作為單一的有意義的整體來體驗”。

科學的藝術形而上學轉向推動并且更好地適應了20世紀科學（特別是物理學）的發(fā)展，它是對新科學精神和新宇宙圖景的積極表現——充分展示了20世紀科學創(chuàng)造中的前理性的沖動和力量。這是藝術形而上學在科學中的浪漫主義革命的意義所在。與此相對，審美主義則以一種“宇宙宗教”的虔誠堅持經典科學的整體性和確定性原則，竭力維護傳統(tǒng)穩(wěn)定、和諧的宇宙圖景。

結語

根據霍金在《時間簡史》中的論述，不確定性原理、大爆炸理論、對稱性破缺原理等20世紀的新科學（物理學）理論向我們揭示了一個新宇宙圖景：我們生存在其中的宇宙是從一個非常隨機的初始狀態(tài)（大爆炸）開始，并且在膨脹狀態(tài)中按照熱力學第二定律（熵增加原理）不斷從有序向無序的時間箭頭運動的。在這個新宇宙圖景中，人只是生活在一個非常狹小的，起伏較少、相對平滑的區(qū)域——一個適宜智慧生命存在的世界，享受著在不確定性原理極限內的秩序性和確定性。對于這個缺少確定性的宇宙，人類不能根本認識它，只能說：“我們只是以我們的存在為前提來理解這個宇宙。”［53］

在新宇宙圖景中沒有神的位置。因為只有當我們確信生存在一個確定不變的宇宙中，并且追問它是何以存在的時候，我們才需要一個創(chuàng)世者；相反，在一個隨機產生而變化的宇宙中，一切現象都應該歸于物理原因。［54］同時，這個新宇宙圖景也取消了人的目的性，因為存在在根本上變成了物理力量的統(tǒng)計性的因果作用。因此，20世紀科學向我們展示的宇宙，不僅是一個沒有確定性的、不能最終把握的宇宙，而且也是一個沒有目的性、沒有意義的宇宙。就此，我們可以理解為什么諾貝爾獎獲得者溫伯格（S.Weinberg）在《最初三分鐘》的結尾時說：“這個宇宙越是看起來可以理解，它也就越是看起來不可思議?！保?5］

第9篇：量子力學的含義范文

一、化合價概念的歷史演變

化合價概念從提出到現在，已經一個半世紀，隨著人們對分子及分子結構的認識越來越深入，早期那種認為可用整數定量量度化學元素性質的化合價概念已經過時，化學家的注意力已轉向用分子軌道理論來討論化學鍵的本質.從歷史發(fā)展的角度來看，化合價概念的演變與發(fā)展經歷了四個重要階段：化合價的提出、化合價概念的發(fā)展、化合價的電子理論階段和分子軌道理論階段.

1.化合價概念的提出

1852年，英國化學家弗蘭克蘭在研究金屬有機化合物時提出了化合價的思想，認為金屬或其他元素的每一個原子在化合時具有一種特殊的性質――化合力，即任何一個原子都有和一定數目的其他原子結合的性質.“化合力”概念的提出揭示了元素化合力與基團化合力之間的聯(lián)系，“化合力”后來被德國化學家凱庫勒翻譯為“價”，得到歐洲各國的普遍認可；我國早期使用的術語是“原子價”，1991年公布的《化學名詞》中譯為化合價，并給出定義：一定數目的一種元素的原子只能跟一定數目的其他元素的原子化合，這種性質叫做化合價.

2.“化合價”概念的發(fā)展

化合價的概念提出后，在較長的時間內并沒有相應的理論去解釋原子間結合的原因，直到化學家們把研究重點從化合價的本質轉移到原子結合的數量關系上.20世紀，原子結構理論的建立為揭示化合價的本質奠定了基礎.1861年，俄國有機化學家特列洛夫首先提出“化學架構”的概念，并指出物質的化學性質決定于它的化學結構，1916年美國化學家路易斯在《原子和分子》中闡釋了化合價的電子理論，解釋了分子間作用力的實質，提出：原子失去或獲得電子后形成穩(wěn)定的電子結構，金屬原子易失電子，非金屬原子易得電子形成負離子，正、負離子間的靜電庫侖力是離子間形成化合價的本質.

3.電子理論的發(fā)展

1927年，英國化學家海特勒和德國化學家倫敦把量子力學理論應用到分子結構中來，后來又經過美國化學家鮑林等人的發(fā)展，建立了現代價鍵理論(簡稱VB法，又叫電子配對法)，1931年，由鮑林和斯萊托創(chuàng)立了雜化軌道理論.價鍵理論和雜化軌道理論都認為，原子的化合價與原子核外電子層中未配對的電子數目相等.因為有幾個未配對電子，就可以借電子對的形式來形成幾個共價鍵，從而生成具有一定穩(wěn)定結構的分子.例如：H、F、O、N、He、Ne基態(tài)時原子核外未配對電子數分別是1、1、2、3、0、0，所以它們的化合價也分別為1、1、2、3、0、0.

4.分子軌道理論階段

1931年鮑林提出了雜化軌道理論和電價配鍵、共價鍵的配合物價鍵理論，1932年美國化學家密立根和德國化學家洪特等人創(chuàng)立了分子軌道理論(簡稱MO理論)，以及隨后提出的單電子鍵、三電子鍵和缺電子鍵等概念，使化學家們對原子間相互化合的形式、結構、性質等的認識進一步深化和發(fā)展，同時也使化合價的傳統(tǒng)概念暴露出來這樣那樣的缺陷.1938年，鮑林出版了《化學鍵本質》一書，宣告了用整數定量量度化學元素性質的化合價的消亡，并引導化學家們將注意力轉到探索化學鍵的本質上來.至此，人們開始清醒地認識到用化學鍵數目來計算原子的化合價的方法是行不通的，至少在有些類型的化合物中是無法應用的.

二、化合價的學習困難分析

通過對化合價概念的演變與發(fā)展的歷史回顧，我們可以看到，在第一階段的化合價概念僅僅回答了原子間相互化合的數量關系.第二階段則將化合價的數值與共價鍵數目或原子中未配對電子數目畫上等號，從而使化合價這一起初比較抽象的概念變得具體起來.第三階段，化合價的分子軌道理論為揭示化學鍵的本質提供了理論基礎，同時說明用整數定量度量原子化合價的概念已經過時，對于奇數電子的分子、缺電子分子和夾心面包型分子中原子的化合價，必須用分子軌道理論來闡述才能得到滿意的解釋.這不斷變化的含義，讓化合價披上了一層神秘的面紗，也導致了學生化合價學習的困難.

首先，從化合價的發(fā)展歷程可以看出，化合價這一概念的含義不斷在發(fā)生變化，而并不是我們現在教材中給出的化合價的含義，所以這就導致了學生學習了化合價概念之后，按照所學的化合價知識去判斷其他物質中元素的化合價時，常常會遇到解釋不通的時候，比如說四氧化三鐵中鐵的化合價、過氧化氫中氧的化合價.這樣就導致學生難以理解化合價這個概念.

初三學生在學習化合價之前頭腦中沒有與“化合價”相連接的先行組織者，化合價知識很難與學生的已有知識經驗相連接，學生只能靠死記硬背老師教給的口訣，這樣學到的知識在練習應用中又頻頻出錯，這對學生來說更是雪上加霜，化合價的學習更加困難.

其次，化合價如此復雜的發(fā)展史，對于很多的初中教師也是陌生的，教師在理解化合價時都不能給出其確切的含義，如果要傳授給學生，講到什么程度、怎樣講合適，這對教師來說本身就是一個挑戰(zhàn)，所以很多教師則干脆不講，直接告訴學生一個“化合價記憶口訣”，學生們只會記住這些口訣，而對于化合價什么含義、怎么用，則是一塌糊涂.

三、解決化合價學習困難的教學建議

以上從化合價發(fā)展史的角度分析了初中化合價難學的主要原因，在教學中為幫助學生理解化合價的概念，教師要注意以下兩個方面：