罗杰•G•牛顿:《何为科学真理——月亮在无人看时是否在那儿》

罗杰·G·牛顿:《何为科学真理——月亮在无人看时是否在那儿》,武际可译,上海科技教育出版社2001年5月

这本书是高一时就翻过的,当时觉得很难懂,而现在重新读来,发现这原来是一本关于科学哲学的书,作者是一位量子物理学家,然而他对于科学哲学,包括科学认识论、科学史学、科学社会学等等的涉猎是相当广泛的。作者批评了持相对主义社会建构论的科学社会学家,对库恩及其弟子的学说也表达了保留与质疑。然而,作者表达观点时的态度是相当公道的,他与国内一些动辄对不同的科学观进行谩骂和攻击的态度完全不同。这是一本观点深刻、论证严密、态度公允、涉猎广博的书,列为哲人石丛书中的“当代科学思潮系列”,显然要比“当代科普名著系列”的书更具专业性和思辨性,然而它仍不失一本科普读物的深入浅出的特点。当然,对作者的许多具体观点我还是有所保留的。

第2页 ……正是科学的成功种下了仇视它的种子。
这种主要是指向物理科学和生物科学的仇视来自两个相反的方向。那些对广泛的道德上的和文化价值上的堕落而失望的人,由于确定性和安全性的舒适感从他们的精神寄托中丧失,便责备科学上的怀疑论和永恒的不确定性。这些批评者设想回到一种单纯的时代,在其中,有信仰的人们由于通过科学了解世界而更为专著,并且可能基于对宗教权威的崇尚,导向符合道德的和伦理的行为。从相反的方向,某些薪金的欠发达的社会科学和政治科学的实际工作者开始怀疑:通过科学是否能真正地认识世界。他们坚持,我们所有人,包括在过去被夸大地描绘为不食人间烟火的科学家们,都是我们环境的产物。…………某些有影响的社会学家信誓旦旦地宣称,过去400年来由大量观察、实验与思索辛辛苦苦得到的科学成果,与大自然和所研究的外部世界毫无关系,而不过是类似神话与仙女传说的叙事,或者是社会协约的结果。他们认为,科学的“真理”表达了发明那些真理的群体的特定观点,并且是为了该群体的政治利益而设计的。////——我显然决不“仇视”科学。

第3页
当然,大部分物理学家和生物学家不受干扰地继续他们的工作。但是,在伪科学泛滥的时期,占星术把流行的问答游戏以及排定美国总统的日程表标榜为科学,有些学校被迫将手“创世科学”以代替进化论,相对主义思潮如今在大学和知识分子中流行将对未来的议员和有教养公众产生有力的影响。这些很难说对一些被误导的无知者是无害的观念,注定要损害我们的社会,腐蚀作为一个整体的文明。////——与唯科学主义的过度泛滥相比,真正的科学精神的丧失也是一个同样严肃的问题。

第12~13页
有几次,爱因斯坦表现了某种看起来是约定论者的心情,他写道:“科学是……人类意识以其自由发明的观念和概念进行的创造”,他在1933年斯宾塞讲座上说,理论是“人类理智的自由发明”。不过应当注意,语境假定了这些话的有效性:“[物理理论系统]德结构是理性的工作;经验的内容和他们的相互关系必然可以在理论的结论中找到表达。支撑它的独有的价值和全部系统地证实、特别是支撑它的概念和基本原理的证实,处于这种表达的可能性中。后者是区别于那些既不能为理智的性质证实,也不能为其他形式的先验证实的人类理智的自由编造五。”此外,约定论似乎是莱布尼兹哲学对实在的一种表述:“曾对这一主题深入思考的每一个人都不会否认:感觉理解世界实际上唯一决定了理论体系,尽管不存在从理解导向理论基本定律得逻辑路径;这就是莱布尼兹美其名曰的‘预立的协调’(古按:前定和谐)”。因而,把爱因斯坦的科学观当成约定论是一种错误。
另一方面,法国的大数学物理学家庞加莱确实是一位约定论者,他的主张只得摘录得略长一点:“…………”////——爱因斯坦的科学观是一个相当有意思的课题,我之前已注意到,在约定论与康德的先验论之间,爱因斯坦对后者表示反感却倾向于前者,然而爱因斯坦的科学观又并非完全接受了彭加勒的约定说。

第17页
毕竟,采取把物理定律当作仅仅是种种约定的态度,可以使它易于用理论的“修补”来回避理论与实验的冲突。波普尔认为这是约定论的主要危险。他把这一点看作是驳不倒的。然而,因为这种修补使我们一无所获。他的建议是干脆拒绝它。“避开约定论的唯一方法是采取一种决断:不用它的方法。在对我们的系统构成威胁的情形下,我们决定不采取任何约定论策略去拯救它。”

第17页 40年前由李政道和杨振宁发现的宇称定律不成立,是一个避开约定论者策略的出色例子。

第30页
海森伯……:“我一直奇怪,为什么像柏拉图这样的大哲学家具有能认识自然现象中秩序的思想,而我们自己却不能。”战败就“意味着所有旧的结构都必须被抛弃么?在旧的基础上建立一种新的更牢固的秩序不是更好么?”柏拉图秩序井然的宇宙和他自己对混乱环境的突然反应,对海森伯影响终生。这使他成为拥戴非决定论的真正量子力学的奠基者,……

第36页
“强纲领”用“因果模型”取代“目的论模型”(按照它,只是的获得是直接朝着真理的)。他(布卢尔)主张,说一种信念是社会决定的并不意味着它是假的,他拒绝经验模型,这种模型认为存在对真信念的经验证实:所有的信念,包括最理性的,都需要社会学解释。

第36~37页
对于他(布卢尔)的观点:全部的科学结果,而不恰好是有缺陷的某个结果,皆要求社会学解释。这是查默斯所提出了中肯的反对的。查莫斯给出一种类比:麝香一名足球运动员看到球在正对球门的最前面;如果他把它踢进了,不需要什么外部解释(他恰好遵从规则),但如果他打算去吃掉它,这就需要某种外部解释,可能涉及他的精神健康。对布卢尔而言,每一动作都需要作出社会学解释,那么他最好主张,了解运动员为什么遵从规则以及这规则是从哪里形成的在社会学上有意义。然而,对于运动员和观众来说,这种问题是无关紧要的。////——这个比喻非常有意思,然而,正如查默斯所言,这种问题对于运动员和观众来说是无关紧要的,然而许多问题可能在操作和实用上没有直接的意义,对于哲学家而言却是值得讨论的。

第44~45页
人们只能对社会学家准备好去判断和攻击科学的重大成就感到惊奇,这些成就是在20世纪的进程中由实践科学家取得的,对他们进行的实验、建立的这一多方面的和有影响的结构,存在着强大的、甚至是激昂的不同意见和重新评价。相对主义社会建构论者的一个主要错误是,在收集他们证据时假定,由于在确立事实或理论的进程中,科学家们热烈地争辩而不是冷静地论辩,结果就像政治家中同样热烈的争论,结论无异于由外部的某些现实来确定。难怪他们断言,牛顿的万有引力被爱因斯坦的引力所取代,或者量子力学的引入,它们的认知意义无异于共和党候选人被民主党候选人在选举中击败或颁布禁令。对于目前遍及科学社会学的认识论相对主义责任的大部分,有已故的库恩的影响,他后来特别愿意同他的弟子们脱离关系,弟子们的极端立场是他始料不及的。(注释:在1992年Rothchild演讲(pp.8~9)中,Kuhn宣称:“我是发现强纲领的声称荒唐的人之一:一个疯狂的解构的例子。”////——库恩的理论经常被过分极端地推广了,这是值得注意的。

第45页 同理,科学家们之间激烈分歧的结局或许是或不是大自然的有效知识;但是归根结蒂,是大自然本身作决定,而不是社会偏见或者参与者的职业选择。

第49页
近代科学并不是在目的的名义下提供解释:将自然现象归结为终极原因的目的论解释不是科学方法论的一部分,原因在于对这类问题的客观回答不能由观察和实验得到或证实。然而,毫无疑问,科学中产生的很多问题恰好是从“为什么”开始而不是从“怎样”开始,科学对这些“为什么”问题的回答,有些人,特别是那些倾向于亚里士多德的哲学家,是不满意的。如果我们用牛顿运动定律和万有引力定律解释行星的运动,会有更多的疑问有待解答,如为什么引力随距离的平方而减小?为什么运动定律是那种形式?这些问题就是爱因斯坦当初试图弄清楚“上帝是否创造世界有所选择?”时所想的,也就是当代物理学家们期望用“万物之理”来回答的问题。不管这些雄心最后能否实现,科学家们必须同时使自己满足于更为谦虚地目标。

第57页
服从于已充分确立的一般定律和原理的大尺度系统,经常产生服从于复杂的新的局部定律的结构:这些情况有时被归结于涌现性。化学和生物学中的所有定律都被认为具有这种特性。在物理学中,热力学的时间箭头从统计力学涌现。……

第66页
情况确实是这样,科学在本质上是还原论的,而不可能是别的。理解一种复杂现象的最简单的方法,是把它的解释还原为某些较简单的业已理解的事物。从根本上说,在没有不断引进许多特定的新概念和解释工具时,这种方法无可避免。生物学家应当满足于遗传学的经验定律,而不必寻求在DNA意义下它的分子机制的解释么?当然有特殊的生物学定律,但不意味着它们都是从头的新创造。还原直接地说明了大自然所有部分之间的密切关系,这种关系是许多反对还原论的人也强调而又盲目否定的。然而需要承认的重要事实是,还原论并不意味着大自然不存在涌现性。…………如果我们否认这些层次关系,我们也就否认大自然是一个有内在联系的整体。////——尽管本书作者似乎对混沌分形等系统科学表示反感,但是我要指出:即便是这些最新兴起的所谓“整体论”的新科学,也并没有否定还原论作为科学的一项基本特征,还原的、分析的方法始终是最基本的科学方法。我们只是说,仅仅注重还原是不够的,还原论无法让我们完整地把握世界,在使用还原论的、分析的方法同时,整体论的、综合的方法也不可缺少。而少数极端的主张持反还原论、试图取消还原论的立场则是十分片面的。

第91页 聚合水的伪发现是另一个宣扬得沸沸扬扬的例子。大约在35年前,俄罗斯化学家扎古因(Boris
Derjaguin)宣布他发现了一种新的、反常的水,是在细玻璃毛细管中冷凝蒸汽得到的。这种水的光谱特殊,有异常高的黏度,比普通水重40%,在华氏-30度时不结冰而成为一种玻璃状态。他发现的似乎是一种迄今还不知道的水的形式,但只能极少量得到。他的宣布引起了全世界的大量研究,延续了近10年,发表了数百篇论文,甚至对这一所谓的新的聚合水还仔细建立了一种分子模型。最后发现,这种革命性的物质只不过是被各种杂质污染了的水,这些杂质包括努力工作的科学家所流的汗水和胳膊上的油脂,它的反常性质的原因就是这些杂质。这一段情节表明普遍事实要求其他人科学地检验的重要性。当不能重复时,所声称的“事实”便消失了。////——一个有意思的案例……

第99页
基于以上例子,有人可能会认为在事实和理论之间的界限并不总是明显的。进而,除了理论和“数据”之间的界限不清之外,实验也要服从可能是不合理的理论的影响。毕竟,它们的解释必然被基于从前的思想和知识的观念所引导。庞加莱指出,事先没有想法就进行和评价实验“是不可能的。这不仅会使得所有的实验毫无结果,并且,如果试图这样做的话,就会一事无成。每个人的头脑中都有自己不易摆脱的以自己的方式对世界的理解”。因此,从多种意义上来说,我们看作事实的其起源是掺杂的。////——这一点既不能被忽视,也不宜被过度地夸张。

第100~101页
理论和定律最终基于可独立证实的事实之上,这种说法失之于过于简化,不过还是这么回事,而且需要强调这一点,在物理学和科学的大多数其他领域中,虽然一些事实可能是渗透着理论的,定律和事实的结合却具有极大的稳定性。就象一座建筑物的稳定性不单靠拐角上的支柱的坚固性,也靠墙和地板的大范围的交叉支撑,科学的结构也是这样,是由其中密集的相互依赖的网状部件来保证的。在必要时,指出科学结构的某些特定部分的证据可能是薄弱的,这是科学家和博学的评论者的一项重要职责,但它与大厦的整体安全性关系不大。////——基本同意,科学的稳定性不单单建立在某一些事实之上,更是建立在以科学“方法”为根本的,由理论、事实、实验、解释等等所构成的一个整体,而其中,追求客观、排除偏见的科学方法确保了科学的整体稳定性。

第111~112页……是什么决定老理论和新理论可以接受还是应当抛弃呢。
首先应当提到的是,如同许多非理性的因素在理论的心理学来源中发挥的作用一样,它们对不同的科学家可能立即被拒绝或接受;最初的判断,甚至是最聪明的人的判断,有时也被发现是十分错误的。哥白尼的新天文学在伽利略的思想中占有重要位置,为此伽利略还受到教会的迫害,而开普勒行星运动定律又给哥白尼理论以强有力的支持,从这一观点来看,伽利略拒绝结合开普勒定律,似乎是莫名其妙的。这种谜样的行为可能有它的根源,伽利略强烈地喜爱圆而厌恶在绘画与雕刻中的“怪僻”,那种赶时髦艺术流派喜欢拉长图形,以致将圆变为椭圆。霍尔顿认为,开普勒是一个怪僻派的思想家,所以伽利略没有把他放在心上。

第112页根本上说,任何提出来的科学定律要被接受,必须引出可供验证的结果。作为一种普遍的哲学,实证论者坚持不能被观察所验证的命题是无意义的。然而,这一要求是过分严格了,特别是由于意义一词包含有许多不同的是无。科学,特别是物理学这门抽象学科,充满着与实验不沾边的概念和没有观察结果的有意义陈述。但是,毫无疑问,如果其内涵不能由实验检验,则这个定律就不能被接受。如上所述,一个十分普遍的定律,有时可以生出局部定律,这些局部定律大多可以导出直接可验证的命题,其结果的预测来自将来的观测或者适当地以从未进行过的方式分析过去的实验(这些在它们与已知的事实相符合的意义下可以称为“后验”。
一般地说,科学家们对预测的评价比后验高得多。原因大半是心理学上的。有一种感觉,随着可调参数的足够的变动,聪明的理论家总可以构思一个草图去拟合已知的数据;对于预测的情形,即使是最敏慧的理论家也要冒犯错误的风险;这就是为什么有意义的新预测的数目愈多,它的价值就愈高。预测还会激励一些实验,若无预测,这些实验就不会安排;……

第114~115页似乎可信的诱惑可能是可证伪性简单而严格的判据,它曾被科学哲学家例如拉卡托斯有力地批判过。对于一种事物,通常可以构造一种特别的理论变形去解释观察的不相符。“在科学史上有些最重要的研究纲领被嫁接到显然与之不协调的老的纲领上。例如,哥白尼天文学被嫁接到亚里士多德物理上,波尔的纲领被植入麦克斯韦的纲领中。”另外,任何理论的验证必然总是依赖于衡量观察结果的界限,其余的事情是同样的。在大多数的例子中,科学家们对一个具体的背离必须断定归因于什么。由牛顿的理论预测的水星轨道近日点的偏移位天文学家们所知已有85年,一直没有被看为万有引力的否证。因为所有人都知道,那是由于某个还没有发现的行星扰动或者某些未知的原因引起的。只有在爱因斯坦基于广义相对论对这一偏差的预测之后,这一现象才被看为牛顿理论中的一个真正反常,并且由于其观测值与预测值是吻合的,所以爱因斯坦胜过了牛顿。
“在朴素的证伪主义(确实的否证)意义上的‘证伪’并不是消除特定理论的充分条件:直至我们有一个较好的理论之前,尽管知道成百的反常例子我们还不能把它当作被证伪了。”“在呈现一种更好的理论之前是没有证伪的。”拉卡托斯作结论说,他并且建议用“方法论证伪主义”(“在毫无疑义的知识背景上的验证来区别理论,……它把我们最成功的理论作为我们感觉的延伸。”)去代替“朴素证伪主义”。
换句话说,一个观察的不符合,是否可以看为对一种理论的证伪乃依赖于实验与理论的语境。在许多例子中,实验结果与理论的不符看作误差。如上所述,当1929年一些实验观察强烈地启示,β衰变违反了宇称守恒律,而物理学家对这个原理上的信心是如此地牢固,以至于这些实验数据被忽视被埋没了,…………由此,证伪判据有其固有的局限,进而,我们必须承认“证实”也起一种重要的作用,即便这种作用是不能保证的,也永远不能混同于“证明”。

第117页应当牢记之点是,尽管是可证伪性而不是可证实性,在决定一种理论是否有科学上意义是最重要的判据,它在建立对一种理论的信赖这个更大的任务所能起到的作用是有限的。一种理论被接受并不仅仅由于它经受得起许多证伪的磨难,尽管这样的经验也是需要的,而是由于它引向被实验证实的预测。毕竟,理论的目的是由它生产许多东西,而不仅仅是不出错误。“仅仅在哲学家的理想王国里。”哲学家劳丹评述说,“去维护一种教条仅仅是因为这种教条没有被最终驳倒,是合理的。
当决定是否抛弃一种老的、被证伪了的理论,代之以一种解释能力更强的理论时,科学家们还面临另一个问题。有时一种新理论关于给定的、老理论可解释的现象作不出预测或后验。有关的例子是基于牛顿的运动定律与万有引力定律的行星轨道理论,它取代了以前的一种笛卡儿理论。后者的目的是去解释,在所有的事物中,所有的行星皆绕太阳按同方向旋转,而牛顿的理论对这一点保持沉默。对于这种运动的同向性,也为了解释轨道的共面型,行星的具体大小,以及它们与太阳的距离,我们现在把它们解释为历史的偶然,把它们归结为对太阳系偶然形成的方式。一种新理论不仅带来反对以前理论新的预测,这种反对是老理论能够被证伪的工具,而且还要转换值得回答问题的集合。这种注重点变化就是范式转换的实质。

第131页
举例来说,在量子电动力学(QED)中,我们面对着一个未解的难题:一方面,这个理论产生了实验数据与计算结构的前所未有的符合,该计算结果是基于以明确定义的近似方案求解控制电子于广资相互作用的QED的复杂的相对论场方程得到的;另一方面,40年来,所有想实际地证明这些方程有解得尝试都失败了。假如QED的方程得到了一个“无解”的证明(有迹象表明可能),则数学物理学的任务就是要告诉我们,如果它不是方程的截,那么计算出来的是什么,为什么会与大自然如此奇迹般地相符合?构成这些方程的解的概念,将必须重新适当地予以定义。

第146页
亚里士多德的动力因概念与科学相联系时,被休谟有力地推翻了,他令人信服地指出,即使观察到原因和结果之间的关系也不能必然地得出存在一种驱动力,或者存在一种在原因和结果之间必然联系的结论;所有可能观察到的是两者之间的一种持续关联。在纯粹经验的范围内,说A引起B无非是指只要A发生了B就产生。但是,对康德来说,这一激进的命题的出现是对科学的腐蚀,他认为,因果次序被一种普遍的规律所支配是非常重要的。为了从休谟的怀疑论中拯救科学,他的认识论把因果性作为理性思考的范畴,而不必是大自然固有的性质,但是对认识大自然是不可缺少的方法。在康德之后一个半世纪,波普尔写道:“否认因果性,将无疑是要劝说那些物理学家放弃追求。“科学的洞察力在一定形式上要求因果性概念,这在休谟对亚里士多德动力因的破坏中幸存下来。////——康德清醒地认识到,因果性是科学不可缺少的,而因果性在人的理性思考中得到保证并不意味着因果性是主观的,而恰恰是要保证因果性的客观性在怀疑论者的攻击下幸存。而量子力学中,因果性中的主体因素以另一种形式被强调了,但这同样并不意味着因果性丧失了客观性,只是因为主体与客体的不可割裂性,使得因果性不可能在抽离了主体的纯客体概念中被想象,因果性客观地存在于主体与客体的关系之中。

第161页
小结:关于因果性这一至关重要的科学概念,经典物理学与量子物理学之间的差别不能靠如下的方法说清楚,即对前者,一个粒子系统在某一时刻的状态确定它任何将来时刻的状态,而对后者则不能。事实上,在这两种情形下,某一时刻粒子系统的状态都决定了系统在任何未来时刻的状态。显著的差别在于,在经典物理学中,如果我们知道系统的状态,我们就原则上能够确实地说出特定粒子系统性质的每一细节,而在量子物理学中,当我们知道了状态时,“性质的每一细节”是不能在同一以一下给定的:在经典情形完全由参量确定而在量子力学的情形仅是概率地确定。////——确实,这里对一些误会的澄清相当重要,即量子物理与机械决定论的根本区别不在于知道了初始状态后能否确定地预测其发展情况,事实上,关键在于对“状态”一词的定义就存在根本的不同,量子物理所描述的“状态”指的是系综描述的量子态。

第179~180页

如果夸克不是真实的,那么为什么中子是真实的呢,进而如果中子不是真实的,为什么原子是呢?近来的设备使得显示个别原子的“照片”成为可能,不过即使是这些设备愈益灵敏,显示得越来越细致,我还是怀疑能把原子中心的核内质子里面的夸克的相“照下来”。这样的话,它的实在性比起原子来就减小了么?

对这种本体论问题,玻尔的反应是模棱两可的。他总是表示对实在性不感兴趣而把他的着重点放在语言上。“我们人类从根本上依赖于什么?”他问道。

“我们依赖于我们的言词。……我们的任务是与别人交流经验和观点。我们必须不断为扩展我们描述的范围而奋斗,但这样我们的信息并没有就失掉了它们的客观性,不含糊的特点。……我们以不能说出什么是上和什么是下的方式而延留于语言中。‘实在性’也是一个词,一个我们必须学会正确使用的词。”

因此,他得出结论:

“不存在什么量子世界。只存在一种抽象的量子力学描述。认为物理学的任务是去探求大自然是怎样的想法是错误的。物理学讨论的是我们对于大自然可能说些什么。”

海森伯具有类似的观点,但是视角有所不同。他也把十分强调的重点放在语言上:“每一种现象实验及其结果的描述,都依赖于作为唯一的交流手段的语言。这一语言中的词代表经典物理学中的概念……。所以,关于‘实际发生了的’任何描述都是在经典概念意义下的陈述。”但是他走得更远,他写道,有人欣快地

“回到经典物理的实在概念,……或者回到唯物主义的本体论。……然而,这是不可能的。……表述诸如原子现象应当怎样的愿望不能是我们的任务;我们的任务仅仅是去认识它们。”

稍后,他又写道。

“在关于原子事件的实验中,我们必须同事物和事实打交道,即与像日常生活中的任何现象一样真实的现象打交道。但是原子或者基本粒子并不看作是真实的;它们形成一种有潜能性的和可能性的世界而不是事物或事实的世界。”

在他看来,“唯物主义的本体论乃基于存在之类的幻觉之上,围绕我们世界的直接‘现实性’可以被外推到原子范围内。然而,这种外推是不可能的。”

对玻尔和海森伯,在我所同意的范围,所要强调的本质要点,是实在论与尺度有关。在日常生活和经验的尺度上是一位实在论者是一回事,而对于想把实在论带到微观世界却是很不同的另一回事,在那里既没有经验也没有我们适当的语言。我们坚持按照“粒子”或“博”来表述在微观世界水平上所发生的事情,并且为了不仅仅是在数学上认识它,我们似乎别无选择。当观察和实验的结果可能并且必须以“经典的”日常语言来描述时,微观现象并不适合于这种词汇。

以经典物理学语言描述观察的必要性。解释了为什么哥本哈根诠释坚持把量子理论放在经典框架之中,以它为尺度来度量任何事情。逻辑上说,玻尔认为,“按照‘实验’这一词的本义,我们所指的是这样一种情况,在其中我们能够告诉别人我们做了什么和我们已经知道了什么。”海森伯在援引魏茨泽克的话“大自然比人类要早,但是人类比自然科学要早”之后评论说,“这句话的第一部分肯定了带有完全客观性理念的经典物理学。第二部分告诉我们,为什么我们逃不出量子理论的佯谬,亦即使用经典概念的必然性。”

////——讨论量子力学时确实不能忽视经典语词的局限性。当然,也不宜过分夸张语言的无能。包括数学语言在内的表述方法仍然可能恰当地描绘量子世界的图景,只不过,许多传统意义上的词汇,如现实性、实在性、确定性,都需要重新的理解。当我们试图说量子世界是“实在的”或者“非实在的”,首先应该弄明白我们想说的是什么。

第190页 当无人看月亮时,量子理论果真说月亮不在那儿吗?(Is the quantum theory really saying that the
Moon isn’t there when no one is looking at it?)

////——这一问题在传统哲学中可能已经为贝克莱提出,而在量子理论中,这个问题又有了不同的意味——这一诘问最早由爱因斯坦提出以讽刺量子理论的荒诞性,然而,这一问题又同时可为量子论的支持者使用以展示量子理论的不可思议!这个问题居然能够成为一个被科学家们所争论的问题——这本身就足以显示量子理论的独特。

关于这个问题,包括薛定谔的猫佯谬及“维格纳的朋友”问题,我个人的理解是。首先,可以参考类似“意向性”、“现象学”的哲学解说(这并不够)——也就是说,“真实”不存在于与主体相割裂的纯粹客体之中,而只能是存在于主客体的关系之中。也就是说,“那儿有一棵树”是不可靠的,我们所能明白无误地认定为真实的只能是“‘我’‘看见’‘那里有一棵树’”,同样,在表述一个科学观测时,“我看见”这一部分常常被最后省略——这是出于科学方法的要求,即通过可重复的实验以及控制环境变量等方式,尽量使主体的因素普遍化,使结论普适化。然而,对于任何一个观测事实而言,它的真实性是由“我——认识——对象”这三部分构成的整体来表达的。每一个现象若要描述为“真实的”,必须经过追溯到观察者来表达。

而什么事物有资格作为最终的观察者?一个仪器,如一个盖革计数器?一个无智慧的生物,如薛定谔的猫?还是一个有智慧的人,如维格纳的朋友?——我认为,起决定性作用的最终观察者只有“我”,即最终描述这一真实的观察的全过程的人。比如说在以一个粒子衰变与否的量子几率控制的毒药瓶、薛定谔的猫、维格纳的朋友、以及最后汇报实验结果的“我”构成的这一整体中,“这个粒子衰变了”,事实上是以下事实的省略——“我听维格纳的朋友宣称他看到猫死了而且根据设计的推断猫会死当且仅当毒药瓶被打破并且毒药瓶被打破当且仅当该粒子发生了衰变。”而直到维格纳的朋友最终告诉我实验结果之前,他、猫、毒药瓶、粒子四者作为一个整体处于量子叠加态中,他们作为整体对我而言是不确定的。同样地,当我说“月亮在天上时”,实际上是“我看见月亮在天上”的省略;而当我没有抬头看月亮时,我仍可以通过其它间接的方式宣称“月亮在天上”,比如我以摄像机拍摄月亮,当我在当时或者到第二天观看录像时,我便可以说当时月亮在天上,但这是“我通过摄像机观察到某时某刻月亮在天上”的省略,又比如即便我不看月亮,其它人会看月亮,他们会知道月亮在天上,那么完整的表述是“别人告诉我他们看到了月亮在天上而确信他们说的是真实的”。当没有任何关于月亮的直接的或间接的感知时,我便不能说月亮在天上是真实的,因为单是“月亮在天上”一句话,并不包含主体的我的存在,而只有对“我……通过……认识……月亮在天上”这整句话才有资格被判定为真或假。

然而,以上仍然是基于的经典的思维的哲学解释对量子理论而言仍是不够的,因为量子理论似乎告诉人们:如何观测对于观测的结果是有影响的!比如说我决定观测单个量子在双缝干射时究竟通过哪个缝,我便不能得到干涉图案;而如果我希望看到干涉图案,量子的运行将成为不确定。而由于光速是有限的,我如何观测的决定可能后于事实的发生,就好比说我第二天如何观察录影带的方式可能决定前一天月亮的行为方式!(虽然这样说是有点夸张了)。然而,对于此悖论的解释仍然是基于对“事实”一词的理解问题,被“我”的观察意向所“决定”的并非某个发生于过去的“事件”,而是“我……通过……认识……某现象”这一作为整体的事实。这一问题在EPR佯谬的介入后变得更加扑朔迷离,我个人倾向于借助多世界理论的解释,尽管多世界理论存在被奥卡姆的剃刀剪去的危险,然而它在保障世界的客观性方面有突出的方便。

第196页
事实上,在不同的实验室里,用贝尔不等式进行的许多实验检验,思想实验被改换为真实实验,虽然结果总是对量子力学有利,它们还是有某些争议的。但是,能满足我们用日常语言对微观世界进行实在论描述来代替量子理论并避开“幽灵般的超距作用”的渴求,看来是无望了。////——现在,虽然如玻姆的隐变量解释等拒绝哥本哈根解释的其它解释仍然顽强地生存着,然而爱因斯坦最初的理想似乎是破碎了——他所要求的实在性(确定性、即“上帝不掷骰子”)与定域性两者基本上被EPR的实验结果证明为不能兼顾的,玻姆的隐变量解释只能靠牺牲定域性来挽救确定性。

第202页
因此,就我们所能确定的来说,在亚微观水平上的实在完全是由量子场组成的,并且所有的波粒佯谬,都是我们需要用一种日常语言去描述一种实在,而这种语言对此又是不适宜的。当然,“量子世界的奇异性”并没有消失,其根源应当在基本实在和我们的语言装备的失配中去寻找,而不是在实在自身中去寻找。…………
这里不存在量子场是任何哲学意义下“终极实在”的暗示:康德的自在之物是永远接触不到的,所以,在科学上毫无意义。量子场的实在是非直觉的,并且在未来有可能取代其位置的任何其他数学描述也一样是非直觉的。但是亚微观的实在对我们不会永远封闭,只是由于我们直觉概念的工具不适用;数学的语言和工具是强有力的,因为它们使我们能够对超出日常尺度的概念进行研究。////——作者的态度显然是不同于哥本哈根解释的,他认为“我们用量子场的非直觉语言进行的数学描述没有理由达不到实在。”但是,这里还是有一些问题的,比如,数学的描述是否是“反直觉”的?为何有信心说数学的语言就能够达到量子世界?等等。关于康德的物自体概念,它对于具体科学研究确实是没有意义的,但是作为科学的形而上学基础而言却是有意义的,他确认了人的认识不能突破主体的界限,又确保了自然的实在性。在哲学问题上,物自体的概念远没有过时。

第203页
约定论学派主张至少有一部分切实可行的科学理论是一些约定,我已经说明了在有些情形下确实是如此。不过这种科学观并不就此为止;有一种特别的、约定论的当今变种主张,科学的理论和发现是社会和政治的影响和压力的特定结果。它的有些信徒走得如此之远,以致宣称所有的科学陈述(甚至事实本身)都是社会建构,其全体就是我们所称的“大自然”,而且这些建构与外部实在全然无关。对此,我无益是坚决反对的。////——我也同样反对某些科学社会学家乃至个别女性主义者过于极端的主张。

第210页 科学哲学家希莫尼(Abner
Shimony),(回复到笛卡儿)将发现大自然的定律和翻译密电码进行类比,来回答库恩的主张。“假设我们有这样一种文本,在经过大量的猜测之后,尝试解读已经变得越来越一致起来。这种成功可能仅是一系列巧合,以致尝试解读是在一条完全错误的轨道上,但是,比起最后成功的巧合来,看起来更有点像是已经找到一种对正确编码规则的良好近似。库恩关于真理在科学进步中不起什么作用的命题类似于,保持不断前进的以致的解读就可能产生甚至在原始信息和编码规则上所没有的事情。”////——且不论我是否支持希莫尼的观点,他的这一比喻确是值得玩味的。不过这一比喻还可以这样理解:自然之书是一个摆在那里的、确定不变的东西,然而我们却要将这天书翻译成我们的语言。自然之书原本写着的密码是科学翻译的依据,然而对翻译是否符合原本的判断却是只能以解读后的语言是否与某些要求相符来评价,一个接近正确的翻译方式取决于它破译出来的语言是否通顺,而当我们破译出的结果看起来舒服流畅时,我们便倾向于相信我们的破译是更有效的、更忠实于原本的。也就是说,破译的有效性既依赖于其对自然“语言”的契合,同时有赖于其与人类语言的融洽。当然,前者是最根本的,但后者也是不可忽视的。

第224页
没有一个人能够是完全客观的,也就是说,我们所有人在某种程度上皆不可避免地带有偏见,我们的思想和观念皆北我们的教养和社会环境所污染,这种主张具有一定的基础,但不能因此就说这种努力是不合理的。////——正如我们说:无论如何,绝对的真空是达不到的,任何所谓“真空”的东西都不可避免地混有杂质的污染,但我们不能说追求真空、趋近真空的努力是不合理的,越多地清除杂质,则越能够可靠地将之称为“真空”并应用;科学也是一样,总是当我们越多地排除了主观意见及社会因素的干扰后,便越有资格被称为科学进而以科学的名义发挥作用,而不能因为不可能达到绝对的纯粹而干脆放弃追求客观的努力。

第226页
这种科学态度,靠现代技术的无孔不入对社会大施影响,曾经被某些批评家指责为我们文化的众多现代病。过分依赖理性,被说成是破坏了维持伦理和道德标准所需的宗教信仰。公道地说,对西方文明国家的这一评估来说,很难否认其存在某种道理。我们既看到我们周围的宗教影响的降低和道德价值的衰落,无疑又看到,近400年科学的兴起在很大程度上造成西方宗教信仰力的衰落。尽管科学家们对破除宇宙的神秘作出了贡献,他们仍不能够十分有效地向公众传递他们中的许多人随着认识大自然健身而感到的那种敬畏。我们仅仅能够希望现今文化的愤世嫉俗和无政府主义状态是一种暂态,它在将来会被更为积极的前景所取代,科学价值在其中居有核心地位。////——事实上,现代文化的众多病症既是科技过度又是科学贫乏的表现。过度的严格说来并非理性精神,而是“工具理性”,也就是对“技术”的迷信;而另一方面,真正的科学精神,也就是传承于古希腊的那种追求真、善、美统一的理性精神,在现代文化中则是欠缺的。

第227页
尽管有今天的流行的攻击,科学真理的概念已经异常成功地服务于我们的文明,它不是一种舒适的真理,而是一个众所周知的为温伯格所做的注记:“宇宙看上去越是可理解,它便越像是没有目的”,代表一种在我看来不适当的觉醒:一种要点(在温伯格的意义下,是目的)不是与我们的真理有关的。后来,温伯格承认她的陈述表达了“对于一个天堂宣告上帝的荣耀的世界的”怀乡之情。这种对感情真理、宗教真理和科学真理融合的渴望,也存在于当今对探索事业的攻击背后,不过这些范畴的融合不可挽回地失掉了。但是,科学当然能够慢慢使人获得伟大的感情的满足:实在说,许多物理学家目睹大自然通过其理论和发现所显露的雄伟何其结构的美。请听庞加莱所言:“科学家不是因为大自然有用才研究大自然;他研究它是因为他喜欢它,他喜欢它是因为它是美的。如果大自然不是美的,它就不值得了解,如果大自然不值得了解,生命就不值得活着。”我们必须因了解大自然如何运转的喜悦而安下心来。已被撕成碎片的各种真理——科学真理和宗教真理,理性真理与感情真理——再也不能重新合而为一了。////——多数伟大的科学家都拥有一种高尚的胸怀,而他们的高尚以及愉悦往往源自那种对自然之美的那种宗教式的情结,他们在追求真理与至美的过程中得到满足。不过,对于更多的人而言,这种解说真的足够令人安心吗?科学家在追求真理,那么普通人的生命到底追求的是什么?如何让一般人的生命都能感到有所追求、有所满足?如何让残酷的真相与日常的伦理道德相融洽?——那种在追求真理中得到满足的人生观在大科学家那里是可能实现的,而如何能让一般的人都可能追求幸福?如何劝说一般的人采纳一种伦理的生活方式?显然,科学和理性对于整个人类文明而言是不够的,哲学、艺术与宗教虽不能与科学合而为一,却始终有理由独立于科学而存在,它们并不要求凌驾于科学之上,也拒绝科学凌驾于它们之上,它们只要求与科学互相补充,以助于满足人类对“意义”的渴望,正如在一个大科学家身上那并存的严谨理性的科学精神与追求并相信自然之美的宗教情结的互相补充一样。

2006年2月3日

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