注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

姚毓成的博客

本质在语法中道出自身

 
 
 

日志

 
 

“缺乏体悟”的理性思维现代创世论----姚毓成述评 (28)  

2016-01-16 15:51:42|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |
###参考资料时间与空间是英美马克思主义关注的一个核心问题。大卫·哈维在继承牛顿、爱因斯坦和莱布尼茨等的时空理论的基础上,运用马克思主义辩证法,从两个维度建构起自己的时空理论:一是从空间与时间、物质、运动之间的关系来确定空间的属性,将时间与空间划分为绝对空间、相对时-空和关联时空;二是根据人们的实践活动将空间划分为物质空间、空间的表征、表征的空间。两个时空维度的辩证张力所形成的"时空矩阵"体现了哈维的时空终极辩证法,也丰富了马克思主义的空间时间辩证法思想宝库。
以下是大卫·哈维的时空矩阵:
绝对空间
物质空间(经验空间):墙、桥、门、楼梯街道、建筑物、大陆、水域、领域标志、实质边界、门禁社区······
空间再现(概念化的空间):欧氏几何学;地景描述、禁闭、开放空间、区位、定位和位置性的隐喻;(指挥与控制相对容易)----牛顿与笛卡尔
再现的空间(生活的空间):围绕着壁炉的满足感;封闭所致的安全感或监禁感;拥有、指挥与支配空间的权力感
相对空间(时间)
物质空间(经验空间):能量,水,空气,商品,人员,资讯,货币,资本的循环与流动;加速与距离摩擦的缩减······ 
空间再现(概念化的空间):非欧氏几何学和拓扑学;透视书;运动、移动能力、时空压缩和延展的隐喻(指挥与控制的困难需要更复杂的技巧)----爱因斯坦与黎曼
再现的空间(生活的空间):上课迟到 的焦虑;进入未知之境的惊骇;交通堵塞的挫折;时空压缩的紧张或欢快
关系空间(时间)
物质空间(经验空间)电磁能量流动与场域;社会关系;地租与经济潜势表面;污染集中区;能源潜能;声音、气味和感觉 
空间再现(概念化的空间)超现实主义;存在主义;心理地势学;网际空间;力量与权力内化的隐喻;(指挥与控制极度困难)----莱布尼茨、怀特海等
再现的空间(生活的空间):视域 、幻想、欲望、挫败、记忆、梦想、幻象、心理状态(例如广场恐惧症、眩晕、幽闭恐惧症)
哈维认为,这个通用的时空矩阵很有用处,“加上一点想象力,就有可能跨越矩阵里的元素,从事辨证的思考,使得每个态势都可以设想为具备了与一切其他态势的内在关系”。哈维还强调:“我们不能赋予任何一个时空架构以优先性,彼此之间必须保持辨证的张力。”
----《莱布尼茨时空观的演变历程》本文通过对莱布尼茨文本的考察,将莱布尼茨时空观的演变历程划分为三个阶段:早期(1669-1671)、中期(1676-1687)以及晚期 (1795-1716)。本文认为,莱布尼茨在早期认为空间是独立于物体而存在的实体,时间是依赖于运动的偶性;在中期他认为时空是现象的;在晚期他认为 时空是关系的、观念的和连续的。
###背景资料
《几率解释:令决定论成为过去的重要观念》
【作者简介】厚宇德(1963- ),黑龙江明水人,科学技术史博士,河北大学宋史研究中心、科学技术史研究所教授,主要研究方向为科学技术史与科学文化(河北 保定 071002)。
  【内容提要】 玻恩最早提出波函数几率解释为量子力学建立过程画上了圆满的句号。但有些重要物理学家一直不承认波函数统计解释在量子力学理论体系中基本的核心地位。还有些物理学家忽视玻恩在提出几率解释方面的优先权。这都给玻恩带来了懊恼。为了巩固几率解释在科学领域、哲学领域的基础地位,玻恩摒弃决定论而保留因果性。玻恩不认为几率解释仅仅是一种权宜的方法,而认为几率具有实在性。不带主观意愿地追求规律的客观性使得玻恩的精神世界是开放的,因而少有因留恋旧观念而产生的无尽烦恼。
波函数的统计或几率解释(下文简称几率解释),是量子力学最基本、最重要的原理性思想基础。量子力学领域的种种思想争论与较量,诸如所谓的玻尔—爱因斯坦巅峰论战等等,本质上或多或少都与波函数的几率解释有内在关联。
  一、波函数几率解释的诞生及其给玻恩带来的懊恼
  玻恩1926年6月发表的论文《论碰撞过程中的量子力学》里有一个脚注:“一种更加精密的考虑表明,几率与Φ[,mm]的平方成正比。”量子力学的波函数几率,就以这样的方式诞生了。现在几乎可以说,玻恩的这篇文章,最为重要的就是这一脚注。美国物理学家、物理学史家派斯的评价极好地揭示了几率解释的重要性和历史作用:“量子力学意义上几率的引入——也就是说,几率作为基本物理学定律的一个内在特征——很可能是20世纪最富戏剧性的科学变化。同时,它的出现标志着一场‘科学革命’……的结束而不是开端。”在派斯看来(今天的物理学家也大多持此观点),玻恩提出波函数的几率解释,为量子力学的建立过程画上了圆满的句号。其后出现的诸如玻尔的互补原理等长时间为学界所关注的思想,对于物理学家而言,无关紧要。①去掉玻尔的互补原理,不影响物理学家应用量子力学解决原子系统的物理问题。玻恩的波函数几率解释,不仅为量子力学添上了最后圆满的一笔,它还有更大的影响和更重要的意义。南希·格林斯潘将其撰写的玻恩传记命名为《确定性世界的终结》(The End of the Certain World),因为玻恩提出几率解释真正成为了一个基础的科学思想方法,他因此成为了经典物理学决定论所界定的确定性世界的终结者。几率解释使基于牛顿力学的物质世界的经典决定论范式破碎了,因此,几率解释缔造了世界的新范式。
  对于玻恩提出的波函数几率解释,物理学家的反应大不相同:“他最近的合作伙伴约当为此很开心;他此前的助手海森伯却很惊骇。”1962年11月12日接受海尔布朗采访时,著名物理学家克隆尼格说他与拉比(诺贝尔物理奖获得者)等人,当时“用了很长时间理解波函数的几率解释和几率幅。我想玻恩是第一个首先清晰将波函数的物理意义表述为几率幅的人。……我想我们被他的思想迷住了。”1963年获得诺贝尔物理奖的维格纳回忆说,当他看到玻恩的论文后,“先是吃了一惊,但马上认识到玻恩是正确的。”而当时老一代经典物理学的标志性人物洛伦兹的表现也具有另一种代表性:“在玻恩的工作之后,洛伦兹再也不能把握量子论带来的变化了。”
  因提出波函数几率解释而给玻恩带来懊恼的是另外两种情形。情形之一是物理界一些大人物不承认波函数几率解释在量子力学中的基础核心地位。普朗克、爱因斯坦、德布罗意和薛定谔等人都不接受玻恩的统计哲学是量子力学完备理论的一部分。几率解释存在的前提是承认微观客体的波粒二象性。玻恩通过对微观尺度散射或碰撞等实验的研究肯定了粒子概念的有效性,他说:“我是强调保留粒子观念的。”同时玻恩也包容微观粒子波动性的合理性。与他相反,薛定谔相信波动性是唯一的实在,粒子性不过是派生的不发散的特殊波包而已。到20世纪50年代,薛定谔仍然坚持这样的观点:“最近(1952年),薛定谔又开始了他的所谓澄清活动,他积极呼吁,不仅要把粒子,而且还要把定态、跃迁等等从物理学中清除出去。”爱因斯坦也是始终不接受几率解释的基础核心地位因而令玻恩懊恼的人之一。1944年9月7日在致玻恩的信中,爱因斯坦说:“在我们的科学期望中,我们已成为对立的两极。你信仰掷骰子的上帝,我却信仰客观存在的世界中的完备定律和秩序……”
  情形之二是很长时间里具有影响力的若干物理学家虽然接受和应用波函数的几率解释,却忽视玻恩对于它的优先权,这一现象令物理学史家派斯也觉得不可思议:“有点奇怪的是——这使玻恩有些懊恼——他的论几率概念的论文在早期总是不能被充分地认可。海森伯自己对几率的解释……就没有提到玻恩。在莫特和梅西的两版论述原子碰撞的书中也找不到有关玻恩工作的参考文献,在克拉默斯的论述量子力学的书中亦是如此。”莫特与梅西在著作中不提及玻恩论述几率解释的文章这件事,令玻恩十分不快。他说:“这一疏忽对我损害不小。因为,尽管我不是特别有野心,但这是我很引以为自豪的发现。”因此,玻恩因提出几率解释给自己带来了一些懊恼,这些懊恼是源自于其他物理学家的反应与态度,而不是几率解释本身令玻恩惴惴不安。令玻恩懊恼的更深刻的心理奥妙之一是,因为这一思想是深刻的、革命的,因此一定会遭到反对;之二是,因为这一思想至关重要,难免有的人想觊觎自己对于这一思想的一定意义上的优先权,故而混淆是非,这会使不了解历史的年轻物理学家很容易就是非难辨了。比如莫特后来就表示过,人们都称这一解释为哥本哈根的解释,因此,他的著作之所以写得令玻恩难过,是因为他不知道这一思想最早由玻恩所提出。
  二、爱因斯坦等人拒绝几率解释的基本性的根本原因
  惯于思考的哲人科学家的科学价值观往往决定于其精神的向度。后者往往或者是他投身科学的原动力或者是其人生追求的重要目标。爱因斯坦12岁时,由于读了科学书籍而终止了自己狂热的宗教信仰。其后,精神彷徨的他发现:“在我们之外有一个巨大的世界,它离开我们人类而独立存在,它在我们面前就像一个伟大而永恒的谜……对这个世界的凝视深思,就像得到解放一样吸引着我们,而且我不久就注意到,许多我所尊敬和钦佩的人在专心从事这项事业中,找到了内心的自由和安宁。”如果不是宗教信仰破灭,爱因斯坦很可能成为艺术家或者宗教人士;失去宗教信仰的他转而关注外部自然界,为蕴含于其中的谜而吸引,而破解自然之谜的努力使他成为了一位伟大的科学家。以爱因斯坦为代表的一类物理学家并非认为几率解释荒谬而毫无可取之处,在实用或有效层面上他们并不否定玻恩的几率解释。对于老朋友爱因斯坦的思想,玻恩有非常深刻而准确的把握和理解:“我认为爱因斯坦所完成的这些研究(指对布朗运动等的研究),比任何其他人的工作都更能使物理学家相信原子和分子的实在性,相信分子热运动理论,相信几率在自然规律中所起的基本作用。人们读了这些文章以后都会相信,物理学的统计方面当时已经在爱因斯坦的思想中占据优势:可是他同时却研究相对论,那属于严格因果律的统治范围。他似乎总是相信(今天仍相信),自然界的终极定律是因果的和决定论的定律;要是我们不得不研究大量的粒子,我们就用几率来掩盖我们的无知,他相信只是巨大的无知才把统计学推到台面上来。”就是说爱因斯坦在自己的某些研究中,曾较早就应用过几率或统计方法,但是相对论更是他的挚爱。而相对论却是一种完全符合决定论思想的理论。
  以玻恩为代表的20世纪另外一类科学家更重视当时的科学现实:“我们已经到达了我们深层探索物质旅程的终点。我们寻找牢固的陆地,但是我们一无所获。……宇宙中没有固定不变的地方:万物皆流,一切都在疯狂的舞蹈中摇摆。……真理是科学家追求的目标。他在宇宙中没有找到任何静止的东西、持久的东西。……在飞驰的现象中,矗立着不变的规律之杆。”既然物质世界失去了永恒的确定性,一定意义上哲人科学家的使命就是在千变万化的现象中寻求客观而不变的规律或原理。客观而不变的规律是他们能够追求的、精神之毛可以附就的可靠之皮。
  玻恩因为提出几率解释而使不确定性成为了20世纪自然科学的基本概念,从而揭示和宣布了被康德认为具有先验性的决定论的必然性的无效性,完成了科学思想和哲学思想的重要革命。这一革命思想与爱因斯坦等人秉持的客观世界及其具有决定性规律的根本信念发生了难以调和的冲突。这是普朗克、爱因斯坦、德布罗意以及薛定谔等人拒绝承认统计解释具有最终基本定律资格的根本原因。他们认为物理学应用几率解释只是一种权宜之计。对于这一种认识,玻恩看得十分清楚:“我认为甚至是最狂热的决定论者,也不能否认目前量子力学已经在实际研究中为我们服务得很好。可是他也许还希望,有一天它会被一个经典式的决定性理论所代替。”
  因此,最为要紧的是几率解释促动了一些哲人科学家的一根重要的精神神经,即决定论思想。对此玻恩无法妥协也毫不妥协:“必须牺牲的是决定论的观念;但这并不意味着严格的自然规律不再存在。只是因为决定论存在于一般的哲学概念中的事实,才使我们认为新理论特别具有革命性。”一定意义上,玻恩几率解释的遭遇,与哥白尼日心说的遭遇、达尔文进化论的遭遇都有些相似,因为他们都触动了人们认为天经地义的基本信仰。爱因斯坦曾用一个比喻形象地说明他无法从根本上接受玻恩几率解释是量子力学最终基本定律的理由:他不相信一个掷骰子的上帝,或者说他认为如果有个上帝,他不会靠掷骰子来决定自己的圣意。在爱因斯坦看来,如果承认几率解释是自然界的基本定律,那么他信念中的建立在因果必然性之上的有秩序的自然界必将崩溃。
  三、玻恩论因果性与决定论的区别
  玻恩知道要建立一个完全非决定论的世界观是困难的。他提出过这样的问题:“一个纯粹赤裸裸的统计和非决定性的理论,能否满足我们的理解和解释事物的欲望呢?我们能否满足于承认机遇是支配物理世界的终极规律,而不是因果支配的呢?”对于这个问题,他找到的出路就是区分因果性与决定论,而以保全因果性、摒弃决定论来搭建新理论的出路,从而驱除自己的精神芥蒂:“我对后一个问题的回答是:如果适当地理解因果性的话,那么,这里并没有取消因果性,而只是取消了对它的传统解释,也就是取消可把它和决定论等同起来的看法。……在我的定义中,因果性的含义是一种物理状态依赖于另一种物理状态的假设,因果的探索就意味着去发现这种依赖关系。这在量子力学中仍然是对的,尽管这里我们要求有依赖关系的那些对象有所不同,它们是基本事件的几率,而不是这类单个事件本身。”偶然性与因果性在玻恩的世界里存在于两个不同的层面,即现象层面与理论层面,而不再具有相同的描述指向:“可观测的事件遵从机遇率,而关于这些事件本身的几率在传播时所遵循的规律,就其全部特色看来都是因果的规律。”因此,在玻恩看来,摒弃决定论并非是接受一个没有秩序的混乱世界,因果性将以新的方式依然存在并发挥作用。
  玻恩认为他的几率解释与机械决定论势不两立,但并不妨碍也更不会取缔因果关系:“机械决定论的观点产生了一种哲学,它无视最明显的经验事实;但是在我看来,一种既反对决定论又否认因果性的哲学是荒谬的。”因此玻恩反对决定论,但是他并不反对因果性。这不是玻恩的妥协,在他自己的理论体系里,他的说法有理有据:“新力学本质上是统计的力学,关于粒子的分布,它完全是非决定论的。可是够奇怪的是,它和经典力学仍有一定的类似之处,因为函数的传播规律(即所谓薛定谔方程)形式上和弹性力学或电磁学里的波动方程相同。所以这是一个颇为矛盾的情况:对微小的粒子这些物理客体来说,是没有决定性的;而对它们出现的几率来说则是决定性的。”因此,对于爱因斯坦来说,承认几率解释最终的基本性之后,理论上物理学将陷于死胡同;但是在玻恩看来,只有承认几率解释最终的基本性,一定意义上就可以继续拥有决定性(联系语境不难看出,玻恩这里说的决定性,即指因果性),物理学的前方才是坦途一片。
  玻恩在《关于因果与机遇的自然哲学》一书中,试图建立一套巩固几率解释科学地位的思想框架。其基础是承认自然现象既有必然性也有偶然性:“因果是表达事件之间必然联系的观念,而机遇刚好相反意味着完全的随机性。自然界和人类事务一样,既受必然性的支配也受偶然性的支配。”在玻恩看来,像爱因斯坦那样只一味坚守决定论的观念,反而会陷入理论的泥沼,因为这样的世界不具备可以容纳偶然性的空间。而如果承认必然性和偶然性在自然界各自的合理地位,就相应地必须承认因果律与机遇律的各自合法性,而不可偏信其一:“对因果性的无限信任必然导致形成这样的观念:世界是一部自动化的大机器,而我们只不过是其中的一些小齿轮。这意味着唯物论的决定论。……另一方面,对机遇也不能无限信任,因为不可否认世界有着许多规则性:因此,至多只能说存在‘有规律的偶然性’。……自然界同时受到因果律和机遇律的某种混合方式的支配。……常常有人说现代物理学已经放弃了因果性,这是毫无根据的。现代物理学的确已经放弃了或修正了许多传统的观念;但是如果放弃了对现象的因果关系的研究,现代物理学即将不成为一门科学。”因此,玻恩的思想更加辩证、更加理智,他所认同的因果性是受到约束的因果性:他所承认的偶然性也是在承认世界存在一些规律的前提下的偶然性。
  在肯定几率解释的前提下摒弃决定论而保留因果性,在玻恩看来是最现实的、最可靠的面向未来的态度。为此他决计从概念上将因果性与决定论区别开来:“因果性概念与决定论有着紧密的联系,但在我看来它们并不是等同的。”“因果性并非指逻辑上的依赖性,而是指自然界中实在事物之间的彼此依赖。”玻恩认为属于因果性的依赖关系,必须是符合可观察性原则的:“……科学仅认同能够通过观察和实验可以证实的依赖关系”。不难理解,玻恩所指的因果性描述的就是物理世界靠实验可以观察的实实在在的现象之间前因后果的相互联系。玻恩系统地考察了决定论的种种表现,基于此他认为决定论主要包含两种情形,其一认为上帝安排了一切,而所有的过程都是上帝事先早已决定了的因而不可能更改的。在这种情况下,人的自由意志甚至人的创造,本质上都是无法存在的。其二是人类主观规定的类似于列车时刻表之类的规程:“时刻表的规律是决定论的:你能够用它预言未来事件,但(针对它的预言)问‘为什么’是没有意义的。”决定论或者与神学世界唇齿相连,或者指主观人为的、因而可以随时改变的规定。而因果性与决定论截然不同,它认为相互关联的两个事件,其中之一是另一个事件产生的原因,而后者则是前一事件的结果:“因果性假定,存在这样一些规律,按照这些规律,某类实体B的出现依赖于另一类实体A的出现,这里‘实体’这个字表示任何物理对象、现象、状况或事件。A是原因,B为结果。”因果性必须满足居先性原则与接近性原则:“居先性假定原因必须先于结果,或者至少与结果同时发生。接近性假定原因和结果必须在空间上接触,或者由中介事物链联系起来。”满足居先性的物理过程,一定是不可逆过程:而满足接近性原则的过程都符合物理学场论的思想。因此,玻恩在应用因果性时考虑居先性原则和接近性原则,说明他充分认同和肯定20世纪物理学的成果和发展方向。或者说玻恩阐述的因果性,是基于20世纪最新的物理思想之上的。从这个意义上讲,玻恩即使讨论哲学问题和概念,也是立足于物理学新成果之上的物理主义者。
  玻恩认为,牛顿之前的天体运动理论是数学与决定论的描述而非因果性描述。托勒密、哥白尼以及开普勒,除了造物主的意志外都没找到行星行为的其他原因。而牛顿定律中的“‘力’这个词是对一般的原因这一概念的最好说明,即它是可以测量的、可以用数字表示出来的”。但是牛顿方程也有其弱点,即它是可逆的,因此不满足居先性原则;另外牛顿方程允许存在超距作用,因此它也不满足接近性原则。麦克斯韦的电磁场理论比牛顿的力学有所进步,即它满足接近性原则,但它仍不满足居先性原则。针对这些具体理论来说明他的思想观念,能够使读者对于玻恩的思想有更加明确的理解。玻恩通过这一方式要从根本上区别决定论与科学追求的现象之间因果性,即客观的决定与被决定的依赖关系。
  一言以蔽之,玻恩认为因果性不同于决定论:他要摒弃的是决定论,而因果性是必须保留的。
  四、玻恩论几率的实在性
  在玻恩看来,严格意义上的决定论从来就不具有现实意义,他看到了决定论最根本的死穴:“由于没有任何观测是绝对正确的,机遇的概念一开始就参与到最初阶段的科学活动中来了。”玻恩提出的波函数几率解释虽然直接面对的是微观现象,但是在玻恩看来即使在经典物理统治的宏观世界,决定论也从来都无法真正实现:“事实上,作为经典概念之根据的绝对可测性这个假设,在我看来仅仅存在于想象中,这是一个不能在现实中得到满足的理想化假定。”因此,玻恩相信几率或统计思想方法在自然界具有普适意义。
  玻恩对于自己获得诺贝尔奖的几率解释工作的根本与基础性有过深刻的描述:“我荣获1954年的诺贝尔奖,与其说是因为我所发表的工作里包括了一个新自然现象的发现,倒不如说是因为那里面包括了一个关于自然现象的思想新维度的基础发现。”这个基础发现就是要摒弃建立在理想主义基础上的决定论思想,代之以看待现象的现实主义的几率或统计认识。玻恩自己首先在思想上实现了这一范式的转变:“我认为机遇是比因果更基本的一个概念:因为在一个具体情况下是否具有因果关系,只能根据机遇律在观测上的应用来判断。科学的历史显示出一个强烈的趋势,使人们忘记了这点。当一个科学理论牢固地建立起来并且得到证实的时候,它就改变了自己的性质,而成为其时代形而上学基础中的一部分:科学的学说变成了教条。事实上,没有什么科学学说具有超越几率性的意义,都需要新经验的启发而加以改进。”玻恩并非认为量子力学尽善尽美,但是坚信统计解释在量子力学中的核心地位:“尽管我非常知道量子力学的缺点。但我认为它的非决定论基础将是永恒的……”
  从辩证的思想出发,玻恩能够正确看待决定论的历史作用,他一定意义上也并非要彻底清除决定论。他认为虽然在量子力学范畴内,决定论被几率解释所完全取代,但是在经典科学范畴,决定论是不可避免和不可或缺的。他认为相对论和量子力学对于经典科学的革命具有巨大的哲学意义:“在相对论改变了空间和时间的观念以后,现在又必须修改康德的另一个范畴——因果性。这些范畴的先验性不复存在了。但是,这些原则原来所占据的地位当然没有成为空白点;它们被新的规律表述所代替。在空间和时间方面,这些新的规律表述就是明可夫斯基的四维几何规律。在因果性方面,同样也有一个更普遍的概念,那就是几率的概念。必然性是几率的特殊情况;它是百分之百的几率。物理学原则上正在变为一门统计科学。”为了让几率解释概念深入人心,玻恩在这一概念与因果性的关系、与决定论的关系等角度探讨了人们难以接受它的根本原因,并在哲学层面上探讨了这一概念的价值和意义。在他看来必然性只是几率解释的一个特例,即必然性指的就是出现几率是百分之百的最为特殊的偶然性。玻恩还探讨了引入几率概念并视之为基础概念,将给物理学带来的重要改变,它可以使物理规律异乎牛顿力学等经典理论适用于不可逆过程:“机遇和几率引入到了运动定律中就可以去除其中的内在可逆性;或者换句话说,它导致具有确定方向并在因果关系中满足居先原则的时间概念。”经典物理理论具有时间上的对称性,原则上既可以预测未来,也可以反观过去。逻辑上只适用于不可逆过程的几率解释,适用范围受到了制约,而事实上却并非如此。因为物理学的发展早已阐明,即使在宏观领域,所有与温度有关的现象都具有不可逆性。只有几率解释才能更好地兼容这种不可逆性,从而更好地揭示自然规律,建立更客观的自然理念。
  玻恩对于几率概念更深一层的认识使他对于物理学的贡献,与法拉第对于物理学的贡献极为相似。在法拉第时代,人们相信:“任何事物要么是精神的要么是物质的,如果既非精神的亦非物质的,那么它就只能是某种属性了。”法拉第在实验现象面前放弃了这种几乎公认了两千五百年的观点,他断言力也是物质,是一种状态物。后人称法拉第的这一思想是“法拉第思想中最大胆的和最具独创性的观点:必须对物质加以解释”。与法拉第的大胆和独创性相比,玻恩的思想毫不逊色。几率,简单地说就是数学上的概率,只是一个比值。一向性格保守的玻恩却直觉地感受到了它的更深刻的内涵:“我个人喜欢把几率波甚至N维空间中的几率波看做实在的东西,而肯定不仅仅是一种数学演算工具。因为它具有观测中的不变性;也就是说,它可以预言实验的数值结果,并且如果我们在相同的实验条件下实际完成多次实验的话,从它可以期望得到相同的平均数、相同的平均偏差等等。”他还曾明确指出:“尽管波函数的平方代表的是几率,但是它具有实在性。几率具有不可否认的一些实在性。否则,我们根据几率计算所作的预言又怎能对实在世界有什么应用呢?”可见玻恩相信几率具有实在性,他对此极具信心的依据则是几率理论在实在世界的成功应用。玻恩提出的几率解释80多年来得到了实验的完全肯定:“波函数或几率幅完全描述了微观粒子的各种性质,已经为各种实验所检验。”现在学术界承认波函数具有其实在性。对于波函数的实在性可以从三个角度来理解。第一,“从可观察标准来看,波函数本身并不能被直接观察,但是,它能被间接控制,波函数所显示出来的量子信息可以被传递,这足以说明波函数具有可观察性。”第二,“从因果性标准来看,波函数满足因果性标准,因为波函数满足薛定谔方程。”第三,“从语义学标准来看,波函数概念的正确性在于用各种物理场合的正确预见,在经典物理看来是不可能的现象,但是,波函数都做出了解释。”波函数具有实在性,那么波函数模的平方即几率当然也含有实在性信息。理解波函数具有实在性的三条依据,都可以用于进一步阐释和支持玻恩所相信的几率具有或揭示一定实在性、而几率波是一种实在的观点。
  五、玻恩为何能够消解几率解释带来的烦恼?
  也许出乎一些科学哲学家的意料,玻恩现身说法,认为物理学家原则上都具有保守性:“物理学家不是革命者,而是相当保守的,他们倾向于只有在强有力的证据面前,才会屈服而放弃一个已有的观念。”玻恩在1926年前是相信决定论的,但是其后他的思想逐渐发生了改变。虽然玻恩有时也难免在新、旧思想之间有些许含糊,但是与爱因斯坦等人相比,玻恩主体上从来没有因为提出和接受符合物理事实的新思想而过度痛苦纠结。玻恩不顽固,无论对于相对论还是量子力学都是一样。玻恩没有像普朗克那样因为自己提出的革命性概念破坏了完备的经典理论而惴惴不安。
  如果说玻恩在有的方面比爱因斯坦和普朗克等人高超,那么其中之一是他不像爱因斯坦那样有时过于迷信理性主义。玻恩不认为物理学的发展是纯粹理性思维的产物。在强有力的证据面前,他能够放弃自己很钟爱的已有的观念或理论。他认为“物理学只能由实验来推进,而不需要一些艰难的思维,我也不是否认新概念的形成在一定程度上要受一般哲学原理的指导。但是我从我自己的经验里知道,并且我也能叫海森伯来作证,量子力学规律的发现经过了一个漫长而曲折的解释实验结果的过程”。因此玻恩不认为爱因斯坦的相对论和普朗克的量子论是纯粹思维的产物:“这些理论都是对观测事实的解释,是对自然界之谜的解答,虽然它们的确是难解之谜而只有伟大的思想家才能给出答案。”
  爱因斯坦的思想是博大而复杂的,在他的复杂思想中,有一种困惑。1921年爱因斯坦在文章里以疑问的形式表达了他的困惑:“数学既然是一种同经验无关的人类思维的产物,它怎么能够这样美妙地适合实在的客体呢?那么,是不是不要经验而只靠思维,人类的理性就能够推测到实在事物的性质呢?”有理由相信,对这一疑问爱因斯坦一定意义上倾向于给出肯定的答案。1937年他指出:科学“是人类头脑用其自由发明出来的观念和概念所做的创造”。要是不相信我们的理论构造能够掌握实在,要是我们不相信世界的内在和谐,那就不可能有科学。”玻恩与爱因斯坦在思想上的分歧由此可见一斑。
  玻恩要追求的是规律的客观性,规律本来是什么样,就是什么样。对于认为规律应该具有美丽、典雅、简单等特性的信念,玻恩持保留意见。这类思想信念为一些科学哲学界的学者所十分热衷。事实上这是一个误区,并非所有的科学家都持这样的观点,玻恩甚至说:“我想我们可以把寻找自然规律的目的性与经济性的想法,当做一种荒谬的拟人修辞,看做形而上学思想统治科学时期的残余。”科学家不应该根据他们喜欢的样子去打造自然规律,而应该致力于发现自然规律本来的样子,无论它简单或复杂;也不论它十分丑陋或极具美感。毫无疑问这样的心态更符合近现代科学追求规律的客观性的基本精神。这种理念使玻恩的科学世界具有开放性而不具有执拗的主观选择性,更不具有固执的凸显个人嗜好的排他性。这是玻恩化解新思想与旧观念冲突的利器。有了这一利器,他不会像爱因斯坦那样表现出对旧观念的过分眷恋与不舍。
  六、余论
  从严格意义上讲,玻恩是在研究微观原子尺度物理问题时,提出了几率解释。20世纪后半叶混沌理论等非线性科学的研究表明,在宏观的确定性系统(最简单的以二体为限)的状态演变过程中,仍然存在着不规则的内在随机性。非线性科学已经成为新自然观重要部分的研究结论,支持玻恩秉持的思想:物质世界不存在绝对可以预言的决定性。
  玻恩思想的博大不仅仅局限于科学领域,对于自然规律的思索使他的思想得以升华并向更大的领域绽放。在1954年的诺贝尔奖获奖报告中,玻恩说:“我相信诸如绝对确信、绝对准确、终极真理等概念,都是想象力虚构的,在任何科学领域都是通不过的。另一方面,任何判定,无论正确或错误,都可从它所依据的理论的立足点来断定。在我看来,‘思想上的解放’正是现代科学给予我们的最大恩惠。因为,相信一个单一的真理,并相信自己是这个真理的占有者,这是世界上一切罪恶的根由。”无论立足于科学、哲学、伦理、宗教、政治、历史或任何其他领域,玻恩的这一认识都是极为深刻的。它值得科学家、艺术家更值得当今的政治家以及所有人反复咀嚼和警示自己……
  1973年玻恩的弟子海森伯说过这样几句话:“理论物理学的发展则对这些老的以及基本的概念赋予新的意义,例如空间、时间、状态、物质的最小单位。我担心,恐怕还要一个世纪,所有这些新的科学资料及其实际的、政治的、伦理学的以及哲学的结果,才能得到实际上的深刻理解。”对于量子力学、对于现代科学、对于现代思想至关重要的几率解释,我想我们对于它的态度更应该如此,要不断对它有新的理解、新的认识和新的感悟。这一过程,也许还需要很多很多年……
  评论这张
 
阅读(245)| 评论(10)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017