物理學(xué)與哲學(xué)關(guān)系初探

PAGEPAGE6物理學(xué)與哲學(xué)關(guān)系初探——學(xué)習(xí)盧鶴紱思想體會之一(北京相對論研究聯(lián)誼會會員李學(xué)生)為了使物理中業(yè)已表現(xiàn)出來的片面重視數(shù)學(xué)、實(shí)驗(yàn)方法的傾向得到糾正；為了使我們對于物理學(xué)的真正概念基礎(chǔ)有更充分的自覺；為了使物理學(xué)進(jìn)化的真正動力機(jī)制（基本概念與其數(shù)學(xué)形式之間的張力）得到很好的理解；為了使物理學(xué)更富有自我批判的精神，得到它原本就已存在的哲學(xué)思辯方法的更自覺的指導(dǎo)；更為了解除自然哲學(xué)在科學(xué)的挑戰(zhàn)面前所遭遇的危機(jī)狀況，有必要重建自然哲學(xué).并將其主要任務(wù)界定為：對物理學(xué)的基本概念及其在物理學(xué)史上的演變進(jìn)行批判性分析，從而明確物理學(xué)的概念基礎(chǔ)，并尋找這些基本概念的新的內(nèi)涵及它們之間的新的相互關(guān)系，嘗試用思辯的方法去解決這些基本概念的最終統(tǒng)一的問題.盧鶴紱對此有精辟的論述：“多數(shù)物理學(xué)家也是哲學(xué)家，因?yàn)樗麄兿嘈?，對自然現(xiàn)象層層深入的理解，會使他們發(fā)掘出為數(shù)越來越少、結(jié)構(gòu)越來越簡單的基本規(guī)律，藉此可試圖概括一切初看起來是非常復(fù)雜、變化無窮的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)。大物理學(xué)家寫的東西，往往出發(fā)點(diǎn)很簡單，用的數(shù)字也不復(fù)雜，但是反映的物理思想十分深刻，這種工作才真是漂亮的工作?，F(xiàn)在的理論物理學(xué)界，鸚鵡學(xué)舌的多，學(xué)的是純數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，而物理思想很模糊，很玄虛。我基本上是個(gè)物理學(xué)家，要靠物理思想，其他的僅僅是工具與手段而已。物理就是物理嘛，基本原理都懂了，哪有死死板的，一定要這樣那樣，把人家的智慧都束縛住了。在理論認(rèn)識方面，如果不對概念基礎(chǔ)深刻地理解，并作必要的改革，就不可能出現(xiàn)革命性的發(fā)展。即使是最高權(quán)威的理論，對它也要“通權(quán)達(dá)變，靈活運(yùn)用”。”物理學(xué)是一門試圖從深度和廣度上全面理解宇宙的科學(xué)，它始終與哲學(xué)緊密地相互影響著.在那個(gè)時(shí)期，物理學(xué)所關(guān)心的是一些有關(guān)世界本原的問題.那些問題看似樸素，其實(shí)卻極為困難，在后來的漫長歲月里，物理學(xué)曾經(jīng)一次次地回到那些問題上來，就像一個(gè)遠(yuǎn)行的水手一次次地回望燈塔.L．A．費(fèi)爾巴哈認(rèn)為：“哲學(xué)必須重新與自然科學(xué)結(jié)合，自然科學(xué)必須重新與哲學(xué)結(jié)合，這種建立在相互需要和內(nèi)在必然性上面的結(jié)合，是持久的、幸福的、多子多孫的，不能與以前那種哲學(xué)與神學(xué)的錯(cuò)配同日而語”.黑格爾在論及哲學(xué)的開端時(shí)所說：“哲學(xué)的開端，必定或者是間接的東西，或者是直接的東西.”“物理學(xué)”作為一門學(xué)術(shù)名稱是從古希臘哲學(xué)家亞里士多德的希臘文著作ΦνσιкηαКρбασιζ

延續(xù)下來的，這個(gè)希臘詞的意思是探討自然的秩序和原理的“自然學(xué)”；故而物理學(xué)就又叫自然哲學(xué).近代物理學(xué)，是以牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》為發(fā)軔的一門新興學(xué)科，物理學(xué)史上通常都說，牛頓“以數(shù)學(xué)原理取代思辨原理”，是科學(xué)史上的第一次革命.從此之后，物理學(xué)跟自然哲學(xué)就分道揚(yáng)鑣了.哲學(xué)家所具備的特質(zhì)、即理論思維能力，越來越淡漠地不再被物理學(xué)家們看重，而科學(xué)家的注意力則全部集中到了用數(shù)學(xué)表述的物理學(xué).恩格斯：“一個(gè)民族想要站在科學(xué)的最高峰，就一刻也不能沒有理論思維.但理論思維僅僅是一種天賦的能力，這種能力必須加以發(fā)展和鍛煉，而為了進(jìn)行這種鍛煉，除了學(xué)習(xí)以往的哲學(xué)，直到現(xiàn)在還沒有別的手段.這樣對于已經(jīng)從自然界和歷史中被驅(qū)逐出去的哲學(xué)來說，要是還留下什么的話，那就只留下一個(gè)純粹思想的領(lǐng)域：關(guān)于思維過程本身的規(guī)律的學(xué)說，即邏輯（即形式邏輯──引者注）和辯證法.一旦對每一門科學(xué)都提出了要求，要它弄清它在事物以及關(guān)于事物的知識的總聯(lián)系中的地位，關(guān)于總聯(lián)系的任何特殊科學(xué)就是多余的了.于是，以往的全部哲學(xué)還仍舊獨(dú)立存在的，就只有關(guān)于思維及其規(guī)律的學(xué)說──形式邏輯和辯證法.其他一切都?xì)w到關(guān)于自然和歷史的實(shí)證科學(xué)中去了.”20世紀(jì)以來，物理學(xué)哲學(xué)研究有了長足的進(jìn)步，這與現(xiàn)代物理學(xué)所具有的一些新特點(diǎn)有很大關(guān)系：一是本世紀(jì)理論物理學(xué)研究在許多方面超前于實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的研究，人們無法對理論物理學(xué)的一些結(jié)構(gòu)及時(shí)通過觀察和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，這就使得人們從認(rèn)識論和方法論角度對物理學(xué)思想的合理性和物理學(xué)理論自身邏輯結(jié)構(gòu)的自洽性的驗(yàn)前評價(jià)變得十分重要；二是當(dāng)今各種物理學(xué)理論（如相對論和量子論）在逐步統(tǒng)一過程中所顯現(xiàn)出的整體有機(jī)聯(lián)系的自然圖景和對在極端條件下的物質(zhì)特性的探索都促使物理學(xué)與哲學(xué)進(jìn)一步融合起來，使物理學(xué)家感到了從哲學(xué)的高度去更深刻地把握物理學(xué)前沿提出的種種物理學(xué)理論和概念問題的必要性；三是當(dāng)代物理學(xué)所研究的微觀和宇觀客體的物理性質(zhì)與規(guī)律，由于不能被我們的感官所直接感知，這就必須從認(rèn)識論的角度說明現(xiàn)代物理學(xué)理論描述的微觀或宇觀世界圖景的合理性與真實(shí)性，從而在微觀或宇觀世界與我們?nèi)粘Ｉ畹暮暧^世界之間建立起一道相互理解的橋梁.正是現(xiàn)代物理學(xué)的這些特點(diǎn)，決定了當(dāng)代物理學(xué)哲學(xué)的不同研究途徑，即從不同的角度出發(fā)，對物理學(xué)進(jìn)行哲學(xué)反思，達(dá)到豐富和發(fā)展哲學(xué)認(rèn)識論與方法論以及加強(qiáng)對物理學(xué)理論和概念自身理解的目的.目前，隨著物理學(xué)和哲學(xué)的進(jìn)展，沿著這個(gè)途徑的物理學(xué)哲學(xué)研究正在蓬勃發(fā)展.一方面，新的物理學(xué)概念不斷涌現(xiàn)，人們常常需要從物理學(xué)之外對這些概念進(jìn)行闡釋才能理解它們更深刻更普遍的意義，而這些概念的廣泛應(yīng)用也不斷充實(shí)了哲學(xué)的內(nèi)容；另一方面，哲學(xué)自身的發(fā)展也需要不斷從自然科學(xué)，包括物理學(xué)概念的變革中吸取養(yǎng)料，提出新的問題、新的觀點(diǎn)，拓展新的思路.著名的物理學(xué)家、諾貝爾獎金獲得者馬克斯·馮·勞厄曾經(jīng)講過：“在我看來，物理學(xué)只有通過給哲學(xué)以真正的幫助才能贏得其未來的尊貴.我之所以會有這種看法是因?yàn)樗锌茖W(xué)必須以哲學(xué)為其公共的核心組織起來，而且是它的最終目的.這樣，只有這樣，才能在科學(xué)日益不可阻擋地趨于專業(yè)化的情況下保持科學(xué)文化的統(tǒng)一性，沒有這個(gè)統(tǒng)一性整個(gè)文化都會走向衰敗.”中國科學(xué)院院長周光召認(rèn)為：中國科學(xué)之所以缺乏原始性創(chuàng)新，與缺乏哲學(xué)思維有關(guān).在中國本土上第一個(gè)獲得諾貝爾獎的人，一定是地處邊遠(yuǎn)山區(qū)、一個(gè)在自由自在地做深入研究的民間科技工作者.在主流科學(xué)家不贊成的情況下,提出自己的看法，堅(jiān)持自己的看法，并不斷用科學(xué)方法加以驗(yàn)證,……而且要準(zhǔn)備有一段時(shí)間坐冷板凳，或者是受到各種批評.科學(xué)問題的產(chǎn)生和出現(xiàn)往往是科學(xué)真理產(chǎn)生的標(biāo)志，往往也是一個(gè)全新科學(xué)體系誕生的前提條件.到現(xiàn)在為止仍有跡象表明，20世紀(jì)最光輝的基本理論，像相對論和量子力學(xué)或者是量子場論，都不是最終的理論.無論是關(guān)于基本粒子還是天體物理，很多新現(xiàn)象使現(xiàn)有的理論無法解釋.……毫無疑問，基本理論還需要發(fā)展，而且有可能發(fā)展.海森堡說：“希臘自然哲學(xué)的出發(fā)點(diǎn)是豐富多彩的現(xiàn)象能藉以得到解釋的本原問題.不管我們可能感到多么不可思議……包含著三項(xiàng)在隨后的發(fā)展中日益變得重要的基本要求：第一，必須尋求這樣一個(gè)統(tǒng)一的本源；第二，這個(gè)答案必須只用理性來給出，也就是說不涉及到神話；第三，也是最后的要求，在這一范圍內(nèi)，世界的物質(zhì)方面必須起決定性的作用”霍金認(rèn)為：“迄今，大部分科學(xué)家太忙于發(fā)展描述宇宙為何物的理論，以至于沒工夫去過問為什么的問題.另一方面，以尋根究底為己任的哲學(xué)家不能跟得上科學(xué)理論的進(jìn)步.在18世紀(jì)，哲學(xué)家將包括科學(xué)在內(nèi)的整個(gè)人類知識當(dāng)作他們的領(lǐng)域，并討論諸如宇宙有無開初的問題.然而，在19和20世紀(jì)，科學(xué)變得對哲學(xué)家，或除了少數(shù)專家以外的任何人而言，過于技術(shù)性和數(shù)學(xué)化了.哲學(xué)家如此地縮小他們的質(zhì)疑的范圍，以至于連維特根斯坦——這位本世紀(jì)最著名的哲學(xué)家都說道：‘哲學(xué)僅余下的任務(wù)是語言分析.’這是從亞里士多德到康德以來哲學(xué)的偉大傳統(tǒng)的何等的墮落！斯莫林說：“如果你真的理解一個(gè)理論，就用不著花幾個(gè)星期的時(shí)間為檢驗(yàn)基本性質(zhì)而計(jì)算.”湯姆在《時(shí)間之箭》一書中寫道：“理解逐漸被犧牲在計(jì)算的圣壇上、、、、、、，在這世界上如此多的學(xué)者忙于計(jì)算的時(shí)候，是不是也應(yīng)該讓能做夢的人做做夢？”然而，如果我們確實(shí)發(fā)現(xiàn)了一套完整的理論，它應(yīng)該在一般的原理上及時(shí)讓所有人（而不僅僅是少數(shù)科學(xué)家）所理解.那時(shí)，我們所有人，包括哲學(xué)家、科學(xué)家以及普普通通的人，都能參加為何我們和宇宙存在的問題的討論.如果我們對此找到了答案，則將是人類理智的最終極的勝利——因?yàn)槟菚r(shí)我們知道了上帝的精神.”1992年，霍金在劍橋凱爾斯學(xué)院作了關(guān)于科學(xué)哲學(xué)的講演.他說：“在我認(rèn)為存在一個(gè)有待于人們?nèi)パ芯亢屠斫獾挠钪娴囊饬x上，我愿承認(rèn)自己是個(gè)實(shí)在主義者.但是沒有理論，我們關(guān)于宇宙就不能說什么是實(shí)在的.因此，我認(rèn)為物理理論不過是我們用以描寫觀察結(jié)果的數(shù)學(xué)模型.如果該理論是優(yōu)雅的模型，它能描寫大量的觀測，并能預(yù)言新觀測的結(jié)果，則它就是一個(gè)好理論.除此之外，問它是否和實(shí)在相對應(yīng)就沒有任何意義，因?yàn)槲覀儾恢朗裁磁c理論無關(guān)的實(shí)在.這種科學(xué)理論的觀點(diǎn)可能使我成為一個(gè)實(shí)證主義者.然而我所說的實(shí)證主義似乎是人們?yōu)槊鑼懹钪娑鴮ふ倚露尚路椒▋H有的可能的立場.因?yàn)槲覀儧]有和實(shí)在概念無關(guān)的模型.如果某物與我們用以解釋它的理論或模型無關(guān)，何以知道它是實(shí)在的？而如果我們認(rèn)為，實(shí)在依我們的理論而定，又怎么可以用實(shí)在來作為我們哲學(xué)的基礎(chǔ)呢？”在科學(xué)的哲學(xué)方面很難成為實(shí)在主義者，因?yàn)槲覀冋J(rèn)為的實(shí)在是以我們所采用的理論為前提.我能肯定，洛倫茲和費(fèi)茲杰朗德在按照牛頓的絕對時(shí)空觀來解釋光速實(shí)驗(yàn)時(shí)都認(rèn)為自己是實(shí)在主義者，因?yàn)檫@種時(shí)空觀似乎和常識以及實(shí)驗(yàn)相對應(yīng).……我敢斷定，愛因斯坦、海森伯和狄拉克對于他們是否為實(shí)在主義者或者工具主義者根本不在乎.他們只是關(guān)心現(xiàn)存的理論不能相互協(xié)調(diào).在發(fā)展理論物理中，尋求邏輯自洽總比實(shí)驗(yàn)結(jié)果更重要.我想強(qiáng)調(diào)的是，至少對于一名理論物理學(xué)家而言，把理論視作一種模型的實(shí)證主義方法，是理解宇宙的僅有手段.德國哲學(xué)家黑格爾在《小邏輯》導(dǎo)言中曾經(jīng)說過這樣的話：哲學(xué)史上所表現(xiàn)的種種不同的體系，一方面我們可以說，只是一個(gè)哲學(xué)體系，在發(fā)展過程中的不同階段罷了.另一方面我們也可以說，那些作為各個(gè)哲學(xué)體系的基礎(chǔ)的特殊原則，只不過是同一思想整體的一些分支罷了.那在時(shí)間上最晚出的哲學(xué)體系，乃是前此一切體系的成果，因而必定包括前此各體系的原則在內(nèi)；所以一個(gè)真正名副其實(shí)的哲學(xué)體系，必定是最淵博、最豐富和最具體的哲學(xué)體系.哲學(xué)若沒有體系，就不能成為科學(xué).沒有體系的哲學(xué)理論，只能表示個(gè)人主觀的特殊心情，它的內(nèi)容必定是帶偶然性的.哲學(xué)的內(nèi)容，只有作為全體中的有機(jī)環(huán)節(jié)，才能得到正確的證明，否則便只能是無根據(jù)的假設(shè)或個(gè)人主觀的確信而已.海德格爾說：當(dāng)代哲學(xué)面前有一個(gè)無法回避的語義邏輯問題，即那些最基本概念的詞項(xiàng)，存在著明顯的指稱對象的不明確性和指謂涵義的欠確定性.他把這種詞義學(xué)缺陷稱為中西方人們共有的“常識性空白”，同時(shí)指出這種缺陷對所有哲學(xué)立論的更深層次，存在著嚴(yán)重的負(fù)面影響，并稱消除這種常識性空白為哲學(xué)的“亟切之事”.【1】懷特海在《觀念的冒險(xiǎn)》中指出：“亞里士多德關(guān)于稱謂和關(guān)于基本實(shí)體的學(xué)說，就發(fā)展而為實(shí)體的諸屬性相互聯(lián)系而基本實(shí)體之間卻相互分離的學(xué)說了.所有的現(xiàn)代認(rèn)識論和現(xiàn)代宇宙論都為此問題而大傷腦筋”【2】.海森堡也說：“希臘自然哲學(xué)的出發(fā)點(diǎn)是豐富多彩的現(xiàn)象能藉以得到解釋的本原問題.不管我們可能感到多么不可思議……包含著三項(xiàng)在隨后的發(fā)展中日益變得重要的基本要求：第一，必須尋求這樣一個(gè)統(tǒng)一的本源；第二，這個(gè)答案必須只用理性來給出，也就是說不涉及到神話；第三，也是最后的要求，在這一范圍內(nèi)，世界的物質(zhì)方面必須起決定性的作用”【2】.亞里士多德在《范疇篇》中把單詞分為實(shí)體、數(shù)量、性質(zhì)、關(guān)系、狀況等10個(gè)范疇，“它們既是邏輯上詞的分類，也是本體上‘存在’的分類”，但是這10個(gè)范疇不是完全獨(dú)立的，“實(shí)體是其中心，其它范疇都是屬于實(shí)體的”，諸如數(shù)量、性質(zhì)等.【3】科學(xué)哲學(xué)的歷史是問題發(fā)展的歷史.彭加勒認(rèn)為：“基本問題的發(fā)現(xiàn)，其本身就是對于智力進(jìn)步的重要貢獻(xiàn)，當(dāng)哲學(xué)史被看作問題史時(shí)，它所提供的方面要被視為諸體系的歷史時(shí)豐富多彩得多.”而且，“問題的解決不是通過籠統(tǒng)的一般性論述，或?qū)θ伺c世界問的關(guān)系進(jìn)行圖象描述，而是通過專門工作.這種工作是在科學(xué)中進(jìn)行的，而且問題的發(fā)展在事實(shí)上也確須通過各門個(gè)別利科學(xué)的歷史去考察.各種哲學(xué)體系在最好場合也只不過反映了它們當(dāng)時(shí)的科學(xué)知識所處的階段，它們對于科學(xué)的發(fā)展則并無貢獻(xiàn).問題的邏輯發(fā)展是科學(xué)家的工作；科學(xué)家的專門分析雖然常常指向次要的細(xì)節(jié)，很少為了哲學(xué)目的而進(jìn)行，但已把對問題的理解推進(jìn)到專門知識終于足夠完備，能回答哲學(xué)問題的地步了.”恩格斯早就在《自然辯證法》中指出：“經(jīng)驗(yàn)自然科學(xué)積累了如此龐大數(shù)量的實(shí)證的知識材料，以致在每一個(gè)研究領(lǐng)域中有系統(tǒng)地和依據(jù)材料的內(nèi)在聯(lián)系把這些材料加以整理的必要，就簡直成為無可避免的.建立各個(gè)知識領(lǐng)域互相間的正確聯(lián)系，也同樣成為無可避免的.因此，自然科學(xué)便走進(jìn)了理論的領(lǐng)域，而在這里經(jīng)驗(yàn)的方法就不中用了，在這里只有理論思維才能有所幫助.但是理論思維僅僅是一種天賦的能力”.量子力學(xué)創(chuàng)始人之一的海森堡所說：“一部物理學(xué)發(fā)展的歷史，不只是一本單純的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的流水帳，它同時(shí)還伴隨著概念的發(fā)展，或者概念的引進(jìn).……因?yàn)檎歉拍畹牟淮_定性迫使物理學(xué)家著手研究哲學(xué)問題”.哲入科學(xué)家一般具有以下特點(diǎn)：從小就對科學(xué)和哲學(xué)懷有濃厚的興趣，一生喜歡沉思一些帶有根本性的科學(xué)問題和哲學(xué)問題；不過分拘泥于一種認(rèn)識論體系，善于在對立的兩極保持必要的張力；從科學(xué)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)提出問題和尋求答案，而不是不切實(shí)際地提出問題和背著沉重的哲學(xué)偏見尋求答案；不自詡為哲學(xué)家，不企圖構(gòu)造龐大的哲學(xué)體系，但他們對問題的理解卻進(jìn)發(fā)出閃