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戴有人类面孔的实在论
录入: 哲学网编辑部 发表时间: 2014-02-18 点击: 1905 次 我要收藏

(江怡/译)

本文的第一和第二部分是1987年秋在斯坦福大学分别做的康德讲座报告。

第一部分:实在论

在本文中,我希望清楚地表明,我极大地受益于康德,或许还是那种“一边倒”的情况。至少在我看来,几乎所有的哲学问题都包含着这样的形式,即它们都只与康德的工作有关。然而,我现在想要做的工作可能会被真正的康德崇拜者看作是完全亵渎的:我在本文的开始就要思考对尼采的一个评论。我相信,这个评论可能是康德不会接受的。
在《悲剧的诞生》中,尼采写道:“随着科学范围的逐渐扩大,它就会在更多的地方接触到悖论。”本文的第一部分将会是对这一名言的思考。我的兴趣不在尼采(虽然他是极有趣的),也不在尼采的著作,而是在于这个评论本身;这就是说,根据我这里的理解,这个评论涉及到了我们这个时代的而不是尼采时代的思想和经验。然而,这个评论是关于“科学范围”的,所以,我想看一下科学,看一下这个世界是如何随着科学知识范围的扩大而变得更加自相矛盾了。尼采的评论可以用来自任何科学领域的材料加以阐明,但我这里想要考虑的只是两个例子。
我的第一个例子来自少有人熟悉的领域,对有文化的人来说都是相当神秘的:即量子力学领域。我这里的目的不是要谈论专业问题,所以我不想描述这个理论。我更想描述的是几乎在量子力学刚出现时就开始的一种讨论,而且这个讨论还在继续——即关于“如何解释”量子力学的讨论。
这种讨论在科学史上不乏先例,但这场辩论的理由却是非同寻常的。让我以一种非常图式化的方式来陈述一下这些理由。由玻尔和冯.纽曼(以不同的方式)构造的这个理论用于一个动态系统——比如说,一种基本粒子系统或一种场和粒子系统。就像在经典物理学中一样,这个系统可以是非常小的——只有一个或两个或三个粒子——或“在原则上”可以是非常大的。但——这是在经典物理学中没有出现过的关键特征——对这个理论的任何应用都要求,除了谈到的“系统”之外,还会有“仪器”或“观察者”,而这是不包括在这个系统之内的。这样,原则上,就没有“关于整个宇宙的量子力学理论”。
建立量子力学的那一代人中的一些聪明人——像于根.威格纳等人——就谈到了“系统与观察者之间的断裂”。仪器最终完成了用于检验理论预测的测量,这被说成是这个“断裂”的“观察者”一方。根据所谓的“哥本哈根学派解释”(这实际上是各种不同解释的一个家族,其中有玻尔、冯.纽曼、海森堡、威格纳和其他人的解释,他们的解释多少有些不同)中玻尔的观点,这个系统的每个特性都被看作是只有在与具体的实验情形中的具体测量仪器之间的关系中才有意义,才会存在。此外,测量仪器被看作是仅用经典物理学(包括狭义相对论)的语言和数学公式就可以令人满意地加以描述的(只要它在实验中可以起作用)。因此,根据玻尔的观点,量子力学并没有使经典物理学变得完全过时;相反,它是以这样的方式预设了经典物理学,即(例如)认为牛顿物理学预设了中世纪物理学可能是很荒谬的。用量子力学去描述这个“系统”就预设了用一个大多数人会认为是与量子力学——经典物理学——不相容的理论去描述仪器!
这已经是自相矛盾了,但量子物理学对经典物理学的依赖(根据玻尔的哥本哈根学派解释)并不是我这里要关注的悖论。
让我回到我刚才说过的评论:这个评论就是,在原则上,没有“关于整个宇宙的量子
力学理论”。这是牛顿观点的一种要求——我这里谈到牛顿的观点,是因为牛顿物理学具有一种独特的可见性,这对神学、哲学、心理学和整个文化都产生了巨大的影响——它为我们提供了(整个十七世纪都被看作是)一种关于整个宇宙的“神目观”。宇宙是一个巨大的机器,而且,如果你是唯物论者,那么我们自己就只是这个巨大机器的子系统。如果你是笛卡尔式的二元论者,那么我们的身体就是这个巨大机器的子系统。我们的测量,我们的观察,就它们能够在物理上得到描述而言,都只是这整个事情之内的相互作用。把宇宙图象幻想为非常复杂,认为实际上包含了在描绘宇宙的活动中的理论家和观察者,这就是把物理学也幻想为一种形而上学(或把物理学幻想为一劳永逸地使形而上学变得不必要了)。即使是笛卡尔这样的二元论者也做着这样的幻想;他们只是觉得,我们得要有一种另外的根本科学,一种根本的心理学科学,去描述“理智的灵魂或心灵”,去完全实现这样的幻想。这个幻想自十七世纪以来一直困扰着西方文化。你可以把它描述为关于科学范围的幻想,这个范围无限扩大直到它之外都无物存在——因此它也就没有什么悖论会涉及!所有以真正的科学理论做过实验或数学的人,都一定感受到了这个幻想。
但玻尔的哥本哈根学派解释却恰恰放弃了这个幻想!就像康德一样,玻尔感到,“自在的”世界超越了人类心灵的描绘能力;但新的歪曲——康德可能不会接受——是,根据玻尔的观点,即使是“经验世界”即我们的经验世界,也是无法仅仅用一种图画完全加以描述的。相反,我们必须对不同的经典图画——在某些实验情形中是波动图画,在某些情形中是粒子图画——给出补充性的用法,而放弃那种认为一种单一的可描述性说明可以涵盖所有情形的观点。
玻尔的观点极有争议,至今依然如此。我提到的第一个观点——即量子力学实际上预设了经典物理学的用法(即用于描述测量仪器),我认为是站不住脚的。冯.纽曼的经典著作向我们表明了如何用纯粹的量子力学术语去分析测量。但“观察者与系统之间的断裂”已经表明是更为有力的,正是这种断裂以及认为物理学概念是相对于实验情形的观念,是玻尔解释的核心。如今很少有物理学家会像玻尔那样,把“补充性”理解为首先是指对经典概念的补充性用法。我们以下就不再谈到玻尔思想的这个方面了。
为了理解哥本哈根学派的解释究竟要走多远,让我描述一下直接与哥本哈根学派的观点有关联的一个问题,以及反哥本哈根学派对这个问题的回应,但这是在许多年以后才提出的。
假定我有一个系统,它得到了完全的描述,就像量子力学所知道的如何去描述它。在量子力学中,描述被称作“状态”,而为形式主义者所允许的完全的描述则被叫做“最大状态”(也被叫做“波动函数”或“皮西函数”(psi function))。为了确定,想象一下这个系统是要经历放射性衰变的一个放射原子。简单地说,在未来的时刻t,这个原子或者是处于原初状态,称作A,或者处于“已衰变的”状态,称作B。(换言之,这个原子或者已经放射了,或者还没有放射一个或更多的放射量子。)这个理论的“不确定性”特征并没有反映到数学的形式主义中!在数学上,形式主义——著名的薛定谔等式——告诉我们,这个原子会经历一次从其原初状态(称作A)到新状态A#的过渡。事实上,这个原子或者已经衰变(进入状态B),或者还没有衰变(保持在状态A),这个事实并没有反映在薛定谔等式本身的统计成分中,就像是人们在通常的随机理论情况中所希望的那样,而是反映在这样的事实中,即新的状态A#在某种意义上是A和B这两种可能性的“重叠”。
哥本哈根学派解释的反对者从一开始就抓住了这个理论的这种特征——这些反对者包括了爱因斯坦以及薛定谔本人。“啊哈!”他们叫道,“你看,所谓A和B的‘重叠’实际上并不是一个完全的描述。当你说‘这个系统会处于状态A#’时,这是指这个系统或者会处于状态A或者状态B。量子力学只是对物理现实的一种不完全描述而已。它所谓的‘最大量状态’诸如A#,只是部分的描述。”
而哥本哈根学派解释的捍卫者则回答说,认为这个原子会进入状态A#的预测在指当这个原子被隔离时所出现的情况——毋庸置疑,是在没有做出测量的时候。如果在时间t做了测量,那么这个测量就会把系统“投入”到状态A或状态B。这个确定的过渡
A A#
支配着这个被隔离的放射原子的演变。(哥本哈根学派解释的捍卫者说,这个过渡是“非经典的”,而任何想要描绘它的企图都是不适当的。)随机的过渡
A 或者A或者B
支配着测量的相互作用。(这种随机的过渡就是著名的“波动量的跌落”。)
我必须请求非科学家们原谅这听起来一定像是陷入了专业当中;我所设定的步骤并不是揭示这个科学理论,而是表现最近的科学理论中所出现的令人惊奇的事件——其意义我将留给读者去评价。
我所指的这个事件就是几年前崭露头角的所谓关于量子力学的“多世界解释”。这个解释是由艾维里特(Everett)和德.威特(De Witt)提出的,一段时间来为约翰.惠勒尔(John Wheeler)所支持;这个解释在量子宇宙论者中仍然有热情的拥护者。但这听起来更像是最新的畅销科学幻想小说书商所谈论的东西,而不是严肃的科学家所解释的理论。
这个理论所说的内容可以凭借我的关于原子的小例子来解释(当然是非正式的),这个原子经历了或者没有经历放射性衰变。根据多世界解释理论,宇宙论的整个宇宙就是量子力学意义上的一个“系统”。因此,“观察者与系统之间的断裂”完全被抛弃了。这个解释的目的在于恢复牛顿世界观的特征,即我所指的关于世界的“神目观”——不惜任何代价去恢复这个特征。而且,根据这种解释,薛定谔的等式只是支配物理过程的等式——根据这种观点,宇宙是决定性地进化的;被看作刻画了量子力学的决定论也被抛弃了。没有“波动量的还原”。根据多世界的解释理论,在像前面所描述的实验情形中所发生的一切,并不是在做出了测量时宇宙决定性地“跳跃”到状态A或状态B,而是宇宙“分裂”为两个平行的世界(从数学上讲,其中的一个可以表达为“相对状态”A,而另一个为“相对状态”B)。这个原子在其中的一个“平行世界”或“分支”中衰变了,而在另一个中则没有。
但观察者会怎样,比如说我?好吧,如果我是观察者,那么——根据艾维里特和德.威特及其支持者的观点——我会在时间t有两个“未来的自我”。我的每个未来的自我当然会认为,这是惟一的“希拉里.普特南”,而其“分支”则是“整个世界”。但我的每个未来的自我都会错了。这将会有两个希拉里.普特南,一个在体验着“原子没有衰变的世界”,而另一个则在体验着“原子衰变的世界”!
作为哲学家,我对多世界解释理论表现为一种文化现象而感到着迷。这太像我们在形而上学历史上无数次看到的那些东西了!一位著名的诗人(德里克.沃尔寇特Derek Walcott)曾经出了一个谜:“一个哲学家和一把尺子的区别是什么?”答案是个双关语:“一把尺子只是量一步,而哲学家则会量所有的长度。”但这个双关语还包含着更深的思考;我们的哲学传统正是这样:至少一种哲学家总是竭力维护他认为是形而上学的核心原则的东西,这个原则就是在“必需的”这个词的独特哲学意义上是“必需的”。令人吃惊的是把形而上学体系看作是如此大胆的,正如物理学家在讨论如何理解我们所拥有的最深刻、最精确的物理理论时意外出现的东西一样。
显然,没有人会像多世界解释理论那样把问题推向极端,而其他没有如此极端的建议也一直得到尝试和抛弃。我不能过分强调只有很少数的——绝对是很少数的——物理学家至今还会对哥本哈根学派的解释感到不舒服。但的确有而且总是很少数的人——包括我所提到的爱因斯坦和薛定谔等人——会感到不舒服,他们试图寻找一种“神目观”去替代“系统与观察者之间的断裂”。
起初,对正统的量子力学的反对者就在寻找所谓的“隐藏的变量”。这个观点是认为,量子力学是对物理世界的不完整的描述,而一旦我们找到了如何去完成它的办法,我们就会通过补充遗失的片段(“隐藏”的片段)同时放弃“会招致反对的”特征——即决定论,与“实在论的”直觉的冲突——并且认识到,量子力学并不是在向我们提供最终的物理过程,而只是一种在统计上关于这些过程的平均描述。对此的最著名的尝试是由戴维.玻姆完成的,他的解释最近由J. S. 贝尔复活和修正。这种方法的问题是由莱欣巴哈在他关于量子力学基础的著作中加以概括的,他把这种形式称做“反常原则”。这个原则是说,的确有各种用“隐藏的变量”补充量子力学的方法,但所有这些方法都需要假定远距离的同时性活动,即在系统方面的“洞察力”(就是说,在某些情形中,它的活动就像是“知道”未来会做出什么样的测量一样),或者其他的“因果反常”。尽管我们无法接受莱欣巴哈对这种“反常原则”所做的数学证明,但最近由贝尔所提出的论证表明,他是对的。由于我是从文化的以及逻辑的观点来看待物理学的历史,让我来评论一下反常原则说明了这样的事实,即尽管在各种解释周围的确会有一些隐藏的变量,但没有人会相信它们,而只有发明者自己以及(如果他还幸运的话)最多六个朋友才会相信它们。
只有看到这些人在继续接受量子力学构架时试图恢复关于物理学的神目观的看法遭到了失败——或在科学共同体看来是失败了,我们才会理解为什么有人会竭力提出像多世界解释这样的在形而上学上具有戏剧性的东西。根据多世界的解释理论,没有“隐藏的变量”——每个事实都是由整个宇宙的“最大状态”加以完全描述的,带有其所有的“分支”。当然,许多事实是“隐藏”于这个具体的“自我”的。但没有什么事实是“隐藏”于上帝的,或无所不知的心灵的,因为这个全知的观察者知道“整个宇宙的状态函数”,知道状态函数把关于所有“分支”的所有信息都编了码——所有的“平行世界”。它是用原来较好的日常量子力学语言来编码的,这是一种关于“状态”的语言——没有对“隐藏的变量”的补充说明,而这种变量是在现存的符号系统中无法描述的。
当然,这是一种奇怪意义上的“无隐藏的变量”,至少从外行的观点看来是这样。所有平行的世界和其他我无法观察到的自我——不就是这些带有报复性的“隐藏的变量”吗?这不是从全知的量子物理学家的观点看——这种解释试图把握的正是这个全知的物理学家的观点。
而且,根据这种解释,没有“无场所的互动”——把这个世界分裂成平行的世界,就败坏了对贝尔定理的证明——而且,特别是没有“波动量的还原”。这种时空结构就是相对论物理学中的结构(这就是为什么宇宙论者特别倾向于此的原因)。而逻辑也是古典逻辑。只有问题依然存在:所有关于“另类世界”的这种谈论都只是一幅图画,而如果我们接受了这幅图画,它对我们就毫无用处,而只是给了我们一种形而上学的安慰。但这种无拘无束地浪费本体论的做法实际上并没有丝毫改变物理学的实践。它只是再次向我们保证,神目观仍然是可能的。
实际上,它并没有这样做。唉,因为我们并没有发现这个图画就是我们所能相信的。人们无法相信的一幅形而上学图画究竟有什么好处?
我在本文开始引用了尼采的话。我希望我刚才所做的讨论表明了我在这里作为沉思主题的这个格言的真理:“随着科学范围的逐渐扩大,它就会在更多的地方接触到悖论。”的确!量子力学就是这方面的最好例证,更多的理解反而使这个世界变得更为自相矛盾了。
我会在这个例证之外再简单地提到对这个事实的非常不同的说明。但在我离开量子力学之前,还是让我们考虑一下这个悖论的性质。这个问题常常被看作是这样一种冲突,即一方面我们希望按照实在论的方式解释量子力学,而另一方面我们则希望坚持这样的原则,即人们无法传递快于光速的因果信号。但以这种方式解释关于我们对量子力学的理解现状所存在的自相矛盾,过于形式化了。我本人不是把这个悖论看作“实在论与所在位置之间的冲突”,而是更愿意回到玻尔当初提出他的哥本哈根学派解释时的讨论。
虽然冯.纽曼并没有认为古典物理学一定是用在“系统与观察者之间的断裂”的“观察者”一方,但他的确认为存在着这样的断裂,就像当时的哥本哈根学派的拥护者所认为的那样。而且,我认为——这在当时也被认识到——正是对这种断裂的需要和它的存在,才成为实在的最自相矛盾的特征。当我们考虑我们是否可以改变或重新解释这个理论以便避免对这种断裂的需要时,就把“所在位置”带进了讨论之中;但其他许多问题也是如此(我们可以改变古典逻辑吗?我们可以改变古典的概率论吗?“平行的世界”是可以理解的吗?)。虽然最近十年的讨论一直关注的是所在位置和贝尔定理,但在形成对这个问题的专业背景时这些问题都得到了很好的讨论。自相矛盾的是这样的结果,是需要承认观察者与对物理实在的量子力学描述系统之间的断裂。我们感到这是悖论,完全是因为所谓在观察者与系统之间存在断裂的看法,正如我在开头所说的,就是放弃了一个伟大的幻想——这是对物理实在描述的幻想,而这却远离了观察者,这个描述是客观的,就是说“出于没有具体的观点”。总之,我坚持认为这是与“实在论”相冲突的,正因为如此我们才把它看作是自相矛盾的;我们也不愿意放弃我们对所在位置的信念,相信物理学家会拒绝恢复“实在论”,只是由于满足了我们的不舒服而接受了某个特别的无所在理论,但这无须说,出自自相矛盾情形的特别方式是不可接受的。

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