量子力學(xué)的定義范文

時間:2023-11-20 17:55:34

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量子力學(xué)的定義

篇1

量子力學(xué)太瘋狂?

根據(jù)量子力學(xué),世界運行的方式就是瘋狂的――同樣的事情你可以做很多次,卻會得到不同的結(jié)果。例如,利用那些巨大的高能粒子對撞機,物理學(xué)家以完全同樣的方式把同樣的粒子撞擊數(shù)萬億次,卻可以得到各種各樣的實驗結(jié)果。

這樣,瘋狂就意味著結(jié)果是不確定的。眾所周知,愛因斯坦很不喜歡量子力學(xué)的不確定性,認(rèn)為“上帝不擲骰子”。然而我們以同樣的方式多次擲骰子,我們也難預(yù)測出最終骰子向上的點數(shù),因為結(jié)果往往是不同的和隨機的。這符合愛因斯坦對瘋狂的定義,那么擲骰子也是瘋狂的了?

仔細(xì)想想并不是這樣,因為現(xiàn)實中沒人能以完全相同的方式擲骰子。也就是說,某些方面我們沒有考慮進去,所以結(jié)果會是隨機的。所以說,擲骰子并不是瘋狂的事情。

根據(jù)這一觀點,如果我們能完全了解現(xiàn)實的每個細(xì)節(jié),我們就可以準(zhǔn)確無誤地知道事情的結(jié)果。例如,知道擲骰子的每一個初始的細(xì)節(jié),就可以知道擲出的點數(shù)是多少。這種信條就是決定論,是荷蘭哲學(xué)家巴魯赫?斯賓諾莎所強烈主張的,而愛因斯坦十分推崇斯賓諾莎的觀點。愛因斯坦同樣認(rèn)為,量子力學(xué)中之所以存在瘋狂的事情,其實是我們并沒有完整地了解整個現(xiàn)實。

愛因斯坦太天真?

面對量子力學(xué)的瘋狂,愛因斯坦認(rèn)為,現(xiàn)實肯定存在隱藏的細(xì)節(jié),目前還無法在量子力學(xué)中被識別出來,如果找到這種隱藏的細(xì)節(jié),量子理論會不再瘋狂,會恢復(fù)理智。根據(jù)這一點,與其說上帝不擲骰子,還不如說上帝擲的骰子跟經(jīng)典世界中的骰子沒有本質(zhì)上的區(qū)別。

那么現(xiàn)實中真正存在某種隱藏的細(xì)節(jié)嗎?1964年,北愛爾蘭物理學(xué)家約翰?貝爾提出了一種檢測實驗,如果現(xiàn)實真的存在某種隱藏的細(xì)節(jié),那么實驗結(jié)果必須滿足他所推導(dǎo)出的一個不等式(稱為貝爾不等式)。但是幾十年的實驗結(jié)果,包括在2015年8月所公布的一個“幾乎沒有任何邏輯漏洞”的實驗結(jié)果,都不滿足貝爾不等式。這表明我們的世界并不存在隱藏的細(xì)節(jié),瘋狂是存在的。

篇2

注意教材書(文獻[9])已有"輻射場"及"能量場"的物理學(xué)概念。但囿于理論局限,使得教材書對這種場的描述是靜止的(機械的)、孤立的(與物質(zhì)世界無必然聯(lián)系的)、無源的(原因不清),因而也是抽象的(沒有物理意義的)。

上已證明,原子中能量量子化的根源是原子核,量子化是原子核自身性質(zhì)。值得物理學(xué)注意的是,原子核這種性質(zhì)并不孤立存在,它同時還嚴(yán)格地規(guī)定著所有外部世界。因而使得電子、原子、分子、物體、天體、宇宙都只能有唯一穩(wěn)態(tài)位置和結(jié)構(gòu)。這就是大自然最基本的內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律。也就是普適方程即(20)式所揭示的規(guī)律。

那末,具體規(guī)律是什么呢?請看:

4.2 輻射能場(存在)定理

研究表明,輻射能場準(zhǔn)確存在可用定理表述。

〖輻射能場定理〗:任何粒子(含場粒子及天體,無例外,下同)在其周圍都形成(存在)一種輻射能場,這種輻射能場可用普朗克常數(shù) ? 和量子數(shù) n=0,1,2,3… 準(zhǔn)確具體描述。在微觀輻射能場表現(xiàn)為量子化,在宏觀則表現(xiàn)為大量粒子的簡并統(tǒng)計結(jié)果。

4.3 輻射能場實質(zhì)

輻射能場實質(zhì)系以粒子為中心,向周圍空間拋射場粒子流(這里主旨中性場粒子流,對于電磁場當(dāng)有別論),這種場粒子流經(jīng)電子集約化就成了光子。研究也表明,任何光子包括 X 射線都準(zhǔn)確如此。參見(15)式,據(jù)此不難描述任何光子的自身結(jié)構(gòu)。并且可以證明任何光子的靜止(如可能)質(zhì)量均不為零。認(rèn)為光子靜止質(zhì)量為零,還是量子力學(xué)根據(jù)"相對論"瞎子摸象猜測結(jié)果。

這已表明光子的真實粒子性。并可準(zhǔn)確具體證明,所謂波動性實際上是普朗克常數(shù)與量子數(shù)相互作用的一種客觀表象,任何光子都不存在任何物理意義上的波動屬性。

4.4 輻射能場形象

研究表明,輻射能場形象與點光源的光通量完全一致。對于原子核,其輻射能場可用圖(3)準(zhǔn)確表示:

圖中箭頭方向表示輻射能流方向,其線密度表示能流密度,n為量子數(shù)。

4.5 輻射能場性質(zhì)

研究表明,輻射能場實質(zhì)系以光速拋射場粒子流(粒子上限為中微子),故,輻射能場具有排它性。原子核的輻射能場首先排斥核外所有電子,任何電子也因此未能落到核上,這是事實。所以,電子未能落到核上量子力學(xué)的任何解釋都只能是自欺欺人的胡言亂語!也所以,玻爾對電子的擔(dān)心完全多余。

需要指出,輻射能場這種排斥作用,通常主要表現(xiàn)為能量形式。相形之下排斥力效應(yīng)很小,一般可忽略。這與太陽光輻射的能量效應(yīng)十分明顯,而太陽光的壓力效應(yīng)十分微小,完全相似。不過在研究宇宙膨脹時,完全不可忽略天體輻射的斥力效應(yīng)。就是說,"宇宙斥力"存在。然,囿于歷史和理論局限,愛因斯坦在提出宇宙斥力概念后,又不得不自我否定。

4.6 原子核輻射能場數(shù)學(xué)表達式

大量研究表明,原子核(質(zhì)子)的輻射能場數(shù)學(xué)表達式準(zhǔn)確為:

E = n2·h2 / 2mP·r2 ―――――――― (21)

式中 h 為普朗克常數(shù),n為量子數(shù),mP為質(zhì)子質(zhì)量,距離為r=0∞,需指出,輻射能場場強 E 具有能量量綱(這是因為使用因子 h 結(jié)果),其數(shù)值則為 r處單位面積上的能量。

注意:該式與(64)式有必然聯(lián)系,但物理意義微妙不同,且具有豐富物理內(nèi)容(略)。

研究還表明,由此電子所得到的原子核輻射能場能量準(zhǔn)確地為:

E = n2·?2 / 2me·r2 ――――――― (22)

注意:這也就是玻爾量子化條件。

式中 me 為電子質(zhì)量,不難看出普朗克常數(shù) h=2π? 緊密地聯(lián)系著質(zhì)子和電子。

已很明顯,量子力學(xué)與玻爾相比,玻爾正確,量子力學(xué)謬誤!

并且由(21)、(22)式不難看出,當(dāng)量子數(shù) n=0時,E=0。 需指出,這是物質(zhì)結(jié)構(gòu)非常狀態(tài)。參見圖(3),在 n=0 時,原子核沒有了輻射能場,原子核不再有排斥電子的能力。于是,電子必然落到核上。研究表明,這就是宇宙到達最低溫度--宇宙奇點的情況。于是,原子中發(fā)生比核反應(yīng)還強烈的變化,結(jié)果原子爆炸--物質(zhì)爆炸--宇宙爆炸!這就是宇宙爆炸原因,由此也不難了解宇宙過去。

可悲的是,量子力學(xué)竟將量子數(shù) n=0 也定義為原子的一種穩(wěn)定狀態(tài)。可歌呼?可泣乎?災(zāi)難,罪過!阿們--

4.7 輻射能場的實驗驗證

4.7.1 太陽的輻射本領(lǐng)已足夠大

目前世界公認(rèn)太陽發(fā)射本領(lǐng)(文獻[2])為3.8×1033(爾格/秒),這相當(dāng)于太陽每秒拋射出質(zhì)量為 m=4.2×109(千克) 物質(zhì)。但如上可知,太陽實際發(fā)射本領(lǐng)遠大于此。因為太陽光僅是輻射能流的一部分,這種能流粒子上限為中微子。

4.7.2 宇宙正在膨脹

宇宙正在膨脹,表明"宇宙斥力"存在,這是宇宙中心輻射能場性質(zhì)。宇宙正在膨脹恰系宇宙中心輻射能場的客觀真實寫照(或曰照片)。

4.7.3 "太陽風(fēng)"的存在

文獻 [10]介紹的"太陽風(fēng)"正是本文定義的太陽輻射能場,太陽風(fēng)就是太陽輻射能場的客觀真實寫照。該文獻給出了對太陽風(fēng)考察的衛(wèi)星實際探測結(jié)果(文獻圖示略)。這可謂太陽輻射能場的真實實驗驗證。

4.7.4 第四個驗證是,任何原子中任何電子均未能落到核上,這是事實

不僅如此,人為方法:高能陰極射線、X射線或高能加速器也很難將電子打到原子核上。這絕非因碰撞截面太小,總會有幾率。實際上正是由于原子核具有排它性的輻射能場排斥效應(yīng)所致。由(22) 式可見,電子得到的原子核排斥能與距離平方成反比例。在核半徑處排斥能十分巨大,以致可忽略靜電引力能。簡單計算表明,電子必須具有200倍C(光速)才可能到達核半徑處。也因此,玻爾對電子的擔(dān)心完全多余!

需要指出,對此類問題,量子力學(xué)仍會故伎重演--狡辯。但經(jīng)如上及以下分析論證,量子力學(xué)純系主觀臆造,對物理學(xué)實質(zhì)問題全然無知,已經(jīng)使得量子力學(xué)的狡辯不再有任何效力。

4.7.5 第五個驗證是人們熟悉的,然而又不熟悉的,這就是氣體壓力

量子力學(xué)會立即反駁說:"氣體壓力來自分子熱運動和碰撞" (文獻[8])。需指出,這種解釋充其量只能算作表面化非本質(zhì)解釋,作為哲學(xué)或市民語言尚可,但不能作為物理學(xué)家語言。在嚴(yán)格物理意義上說這種解釋是自欺欺人的。這種解釋實際上并不清楚分子熱運動的實質(zhì)和根源,更不知溫度對單個分子的意義是什么。量子力學(xué)(文獻 [8])以公開宣稱:"對單個分子溫度沒有任何意義"。

這是因為量子力學(xué)有一劑靈丹妙藥--波函數(shù)Ψ --量子力學(xué)家主觀意識,就可以包治百病。溫度與這靈丹妙藥無任何聯(lián)系,在靈丹妙藥中沒任何位置,所以溫度沒有用處。也所以量子力學(xué)結(jié)論:對于單個分子,溫度沒有意義。

但是,只要神經(jīng)不錯亂,人人都懂得,既然宏觀溫度是大量分子集體貢獻,怎么能說單個分子沒有貢獻?單個分子又怎能擺脫溫度環(huán)境?這與人對社會貢獻完全一致,能說個人對社會的貢獻沒有意義嗎?!

大量研究已經(jīng)表明,溫度概念同樣也有極為豐富的物理內(nèi)容。溫度問題同樣也貫穿全部物理世界全部內(nèi)容。并對此可做如下結(jié)論:

普朗克常數(shù) h=2π? 與量子數(shù) n=0,1,2,3…好比一對孿生兄弟,他們共同貫穿全部物理世界全部內(nèi)容,并且,宏觀溫度 T 就是量子數(shù) n=0,1,2,3… 的照片。

注意,此結(jié)論在確切物理意義上正確。

研究還表明:分子熱運動及分子間斥力的實際根源正在于原子(核)間排斥能場相互作用的結(jié)果。并可得以下具體結(jié)果:

PV=∑Ei ―――――――――――――――― (23)

式中PV為氣體壓力勢能,Ei為單個氣體分子的輻射能場能量(推導(dǎo)略)。這種嚴(yán)格關(guān)系唯一證明分子(原子)輻射能場客觀存在。此時并唯有此時輻射能場的排斥力效應(yīng)也十分明顯,這就是氣體壓力。

第五章 大自然內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律二

5.1 大自然內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律之二--潛動能客觀存在

研究還表明,這種規(guī)律正確存在也可用定理表述:

5.2 潛動能定理

〖潛動能定理〗:任何質(zhì)量為 m 的物體(含場粒子及天體)當(dāng)以速度 V 運動時,必有潛動能存在。若以符號 T2 表示則為:

T2 = (1/2) mV2 ――――――――――― (24)

可見,潛動能在數(shù)值上與物體經(jīng)典動能(機械動能)相等?,F(xiàn)將經(jīng)典動能定義為顯動能,并以符號 T1 表示之:

T1= T2 =(1/2) mV2 ―――――――― (25)

那么,可以定義物體運動全動能,以符號 Tm 表示則為:

Tm = T1+T2 = mV2 ――――――――― (26)

如果,質(zhì)量 m 以光速 C 運動,其全動能必為:

Tm= mC2 = E ――――――――――― (27)

看!這就是遐邇聞名的愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系。這已表明,愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系只不過是物體(粒子)運動全動能之特例!然而,不僅愛因斯坦本人,而且后人至今都不清楚質(zhì)能關(guān)系的物理意義。可(27)式中 E=mC2 的物理意義是再清楚不過了!

5.3 潛動能的物理意義

研究表明,潛動能普遍客觀存在,實際上它是物體(粒子)運動時的伴隨能量。由于潛在性,低速時或直觀上人們難以發(fā)覺。只有在高速時才明顯表現(xiàn)出來,所以人們至今尚不知曉。

研究表明,潛動能實質(zhì)也是一種輻射能場,這種場粒子上限亦為中微子,對中微子目前尚不能檢測,這也是人們尚未發(fā)現(xiàn)潛動能的直接原因。

需指出,溫度為 T 的物體當(dāng)以速度 V 運動時,同時存在輻射能場及潛動能能場,兩種能場分別可測并須分別描述。但是,以下將完全證明原子核的輻射能場實際上就是原子核自旋潛動能。由此也證明潛動能普遍客觀存在。

也所以潛動能的能量效應(yīng)較其壓力(即動量)效應(yīng)明顯,尤其當(dāng)速度V<<C 時,人們無法觀測到這種動量效應(yīng)。然而當(dāng)物體速度接近光速(VC)時,潛動能的能量效應(yīng)與動量效應(yīng)均不可忽略。這時潛動能的能量效應(yīng)形成愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系事實;而其動量效應(yīng)則形成"物質(zhì)波"的事實。這就是"物質(zhì)波"的本來面目和真實內(nèi)容。

5.4 潛動能的實驗驗證

5.4.1 回旋加速器的驗證

文獻 [10] 介紹:"電子在回旋加速器中,任何瞬間,軌道平均磁場的增量必須是軌道上磁場增量的 2 倍"。即:

dBave =2dB ―――――――――――――- (28)

這無疑表明本文如上全動能成立,亦即表明潛動能客觀存在。

5.4.2 電子在加速器中同步輻射光

電子在加速器中同步輻射光能正是電子運動的潛動能,并且,電子同步輻射光的波長 λ為:

λ = h·c/E ―――――――――――――― (29)

注意:式中能量 E 是電子同步輻射光能量,也就是電子的潛動能。

5.4.3 地球的潛動能

地球有潛動能?從沒聽說過!有人說。

不錯,但經(jīng)本文由普適方程已經(jīng)計算出地球確有潛動能:月球的存在給出完全的證明。因為本文對月球的計算表明,普適方程不僅適用于太陽系,而且適于地(球)--月(球)結(jié)構(gòu)。并且,對月球的計算,得出兩個重要結(jié)果:①由普適方程計算月球繞地(球)軌道半徑與天文觀測(文獻[2])的誤差小于1% ; ②由普適方程計算得出--月球是顆裸星。這已是個奇跡,目前為止任何理論都辦不到!

這種結(jié)果無疑表明:

第一,地球所得到的太陽輻射能剛好等于地球軌道動能,也剛好等于地球的潛動能。于是,地球能量處于一種動平衡中。這表明,月球繞地(球)軌道受地球潛動能嚴(yán)格支配,亦即受地球軌道動能嚴(yán)格支配,亦即受太陽能量嚴(yán)格支配。不僅如此,太陽以此嚴(yán)格支配著系內(nèi)所有天體(無例外)的運行(位置、動能、尺寸、質(zhì)量以及軌道曲線性質(zhì))。

第二,地球運動潛動能客觀存在,在數(shù)值上準(zhǔn)確等于地球軌道運行動能。故〖潛動能定理〗成立!

第三,"物質(zhì)波"就是本文所定義的"潛動能"。

第四,普適方程無條件成立!

5.4.4 X射線韌致輻射

周知,X射線韌致輻射最短波長 λmin 為:

λmin = h·c/E -――――――――――― (30)

式中 E 為外加能量,在數(shù)值上等于電子顯動能,也等于潛動能。需要指出的是,電子只能放出潛動能形成所謂的"波長":λ。而電子的顯動能與宏觀物體的機械動能一樣:只能直接作機械功,不能直接成為輻射能。量子力學(xué)對此問題"心不在肝"!

所以,(30)式的真實物理內(nèi)容是:電子放出潛動能形成所謂波長:λ,這證明潛動能客觀存在。可是,量子力學(xué),還有德布羅意,把這稱為"物質(zhì)波"!

還要注意:由(30)式可見,韌致輻射最短波長 λmin 連續(xù)可變,這已完全表明電子能量連續(xù)可變。再一次證明"量子化"并非電子自身固有屬性。

第六章 物質(zhì)波及其實質(zhì)

6.1 究竟物質(zhì)波是什么

談物質(zhì)波問題,恰進入量子力學(xué)權(quán)威領(lǐng)地。作為權(quán)威,理應(yīng)對此做出科學(xué)合理解釋。遺憾的是雖經(jīng)近百年發(fā)展量子力學(xué)仍滿足于對物理現(xiàn)象作似是而非的猜測,量子力學(xué)的"波函數(shù)"概念正是對"物質(zhì)波"現(xiàn)象的猜測,并強加給電子。

下面考察物質(zhì)波。

德布羅意"物質(zhì)波波長"表達式為:

λ = h/p ―――――――――――――――― (31)

該式表示什么物理意義呢?

認(rèn)真研究表明:雖然 λ 具有長度量綱,但并不表征任何長度物理量,只能表征粒子動量p 的反比量度。之所以具有長度量綱,是因為動量 p 反比量度的單位取 h 的結(jié)果。除此之外(31)式不再有其他物理意義,或?qū)⑵渥兓缦拢?/p>

λ=h/p=hv/pv=hv/mv2=hv/Em ――― (32)

式中 Em=Tm 為前文定義的粒子運動"全動能",這表明 λ 亦可表征粒子運動全動能的反比量度,或者說是對潛動能的一種量度。所以可結(jié)論:

6.2 物質(zhì)波實質(zhì)

第一,"物質(zhì)波"波長只能表征粒子運動時的動量效應(yīng)或者潛動能,實質(zhì)是潛動能的反比量度。除此之外(32)、(31)式不再有其它意義。

第二,"物質(zhì)波波長"絕不表示粒子有任何物理意義上的"波動"性質(zhì)!

第三,那又為何將 λ 定義為"波長"呢?研究表明,這還是在于量子力學(xué)的特長--富于猜想的結(jié)果:看到粒子(光子或電子)的干涉和衍射現(xiàn)象,聯(lián)想宏觀波動(水面波動)的干涉,于是猜想微觀粒子(光子和電子)有一種說不清的波動性質(zhì)。由此便將 λ 定義為"波長"。殊不知,宏觀波動(水面波動)的干涉與微觀粒子的干涉是完全不同的兩回事。研究表明,水面波動確系水面物質(zhì)波動。而粒子(光子和電子)的干涉和衍射卻完全是由普朗克常數(shù) ? 與量子數(shù) n (一對孿生兄弟) 共同(技術(shù))表演的結(jié)果。并可嚴(yán)格準(zhǔn)確具體證明:粒子(光子或電子)的干涉條件中的自然數(shù) n=0,1,2,3… 恰為量子數(shù) n=0,1,2,3…(略)。這是因為粒子的干涉和衍射現(xiàn)象是粒子與(量子化了的)物質(zhì)場(輻射能場)相互作用的必然結(jié)果。

并且在本文已到達的深度--準(zhǔn)確描述場粒子自身結(jié)構(gòu)深度上說,仍未發(fā)現(xiàn)任何粒子有任何內(nèi)稟波動屬性。這說明根本不存在"物質(zhì)波"。而德布羅意"物質(zhì)波"概念恰在于粒子運動"潛動能"的事實。所以,與其說德布羅意發(fā)現(xiàn)了"物質(zhì)波",毋寧說他發(fā)現(xiàn)了粒子運動的潛動能。

之所以人們認(rèn)為粒子具有波動性,客觀原因在于人們對微觀粒子,例如光子,幾乎完全缺乏了解。也因之,目前為止,光子的"波粒二象性"問題仍屬世界公認(rèn)遺難問題之一!

第七章 普適方程物理意義

7.1 普適方程物理意義

普適方程物理意義可用圖(4)

描述如下:

圖中曲線 ① 就是普適方程 ①

式,這代表大自然一種普遍基本規(guī)

律--相互吸引規(guī)律。式中 T 為

粒子(含天體 )軌道動能,V 為引

力勢能。動能等與勢能之半,這本是

經(jīng)典物理內(nèi)容。

曲線 ③ 就是普適方程 ③ 式,

這代表大自然另一種普遍基本規(guī)律

--相互排斥規(guī)律。式中 E 為粒子

(含天體)所得到的由輻射中心來的

輻射(排斥)能。

顯然,曲線 ① 是線性的,即引

力能 V 隨距離 r 呈直線變化;而

排斥能 E(曲線 ③)是雙曲線。故,

兩條曲線必相交,交點為 ②,即普適方程 ② 式(T=E)。這代表大自然第三種基本規(guī)律--普遍客觀存在規(guī)律--兩種相反作用永恒絕對平衡規(guī)律:既可以是穩(wěn)態(tài)平衡,例如原子和太陽系;又可以是動態(tài)平衡,例如銀河系及宇宙的膨脹(含宇宙爆炸)。并且牛頓力學(xué)在大自然中完全好用!量子力學(xué)對牛頓力學(xué)的非議純屬癔語糊勒!

7.2 普適方程注釋

第一,普適方程物理意義雖很寬廣,但卻真實具體,并不抽象。

第二,普適方程可以直接用來計算原子結(jié)構(gòu),計算天文結(jié)構(gòu)須要變換(略)。

第三,已不難看出大自然(宇宙萬物)沒有任何東西能夠(可以)逃脫普適方程規(guī)律的支配!所以這里用了"永恒絕對普遍"規(guī)律說法,不僅物理意義,而且哲學(xué)意義準(zhǔn)確可靠。亦不難看出人類目前為止的哲學(xué)理論錯誤(略)!

第四,因此不難理解:普朗克常數(shù)及量子數(shù)好比一對孿生兄弟,他們共同貫穿全部物理世界全部內(nèi)容!

研究表明,這已構(gòu)成物理學(xué)最基本的定律--物理學(xué)奠基定律。以致物理學(xué)不得不另辟一章:

第八章 物理學(xué)奠基定律

8.1 物理學(xué)奠基定律

〖物理學(xué)奠基定律〗:普朗克常數(shù) h=2π? 與量子數(shù) n=0,1,2,3… 好比一對孿生兄弟,它們同時共同貫穿全部物理世界全部內(nèi)容,無例外。

篇3

關(guān)鍵詞 心身二元論 經(jīng)典力學(xué) 觀察者 意識

中圖分類號:B089 文獻標(biāo)識碼:A

意識涵蓋了大部分的心理現(xiàn)象,它既是我們體驗到的對心理狀態(tài)的復(fù)雜的內(nèi)省,又等同于“覺醒”的狀態(tài),或者感知狀態(tài)。因此,在給意識下定義時就會出現(xiàn)困難,它所涉及的分支眾多,難以用一個單一的定義將意識所包含的方面全部囊括其中。意識的核心問題是“現(xiàn)象性”,理解意識的關(guān)鍵在于弄清楚現(xiàn)象性本身的本質(zhì)及其起源。在早期西方哲學(xué)歷史上,意識問題是以“心身問題”為標(biāo)志開始的,意識是“心靈”的一個特征。從最早時期開始,意識與死亡相關(guān)聯(lián),人們希望并且相信,意識是與物質(zhì)性的身體相區(qū)別的東西。因此,對意識的研究首先要回溯到早期歷史上的心身問題。

自從笛卡爾提出“心身二元論”,賦予“心靈”以實體地位以來,對于心靈是否存在、怎樣存在、如果存在,心靈該如何與身體相互作用等問題的爭論延續(xù)至今。笛卡爾認(rèn)為,心靈與物質(zhì)是獨立的兩個實體,物質(zhì)具有廣延的屬性,卻不能思考,心靈能夠思考卻不占有空間。從對日常經(jīng)驗的內(nèi)在主義素樸描述出發(fā)來看,心靈與身體之間和諧地相互作用,促使人們能夠相信,心靈必然有其獨特的存在地位。為了說明兩者如何互動作用,笛卡爾提出“松果腺”這一概念。但是“松果腺”的提出,卻恰恰暴露出笛卡爾的心靈觀念存在的矛盾。

從內(nèi)在主義的角度看,心靈確實與物質(zhì)相互作用,意愿、欲望能夠促成行為的發(fā)生,導(dǎo)致行為對象的改變等。但是,由于心靈不具有廣延且不占有空間的屬性,又導(dǎo)致人們無法運用在經(jīng)典力學(xué)基礎(chǔ)之上形成的認(rèn)知圖式,來理解和說明心靈的存在形式,心靈怎樣與物質(zhì)相互作用更成為了一個難題。如果承認(rèn)心靈的獨特實體地位,則有悖于經(jīng)典力學(xué)的科學(xué)原則,如果依照唯物主義的基本觀點,把心靈與物質(zhì)等同起來,用大腦內(nèi)部的物質(zhì)之間的相互作用來說明意識活動,則導(dǎo)致無法說明為什么存在主觀體驗和感受的問題,這顯然又違背了人類體驗的直覺。因此,無論是堅持二元論還是唯物主義一元論,心物互動問題都面臨著極大的理論困難,堅持內(nèi)在主義觀點,就必須說明心靈有別于物質(zhì)的本體論地位以及心身互動的作用機制;堅持唯物主義的觀點,就必須說明為什么人會有主觀體驗和感受。本文認(rèn)為,除了上述兩種對心物關(guān)系的說明之外,存在第三種對心物關(guān)系的思考,即對經(jīng)典力學(xué)原則在說明心靈問題上是否具有適用性的質(zhì)疑:經(jīng)典力學(xué)的原則是萬能的嗎?它是否能夠作為評判心靈是否存在以及怎樣存在的標(biāo)準(zhǔn)?心物關(guān)系問題難以有所進展,是否因為我們用來評判心靈存在的標(biāo)準(zhǔn)出了問題?量子力學(xué)能否作為新的研究范式來推進心靈的研究?

隨著人們認(rèn)知程度的提高,自然科學(xué)的發(fā)展,對心靈問題的討論更加如火如荼。古老神秘的“心靈”概念也逐漸以“意識”這一嶄新的形式出現(xiàn)在哲學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)、計算機科學(xué)等多學(xué)科的交叉研究視域中。本文將以“意識”這一概念來論述笛卡爾心物二元論中所提及的“心靈”。

“有一種古老的觀點:自然由兩部分組成,一部分包含感覺和思想,另一部分在運動中包含有物質(zhì)對象。這個觀點在笛卡爾的時代復(fù)活,并成為經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)?!雹?687年,牛頓出版了著名的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書,掀起了科學(xué)的革命。在這本書中,宇宙被描述成一個遵循嚴(yán)格規(guī)律的大機器,依照數(shù)學(xué)的精密性在空間中運動。一切事物都可以被還原成遵循嚴(yán)格規(guī)律運動的物質(zhì)實體,作為因果決定鏈條上的一環(huán),按照既定的規(guī)律運行。因此,經(jīng)典物理學(xué)的世界被冠以具有決定論和客觀性的特征。但是在涉及到微觀世界的對象時,經(jīng)典物理學(xué)的基本原則就失效了。

意識問題是當(dāng)代哲學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)、計算機科學(xué)等多個交叉學(xué)科進行跨學(xué)科研究的熱點難題。眾多學(xué)科關(guān)注意識的原因在于,它是關(guān)乎人的本性根基和人與外部世界關(guān)系的根本性問題。不論是唯物主義立場,還是二元論立場來看待意識,都有不可回避的理論困難。

以上兩種立場在說明意識問題的過程中,會遭遇到困難的原因,除了意識問題本身的復(fù)雜性之外,另一個重要的原因是,唯物主義和二元論均把研究宏觀事物低速運動規(guī)律的經(jīng)典力學(xué),作為思考意識問題的理論基礎(chǔ)。二元論產(chǎn)生的部分原因是迫于經(jīng)典力學(xué)的還原論和客觀性壓力,人們無法調(diào)和與說明物質(zhì)活動和意識之間存在形式的不協(xié)調(diào),但是卻又難以違背自己體驗的常識,放棄意識的主觀性特征。唯物主義則恰恰相反,它遵循經(jīng)典力學(xué)的客觀性、決定論、還原論等根本規(guī)律,把物質(zhì)放在優(yōu)先地位,試圖用經(jīng)典力學(xué)的規(guī)律來同化或拒斥意識的主觀性特征。在一定程度上,二元論與唯物主義這兩種相對立的立場都是以經(jīng)典力學(xué)的原則為根本依據(jù),朝著各自相反的方向建構(gòu)自己的理論,但是,二元論從理論內(nèi)部割裂了意識與物質(zhì)的關(guān)聯(lián),而唯物主義又混淆了意識與物質(zhì)的差別。

以牛頓運動定律為主要內(nèi)容的經(jīng)典力學(xué)在20世紀(jì)以前被稱為最美的物理學(xué),它通過把“意識”排斥在研究范圍之外來實現(xiàn)其理論的完備性。它假定時空的絕對性和依據(jù)初始值可進行精確預(yù)測等特征,為人類認(rèn)識自然、了解自身的本性描繪了一幅因果封閉、清晰可測的藍圖。世界上的任何物理系統(tǒng)都能夠被分解為各個組成元素,各個組成元素只能夠與彼此相鄰的元素發(fā)生相互作用,物理系統(tǒng)遵循著嚴(yán)格的物理因果封閉定律,根據(jù)一定的可觀測的物理量,能夠做出無限精確的預(yù)測。經(jīng)典力學(xué)的唯物主義世界觀已經(jīng)否定了意識是有別于物質(zhì),具有獨立存在地位的實體。大腦是世界上最為精密且復(fù)雜的整體系統(tǒng),它作為意識活動發(fā)生的場所已經(jīng)是毋庸置疑的科學(xué)事實。按照經(jīng)典力學(xué)的觀點,大腦與意識同樣應(yīng)該遵守經(jīng)典力學(xué)的根本原則,但顯然意識的諸多屬性以及對應(yīng)的神經(jīng)活動的規(guī)律都無法用經(jīng)典力學(xué)來說明。

神經(jīng)科學(xué)的研究成果已經(jīng)表明,意識活動的發(fā)生受到大腦整體活動的控制,它并不是固定發(fā)生在大腦的某一個區(qū)域。同樣,大腦的某一部分神經(jīng)通路也不是意識發(fā)生的場所,完整的意識的出現(xiàn),需要調(diào)動大腦內(nèi)部不同腦區(qū)的神經(jīng)元進行放電。不同的意識場景所對應(yīng)的神經(jīng)元活動的組合也不一樣。就目前的神經(jīng)研究成果而言,神經(jīng)科學(xué)只能夠?qū)σ庾R活動的說明進行基于科學(xué)經(jīng)驗上的描述,而不能夠進行充分的因果說明。經(jīng)典力學(xué)中的整體可以分解成部分的組合的原則,無法說明意識的高度統(tǒng)一性;相鄰部分的因果互動原則更加無法解釋不同腦區(qū)的神經(jīng)活動,怎樣能夠作為單一的意識活動的組成部分。發(fā)生在個體大腦中的意識轉(zhuǎn)瞬即逝,難以捕捉,甚至毫無規(guī)律可循。大腦內(nèi)部呈現(xiàn)的意識場景為什么具有統(tǒng)一整合性和動態(tài)的分化性,歸屬于不同腦區(qū)的神經(jīng)元為什么能同時放電而形成單一的意識場景,控制這些神經(jīng)元活動的機制是什么?這些問題,對于研究宏觀事物運動規(guī)律的經(jīng)典力學(xué)而言存在困難。經(jīng)典力學(xué)中不需要涉及對微觀事物的化學(xué)過程的說明,而這一點對于大腦研究來說,則非常重要。

如果從大腦內(nèi)部和大腦外部兩個維度,來對意識進行一種描述上的區(qū)分,從大腦外部,引入一個“觀察者”,那么對意識就可以做出兩種不同的描述。這兩種維度的描述之間的區(qū)別也表明,經(jīng)典力學(xué)難以說明意識。

按照經(jīng)典力學(xué)的原則,每個腦區(qū)的神經(jīng)元只能夠與它緊鄰的神經(jīng)元發(fā)生互動,并根據(jù)所處的大腦區(qū)域的定域性而非全局性來表征意識場景。對意識的內(nèi)在描述不是從外在的“觀察者”或者元素集合所體現(xiàn)出的整體功能性角度進行描述,而是對這些獨立的神經(jīng)元描述的組合的描述?!案鶕?jù)經(jīng)典力學(xué),對物理系統(tǒng)和它的動力學(xué)的狀態(tài)的描述,能夠在內(nèi)在的層次上表達出來。但是人們怎樣來理解經(jīng)驗的整體思想的發(fā)生呢?”②

外在描述是在引入一個外部“觀察者”之后而做出的描述,觀察者知道大腦內(nèi)部描述是由諸多元素所構(gòu)成,但是,他能夠從外在維度對內(nèi)部元素進行整合,使內(nèi)部元素組合起來具有整體的表征屬性。同時,外部的觀察者能夠從整體的功能性角度出發(fā)來進行整體表征,在觀察者的意識中形成的整體性描述,不會受到各個不同腦區(qū)神經(jīng)元活動的區(qū)域性限制??傊@個外在的觀察者不僅具備“知道”大腦內(nèi)部是由多個元素組合的能力,還具備把這些元素集合成整體的能力。因此,在內(nèi)在描述層次上的獨立元素的集合,在外在層次上可以被稱為是一個單一的整體。

從功能的角度出發(fā),大腦被看作是一個功能性的整體,但是在經(jīng)典力學(xué)的框架中,功能基本上不具備任何實際的意義,因為大腦的過程受到不同腦區(qū)神經(jīng)活動的控制,然而,大腦部分與部分之間的相互作用不可能實現(xiàn)大腦的整體作用。從根本上來說,一個從外在層次所描述的功能性整體,所表現(xiàn)出來的整體性含義要比邏輯上獨立的要素的簡單集合要復(fù)雜得多,而這一點恰恰是與經(jīng)典力學(xué)的根本原則相悖。因此,意識的整體功能性概念在經(jīng)典力學(xué)框架中也無法得到合理的說明。

依據(jù)經(jīng)典力學(xué)的法則,整體可以被分解為獨立的局部要素的集合?!肮δ苄浴睂τ谖锢硪蚬忾]定律而言是無效的,因而不具備任何存在的理由,唯一承認(rèn)它的理由就是方便我們從外在層次對它進行直接的理解。

靈感與頓悟是經(jīng)常出現(xiàn)在人類思考過程中的真實存在的心理現(xiàn)象,在藝術(shù)和科學(xué)研究中表現(xiàn)尤為明顯。它們具有突發(fā)性、偶然性、豐富性、瞬息變化等特征,它們常常會受到當(dāng)下場景或意識內(nèi)容的刺激而產(chǎn)生,但是其產(chǎn)生的機制與結(jié)果卻遠遠超出了人對當(dāng)下對意識的研究水平。按照經(jīng)典力學(xué)的可預(yù)測性原則,依據(jù)一定的可觀測的物理量,就能夠?qū)κ挛镒龀鼍_的預(yù)測,但是在靈感和頓悟這類具有突發(fā)性的心理現(xiàn)象上,經(jīng)典力學(xué)的根本原則顯然不適用。

根據(jù)經(jīng)典力學(xué)的根本原則來解決意識問題面臨諸多的理論困難,意識的高度整合性和高度的分化性、主觀體驗的整體性和動態(tài)多樣性、從外在的功能角度所描述的大腦的整體功能性特征、靈感和頓悟這類突發(fā)性的心理現(xiàn)象都無法從經(jīng)典力學(xué)理論中得到科學(xué)合理的說明。

斯塔普(Henry Stapp)認(rèn)為,對于經(jīng)典力學(xué)而言,意識和行為之間的緊密關(guān)系不可能從邏輯上推導(dǎo)出來,相反,這恰恰意味著經(jīng)典力學(xué)的不完整性。經(jīng)典力學(xué)不能夠蘊含意識的現(xiàn)象性方面,除非意識是一種副現(xiàn)象。但是,如果意識是副現(xiàn)象,則顯然有悖了直覺。如果經(jīng)典力學(xué)控制自然的整個動態(tài)過程,那么作為人類大腦高度進化發(fā)展結(jié)果的意識就是一個令人懷疑的神話。經(jīng)典力學(xué)的動態(tài)原則既不蘊含現(xiàn)象實在的存在,也不能夠?qū)λ鼈冊鯓訌暮唵涡问竭M化到高級階段提供一種自然的動態(tài)說明。在經(jīng)典力學(xué)的理論框架當(dāng)中,人類的體驗既沒有存在地位,它也無法對大腦的動態(tài)作用提供充分合理的自然說明,那么我們就應(yīng)該放棄用經(jīng)典力學(xué)的整體邏輯結(jié)構(gòu)來研究意識,并轉(zhuǎn)而尋求一種能讓我們的體驗充分發(fā)揮動態(tài)作用,且完全不同的邏輯結(jié)構(gòu)的模式,這一模式就是量子力學(xué)。

量子力學(xué)的誕生打破了人類對經(jīng)典力學(xué)關(guān)于世界的固有認(rèn)識,傳統(tǒng)的物質(zhì)觀念、物理封閉因果定律、決定論和連續(xù)性觀點都遭到了破壞。量子力學(xué)重新為人類描述了一個新奇的、感官不可知、反常識的世界。量子力學(xué)的理論框架內(nèi),大腦被看作一個量子系統(tǒng)。

意識與大腦之間的緊密聯(lián)系已經(jīng)是一個不爭的科學(xué)事實,雖然經(jīng)典力學(xué)在說明意識問題上存在許多的理論困難,但是科學(xué)的發(fā)展趨勢表明,我們始終要在科學(xué)的框架內(nèi)來說明意識。因此,意識研究必須轉(zhuǎn)換一種新的研究范式。目前,最有希望將意識重新納入到物質(zhì)世界的科學(xué)理論只有量子力學(xué)?!榜T諾依曼、諾伯特維納和霍爾丹指出,自然的量子力學(xué)方面似乎是為了將意識重新納入我們現(xiàn)有的物質(zhì)概念而為意識量身定做?!雹?/p>

經(jīng)典力學(xué)與量子力學(xué)的不同之處在于,量子力學(xué)引入了“觀察者”因素,測量結(jié)果不再是具有絕對的客觀性。尤其是在對意識進行研究的過程中,“觀察者”本身也作為物理系統(tǒng)的一部分而參與和影響著對意識的測量結(jié)果。由于意識具有高度的分化性,各種心理事件瞬息萬變,每一次對意識的測量都會取得不同的結(jié)果,為了對意識現(xiàn)象做出完備的描述,每一次的測量結(jié)果彼此之間呈互補關(guān)系,這種互補性取消了在經(jīng)典力學(xué)框架內(nèi)應(yīng)該具有的嚴(yán)格因果律,意識呈現(xiàn)出非因果性的特征。

當(dāng)代著名的心靈哲學(xué)家查默斯也多次在其著作中談到意識可能與量子力學(xué)有緊密的關(guān)系,但是對此他常常又持一種懷疑的態(tài)度。作為提出“意識的困難問題”而聞名于世的哲學(xué)家來說,他始終關(guān)注的是意識的主觀經(jīng)驗問題,但是,在他看來,量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)相比,在意識問題上具有一定的優(yōu)勢,但是即便如此,這一范式目前還未能說明為什么會有主觀感受的發(fā)生?!皢栴}在于物理理論的基本元素都要歸結(jié)到兩點:結(jié)構(gòu)和物理過程的動力學(xué),但是從結(jié)構(gòu)和動力學(xué)出發(fā),我們只能獲得更多的結(jié)構(gòu)和動力學(xué),而有意識的經(jīng)驗仍然沒有被涉及。”④盡管如此,量子力學(xué)在意識研究上仍有許多探討的空間。

注釋

① Stapp, H.P.(1993)Mind, Matter, and Quantum Mechanics, Springer-Verlag.83.

篇4

二十世紀(jì)即將結(jié),二十一世紀(jì)即將來臨,二十世紀(jì)是光輝燦爛的一個世紀(jì),是個類社會發(fā)展最迅速的一個世紀(jì),是科學(xué)技術(shù)發(fā)展最迅速的一個世紀(jì),也是物理學(xué)發(fā)展最迅速的一個世紀(jì)。在這一百年中發(fā)生了物理學(xué)革命,建立了相對信紙和量子力學(xué),完成了從經(jīng)典物理學(xué)到現(xiàn)代物理學(xué)的轉(zhuǎn)變。在二十世紀(jì)二、三十年代以后,現(xiàn)代物理學(xué)在深度和廣度上有了進一步的蓬勃發(fā)展,產(chǎn)生了一系列的新學(xué)科的交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科,人類對物質(zhì)世界的規(guī)律有了更深刻的認(rèn)識,物理學(xué)理論達到了一個新高度,現(xiàn)代物理學(xué)達到了成熟的階段。

在此世紀(jì)之交的時候,人們自然想展望一下二十一世紀(jì)物理學(xué)的發(fā)展前景,探索今后物理學(xué)發(fā)展的方向。我想談一談我對這個問題的一些看法和觀點。首先,我們來回顧一下上一個世紀(jì)之交物理學(xué)發(fā)展的情況,把當(dāng)前的情況與一百年前的情況作比較對于探索二十一世紀(jì)物理學(xué)發(fā)展的方向是很有幫助的。

一、歷史的回顧

十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初,經(jīng)典物物學(xué)的各個分支學(xué)科均發(fā)展到了完善、成熟的階段,隨著熱力學(xué)和統(tǒng)計力學(xué)的建立以及麥克斯韋電磁場理論的建立,經(jīng)典物理學(xué)達到了它的頂峰,當(dāng)時人們以系統(tǒng)的形式描繪出一幅物理世界的清晰、完整的圖畫,幾乎能完美地解釋所有已經(jīng)觀察到的物理現(xiàn)象。由于經(jīng)典物理學(xué)的巨大成就,當(dāng)時不少物理學(xué)家產(chǎn)生了這樣一種思想:認(rèn)為物理學(xué)的大廈已經(jīng)建成,物理學(xué)的發(fā)展基本上已經(jīng)完成,人們對物理世界的解釋已經(jīng)達到了終點。物理學(xué)的一些基本的、原則的問題都已經(jīng)解決,剩下來的只是進一步精確化的問題,即在一些細(xì)節(jié)上作一些補充和修正,使已知公式中的各個常數(shù)測得更精確一些。

然而,在十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初,正當(dāng)物理學(xué)家在慶賀物理學(xué)大廈落成之際,科學(xué)實驗卻發(fā)現(xiàn)了許多經(jīng)典物理學(xué)無法解釋的事實。首先是世紀(jì)之交物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn):電子、X射線和放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)。其次是經(jīng)典物理學(xué)的萬里晴空中出現(xiàn)了兩朵“烏云”:“以太漂移”的“零結(jié)果”和黑體輻射的“紫外災(zāi)難”。[1]這些實驗結(jié)果與經(jīng)典物理學(xué)的基本概念及基本理論有尖銳的矛盾,經(jīng)典物理學(xué)的傳統(tǒng)觀念受到巨大的沖擊,經(jīng)典物理發(fā)生了“嚴(yán)重的危機”。由此引起了物理學(xué)的一場偉大的革命。愛因斯坦創(chuàng)立了相對論;海林堡、薛定諤等一群科學(xué)家創(chuàng)立了量子力學(xué)?,F(xiàn)代物理學(xué)誕生了!

把物理學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀與上一個世紀(jì)之交的情況作比較,可以看到兩者之間有相似之外,也有不同之處。

在相對論和量子力學(xué)建立起來以后,現(xiàn)代物理學(xué)經(jīng)過七十多年的發(fā)展,已經(jīng)達到了成熟的階段。人類對物質(zhì)世界規(guī)律的認(rèn)識達到了空前的高度,用現(xiàn)有的理論幾乎能夠很好地解釋現(xiàn)在已知的一切物理現(xiàn)象??梢哉f,現(xiàn)代物理學(xué)的大廈已經(jīng)建成。在這一點上,目前有情況與上一個世紀(jì)之交的情況很相似。因此,有少數(shù)物理學(xué)家認(rèn)為今后物理學(xué)不會有革命性的進展了,物理學(xué)的根本性的問題、原則問題都已經(jīng)解決了,今后能做到的只是在現(xiàn)有理論的基礎(chǔ)上在深度和廣度兩方面發(fā)展現(xiàn)代物理學(xué),對現(xiàn)有的理論作一些補充和修正。然而,由于有了一百年前的歷史經(jīng)驗,多數(shù)物理學(xué)家并不贊成這種觀點,他們相信物理學(xué)遲早會有突破性的發(fā)展。另一方面,雖然在微觀世界和宇宙學(xué)領(lǐng)域中有一些物理現(xiàn)象是現(xiàn)代物理學(xué)的理論不能很好地解釋的,但是這些矛盾并不是嚴(yán)重到了非要徹底改造現(xiàn)有理認(rèn)紗可的程度。在這方面,目前的情況與上一個世紀(jì)之交的情況不同。在上一個世紀(jì)之交,經(jīng)典物理學(xué)發(fā)生了“嚴(yán)重的危機”;而在本世紀(jì)之交,現(xiàn)代物理學(xué)并無“危機”。因此,我認(rèn)為目前發(fā)生現(xiàn)代物理學(xué)革命的條件似乎尚不成熟。

雖然在微觀世界和宇宙學(xué)領(lǐng)域中有一些物理現(xiàn)象是現(xiàn)代物理學(xué)的理論不能很好地解釋的,但是這些矛盾并不是嚴(yán)重到了非要徹底改造現(xiàn)有理認(rèn)紗可的程度。在這方面,目前的情況與上一個世紀(jì)之交的情況不同。在上一個世紀(jì)之交,經(jīng)典物理學(xué)發(fā)生了“嚴(yán)重的危機”;而在本世紀(jì)之交,現(xiàn)代物理學(xué)并無“危機”。因此,我認(rèn)為目前發(fā)生現(xiàn)代物理學(xué)革命的條件似乎尚不成熟??陀^物質(zhì)世界是分層次的。一般說來,每個層次中的體系都由大量的小體系(屬于下一個層次)構(gòu)成。從一定意義上說,宏觀與微觀是相對的,宏觀體系由大量的微觀系統(tǒng)構(gòu)成。物質(zhì)世界從微觀到宏觀分成很多層次。物理學(xué)研究的目的包括:探索各層次的運動規(guī)律和探索各層次間的聯(lián)系。

回顧二十世紀(jì)物理學(xué)的發(fā)展,是在三個方向上前進的。在二十一世紀(jì),物理學(xué)也將在這三個方向上繼續(xù)向前發(fā)展。

1)在微觀方向上深入下去。在這個方向上,我們已經(jīng)了解了原子核的結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)了大量的基本粒子及其運規(guī)律,建立了核物理學(xué)和粒子物理學(xué),認(rèn)識到強子是由夸克構(gòu)成的。今后可能會有新的進展。但如果要探索更深層次的現(xiàn)象,必須有更強大得多的加速器,而這是非常艱巨的任務(wù),所以我認(rèn)為近期內(nèi)在這個方向上難以有突破性的進展。

2)在宏觀方向上拓展開去。1948年美國的伽莫夫提出“大爆炸”理論,當(dāng)時并未引起重視。1965年美國的彭齊亞斯和威爾遜觀測到宇宙背景輻射,再加上其他的觀測結(jié)果,為“大爆炸”理論提供了有力的證據(jù),從此“大爆炸”理論得到廣泛的支持,1981年日本的佐藤勝彥和美國的古斯同時提出暴脹理論。八十年代以后,英國的霍金[2,3]等人開始論述宇宙的創(chuàng)生,認(rèn)為宇宙從“無”誕生,今后在這個方向上將會繼續(xù)有所發(fā)展。從根本上來說,現(xiàn)代宇宙學(xué)的繼續(xù)發(fā)展有賴于向廣漠的宇宙更遙遠處觀測的新結(jié)果,這需要人類制造出比哈勃望遠鏡性能更優(yōu)越得多的、各個波段的太空天文望遠鏡,這是很艱巨的任務(wù)。

我個人對于近年來提出的宇宙創(chuàng)生學(xué)說是不太信的,并且認(rèn)為“大爆炸”理論只是對宇宙的一個近似的描述。因為現(xiàn)在的宇宙學(xué)研究的只是我們能觀測到的范圍以內(nèi)的“宇宙”,而我相信宇宙是無限的,在我們這個“宇宙”以外還有無數(shù)個“宇宙”,這些宇宙不是互不相干、各自孤立的,而是互相有影響、有作用的?,F(xiàn)代宇宙學(xué)只研究我們這個“宇宙”,當(dāng)然只能得到近似的結(jié)果,把他們的延伸到“宇宙”創(chuàng)生了初及遙遠的未來,則失誤更大。

3)深入探索各層次間的聯(lián)系。

這正是統(tǒng)計物理學(xué)研究的主要內(nèi)容。二十世紀(jì)在這方面取得了巨大的成就,先是非平衡態(tài)統(tǒng)計物理學(xué)有了得大的發(fā)展,然后建立了“耗散結(jié)構(gòu)”理論、協(xié)同論和突變論,接著混沌論和分形論相繼發(fā)展起來了。近年來把這些分支學(xué)科都納入非線性科學(xué)的范疇。相信在二十一世紀(jì)非線性科學(xué)的發(fā)展有廣闊的前景。

上述的物理學(xué)的發(fā)展依然現(xiàn)代物理學(xué)現(xiàn)有的基本理論的框架內(nèi)。在下個世紀(jì),物理學(xué)的基本理論應(yīng)該怎樣發(fā)展呢?有一些物理學(xué)家在追求“超統(tǒng)一理論”。在這方面,起初是愛因斯坦、海森堡等天才科學(xué)家努力探索“統(tǒng)一場論”;直到1967、1968年,美國的溫伯格和巴基斯坦的薩拉姆提出統(tǒng)一電磁力和弱力的“電弱理論”;目前有一些物理學(xué)家正在探索加上強力的“大統(tǒng)一理論”以及再加上引力把四種力都統(tǒng)一起來的“超統(tǒng)一理論”,他們的探索能否成功尚未定論。

愛因斯坦當(dāng)初探索“統(tǒng)一場論”是基于他的“物理世界統(tǒng)一性”的思想[4],但是他努力探索了三十年,最終沒有成功。我對此有不同的觀點,根據(jù)辯證唯物主義的基本原理,我認(rèn)為“物質(zhì)世界是既統(tǒng)一,又多樣化的”。且莫論追求“超統(tǒng)一理論”能否成功,即便此理論完成了,它也不是物理學(xué)發(fā)展的終點。因為“在絕對的總的宇宙發(fā)展過程中,各個具體過程的發(fā)展都是相對的,因而在絕對真理的長河中,人們對于在各個一定發(fā)展階段上的具體過程的認(rèn)識只具有相對的真理性。無數(shù)相對的真理之總和,就是絕對的真理?!薄叭藗冊趯嵺`中對于真理的認(rèn)識也就永遠沒有完結(jié)。”[5]

現(xiàn)代物理學(xué)的革命將怎樣發(fā)生呢?我認(rèn)為可能有兩個方面值得考試:

1)客觀世界可能不是只有四種力。第五、第六……種力究竟何在呢?現(xiàn)在我們不知道。我的直覺是:將來最早發(fā)現(xiàn)的第五種力可能存在于生命現(xiàn)象中。物質(zhì)構(gòu)成了生命體之后,其運動和變化實在太奧妙了,我們沒有認(rèn)識的問題實在太多了,我們今天對于生命科學(xué)的認(rèn)識猶如亞里斯多德時代的人們對于物理學(xué)的認(rèn)識,因此在這方面取得突破性的進展是很可能的。我認(rèn)為,物理學(xué)業(yè)與生命科學(xué)的交叉點是二十一世紀(jì)物理學(xué)發(fā)展的方向之一,與此有關(guān)的最關(guān)于復(fù)雜性研究的非線性科學(xué)的發(fā)展。

2)現(xiàn)代物理學(xué)理論也只是相對真理,而不是絕對真理。應(yīng)該通過審思現(xiàn)代物理學(xué)理論基礎(chǔ)的不完善性來探尋現(xiàn)代物理學(xué)革命的突破口,在下一節(jié)中將介紹我的觀點。

三、現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)是完美的嗎?

相對論和量子力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱,這兩大支柱的理論基礎(chǔ)是否十全十美的

呢?我們來審思一下這個問題。

1)對相對論的審思

當(dāng)年愛因斯坦就是從關(guān)于光速和關(guān)于時間要領(lǐng)的思考開始,創(chuàng)立了狹義相對論[1]。我們今天探尋現(xiàn)代物理學(xué)革命的突破口,也應(yīng)該從重新審思時空的概念入手。愛因勞動保護坦創(chuàng)立狹義相對論是從講座慣性系中不同地點的兩個“事件”的同時性開始的[4],他規(guī)定用光信號校正不同地點的兩個時鐘來定義“同時”,這樣就很自然地導(dǎo)出了洛侖茲變換,進一步導(dǎo)致一個四維時空(x,y,z,ict)(c是光速)。為什么愛因勞動保護擔(dān)提出用光信號來校正時鐘,而不用別的信號呢?在他的論文中沒有說明這個問題,其實這是有深刻含意的。

時間、空間是物質(zhì)運動的表現(xiàn)形式,不能脫離物理質(zhì)運動談?wù)摃r間、空間,在定義時空時應(yīng)該說明是關(guān)于什么運動的時空。現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為超距作用是不存在的,A處發(fā)生的“事件”影響B(tài)處的“事件”必須通過一定的場傳遞過去,傳遞需要一定的時間,時間、空間的定義與這個傳遞速度是密切相關(guān)的。如果這種場是電磁場,則電磁相互作用傳遞的速度就是光速。因此,愛因斯坦定義的時空實際上是關(guān)于由電磁相互作用引起的物質(zhì)運動的時空,適用于描述這種運動。

愛因斯坦把他定義的時間應(yīng)用于所有的物質(zhì)運動,實際上就暗含了這樣的假設(shè):引力相互作用的傳遞速度也是光速c.但是引力相互作用是否也是以光速傳遞的呢?令引力相互作用的傳遞速度為c'。至今為止,并無實驗事實證明c'等于c。愛因斯坦因他的“物質(zhì)世界統(tǒng)一性”的世界觀而在實際上假定了c=c'。我持有“物質(zhì)世界既統(tǒng)一,又多樣化的”以觀點,再加之電磁力和引力的強度在數(shù)量級上相差太多,因此我相相信c'可能不等于c。工樣,關(guān)于由電磁力引起的物質(zhì)運動的四維時空(x,y,z,ict)和關(guān)于由引力引起的運動的時空(x',y',z',ic't')是不同的。如果研究的問題只涉及一種相互作用,則按照現(xiàn)在的理論建立起來的運動方程的形式不變。例如,愛因斯坦引力場方程的形式不變,只需把常數(shù)c改為c'。如果研究的問題涉及兩種相互作用,則需要建立新的理論。不過,首要的事情是由實驗事實來判斷c'和c是否相等;如果不相等,需要導(dǎo)出c'的數(shù)值。

我在二十多年前開始形成上述觀點,當(dāng)時測量引力波是眾所矚目的一個熱點,我曾對那些實驗寄予厚望,希望能從實驗結(jié)果推算出c'是否等于c。令人遺憾的是,經(jīng)過長斯的努力引引力波實驗沒有獲得肯定的結(jié)果,隨后這項工作冷下去了。根據(jù)愛國斯坦理論預(yù)言的引力波是微弱的,如果在現(xiàn)代實驗技術(shù)能夠達到的測量靈敏度和準(zhǔn)確度之下,這樣弱的引力波應(yīng)該能夠探測到的話,長期的實驗得不到肯定的結(jié)果似乎暗示了害因斯坦理論的缺點。應(yīng)該從c'可能不等于c這個角度來考慮問題,如果c'和c有較大的差異,則可能導(dǎo)出引力波的強度比根據(jù)愛因勞動保護坦理論預(yù)言的強度弱得多的結(jié)果。

弱力、強力與引力、電磁力有本質(zhì)的不同,前兩者是短程力,后兩者是長程力。不同的相互作用是通過傳遞不同的媒介粒子而實現(xiàn)的。引力相互作用的傳遞者是引力子;電磁相互作用的傳遞者是光子;弱相互作用的傳遞者是規(guī)范粒子(光子除外);強相互作用的傳遞者是介子。引力子和光子的靜質(zhì)量為零,按照愛因斯坦的理論,引力相互作用和電磁相互作用的傳遞速度都是光速。并且與傳遞粒子的靜質(zhì)量和能量有關(guān),因而其傳遞速度是多種多樣的。

在研究由弱或強相互作用引起的物質(zhì)運動時,定義慣性系中不同的地點的兩個“事件”的“同時”,是否應(yīng)該用弱力或強力信號取代光信號呢?我對核物理學(xué)和粒子物理學(xué)是外行,不想貿(mào)然回答這個問題。如果應(yīng)該用弱力或強力信號取代光信號,那么關(guān)于由弱力或強力引起的物質(zhì)運動的時空和關(guān)于由電磁力引起的運動的時空(x,y,z,ict)及關(guān)于由引力引起的運動的時空(x',y',z',ic't')

有很大的不同。設(shè)弱或強相互作用的傳遞速度為c'',c''不是常數(shù),而是可變的,則關(guān)于由弱或強力引起的運動的時空為(x'',y'',z'',Ic''t''),時間t''和空間(x'',y'',z'')將是c'的函數(shù)。然而,很可能應(yīng)該這樣來考慮問題:關(guān)于由弱力引起的運動的時空,在定義中應(yīng)該以規(guī)范粒子的靜質(zhì)量取作零時的速度c1取代光速c。由于“電弱理論”把弱力和電磁力統(tǒng)一起來了,因此有可能c1=c,則關(guān)于由弱力引起的運動的時空和關(guān)于由電磁力引起的運動的時空是相同的,同為(x,y,z,ict)。關(guān)于由強力引起的運動的時空,在定義中應(yīng)該以介子的靜質(zhì)量取作零(在理論上取作零,在實際上沒有靜質(zhì)量為零的介子)時的速度c''取代光速c,c''可能不等于c。則關(guān)于由強力引起的運動的時空(x'',y'',z'',Ic''t'')不同于(x,y,z,ict)或(x',y',z',ic't')。無論上述兩種考慮中哪一種是對的,整個物質(zhì)世界的時空將是高于四維的多維時空。對于由短程力(或只是強力)引起的物質(zhì)運動,如果時空有了新的一義,就需要建立新的理論,也就是說需要建立新的量子場論、新的核物理學(xué)和新的粒子物理學(xué)等。如果研究的問題既清及長程力,又涉及短程力(尤其是強力),則更需要建立新的理論。

1)對量子力學(xué)的審思

從量子力學(xué)發(fā)展到量子場論的時候,遇到了“發(fā)散困難”[6]。1946——1949年間,日本的朝永振一郎、美國的費曼和施溫格提出“重整化”方法,克服了“發(fā)散困難”。但是“重整化”理論仍然存在著邏輯上的缺陷,并沒有徹底克服這一困難?!鞍l(fā)散困難”的一個基本原因是粒子的“固有”能量(靜止能量)與運動能量、相互作用能量合在一起計算[6],這與德布羅意波在υ=0時的異性。

現(xiàn)在我陷入一個兩難的處境:如果采用傳統(tǒng)的德布羅意關(guān)系,就只得接受不合理的德布羅意波奇異性;如果采納修正的德布羅意關(guān)系,就必須面對使新的理論滿足相對論協(xié)變性的難題。是否有解決問題的其他途徑呢?我認(rèn)為這個問題或許還與時間、空間的定義有關(guān)?,F(xiàn)在的量子力學(xué)理論中時寬人的定義實質(zhì)上依然是決定論的定義,而不確定原理是微觀世界的一條基本規(guī)律,所以時間、空間都不是嚴(yán)格確定的,決定論的時空要領(lǐng)不再適用。在時間或空間的間隔非常小的時候,描寫事情順序的“前”、“后”概念將失去意義。此外,在重新定義時空時還應(yīng)考慮相關(guān)的物質(zhì)運動的類別。模糊數(shù)學(xué)已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟了,把這個數(shù)學(xué)工具用到微觀世界時空的定義中去可能是很值得一試的。

1)在二十一世紀(jì)物理學(xué)將在三個方向上繼續(xù)向前發(fā)展(1)在微觀方向上深入下去;(2)在宏觀方向上拓展開去;(3)深入探索各層次間的聯(lián)系,進一步發(fā)展非線性科學(xué)。

2)可能應(yīng)該從兩方面去控尋現(xiàn)代物理學(xué)革命的突破口。(1)發(fā)現(xiàn)客觀世界中已知的四種力以外的其他力;(2)通過審思相對論和量子力學(xué)的理論基礎(chǔ),重新定義時間、空間,建立新的理論

篇5

海森堡作為哥本哈根學(xué)派的先鋒,其測不準(zhǔn)原理作為重磅炸彈,是玻爾戰(zhàn)勝愛因斯坦的重要法寶。海森堡發(fā)現(xiàn)和提出的電子狀態(tài)的觀測量子態(tài),也就是被觀測意味著改變狀態(tài),不僅是量子力學(xué)的重大轉(zhuǎn)折點,也是今天量子糾纏的基石。愛因斯坦雖然發(fā)現(xiàn)了相對論并成為量子理論的創(chuàng)始人之一顛覆了牛頓力學(xué),但是他頭腦中殘存的牛頓思維三個重要基礎(chǔ)――實在論、因果律、決定論――還是非常穩(wěn)固,就是不同意觀測即改變的海森堡測不準(zhǔn)原理、用矩陣和統(tǒng)計學(xué)表示的海森堡的模型、毫無道理的量子超距作用。愛因斯坦面對的是物理學(xué)和哲學(xué)同樣出色的玻爾和海森堡,在十多年的爭論中,不斷處于下風(fēng),并在后來被證明完全錯了。

玻爾與其他幾十位逃往美國的著名物理學(xué)家一起,聲討納粹的行徑,而另外一邊,非常愛國的海森堡的陣營也根本不弱,集中了若干位諾貝爾獎得主。很快,海森堡陷入了一系列量子態(tài)的糾纏狀態(tài):一方面他愛國,一方面他又反對納粹的反人類行徑;一方面他作為科學(xué)家很快領(lǐng)導(dǎo)團隊將原子堆科學(xué)推進到新的階段,另外一方面他又發(fā)現(xiàn)這會帶來人類的災(zāi)難。直到德國戰(zhàn)敗,海森堡的糾纏狀態(tài)還沒有結(jié)束,被關(guān)起來的十多位德國的頂級科學(xué)家,在美國的監(jiān)獄里精確地計算著日本廣島原子彈的當(dāng)量,海森堡繼續(xù)擔(dān)任這些科學(xué)家的領(lǐng)導(dǎo)。

戰(zhàn)后,曼哈頓計劃的負(fù)責(zé)人和海森堡又有一場曠日持久的爭論。作為戰(zhàn)敗的一方海森堡一直試圖證明德國的科學(xué)家比曼哈頓計劃的科學(xué)家更優(yōu)秀,竟還占據(jù)上風(fēng)。海森堡身上最后一個糾纏是,一生不原諒海森堡的玻爾老師設(shè)立的和平利用核能的獎項,竟然是海森堡獲得的最后一個獎。原來,二戰(zhàn)期間,他選擇留在德國只是為了避免讓喪心病狂的人為納粹政權(quán)研制出原子彈。如同海森堡的測不準(zhǔn)原理一樣,海森堡后半生的所作所為一樣讓人測不準(zhǔn);如同海森堡們的量子理論一樣,那一代天才物理學(xué)家兼哲學(xué)家的恩怨情仇,一直糾纏在一起,觀測即改變。

事情并沒有那么簡單,愛因斯坦與玻爾的爭論并沒有因為物理學(xué)的一系列實驗而結(jié)束,因為說到底他們是兩種哲學(xué)的爭論。有趣的是,多年后,美國一個著名的量子物理學(xué)家、堅定的愛因斯坦的支持者和玻爾的反對者,突然發(fā)現(xiàn)人的意識,是按照量子力學(xué)的規(guī)律進行的。例如一個人同樣思考8件事情,當(dāng)他集中精力在一件事情上時,反而讓這件事情的結(jié)論不一樣了,正如海森堡的測不準(zhǔn)原理一樣。英國心理學(xué)家進一步將人的思維定義為心靈智力,其與量子力學(xué)的規(guī)律幾乎完全一樣。今天我們知道,人的大腦由數(shù)百億個腦細(xì)胞構(gòu)成,與牛頓力學(xué)相比,更像量子力學(xué)的規(guī)律。愛因斯坦所堅持的宏觀的實在性、因果律、決定論,雖然符合宏觀世界的常識,卻越來越不符合微觀世界的實驗結(jié)果。因此,回到玻爾對愛因斯坦的批評:愛因斯坦表面堅持宏觀常識性的唯物完美哲學(xué),事實上偏離了實證科學(xué)的結(jié)果,倒是有點唯心。

關(guān)于創(chuàng)造力,我們總想規(guī)劃:從最早的學(xué)好數(shù)理化,到今天的STEM,再到鼓勵創(chuàng)業(yè)。我們試圖用宏觀世界和牛頓時代機械論的一般規(guī)律,來結(jié)構(gòu)化地規(guī)劃創(chuàng)新的道路:9年義務(wù)教育、科技扶持、“211計劃”“985計劃”“雙一流計劃”等。然而有時卻發(fā)現(xiàn)在達到宏觀一致性的結(jié)果后,創(chuàng)新的熵值卻降到了最低。按照這個邏輯,我們很容易得出非??尚Φ慕Y(jié)論:愛因斯坦是對的錯的、海森堡是好人壞人、玻爾是正義非正義,然而這個故事中的主人公的糾纏,卻是創(chuàng)新的過程,而創(chuàng)新是測不準(zhǔn)的。

按照國家最新的學(xué)科分類,共設(shè)5個門類、62個一級學(xué)科、748個二級學(xué)科、近6000個三級學(xué)科,如果按照每個學(xué)科3門基礎(chǔ)專業(yè)課,每門專業(yè)課100個知識點來計算,僅僅基本的知識體系的知識點,就達到180萬個。這些知識點還僅僅是作為本科生的最基本的知識點。如果要達到碩士生和博士生必備的科技前沿的要求,其知識點則呈指數(shù)級上升。如果我們按照少的方法計算分支再擴展1000倍,達到可以進行創(chuàng)新的程度,那么知識空間的節(jié)點就將達到20億以上。這些節(jié)點之間的多維關(guān)系,恰恰就像大腦中的腦細(xì)胞的關(guān)系,這時牛頓力學(xué)失效了,量子態(tài)的創(chuàng)造力,如何遵從那幾條科技創(chuàng)新的規(guī)則以及STEM的簡單法則呢?

因此我認(rèn)為,創(chuàng)造不可預(yù)測,創(chuàng)造測不準(zhǔn),觀測即失效。

篇6

本文的主要內(nèi)容就是20世紀(jì)是如何完成科學(xué)的社會化和社會的科學(xué)化的。20世紀(jì)整個的一百年里,理論科學(xué)的發(fā)展基本上可以概括為兩次科技革命和四大理論模型;應(yīng)用科學(xué)也可以概括為兩大超級能量和兩大生活技術(shù)。

兩次科技革命的第一次指的是在19世紀(jì)20世紀(jì)之交物理學(xué)領(lǐng)域發(fā)生的科技革命,包括相對論和量子力學(xué)的出現(xiàn)。第二次科技革命,在我看來還是一個正在進行中的、尚未完成的革命。這場革命發(fā)生在20世紀(jì)后半期,就是非線性科學(xué)的革命。四大理論模型是在20世紀(jì)快結(jié)束的時候基本形成的。這個四個模型包括宇宙學(xué)中的大爆炸模型、粒子物理學(xué)中的夸克模型、分子生物學(xué)當(dāng)中的DNA雙螺旋模型、地學(xué)中的大地板塊模型。也有人說還可以再加一個計算機領(lǐng)域的馮?諾伊曼模型。這四個模型或者五個模型大體可以表達20世紀(jì)最重要的一些理論成就。當(dāng)然不是說其他的成就就不重要,而是說這幾個成就格外的重要,因為它們構(gòu)成了20世紀(jì)理論科學(xué)發(fā)展的一個平臺。

應(yīng)用科學(xué)的兩大超級能量,第一個能量就是核能量的釋放,包括核武器的研制、核能量的釋放和利用等。這個可以稱之為超級能量的釋放。第二個是登月工程。登月工程之所以能夠稱為一種超級能量,是因為它代表了人類對地球引力的征服,代表了人類走向太空。這是一個人類自古以來從未想象過的一種現(xiàn)實,可以稱它為一種超級能量的開發(fā)。

那么什么是兩大生活技術(shù)呢?這指的是20世紀(jì)后期發(fā)生在我們眼前的兩種技術(shù)。第一個就是生物技術(shù),第二個是信息技術(shù)。人有兩方面的存在,一個是社會學(xué)存在,一個是生物學(xué)存在。人類的生物學(xué)存在正在遭受生物技術(shù)的改造和改變,這是一種生活技術(shù)。人作為社會學(xué)意義上的存在,是一種交往性的存在。人是通過交往來認(rèn)同自己的,每個人都要跟人家交往,把一個人關(guān)在一個屋子里老不讓他交往,他最后不是發(fā)瘋就是變成非人。但是交往是要依靠技術(shù)的,基本的交往技術(shù)就是信息技術(shù)。所以今天的信息技術(shù)就是我們第二大生活技術(shù)。

一、世界圖景的重建

我們先來看物理學(xué)革命。物理學(xué)革命分為相對論革命和量子力學(xué)革命。相對論基本上是家喻戶曉的了,因為愛因斯坦是20世紀(jì)最大的科學(xué)明星。愛因斯坦曾經(jīng)跟卓別林說,為什么所有人都喜歡你,是因為他們都理解你;為什么所有人都喜歡我,是因為他們都不理解我。這就反映了愛因斯坦的相對論非常難理解,不要說一般大眾,就是學(xué)物理的要真正地理解相對論也是很不容易的,所以愛因斯坦就開了這么一個玩笑。

大家知道相對論分為狹義相對論和廣義相對論。狹義相對論主要是在時間空間問題上的一場革命。關(guān)鍵是引出了同時性的相對性。比如說現(xiàn)在我們正在王府井搞講座,此刻天安門那兒有一場隆重的儀式,那么在什么意義上說,此刻天安門和王府井的兩個事件是同時的呢?你可以說我們看表看到是同時的,都是10點鐘開始,那邊也10點,我們這兒也10點??墒沁@畢竟是兩塊表,如何才能知道它們是一致的呢?的確,我們不能肯定現(xiàn)在這塊表定的時間和天安門廣場那塊表的時間完全一樣,因此講同時性就需要對鐘。愛因斯坦說,你必須告訴我你是怎么對鐘的,他要求同時性要有一個操作的定義。由于要對鐘,所以需要信號。最快的信號是光,可以用光來對鐘。但是光的速度仍然是有限的,這就意味著在對鐘的過程中光信號從天安門傳到王府井是需要時間的,這就會遭遇一種相對性效應(yīng)。在一個靜止的人看你對鐘和一個運動的人看你對鐘,對出來的是不一樣的。愛因斯坦借此提出同時性的相對性,也就是說,對于一個參照系中的觀察者來說是同時的,對另一個參照系的觀察者就不是同時的。根據(jù)這個同時性的相對性,愛因斯坦就推出了他所謂的狹義相對論。同時性的相對性還比較好理解,但由此出發(fā)得出了很多很古怪的結(jié)果。

第一個古怪的效果叫尺縮鐘慢。在不同的參照系里的人看來,尺子的長度是不一樣的。一個運動的尺子會比在靜止時短,這個叫尺縮;運動的鐘要慢一點,這是鐘慢。這個尺縮鐘慢效應(yīng)不是任何外力作用造成的,就是參照系本身造成的,是運動學(xué)效應(yīng)不是動力學(xué)效應(yīng)。由于運動是相對的,你看見我的鐘慢了,我看見你的鐘也慢了,那么到底是誰慢了呢?由于處在不同的參照系,這個問題是沒有意義的。但是,要是讓一對雙生子派一個人先出去跑一圈再回來,由于他們都會發(fā)現(xiàn)對方時鐘慢了,生命的生長也慢了,于是對方都比自己年輕了,這樣再次碰面就會出現(xiàn)悖論:到底是哪一個更年輕?這就是著名的雙生子悖論。這個悖論在狹義相對論里解決不了,只有在廣義相對論才能解決。大家知道,一個宇宙飛船飛出去又飛回來,它必然要經(jīng)歷一個加速運動才能飛出去,飛出去之后要想再回來,它又要經(jīng)歷一個減速運動。一加速一減速就不符合狹義相對論的條件,就是廣義相對論處理的問題了。經(jīng)歷了加速場的人,按照廣義相對論來說,他應(yīng)該是絕對地變年輕了。因此按照廣義相對論,這個雙生子悖論是可以解決的,答案是坐宇宙飛船出去轉(zhuǎn)一圈的那個人變年輕了。這是我們要說的尺縮鐘慢效應(yīng)。

還有一個很重要的推論,就是很多人都知道的質(zhì)能轉(zhuǎn)化公式,E等于MC2,E是能量,M是質(zhì)量,C是光速。根據(jù)這個公式,稍微有一點點質(zhì)量的損失,可以變成巨大的能量。過去分別有質(zhì)量守恒和能量守恒,現(xiàn)在兩者是一回事,合起來叫質(zhì)能守恒,這個也是狹義相對論所得出的結(jié)論。

接著我們說一說廣義相對論。廣義相對論處理的是加速問題。牛頓力學(xué)里面有兩個質(zhì)量,一個是牛頓第二定律規(guī)定的那個質(zhì)量,我們稱為慣性質(zhì)量;另外一個是萬有引力定律里面的,叫引力質(zhì)量。在牛頓時代,引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量被認(rèn)為當(dāng)然是同樣一個質(zhì)量,但是這個并沒有予以說明。愛因斯坦認(rèn)為,這兩個質(zhì)量的同一性實際上表明了引力場和加速場的等效性。說白了就是,引力場和加速場本質(zhì)上是一回事。愛因斯坦最喜歡用電梯做思想實驗,歷史上稱為愛因斯坦電梯。比如說你坐在封閉的電梯里,并且用臺秤秤自己的重量,現(xiàn)在你發(fā)現(xiàn)臺秤上顯示你的重量大于你的體重,那么愛因斯坦說,你不能肯定究竟是你所在的電梯正在向上加速運動,還是地球的引力突然增大了。這就是加速場和引力場兩者不可分的意思。根據(jù)這個等效原理,他推出了廣義相對論。

廣義相對論也有很多重要的預(yù)言。其中最有意思的一個推論就是,他認(rèn)為物質(zhì)和空間之間不能夠像過去那樣看成相互外在的兩個東西,比如說空間是一個籃子,物質(zhì)就像籃子里的菜;空間是那個書架子,物質(zhì)就是書架上的書。愛因斯坦說這不對的,實際情況是,空間變成了物質(zhì)的某種幾何性質(zhì)。廣義相對論主張,有什么樣的物質(zhì),就會有什么樣的空間。就好比籃子裝了菜,籃子就發(fā)生變化;書架裝了書,書架會發(fā)生變化。任何有質(zhì)量的物質(zhì)都會引起周圍空間的彎曲,質(zhì)量越大、引力場越大,空間彎曲得越厲害。過去我們認(rèn)為月亮繞地球轉(zhuǎn),是因為有地球的引力在拉著它,現(xiàn)在,按照廣義相對論的說法,好是因為地球的引力場讓地球周邊的空間變彎了。月亮某種意義上是在走一個直路,只不過空間彎了,它走的直路在我們看來也是一個彎路。

空間彎了,一向走直路的光線當(dāng)然也會彎曲。這個說法當(dāng)然是非常奇特的,一般人覺得不可思議。愛因斯坦說只有在特別強大的引力場之中,光才能發(fā)生彎曲。我們地球周圍最大的引力場就是太陽,太陽質(zhì)量最大,可是白天太陽很亮,沒有辦法用它來判定光線是否在經(jīng)過它是否發(fā)生了彎曲。但也有辦法,就是等日全食的時候,月亮正好把太陽全部遮住的時候,我們再來看一看處在太陽背后的那個恒星的光,能不能繞過太陽被我們看見,如果能的話就證明愛因斯坦說得是對的。這件事情正好發(fā)生在第一次世界大戰(zhàn)之后,英國的愛丁頓率領(lǐng)一個考察隊專門去考察日全食的時候光線是不是發(fā)生彎曲,考察的結(jié)果居然是真的發(fā)生了彎曲。當(dāng)時就一下子轟動了,愛因斯坦從此成為家喻戶曉的科學(xué)家。

我們講這些基本的東西,是要想說明愛因斯坦的相對論,對人類關(guān)于時間、空間、宇宙的基本觀念產(chǎn)生了一場革命性的轉(zhuǎn)變,因此我們說愛因斯坦是20世紀(jì)的一個科學(xué)革命家。下面我們再來講講量子力學(xué)。量子力學(xué)從某種意義上說,比愛因斯坦的相對論還要深刻,它里面所包含著的革命性因素還要多,主要表現(xiàn)在幾個方面。

第一個是微觀領(lǐng)域里物質(zhì)的波粒二象性。微觀粒子既表現(xiàn)出波的特性,又表現(xiàn)出粒子的特性。粒子的一個特點是它有個定義明確的界限,有自己獨一無二的位置。波則是一個彌散的東西,不能說波在什么位置,波是處在整個空間之中。這本來是兩種完全不一樣的物質(zhì)形態(tài),但量子力學(xué)發(fā)現(xiàn),微觀粒子既像是粒子也像波。比如說這個屋子有兩個門,我們每個人進來的時候總只能從一個門進來,你不能說我同時從兩個門進來的。可是量子力學(xué)發(fā)現(xiàn),微觀領(lǐng)域的粒子就是從兩個門進來的。同樣,它也是從兩個門出去的,因此,你就不好說它出去之后究竟在什么地方。

第二個叫做測不準(zhǔn)原理。一個粒子的能量和時間、質(zhì)量和動量不能夠同時精確測定,也稱為不確定性原理。為什么量子領(lǐng)域會發(fā)生這個事情呢?主要的一個原因是我們對量子領(lǐng)域的現(xiàn)象必須通過實驗才能了解,可是實驗總是會對對象有干預(yù)。比如說我們這個黑屋子里面有一個球,現(xiàn)在我們來問這個球在什么位置,當(dāng)然我們不知道在什么位置,因為屋子太黑了我們看不見。為了知道它在什么位置我必須把燈打開??墒前褵粢淮蜷_之后,那個燈的光線就對那個球產(chǎn)生作用。對一個宏觀的球來說,光線不大可能對它產(chǎn)生什么明顯的影響,可是在量子微觀領(lǐng)域,這個光子跟這個球差不多,它就完全有可能把球打到不知道什么地方去了。即使你打開燈之后看見那個球在某個位置,你也不能說沒打開燈之前那個球在什么位置。如果你不開燈你看不見,一開燈球又變了位置了,所以這就是為什么量子力學(xué)說搞不清楚它在什么位置的一個根本原因。

量子力學(xué)還有很多這類稀奇古怪的現(xiàn)象。經(jīng)常有物理學(xué)家自嘲說,如果你在學(xué)過了量子力學(xué)之后沒有意識到自己根本不懂量子力學(xué),那么你就真是不懂量子力學(xué)。只有當(dāng)你知道自己不懂量子力學(xué)之后,你才能說自己稍微懂得一點量子力學(xué)。量子力學(xué)在20世紀(jì)初產(chǎn)生后,與實驗符合得非常好,成了整個20世紀(jì)科學(xué)的一個基本的平臺。今天諸位都用了手機,用了電子設(shè)備,其實里面都包含著量子力學(xué)的理論成就。量子力學(xué)我們就講到這里。

下面我們講講四大理論模型。

四個理論模型里面宇宙學(xué)和相對論聯(lián)系最深。牛頓以來的宇宙學(xué)基本上就沒了,因為宇宙被認(rèn)為是無限的,無限的宇宙沒法研究。愛因斯坦相對論提出來之后,他發(fā)現(xiàn)可以把宇宙整體作為一個研究對象,建立方程。這個宇宙方程導(dǎo)出的解都表明宇宙不是穩(wěn)定的,但他當(dāng)時覺得宇宙總體上應(yīng)該是一個穩(wěn)定的東西,所以他加了一個宇宙學(xué)項,強行把從相對論宇宙學(xué)中導(dǎo)出了一個靜止的宇宙模型。也有一些數(shù)學(xué)家試解愛因斯坦的宇宙方程,提出了好多次數(shù)學(xué)方案,這些方案都表明宇宙是不穩(wěn)定的。由于沒有觀測證據(jù),數(shù)學(xué)家自己算著玩,也沒有人當(dāng)真。

有意思的是,大概在2 0年代末,美國的一位天文學(xué)家叫哈勃(哈勃望遠鏡就是以他的名字命名的),他發(fā)現(xiàn)銀河系外面的星系都有紅移現(xiàn)象。紅移就是光譜向紅端移動,向低頻段移動,人們馬上聯(lián)想到多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)很簡單,說的是一個運動的振動源在觀察者看來,振動的波長和頻率都是要發(fā)生改變的。我們都有這個經(jīng)驗,一列火車鳴著汽笛向我們開來的時候聲音越來越尖銳,離我們而去的時候聲音越來越低沉。這不是因為它這個汽笛聲調(diào)發(fā)生了變化,而是因為我們和火車之間的運動關(guān)系發(fā)生了變化。它向著我們來的時候是越來越尖銳,聲音的頻率發(fā)生了藍移;離我們而去的時候聲音越來越低沉,發(fā)生了紅移。河外星系都有這樣的紅移現(xiàn)象,這就意味著所有的星系實際上都在離我們遠去。如果所有的星系都離我們遠去,這就意味著整個宇宙都在膨脹。

這個觀察證據(jù)發(fā)現(xiàn)之后,立即就被人聯(lián)想到那些數(shù)學(xué)家所給出的宇宙膨脹模型。理論與觀測相遇了,現(xiàn)代宇宙學(xué)就這樣成長起來了。如果說宇宙是膨脹的話,那么往回追溯它應(yīng)該越來越小,小到一定地步應(yīng)該就變成一個點。從點狀如何膨脹出一個宇宙?點之前又是什么東西?這就是一個大問題。宇宙學(xué)家提出一個理論說,宇宙是從起點處高溫、高壓、高密度的奇點狀態(tài)爆炸過來的,爆炸瞬間之后,是一團宇宙霧,或者說一鍋宇宙湯,隨著溫度慢慢變低,依次產(chǎn)生現(xiàn)在我們看到的這些物質(zhì),核子啊、電子啊這些東西,后來慢慢再出現(xiàn)星系、星云,出現(xiàn)行星,整個宇宙就出來了。在冷卻的過程中實際上還有點霧沒有徹底冷卻,這個很稀薄的一層霧始終還在,大概相當(dāng)于絕對溫度三度這樣子的輻射,是早期宇宙湯的一個遺跡。這個遺跡后來居然也被發(fā)現(xiàn)了,這個發(fā)現(xiàn)也是非常巧的。幾個搞射電天文的人做了一個射電望遠鏡調(diào)試,怎么調(diào)試也不能復(fù)零,老有一點本底噪音。這個本底噪音當(dāng)時被認(rèn)為是望遠鏡沒做好的一種表現(xiàn),他們很苦惱。但是他們在普林斯頓大學(xué)吃飯的時候跟同事們談起來,說我們造了一個望遠鏡,怎么調(diào)也調(diào)不到零,本底噪音不知道怎么來的。說者無心聽者有意,旁邊的理論宇宙學(xué)家一聽,這個本底噪音不就是宇宙背景輻射嗎?他們于是結(jié)合起來研究,證明那個本底噪音就是宇宙湯在冷卻過程中留下的那一點點霧,稱為微波背景輻射。這個輻射的發(fā)現(xiàn)就成了對熱大爆炸宇宙模型的一個有力的支持,這個模型從此就有力地確立下來了。這個模型也很受理論物理學(xué)家喜愛,因為很多高能物理實驗在地面上不好做,做不出來,但有了這個模型,我們就可以虛擬地在宇宙早期去做。因為宇宙早期溫度高,密度大,成了理論物理學(xué)家很鐘愛的一個模型,他們可以在這個模型的基礎(chǔ)上做思想試驗。

第二個模型就是所謂的夸克模型。大家知道一分為二的思想。所有的物質(zhì)都是由分子構(gòu)成,所有的分子都是由原子構(gòu)成,所有的原子都是原子核和電子構(gòu)成,原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成,質(zhì)子和中子由基本粒子構(gòu)成,還能不能接著分下去呢?過去我們說一尺之捶,日取其半,萬世不竭??墒菃栴}是,你想是可以這么想,但能不能真的分得下去得靠科學(xué)來說話,得做實驗。實驗結(jié)果卻表明,這個夸克模型分不下去了。因為到了量子領(lǐng)域之后,質(zhì)能轉(zhuǎn)換關(guān)系開始起作用了。打個比方說,你用刀去切蘋果,在宏觀領(lǐng)域里,蘋果是蘋果刀是刀,是兩個不同的東西??墒堑搅宋⒂^領(lǐng)域,代表著分解方的刀和代表著被分解方的蘋果是可以互相轉(zhuǎn)換的,相當(dāng)于說,你切著切著,刀切沒了,變成蘋果了。本來應(yīng)該是蘋果越切越小,由于刀切沒了,轉(zhuǎn)化成了蘋果,因此蘋果被切之后有可能變成兩個更大的蘋果。由于質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化,高能粒子在切割的過程中并不是越變越小,這樣一來,所謂的無限可分就變得沒有意義了??淇四P驼J(rèn)為夸克實際上根本打不開,一個很重要的原因是道高一尺魔高一丈,你敲擊的能量越大,它禁閉的能量也越大,所以根本就打不開。這是夸克模型。

大家都很熟悉了。今天我們處在一個生物技術(shù)的時代,基因的時代。基因時代之所以能夠到來,與DNA雙螺旋模型的發(fā)現(xiàn)是有關(guān)系的。過去我們只知道有基因,基因在染色體上,那么具體來說基因是什么樣,有什么樣的內(nèi)在結(jié)構(gòu),過去都不知道,現(xiàn)在都搞清楚了。20世紀(jì)50年代有兩位英國的年輕人,在前人的工作的基礎(chǔ)上最終發(fā)現(xiàn)了DNA實際上是兩個鏈纏在一起,纏成一個雙螺旋,有了這個雙鏈條模型后人們才能精細(xì)地對基因進行研究和加工。今天我們知道的基因復(fù)制、基因修補、基因重組,都是建立在這個DNA雙螺旋模型的基礎(chǔ)之上。所以這個模型對于今天生物科學(xué)的發(fā)展,對于我們生物技術(shù)的發(fā)展都是功莫大焉。但是大家也要注意到,DNA雙螺旋模型的發(fā)現(xiàn)是與微觀物理學(xué)的發(fā)現(xiàn)有直接關(guān)系的,剛才我們講的量子論和相對論都是有貢獻的。因為DNA這個東西很小,必須用電子顯微鏡來看。電子顯微技術(shù)實際上是建立在當(dāng)時量子力學(xué)這樣一些物理學(xué)基礎(chǔ)之上的。所以某種意義上說,這個DNA雙螺旋模型的發(fā)現(xiàn),理論物理學(xué)也是有很大功勞的。

大地我們過去只知道有縱向的運動,地震就是典型的縱向運動,上下動。人們從來沒想到大地還有水平的運動,地那么大的東西怎么會水平運動呢。但是有些人就注意到了,我們的世界地圖幾大塊之間的關(guān)系,實際上暗示了它過去可能是一個整體。有一位地質(zhì)學(xué)家叫魏格納,有一天他躺在床上看世界地圖就發(fā)現(xiàn),非洲大陸跟美洲大陸邊界好像能接上,他就想是不是早期它們是一整塊的,后來才分開的。這個思想當(dāng)然過于大膽了,人們很難設(shè)想地球那么大的玩意兒還能夠水平運動。他有了這個設(shè)想之后,就想去驗證它,而且寫了書,但是得不到大多數(shù)人的認(rèn)同。所以這個大地水平運動理論,一直經(jīng)歷了大概半個世紀(jì)的爭論,反復(fù)地研討,最終在20世紀(jì)60年代終于得到了地質(zhì)學(xué)界的認(rèn)同,被認(rèn)為是地質(zhì)學(xué)中的一場革命。這場革命確立了大地的板塊模型,以及這個板塊的漂移運動。有了這個板塊模型,所有的關(guān)于地質(zhì)、地球物理的研究就有了一個嶄新的面貌。所以板塊模型也被認(rèn)為是20世紀(jì)最重要的一個模型。

第五個模型我們講的是馮?諾伊曼模型。馮?諾伊曼模型是計算機領(lǐng)域的一個模型,今天我們用的電腦基本上都屬于馮?諾伊曼機。馮?諾伊曼機的一個基本原理就是把操作程序代碼化,把數(shù)據(jù)和程序儲存在一起。大家知道我們今天的硬盤里既存數(shù)據(jù),也存軟件。軟件就是操作程序,數(shù)據(jù)是我們用的,比如說文字、圖象等。馮?諾伊曼機發(fā)現(xiàn)把它混在一起可以提高效率,過去這兩個部分是分開的,操作是操作、數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù),但是運算速度很慢。馮?諾伊曼提出來把兩者混在一起,統(tǒng)一編碼,這樣就大大地提高計算機的運算的速度。今天我們用的電腦依然屬于這個范疇。因此有人認(rèn)為馮?諾伊曼模型也是20世紀(jì)最重要的理論模型之一。

20世紀(jì)60年代以來,不斷出現(xiàn)了一批橫斷學(xué)科、新興學(xué)科,被有人稱為第二次科學(xué)革命。在我看來,這場科學(xué)革命是比相對論、量子力學(xué)更加深遠的一場思想變革,它要打破近代自牛頓以來的一些對世界的看法,參與這場科學(xué)革命的學(xué)科很多,非線性科學(xué)、復(fù)雜性科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、生態(tài)科學(xué)都卷入其中。

這些新的科學(xué)都想破除傳統(tǒng)科學(xué)里面的機械決定論思想。牛頓力學(xué)世界觀的一個理想是,給定全部的初始條件我就能告訴你世界的過去、現(xiàn)在和未來。法國科學(xué)家拉普拉斯對此有一個形象的表述。他說只要有一個萬能的計算者,你告訴他這個宇宙的初始條件,他就能算出宇宙的過去、現(xiàn)在、未來。在他看來,難題只在于有沒有這樣一個萬能的計算者,世界的決定論特征是沒有問題的。拉普拉斯的這個形象的說法,現(xiàn)在看來是有問題的。決定論的信奉者也是征服自然、改造自然的信奉者。我們因為能掐會算,能夠精確地預(yù)言、預(yù)測,因此我們什么都不怕,我們可以無所顧忌地改天換地。因為我能夠精確地知道,我對自然界的改造會造成什么樣的后果。如果你不能夠知道后果,那么人類對自然會有所敬畏。新的科學(xué)認(rèn)為人類對自然的研究,并不能夠獲取完全的確定性。我們只能或然地了解世界,我們對于世界長遠的后果是沒法了解。這就是所謂的非線性效應(yīng)、復(fù)雜性效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)。過去有一個箴言說人算不如天算,包括這個意思。歷史上的許多原始文化、傳統(tǒng)文化都強調(diào)要敬畏自然,主張自然的很多后果我們是難以預(yù)料的。但是,這個論調(diào)是近代科學(xué)所不理會的,近代數(shù)理科學(xué)傳統(tǒng)認(rèn)為自然界是一個確定的體系,現(xiàn)在看來這個信念過于理想。新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)了路徑依賴和初始條件敏感,就是說初始條件微小的變化將會非線性放大,放大到不成樣子。通俗的講法就是所謂的蝴蝶效應(yīng),說的是北京的一個蝴蝶扇一下翅膀,結(jié)果在紐約造成一場風(fēng)暴。一個玩笑說,壞了一只馬蹄鐵,損失一匹戰(zhàn)馬,損失一匹戰(zhàn)馬帶來一場小小戰(zhàn)役的失敗,小小戰(zhàn)役的失敗帶來一場大戰(zhàn)役的失敗,大戰(zhàn)役的失敗帶來戰(zhàn)略性的失敗,戰(zhàn)略性失敗帶來國家的滅亡。這每一步都是非線性放大,結(jié)果是一只馬蹄鐵壞了導(dǎo)致一個國家滅了。非線性效應(yīng)在現(xiàn)在看來不是個別的、孤立的,而是普遍的,處處都存在。過去認(rèn)為整個宇宙尺度上,還是牛頓力學(xué)說了算,現(xiàn)在看來牛頓力學(xué)只能是小范圍說了算,大范圍反而都是非線性系統(tǒng)。我想這是一個很重要的觀念革命。

第二個方面是整體論的出現(xiàn)。過去的科學(xué)都主張對世界進行分割、切割,把宏觀的東西還原為微觀的東西,把整塊的東西切割成小的東西。我們先對小的、簡單的東西進行研究,研究了小的東西,那么大的東西自然就可以拼出來了。方程都是微分方程,微分方程算出來之后進行積分。微積分的過程就是一個原子化的過程,積分的過程就是一個拼裝的過程。所以近代以牛頓力學(xué)為代表的世界觀,基本上是一個拼裝、拆拼的世界觀。我們做什么事、看什么問題,都先是把這個事情把它拆開了、分解了,模塊、板塊化?,F(xiàn)在我們管理學(xué)里面經(jīng)常搞模塊化、板塊化,其實就是來自經(jīng)典科學(xué)里面的原子論思維。流水線生產(chǎn)也是,把汽車都拆散了。過去造東西是一個工匠從頭造到尾,現(xiàn)在是一個人造一點點,造完以后拼起來就行了,又快又好。這是現(xiàn)代性思維的一個很重要的部分,也是古典科學(xué)的拼裝世界觀的反映。這種拆拼世界觀、原子論世界觀有個問題,就是忽視了世界、事物本身是個有機的整體,拆和拼的過程中肯定會損壞或者忽略掉有機的部分。我們都知道有許多東西是拆不出來也拼不出來的,這就是整體的東西。比如我們說一個和尚挑水吃,兩個和尚抬水吃,三個和尚沒水吃,這就是一個整體論效應(yīng)。如果按照線性相加的原則,一個和尚挑水,兩個和尚就挑兩擔(dān)水,三個和尚挑三擔(dān)水。但這是原子論的思維,實際上并不是這么回事,和尚越多越?jīng)]有水吃。也有人說,一個中國人是一條龍,三個中國人成了一條蟲,這也是整體論效應(yīng),搞在一起反而內(nèi)訌、相互拆臺。這個效應(yīng)你通過拆分拆不出來,拆出來之后的東西就像我們剛才講的量子效應(yīng)那樣,有可能越拆越大,越拼越小,這就不是線性效應(yīng)。

還有一個方面是,新科學(xué)確認(rèn)了世界的不可逆性。牛頓力學(xué)根本上認(rèn)為,一個物理系統(tǒng)是可以反演的。時間變成負(fù)的無所謂,反正牛頓方程里面的時間都是以平方的方式出現(xiàn)的。不可逆性早在19世紀(jì)后期熱力學(xué)第二定律出現(xiàn)的時候就已經(jīng)認(rèn)識到了。人們發(fā)現(xiàn)一杯熱水放在空氣里面,它只會越來越?jīng)?,一直涼到和空氣溫度一樣為止。從來沒有一杯冷水放在桌上,能從空氣中吸熱把自個兒燒開了。從來只聽說過破鏡難圓,沒聽說過一個破碎的鏡子最后自己能重回圓滿,打碎的瓷器難復(fù)原、覆水難收都是這個意思??墒前凑张nD力學(xué),這種逆轉(zhuǎn)原則上是可以的。宏觀上看一個物理系統(tǒng)總是按照一個不可逆的方向發(fā)展,一杯水總是慢慢地變冷或者變熱和室溫保持平衡,從來沒有越來越偏離室溫的情況出現(xiàn)。這種不可逆現(xiàn)象出來以后,很多科學(xué)家很苦惱。因為所謂的熱力學(xué)定律不過就是微觀定律的一個宏觀表現(xiàn)而已,微觀領(lǐng)域的粒子肯定都是符合牛頓定律的,因而是可逆的,可是為什么微觀里面是可逆的,宏觀就不可逆呢?當(dāng)時有一位奧地利的物理學(xué)家叫玻耳茲曼,一直在試圖解決這個問題,結(jié)果到死也沒有解決問題。最后他是自殺的,沒解決這個問題很苦惱,自殺了。這個問題到現(xiàn)在也沒有完全解決,但是新科學(xué),就是非線性科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、復(fù)雜性科學(xué)、生態(tài)科學(xué)都試圖把這個不可逆性作為一個基本的現(xiàn)象來處理,而讓牛頓力學(xué)的東西作為一個次級的現(xiàn)象。這是新科學(xué)的一個嶄新的變化,這個變化將更加符合我們的日常生活經(jīng)驗。

科學(xué)與人文在現(xiàn)代之所以分裂有一個重要的原因就是古典的物理學(xué)、古典科學(xué)不再關(guān)注價值問題,只關(guān)注事實,造成了事實和價值的二分。事實和價值之所以二分,是因為古典力學(xué)、古典物理學(xué)、古典科學(xué)所面對的對象是一個機械。機械本身是沒有目的的,沒有目的就沒有價值。有機體都是有目的的,機械沒有目的。如果你把世界本身看成個機械,那么這個世界本身就談不上什么價值,價值只屬于人。于是,人和自然、事實和價值、科學(xué)與人文之間就發(fā)生了分裂。可是新的科學(xué)認(rèn)為世界本質(zhì)上不是一個機械,而是一個有機體。這個有機體有自身的目的、有自身整體的效應(yīng)。機械論理想局部是合理的,但是它是有限度的。因為特定的目的、特定的目標(biāo)我們可以把世界看成個機械,但是根本上來看,世界并不是一個機械,而是一個有機體。這個有機體有整體效應(yīng),有非線性效應(yīng),它的變化過程是不可逆的。一個人只能由小孩長成青年,青年長成中年,中年變成老年,老年最后死掉,不可能倒著長,倒著長不是有機體的模式。想倒著長恰恰是機械自然觀的一個必然后果。從這個意義上說愛因斯坦的相對論,特別是狹義相對論總體上看也還屬于機械自然觀的范圍。愛因斯坦相對論是允許時間倒流的,邏輯上它允許時間倒流。好萊塢電影里面特別喜歡借用這個東西,來幻想時間倒流,從而產(chǎn)生一些非常異樣的場景疊加,那就有戲可看了。電影總是要有戲可看,所以他們特別喜歡援引相對論這些東西。其實可逆性思想已經(jīng)遭到了新科學(xué)的質(zhì)疑。

篇7

關(guān)鍵詞:量子算法;Shor算法;Grover算法;量子通信;量子智能計算

【分類號】:TM743

1.概述

量子計算是計算機科學(xué)與量子力學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物,根據(jù)Moore定律可知:當(dāng)計算機的存儲單元達到原子層次時,顯著地量子效應(yīng)將會嚴(yán)重影響計算機性能,計算機科學(xué)的進一步發(fā)展需要借助新的原理和方法【1】,量子計算為這一問題的解決提供了一個可能的途徑。

根據(jù)量子計算原理設(shè)計的量子計算機是實現(xiàn)量子計算的最好體現(xiàn)。量子計算機是利用微觀粒子狀態(tài)來進行存儲和處理信息的計算工具【2】。其基本原理是通過物理手段制備可操作的量子態(tài),并利用量子態(tài)的疊加性、糾纏性和相干性等量子力學(xué)的特性進行信息的運算、保存和處理操作,從本質(zhì)上改變了傳統(tǒng)的計算理念。

量子通信是量子理論與信息理論的交叉學(xué)科,是指利用量子的糾纏態(tài)實現(xiàn)信息傳遞的通訊方式。量子的糾纏態(tài)是指:相互糾纏的兩個粒子無論被分離多遠,一個粒子狀態(tài)的變化都會立即使得另一個粒子狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)變化的現(xiàn)象。量子通信主要包括兩類:用于量子密鑰的傳輸,和用于量子隱形傳態(tài)和量子糾纏的分發(fā)。與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比,量子通信具有容量大,傳輸距離遠和保密性強的特點。

2.量子計算基礎(chǔ)

2.1 量子位

計算機要處理數(shù)據(jù),必須把數(shù)據(jù)表示成計算機能夠識別的形式。與經(jīng)典計算機不同,量子計算機用量子位來存儲信息,量子位的狀態(tài)既可以是0態(tài)或1態(tài),也可以是0態(tài)和1態(tài)的任意線性疊加狀態(tài)。一個n位的量子寄存器可以處于 個基態(tài)的相干疊加態(tài) 中,即可以同時存儲 種狀態(tài)。因此,對量子寄存器的一次操作就相當(dāng)于對經(jīng)典計算機的 次操作,也就是量子的并行性。

2.2.量子邏輯門

對量子位的態(tài)進行變換,可以實現(xiàn)某些邏輯功能。變化所起到的作用相當(dāng)于邏輯門的作用。因此,提出了“量子邏輯門”【3】的概念,為:在一定時間間隔內(nèi),實現(xiàn)邏輯變換的量子裝置。

量子邏輯門在量子計算中是一系列的酉變換,將酉矩陣作為算符的變換被成為酉變換。量子位的態(tài) 是希爾伯特空間(Hilbert空間)的單位向量,實現(xiàn)酉變換后希爾伯特空間,在希爾伯特空間內(nèi)仍為單位向量?!?】

3.量子算法

量子算法的核心就是利用量子計算機的特性加速求解的速度,可以達到經(jīng)典計算機不可比擬的運算速度和信息處理功能。目前大致五類優(yōu)于已知傳統(tǒng)算法的量子算法:基于傅里葉變換的量子算法,以Grover為代表的量子搜素算法,模擬量子力學(xué)體系性質(zhì)的量子仿真算法,“相對黑盒”指數(shù)加速的量子算法和相位估計量子算法。

3.1基于傅里葉變換的量子算法

Shor于1994年提出大數(shù)質(zhì)因子分解量子算法,而大數(shù)質(zhì)因子分解問題廣泛應(yīng)用在RSA公開密鑰加密算法之中,該問題至今仍屬于NP難度問題。但是Shor算法可以在量子計算的條件下,在多項式時間內(nèi)很有效地解決該問題。這對RSA的安全性有著巨大的挑戰(zhàn)。

Shor算法的基本思想是:利用數(shù)論相關(guān)知識,通過量子并行特點,獲得所有的函數(shù)值;再隨機選擇比自變量小且互質(zhì)的自然數(shù),得到相關(guān)函數(shù)的疊加態(tài);最后進行量子傅里葉變換得最后結(jié)果。構(gòu)造如下函數(shù):

就目前而言,該算法已經(jīng)相對成熟,對其進行優(yōu)化的空間不大。目前研究者的改進工作主要是:通過對同余式函數(shù)中與N互質(zhì)的自然數(shù)選擇的限制,提高算法成功的概率。Shor算法及其實現(xiàn),對量子密碼學(xué)和量子通信的發(fā)展有著極重要的價值。[7]

3.2以Grover為代表的量子搜素算法

3.2.1 Grover算法

Grover算法屬于基于黑箱的搜索算法,其基本思想為:在考慮含有 個數(shù)據(jù)庫的搜索問題,其中搜索的解恰好有 個,將數(shù)據(jù)庫中的每個元素進行量化后,存儲在 個量子位中, 與 滿足關(guān)系式 。【8】將搜索問題表示成從0到 的整數(shù) ,其中函數(shù) 定義為:如果 是需要搜索的解, ;若不是需要搜索的解,那么 。【12】

具體算法如下:

(1)初始化。應(yīng)用Oracle算子 ,檢驗搜索元素是否是求解的實際問題中需要搜索的解。

(2)進行Grover迭代。將結(jié)果進行阿達馬門(Hadamard門)變換。

(3)結(jié)果進行 運算。

(4)結(jié)果進行阿達馬門變換?!?2】

4. 量子智能計算

自Shor算法和Grover算法提出后,越來越多的研究員投身于量子計算方法的計算處理方面,同時智能計算向來是算法研究的熱門領(lǐng)域,研究表明,二者的結(jié)合可以取得很大的突破,即利用量子并行計算可以很好的彌補智能算法中的某些不足。

目前已有的量子智能計算研究主要包括:量子人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),量子進化算法,量子退火算法和量子免疫算法等。其中,量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和量子進化算法已經(jīng)成為目前學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域的熱點,并且取得了相當(dāng)不錯的成績,下面將以量子進化算法為例。

量子進化算法是進化算法與量子計算的理論結(jié)合的產(chǎn)物,該算法利用量子比特的疊加性和相干性,用量子比特標(biāo)記染色體,使得一個染色體可以攜帶大數(shù)量的信息。同時通過量子門的旋轉(zhuǎn)角度表示染色體的更新操作,提高計算的全局搜索能力。

目前量子進化算法已經(jīng)應(yīng)用于許多領(lǐng)域,例如:工程問題、信息系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等。同時,伴隨著量子算法的理論和應(yīng)用的進一步發(fā)展,量子進化算法等量子智能算法有著更大的發(fā)展前景和空間。

參考文獻

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6. White T.Hadoop: The Defintive Guide,California:O’Reilly Media,Inc.2009:12-14

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10.解光軍,范海秋,操禮程.一種量子神經(jīng)計算網(wǎng)絡(luò)模型

篇8

【論文關(guān)鍵詞】電子技術(shù);理論與應(yīng)用;近似計算;靜態(tài)分析

【論文摘要】本文首先探討了近似計算在靜態(tài)分析中的應(yīng)用問題,其次分析了納米電子技術(shù)急需解決的若干關(guān)鍵問題和交互式電子技術(shù)應(yīng)用手冊,最后電子技術(shù)在時間與頻率標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用進行了相關(guān)的研究。因此,本文具有深刻的理論意義和廣泛的實際應(yīng)用價值。

一、近似計算在靜態(tài)分析中的應(yīng)用

在電子技術(shù)中應(yīng)運中,近似計算貫穿其始終。然而,沒有近似計算是不可想象的。而精確計算在電子技術(shù)中往往行不通,也沒有其必要。盡管近似計算會引入一定的誤差,但這個誤差控制得好,不會對分析其它電路產(chǎn)生大的影響。所以關(guān)鍵在于我們?nèi)绾握莆?,特別是如何應(yīng)用近似計算。

在工作點穩(wěn)定電路中的應(yīng)用要進行靜態(tài)分析,就必須求出三極管的基電壓,必須忽略三極管靜態(tài)基極電流。這樣,我們得到三極管的基射電子的相關(guān)過程及結(jié)論。

二、納米電子技術(shù)急需解決的若干關(guān)鍵問題

由于納米器件的特征尺寸處于納米量級,因此,其機理和現(xiàn)有的電子元件截然不同,理論方面有許多量子現(xiàn)象和相關(guān)問題需要解決,如電子在勢阱中的隧穿過程、非彈性散射效應(yīng)機理等。盡管如此,納米電子學(xué)中急需解決的關(guān)鍵問題主要還在于納米電子器件與納米電子電路相關(guān)的納米電子技術(shù)方面,其主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

(1)納米Si基量子異質(zhì)結(jié)加工

要繼續(xù)把現(xiàn)有的硅基電子器件縮小到納米尺度,最直截了當(dāng)?shù)姆椒ㄊ遣捎猛庋?、光刻等技術(shù)制造新一代的類似層狀蛋糕的納米半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。其中,不同層通常是由不同勢能的半導(dǎo)體材料制成的,構(gòu)建成納米尺度的量子勢阱,這種結(jié)構(gòu)稱作“半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)”。

(2)分子晶體管和導(dǎo)線組裝納米器件即使知道如何制造分子晶體管和分子導(dǎo)線,但把這些元件組裝成一個可以運轉(zhuǎn)的邏輯結(jié)構(gòu)仍是一個非常棘手的難題。一種可能的途徑是利用掃描隧道顯微鏡把分子元件排列在一個平面上;另一種組裝較大電子器件的可能途徑是通過陣列的自組裝。盡管,PurdueUniversity等研究機構(gòu)在這個方向上取得了可喜的進展,但該技術(shù)何時能夠走出實驗室進入實用,仍無法斷言。

(3)超高密度量子效應(yīng)存儲器

超高密度存儲量子效應(yīng)的電子“芯片”是未來納米計算機的主要部件,它可以為具備快速存取能力但沒有可動機械部件的計算機信息系統(tǒng)提供海量存儲手段。但是,有了制造納米電子邏輯器件的能力后,如何用這種器件組裝成超高密度存儲的量子效應(yīng)存儲器陣列或芯片同樣給納米電子學(xué)研究者提出了新的挑戰(zhàn)。

(4)納米計算機的“互連問題”

一臺由數(shù)萬億的納米電子元件以前所未有的密集度組裝成納米計算機注定需要巧妙的結(jié)構(gòu)及合理整體布局,而整體結(jié)構(gòu)問題中首當(dāng)其沖需要解決的就是所謂的“互連問題”。換句話說,就是計算結(jié)構(gòu)中信息的輸入、輸出問題。納米計算機要把海量信息存儲在一個很小的空間內(nèi),并極快地使用和產(chǎn)生信息,需要有特殊的結(jié)構(gòu)來控制和協(xié)調(diào)計算機的諸多元件,而納米計算元件之間、計算元件與外部環(huán)境之間需要有大量的連接。就現(xiàn)有傳統(tǒng)計算機設(shè)計的微型化而言,由于電線之間要相互隔開以避免過熱或“串線”,這樣就有一些幾何學(xué)上的考慮和限制,連接的數(shù)量不可能無限制地增加。因此,納米計算機導(dǎo)線間的量子隧穿效應(yīng)和導(dǎo)線與納米電子器件之間的“連接”問題急需解決。

(5)納米/分子電子器件制備、操縱、設(shè)計、性能分析模擬環(huán)境

當(dāng)前,分子力學(xué)、量子力學(xué)、多尺度計算、計算機并行技術(shù)、計算機圖形學(xué)已取得快速發(fā)展,利用這些技術(shù)建立一個能夠完成納米電子器件制備、操縱、設(shè)計與性能分析的模擬虛擬環(huán)境,并使納米技術(shù)研究人員獲得虛擬的體驗已成為可能。但由于現(xiàn)有計算機的速度、分子力學(xué)與量子力學(xué)算法的效率等問題,目前建立這種迅速、敏感、精細(xì)的量子模擬虛擬環(huán)境還存在巨大困難。

三、交互式電子技術(shù)手冊

交互式電子技術(shù)手冊經(jīng)歷了5個發(fā)展階段,根據(jù)美國國防部的定義:加注索引的掃描頁圖、滾動文檔式電子技術(shù)手冊、線性結(jié)構(gòu)電子技術(shù)手冊、基于數(shù)據(jù)庫的電子技術(shù)手冊和集成電子技術(shù)手冊。目前真正意義上的集成了人工智能、故障診斷的第5類集成電子技術(shù)手冊并不存在,大多數(shù)電子技術(shù)手冊基本上位于第4類及其以下的水平。需要聲明的是,各類電子技術(shù)手冊雖然代表不同的發(fā)展階段,但是各有優(yōu)點,較低級別的電子技術(shù)手冊目前仍然有著各自的應(yīng)用價值。由于類以上的電子技術(shù)手冊在信息的組織、管理、傳遞、獲取方面具有明顯的優(yōu)點。簡單的說,電子技術(shù)手冊就是技術(shù)手冊的數(shù)字化。為了獲取信息的方便,數(shù)字化后的數(shù)據(jù)需要一個良好的組織管理和提供給用戶的形式,電子技術(shù)手冊的發(fā)展就是圍繞這一過程來進行的。

四、電子技術(shù)在時間與頻率標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用

時間和頻率是描述同一周期現(xiàn)象的兩個參數(shù),可由時間標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)出頻率標(biāo)準(zhǔn),兩者可共用的一個基準(zhǔn)。

篇9

關(guān)鍵詞: 科學(xué)實在論 內(nèi)在實在論 帶人面的實在論

美國當(dāng)代著名科學(xué)哲學(xué)家希拉里.普特南(Hilary Putnam )作為科學(xué)實在論的主要代表人物之一,原本是一個唯物主義的科學(xué)實在論者,然而由于受到自尼采以來興起的,人本主義、后現(xiàn)代主義即非理性主義、多元主義、相對主義、懷疑主義和認(rèn)識論的無政府主義的哲學(xué)思潮的影響,尤其是經(jīng)過80年代科學(xué)實在論與反實在論的激烈爭論,使他開始逐漸對科學(xué)實在論立場產(chǎn)生懷疑,并最終由強實在論轉(zhuǎn)變?yōu)槿鯇嵲谡?,由科學(xué)實在論向人本主義實在論退讓。《帶人面的實在論》一書就集中體現(xiàn)了他的這一根本立場的動搖。那么,普特南又為什么僅僅表現(xiàn)為一種立場上的轉(zhuǎn)變,而不放棄實在論,卻堅持捍衛(wèi)一種內(nèi)在實在論,并進一步從人的立場給予闡釋呢?

一、從科學(xué)實在論立場退卻

眾所周知,W.塞拉斯作為美國科學(xué)實在論的創(chuàng)始人,因受其父R.塞拉斯的物理實在論的薰陶,具有堅定的唯物主義立場。正是這一基本立場對普特南的強烈影響,使他成為繼W. 塞拉斯之后最具代表性和感染力的科學(xué)實在論者。概括普特南的哲學(xué),主要在如下方面突出了“科學(xué)實在論”的基本觀點和思想:

在科學(xué)觀上,他認(rèn)為成熟的科學(xué)理論近于真實,前后相繼的理論擁有共同的指稱,這證明科學(xué)研究的對象是客觀存在的。基于這種客觀實在性,他反對庫恩的范式信念、不可通約性和科學(xué)革命的理論;堅持認(rèn)為科學(xué)知識通過逐漸累積的方式而增長是科學(xué)的基本特征。庫恩所反對的傳統(tǒng)累積觀的錯誤在于:原來用于辨認(rèn)一個實體或自然種類的那些屬性不必一定屬于該實體或種類;人們也許會在后來發(fā)現(xiàn)那些屬性并不是決定性的;也可能在其它的實體或自然種類中發(fā)現(xiàn)。因此,我們必須拒絕認(rèn)為最初給某一實體或自然種類所指定的屬性就構(gòu)成了指稱它們的那些名詞的“意義”。實際上,在科學(xué)發(fā)展的不同時期的連續(xù)性中和不同的科學(xué)理論之間的可比較性中,以及不同概念的變化中保持的某些共同的東西,不是傳統(tǒng)理論所主張的構(gòu)成名詞或概念的不可改變的意義,而是固定的指稱。換句話說,盡管人們對于一個事物所說的話不同,但都是談的“相同的事物”。這是根據(jù)最初一次“命名”的因果關(guān)系得到的邏輯保證。以后所談的有關(guān)屬性便都必然地歸屬于那個最初指稱者。另外,既然科學(xué)是逐漸累積而增長的,是對客觀對象的認(rèn)識,因此科學(xué)進步也是無可懷疑的。新的科學(xué)理論總是比舊的科學(xué)理論能提供更正確的預(yù)言、更好的控制自然界的方法和更接近于科學(xué)真理。

在本體論上,雖然他聲稱自己的實在論既不是唯物主義實在論,也不是形而上學(xué)實在論,而是趨同實在論,但是他的唯物主義立場卻是顯而易見的。比如他說:“如果給出適當(dāng)?shù)臈l件(包括適當(dāng)語言的其它方面),‘有電子流經(jīng)導(dǎo)線’這個陳述可以和‘房間里有一把椅子’的陳述,或‘我頭痛’這個陳述同樣在客觀上是真的。在椅子(或感覺)存在的任何意義上,電子都存在著?!保ā?〕,第848頁)即在他看來,任何一個科學(xué)術(shù)語都是有所指的,即便是“電子”這樣的術(shù)語也如同“椅子”一類的詞匯一樣具有客觀實在的指謂對象。

在認(rèn)識論上,普特南堅持“真理符合說”;強調(diào)科學(xué)理論的任務(wù)就是表述外部世界;決定科學(xué)陳述的真假,既不是人們的主觀感覺,也不是人的內(nèi)心結(jié)構(gòu)或語言,而是外部事物。他說:“如果沒有一個描述性術(shù)語有所指謂,那么在理論科學(xué)中,真理的概念會出現(xiàn)什么問題呢?也許所有的理論句子都是‘假的’;或者當(dāng)謂詞無所指謂時,就代之以為指定真值所作出的某種約定??傊瑢τ诎ɡ碚撔g(shù)語的句子來說,‘真值’概念會變得沒有什么意思。所以也就無所謂真理了?!保╗2],p.25)為此,他認(rèn)為只有堅持科學(xué)實在論的真理符合論才能把科學(xué)研究 引上正確軌道。只是這種符合不是絕對的符合,而是存存一種趨同現(xiàn)象,即較新的理論總比較舊的理論更逼進真理。

但是,在長期的理論研究中,尤其是面對反實在論的激烈挑戰(zhàn),使他逐漸發(fā)現(xiàn)自己的科學(xué)實在論立場中存在許多疑點。一是“詞和特定客體之間”、“表達與實在之間”是否一致的問題。他認(rèn)為自己過去把追求概念與實在之間的吻合與一致看作是實在論的目的,認(rèn)為概念或符號表達式可以通過指謂世界中的事物和事件而獲得意義,是將問題過分簡單化了。這種“一致性”理論實質(zhì)上是一種樸素的常識觀念,而“常識在這個世界中已經(jīng)沒有任何地位”。二是如果人們僅僅從反對“證實原則”的角度來批判分析哲學(xué),那只是簡單地把自己描繪成為一個實在論者。事實上,具有組織信息功能的大腦,所能夠熟練操作和把握的只是對某物的“感覺”、有關(guān)某物的“信息”、“符號”等等,而不是某物本身。換句話說,人的認(rèn)識只能局限于感覺和影像方面,而與客觀性無關(guān)。這個長期存在的、而且從未被真正解決的主體和客體、觀察者和觀察對象之間的矛盾性是動搖實在論的基礎(chǔ)。三是當(dāng)代的科學(xué)觀不在于研究所謂的“主客觀相符合的真理”是什么,而在于真理的價值、真理的意義,如何產(chǎn)生真理,如何從事科學(xué)發(fā)現(xiàn)、科學(xué)應(yīng)用,即主要是認(rèn)識論、方法論和價值觀的問題,是生活、行為慣例和社會實踐的問題;方法、實踐和價值問題不解決,“真理”問題就不能夠解決。他說,他提出有關(guān)真理的合理性標(biāo)準(zhǔn)的最終目的是為了說明我們?nèi)绾尾拍軌蛘J(rèn)識到真理,以及如何才能夠理解這個世界。這種反思的結(jié)果使他從早期的強實在論立場撤退,力圖以弱實在論的形式來擺脫科學(xué)實在論面臨的困境。其具體做法是:

1.他以糾正實證主義的“證實原則”和證實方法為前提, 從以客觀實在為基礎(chǔ)的本體實在論轉(zhuǎn)向以感覺經(jīng)驗為基礎(chǔ)的認(rèn)識實在論。由于比早期更自覺地注重邏輯問題,更傾向于對真理概念進行邏輯思考,故他從注重本體論上的“一致性”立場轉(zhuǎn)變到認(rèn)識論上的“邏輯性”立場上來看待和分析真理。在轉(zhuǎn)變后的普特南看來,真理主要是語言、意義和實用價值的問題;一切概念和符號只有在使用中才有意義,不論它們是個人心理的還是公眾性的,“它們本身如果不被使用就不是概念。符號本身并不內(nèi)在地指稱什么?!保╗3],p.18)只有在人們進行認(rèn)識活動時,才能夠?qū)⑺鼈兺囟ǖ膶ο笙鄬?yīng)。在這里,普特南實際上繼承了維特根斯坦后期哲學(xué)的實用主義觀點,突出了“指稱問題上的語境的重要作用”;暗示了符號和概念的意義都是社會地和歷史地被確定的,因而也都是變化的和相對的,確立了一種文化上和概念上的相對主義觀點。

2.他放棄了“真理符合說”,提出了真理是理想化的, 是邏輯地被證實了的可能性的思想。他說,真理是在理想化的證實意義上與證實相一致的。它與靠現(xiàn)存證據(jù)的證實是對立的。這種理想化的證實和真理發(fā)展的可能性是多種多樣的。那種機械的和僵化的真或假的“二價原則”只能是對具有各種可能性的真理發(fā)展的約束和限制,因為真理在本質(zhì)上不是直觀地、外在地可參照的,而是理性范圍內(nèi)的、邏輯的、抽象的、內(nèi)在的相互關(guān)系。真理不涉及。直接外在的經(jīng)驗證實。比如一位具有實在論思想的科學(xué)家,如果他擁有某種邏輯,他就會認(rèn)為有某種行為在保護著真理。這樣,“如果他認(rèn)為理論T1是真的,而且認(rèn)為理論T2也是真的,那么從邏輯上,他就會認(rèn)為T1和T2,即T1和T2的結(jié)合也是真的?!保╗4],p.90)為此,他非常欣賞康德的自在之物和不可知論的觀點,認(rèn)為康德是最先提出內(nèi)在真理觀的人,認(rèn)為“康德不僅放棄了我們的觀念和物自體之間的相似的概念,甚至還放棄了任何抽象同構(gòu)的概念。這就意味著他的哲學(xué)中不存在真理符合理論”。他說,從康德的著作中能夠引出的唯一答案是:“一種知識,即一個‘真陳述’,是這樣一個陳述,它能夠在一和我們的本性實際上可能具有的充分的經(jīng)驗基礎(chǔ)上被有理性的東西所接受。而在其它任何意義上,‘真理’都無法為我們接受和理解,真理就是最完善的適合性。”([3],p.64)這也就是普特南的有關(guān)真理的“合理性”的構(gòu)想。

3. 他認(rèn)為真正具有邏輯性的真理概念是概率的或非決定論的實在論觀點,即非傳統(tǒng)的形而上學(xué)的決定論觀點。傳統(tǒng)的所謂“與實在一致”是一種非認(rèn)識論關(guān)系。為此他表明:在經(jīng)典邏輯和決定論的本體論的意義上,他不是一個實在論者。他說,傳統(tǒng)的兩分法將事實判斷與價值判斷完全割裂開來是太絕對了。判斷是不是事實的唯一標(biāo)準(zhǔn)就是看接受它是不是合理的?!笆聦嶊愂霰旧?,以及我們據(jù)以決定什么是事實和什么不是事實的科學(xué)探究實踐,都預(yù)設(shè)了價值?!保╗3],p.128 )沒有價值,也就沒有事實和世界?!拔覀儽仨毦哂欣硇缘目山邮苄詷?biāo)準(zhǔn),才能有一個經(jīng)驗的世界,這些標(biāo)準(zhǔn)展示了我們理想思辨的理智概念的一部分。簡言之,我主張‘實在世界’依賴于我們的價值,當(dāng)然后者也依賴于前者?!保╗3],p.134)再一方面,他也反對在多種現(xiàn)象之后, 總存在一個反映共同的和終極本質(zhì)的單一的“實在”的形而上學(xué)假定。他認(rèn)為,在現(xiàn)實中并不存在任何特定的意向性現(xiàn)象的一切情形共同具有的可以科學(xué)地描述的性質(zhì)。因此,也不要企圖探察現(xiàn)象背后的實在和本質(zhì)。但是,在量子力學(xué)所展示的非決定論的本體論的意義上,他仍然堅持自己是一個科學(xué)實在論者。

4.在堅持真理是一種極限,因而具有趨向性的基礎(chǔ)上, 他又進一步把真理看作是一種可能性、而非現(xiàn)實性,真理不是已經(jīng)達到,而只是趨向,而且可能有多種趨向。因此一個陳述被證實,只是說它有成為真理的可能性,不等于它就是真理。比如,牛頓的萬有引力理論以及根據(jù)這一理論所作出的一些預(yù)言,雖然已經(jīng)多次得到證實,但并不等于說它就是真理,因為“這里的困難是,起到真理作用的謂詞,即導(dǎo)致成功預(yù)測的謂詞并不具有真理的性質(zhì)?!保╗4],p.90)再一方面,一個命題或句子的證實條件總是隨著人類的整個知識體系的變化而變化;它不可能永遠被固定。我們不僅可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在認(rèn)為被已經(jīng)證實了的一些命題或理論是錯的,而且可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在認(rèn)為是正確的程序也是不正確的,而其它的程序則更好。所以,當(dāng)下被證實的命題或理論可能是假的,而導(dǎo)致我們相信這個命題或理論的檢驗也可能是非常不可靠的。既然真理只是一種可能性和理想化的證實,而非完全現(xiàn)實的證實,所以真理是多維的。這種多維性能夠更好地反映世界復(fù)雜的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。只堅持一種真理的觀點是狹隘的和站不住腳的。

二、保衛(wèi)內(nèi)在實在論

面對反實在論的不斷沖擊,普特南并沒有完全退出實在論的陣地,相反在1990年出版的《擁有人面的實在論》一書中又公開提出“保衛(wèi)內(nèi)在實在論”的口號。那么究竟何謂“內(nèi)在實在論”呢?普特南解釋說,以前的“形而上學(xué)實在論”主要有三種:其一主張世界是由總量恒定的非精神客體構(gòu)成的,即樸素的唯物主義或客觀主義;其二主張只存在一種有關(guān)這個世界的實際情形的真實而完整的描述,即經(jīng)驗主義或真理一元論;其三主張真理只涉及一致性,即觀念與實在之間的符合論或一致論。這三種觀點除了擁有一套華而不實的東西外,并沒有什么清楚明白的內(nèi)容。離開一種哲學(xué)傳統(tǒng),所謂“客體”、“總量恒定”、“非精神的”、“有關(guān)世界的唯一真實而完整的描述”都沒有確切的性質(zhì)與含義。所以,依照內(nèi)在實在論的觀點,這三種形而上學(xué)實在論,實質(zhì)上都不是各自獨立的,而是內(nèi)在地相互聯(lián)系、相互依存的,并依賴于各種進一步的假設(shè)和概念,否則必將陷入自相矛盾。比如一個形而上學(xué)實在論者,如果他承認(rèn)“存在一種構(gòu)成世界的總量恒定的非精神物質(zhì)”,那么他就不能不接受真理符合論;如果他說,“存在一種構(gòu)成世界的總量恒定的非精神物質(zhì)”,但這種物質(zhì)只有在“內(nèi)在真理”的意義上,即在構(gòu)成認(rèn)識主體的一部分的意義上,才可以被當(dāng)作真,這樣,也就等于否定了物質(zhì)的客觀實在性。而內(nèi)在實在論既不否定物質(zhì)世界的客觀實在性,也不否定真理的絕對性。它認(rèn)為“真理是一種性質(zhì),這一性質(zhì)不同于論證、或現(xiàn)存證據(jù)的或然性;它不是僅僅取決于說話者的現(xiàn)存記憶和經(jīng)驗,而是我們不應(yīng)該拋棄的對實在的一種洞察?!保╗5],p.32)

那么在內(nèi)在實在論看來,應(yīng)該怎樣理解抽象層次上的詞和概念的指謂或理論描繪的世界圖象呢?普特南說,一般科學(xué)上的術(shù)語、概念都有確定不移的指謂,從而顯示了它們的客觀實在性。比如最有爭議的“電子”,反實在論者總是否定它的真實存在,然而科學(xué)家們卻堅信其存在已經(jīng)得到證明。否則為什么我們會認(rèn)為玻爾在1900年和1934年使用的同一個詞“電子”是合理的,并認(rèn)定他的兩種截然不同的理論是描述同一個對象?

“雖然玻爾在1900 年的主觀概率度規(guī)(subjectiveprobability metric)并不是他在1934年的主觀概率度規(guī):但這并不是說,在玻爾的習(xí)用語匯中‘電子’這個詞,或是任何其它的德語詞,是否改變了它的指謂(reference)”。([5],p.33)在這種情況下, 假設(shè)為真的原理告訴我們,應(yīng)當(dāng)采納玻爾一貫指稱過的那個被稱之為電子的東西。我們應(yīng)該說,我們有了一個關(guān)于相同實體的不同理論,而不應(yīng)該說,有多少種理論就有多少種實體。所以不論是詞和概念,還是理論的辯護和解釋都存在客觀性。

當(dāng)然不能否定解釋具有主觀性,但是這并不意味著指謂也是主觀的;不能說只存在“理性重建”或“經(jīng)驗建構(gòu)”的事實,不存在有關(guān)科學(xué)和日常實踐中說話者所指謂的客觀事實。恰好相反,“我們擁有一種獨立于一般程序和實踐的指謂概念;我們一直是通過這種程序和實踐認(rèn)定處于不同地位,擁有不同信念背景的人們,其所作所為實際上涉及的是同一事物。”([5],p.34)以人類對植物的認(rèn)識為例,毫無疑問我們都會認(rèn)為200年前人類稱作“植物”的東西, 與今天人類叫做“植物”的東西是一類(或近似于我們今天叫做“植物”的東西)。盡管我們不同意200年前人類對植物的本質(zhì)特征持有的觀念,因為200年來人類語言中絕大多數(shù)的常用詞都或多或少地改變了它們的指謂含義,但是如果所有這些都被認(rèn)為是主觀的,如果翻譯實踐也是主觀的,那么我們就看不到任何有關(guān)指謂和真理的理論之間或語言之間的概念能夠完全保留下來。

但是如果認(rèn)為所有的指謂都是客觀的,那么又怎么樣為客觀辯護?是否在大家都作了一致理解的情況下就是客觀的,在理解不一致的地方就是主觀的?如果是這樣,那么決定于人們確立的“多數(shù)”一致的標(biāo)準(zhǔn)有多高,也取決于時間、地點和文化。比如在宗教領(lǐng)域,教皇的一貫正確性,早就被作為客觀證明了的東西。這樣一來,就必然使人想到這一點,“證實了的東西不一定是指人們實際上說已得到證實的東西,而是人類中某種理想的有‘能力’的成員所要說的東西得到辯護?!保╗5] ,p.35)這種為客觀性提出的論據(jù), 實際上與街上那些把所有哲學(xué)當(dāng)作主觀的東西的人們所提出的論據(jù)并無二致。因此,為客觀辯護的標(biāo)準(zhǔn)也不應(yīng)是大家認(rèn)為的“一致”,客觀就是指指謂對象的實在性。不論是翻譯的概念、解釋的概念還是辯護的概念,只要擁有指謂對象就具有客觀性。

所以,“我相信存在一種真理的概念,或說得普通一點,存在正確的概念。這種概念,我們經(jīng)常使用,而且完全不是形而上學(xué)實在論者用以描述‘符合’本體事實狀況的概念?!保╗5],p.40)比如從日常生活與理智實踐的觀點上看,把點作為個體的理論和把點作為極限的理論在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境中,兩者都是正確的。根據(jù)超距作用描述物體間的相互作用的理論和根據(jù)場的概念描述同樣情況的物理學(xué)理論,兩者也都可以是正確的。這也就是說,在人們的日常生活中包含著真理的認(rèn)識;在精確的理性思維和實踐中也包含著真理的認(rèn)識;在科學(xué)的、數(shù)學(xué)化的認(rèn)識形態(tài)中有真理,在非科學(xué)的、非數(shù)學(xué)化的認(rèn)識中也有真理。對象是一個,而承擔(dān)真理的知識形態(tài)和科學(xué)理論卻可以是多種多樣的。

普特南說,每一位哲學(xué)家都為自己構(gòu)繪出一幅有關(guān)外部世界的哲學(xué)概念圖,這并不是件壞事。壞的是忘記它們是圖,并把它們看作就是“這個世界”。與其他哲學(xué)家一樣,普特南也有一幅概念圖,在他的圖中,從理論的兩種不相容的本體論,即唯物主義和唯心主義的本體論都可以是正確的意義上看,客體是與理論相依賴的。說這些本體論都是正確的,并不是說存在著與擁有廣延性的實體一樣的“在那里頭”的場以及邏輯建構(gòu)意義上的場;也不是說同時存在絕對時空點和僅僅作為界限的點。而是說各種表述和各種理論在一定場合下都同樣是適宜的。在實用主義的傳統(tǒng)中,它是說,各種手段在其為之設(shè)計的關(guān)系中,如果功能是相同的話,那么它們在我們所能控制的各方面都是等效的。

既然客體是與理論相依賴的,所謂真理是根據(jù)某一語言中各分項間以及固有的非理論化實體中各分項間的“對應(yīng)聯(lián)系”而定義或解釋的思想就必須被放棄,而確立這樣一種觀念或認(rèn)識論的圖景:“真理不過是觀念理性化的可接受性。”那些被認(rèn)定為“真”的東西,在賦有“理性和可感覺性”的生物擁有的經(jīng)驗與智力的基礎(chǔ)上,應(yīng)被認(rèn)為是有保證的。但是我們卻不能草擬一種有關(guān)“實在”的保證理論(即一種有關(guān)保證的“本質(zhì)”的理論),更不用說一種觀念化的保證理論了。在實踐中,我們實際上也沒有建構(gòu)起一種有關(guān)世界的獨一無二的理論,只是建構(gòu)起各種不同的理論,而且不是所有的理論都是等效的。因為我們實踐的多元論必然導(dǎo)致理論的多元論。所以在普特南的概念圖中,存在許多個世界,而不是一個世界;這個世界作為描繪的對象當(dāng)然有客觀性,但也有多面性和模糊性。不過模糊的謂項并沒有什么錯誤,錯誤的是在特定場合中太模糊,這常常是一些實在論者忽略或錯誤表述的另一個事實。

三、人本主義傾向

在科學(xué)實在論與反實在論的激烈爭論中,普特南雖然沒有完全拋棄實在論,并力圖保衛(wèi)它,但是在實在論的內(nèi)涵方面,他已從早期的客觀實在的立場轉(zhuǎn)向客觀實在對人的依賴性立場,即從外在實在論轉(zhuǎn)向內(nèi)在實在論;從科學(xué)知識的獨立性轉(zhuǎn)向?qū)φJ(rèn)識主體、認(rèn)識工具的依存性;從科學(xué)理論的辯護和證明轉(zhuǎn)向科學(xué)理論的解釋;從真理的趨同性和符合論轉(zhuǎn)向真理的多元論和實用論;從欣賞唯物主義轉(zhuǎn)向欣賞唯心主義和操作主義;從注重本體論研究轉(zhuǎn)向到注重認(rèn)識論和方法論研究,繼而又轉(zhuǎn)向到注重人類的日常生活和社會實踐的研究。而所有這一切,尤其是他的內(nèi)在實在論立場集中地反映了他的實在論日益帶有人本主義色彩。這種帶人性的實在論色彩可以從如下方面證明:

首先在對待科學(xué)和世界的態(tài)度問題上,他對尼采所謂的“隨著科學(xué)范圍的日益擴大,它所觸及的悖論的地方也就越多”的觀點表示欣賞,并進一步考察:是否隨著科學(xué)知識范圍的不斷擴大,科學(xué)和這個世界本身也變得愈來愈自相矛盾。以只有少數(shù)人理解和熟悉的量子力學(xué)為例,一方面,它與經(jīng)典物理學(xué)相區(qū)別的獨特性就在于:有關(guān)這一理論的任何應(yīng)用都需要沒有被包括在這一理論系統(tǒng)之內(nèi)的“科學(xué)儀器”或“觀察者”的存在;另一方面,“原則上又沒有關(guān)于整個宇宙的量子力學(xué)理論”。許多量子力學(xué)的創(chuàng)始人都已經(jīng)注意到:在理論系統(tǒng)和觀察者的切面之間,用來測量和檢驗理論應(yīng)用的儀器最終是靠在觀察者一邊的。以至玻爾在他的所謂“哥本哈根解釋”中明確表示:“只有與特殊的實驗場景中的特殊的測量儀器相聯(lián)系,該系統(tǒng)中的每一種性質(zhì)才被認(rèn)為是有意義的和存在的?!保╗5],p.4 )這也正是許多人認(rèn)為量子力學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)不可比較的原因所在。然而要想利用測量儀器獲得滿意的描述和結(jié)果,就必須利用同樣存在于經(jīng)典物理學(xué)中的語言和數(shù)學(xué)公式。這樣,在玻爾看來,量子力學(xué)又沒有簡單地使經(jīng)典物理學(xué)廢棄不用。

從上述量子力學(xué)和經(jīng)典物理學(xué)的關(guān)系上看,這好象是足夠悖謬的,但是普特南卻證明:量子物理學(xué)對于經(jīng)典物理學(xué)的依賴性卻不是悖論。在他看來,所謂的量子力學(xué)理論只不過是“牛頓的想象力所要求的一部分”。因為牛頓的物理學(xué)擁有一種特殊的感染力;它對幾個世紀(jì)以來的神學(xué)、哲學(xué)、心理學(xué)、乃至整個文化都產(chǎn)生了巨大的影響;它給予我們的是“上帝的視野”,是上帝對整個宇宙的洞察。這個宇宙是一架巨大的機器。如果你是一個唯物主義者,就會認(rèn)為我們自身就是這架巨大機器的一個分系統(tǒng)。如果你是一個二元論者,就會認(rèn)為只有我們的身體才是這架機器的一部分。迄今以來,我們對于這架機器的測量、觀察和物理學(xué)上的描繪,只不過是整個事物內(nèi)部的相互作用。這幅完美的宇宙圖的夢,即實際上包括描繪這個宇宙的理論家—觀察者在內(nèi)的宇宙圖的夢,既是物理學(xué)的夢,也是形而上學(xué)的夢,甚至象笛卡爾這樣的二元論者也夢想構(gòu)繪一幅完美的宇宙圖。值得注意的是,所有夢想繪制一幅宇宙圖的人都感覺到需要一門額外的基礎(chǔ)科學(xué),即一門與描述“靈魂、思維或智力”的心理學(xué)有關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué),以實現(xiàn)自己的美夢。自十七世紀(jì)以來,整個西方文化一直在做著這種美夢,而且凡是借助一種真正的科學(xué)理論,利用實驗或數(shù)學(xué)方法從事過這種工作的人都一定感覺到這是一場夢。

但是,玻爾的哥本哈根解釋卻恰恰放棄了這種夢想。象康德一樣,玻爾感覺到這個世界“本身”是超越描繪它的人類思維的能力的。即便是一個“經(jīng)驗的世界”,即我們的經(jīng)驗的世界也不能只憑借一幅圖就實現(xiàn)其完整的描繪,而常常需要的是不同類型圖的互補。在一些實驗場合中必須繪制一幅波動圖,在另一些實驗場合中又必須繪制一幅粒子圖。要放棄只利用一種描繪來說明所有場合的觀念;要確立物理學(xué)概念與實驗場合相互依存的思想;要認(rèn)識到在觀察者與觀察對象,即整個宇宙系統(tǒng)之間存在一個不可逾越的鴻溝,這是量子力學(xué)的核心,是與經(jīng)典物理學(xué)不同的本質(zhì)所在。但是,卻不能由此說量子力學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)是完全對立的。只能說量子力學(xué)在本質(zhì)上涵蓋了經(jīng)典物理學(xué)的應(yīng)用。比如馮諾依曼(Von Neumann )的經(jīng)典著作就向我們表明了如何利用純粹的量子力學(xué)術(shù)語來分析測量的案例。所以,量子力學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)之間具有一種依存關(guān)系和包含關(guān)系,并不相互矛盾。只是經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為它所描繪的世界是唯一真實的世界,而量子力學(xué)則認(rèn)為人類只能描繪包含自身在內(nèi)的世界,而且這個世界因?qū)嶒瀳龊系淖兓兓?,人類理智無能力認(rèn)識一個“自在”的世界。

這是不是說,普特南已經(jīng)成為一個地地道道的不可知論者和康德意義上的形而上學(xué)實在論者?關(guān)于形而上學(xué),普特南說,“作為人類生活中的一種事實,在一種意義上,哲學(xué)的任務(wù)是克服形而上學(xué);而在另一種意義上,它的任務(wù)又是持續(xù)形而上學(xué)的討論。每一個哲學(xué)家都會一面在叫喊,“這項事業(yè)是徒勞的、輕薄的、瘋狂的——我們必須說:停止!”,而另一面又叫喚,“這項事業(yè)完全是最一般、最抽象層次上的反映,停止它將是對理性的一種犯罪。”當(dāng)然,哲學(xué)問題是不可解決的,但是正如S.卡威爾(Stanley Cavell)曾經(jīng)論述的,“存在有關(guān)它們的或是更好或是更壞的思考方式?!辈徽撚卸嗌偃苏J(rèn)為哲學(xué)作為一種認(rèn)識論和方法論是如何的無益和帶來了怎樣災(zāi)難性的失敗,但“我還是想展示一些原理,這些原理在我們面對一些叫做形而上學(xué)的事情以及一些叫做認(rèn)識論的事情遭受失敗而感到失望的時候不應(yīng)當(dāng)拋棄?!保╗5],p.19)哲學(xué)雖然不能構(gòu)成存在、知識和文化得以確立的基座, 但是作為一種講話和思維的方式對于人類的實踐和精神無疑有著重要價值。當(dāng)然哲學(xué)的重要性不在于說“我拒絕實在論者與反實在論者的爭論”,但是它卻可以表明實在論者和反實在論者都歪曲了我們借助概念而生活的生命。一場爭論是無益的,并不意味著相互競爭的圖象是不重要的。因為哲學(xué)所編造的幻覺屬于人類生活自身的本性,而且需要進一步闡明。

那么普特南究竟展示了哪些不應(yīng)當(dāng)拋棄的哲學(xué)原理呢?1 )在一般情況下,人們所作的陳述不管是否有根據(jù),都是事實,但是其中多數(shù)事實都是“價值事實”。2 )一個陳述的意義不管是否有根據(jù)都不取決于處于一種文化中的多數(shù)公民的口頭評判,而是取決于一定的社會、文化背景和實際功用。3)有根據(jù)的斷言的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)是社會歷史的產(chǎn)物;它們是隨時間而演變著的。4 )這些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)總是反映我們的興趣和價值,而我們的理智興趣圖通常只是人類興趣圖的一部分。5 )一切事物(包括有根據(jù)的斷言)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)都能夠改變。存在著更好或更壞的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。這五條原理概括到一點:評判一切陳述和命題都取決于人們的興趣和價值;人們的興趣和價值觀念變了,一個陳述或命題是否有根據(jù)和理由也就變了。這既是一種實用主義的哲學(xué)觀點,也是一種人本主義的哲學(xué)觀點。一切有無、真?zhèn)?、好壞都以人而論?/p>

既然如此,普特南雖然一再強調(diào)要保護內(nèi)在實在論,然而他的“實在論”已經(jīng)完全人本主義化了。這正象他自己所陳述的,“如果說我們所說的和我們所做的就是一個‘實在論者’,那么我們最好都是實在論者——用小r代表這類實在論者。 但是關(guān)于‘實在論’的形而上學(xué)說法卻超出擁有小r的實在論之外,而具有某種哲學(xué)幻想的特征?!保╗5],p.26)對于小r的實在論來說,它不需要回答形而上學(xué)實在論者渴望解答的問題。諸如:“一個具體客體(空—時域)的存在怎么可能是一種約定?A(椅子)和B(空—時域)的同一性怎么可能是一種約定?”等問題。在小r看來,這些恰恰是生活中的一種事實。他能夠感覺到它。 那對于其他人是一種壓力的東西,對于他來說,則可能是一種有趣的東西。而形而上學(xué)實在論的基本特征則集中體現(xiàn)在這一觀念中,即主張“解決哲學(xué)問題的方式是構(gòu)造一個比較好的科學(xué)的世界圖景”([6],p.107)為此他們總是竭力描繪一幅巨大的先驗論的圖畫; 在這幅圖中存在一套固定的“獨立于語言”的客體(其中一些是抽象的,另一些是具體的),以及術(shù)語與它們的附加物之間的一種“關(guān)系”。普特南認(rèn)為,形而上學(xué)實在論的宇宙圖景只是部分地與它意欲解釋的常識觀點相一致。從常識的觀點上看,形而上學(xué)實在論所描繪的圖象是非常模糊的?!拔覀冏ダ握軐W(xué)家們的擁有小r的實在論,放棄擁有大R的實在論(形而上學(xué)實在論)完全沒有任何錯。”([5],p.28)

作為結(jié)論,普特南所描繪的有關(guān)這個世界的圖象是:“一方面沒有任何東西能為之辯護,只能夠通過成功來證明它正當(dāng);而成功又要通過人的興趣和價值來判斷,而人的興趣和價值不僅在進化著,并同時獲得改造,而且與我們的有關(guān)這個世界本身的進化著的圖象相互作用。正象必須拋棄‘約定和事實’的絕對兩分法一樣,基于類似的理由,也必須拋棄‘事實和價值’的絕對兩分法。另一方面,它又畢竟是這個世界本身的圖象的一部分,而這個世界既不是我們意志的產(chǎn)物,也不是我們以某種方式講話的氣質(zhì)的產(chǎn)物。”([5],p.29)換句話說,既不是我們制造了這個世界,也不是我們的語言或文化制造了這個世界;這個世界不是從無中生有的;它不是一種產(chǎn)品,而是:“世界就是世界”。但是,我們所認(rèn)識的這個世界卻是與理論相依賴的,是與我們的興趣、價值觀念和最后的審視緊密相關(guān)的。

參考文獻

[1] 劉放桐主編:《現(xiàn)代西方哲學(xué)》,人民出版社,1990。

[2] Hilary Putnam,Meaning and the Moral Science,1978.

[3] Hilary Putnam, Reason, Truth  and  History, CambridgeUniversity Press,1981.

[4] A.Baruch,Readings in the Philosophy of Science, 3ed,New Jersey,1989.

篇10

第一,為實體經(jīng)濟服務(wù)的虛擬經(jīng)濟嚴(yán)重脫實向虛

一般意義上而言,實體經(jīng)濟是指人們針對吃、穿、住、行、娛樂、醫(yī)療、教育等進行的生產(chǎn)活動,實體經(jīng)濟是社會運行和發(fā)展的基礎(chǔ),以金融為代表的虛擬經(jīng)濟則是實體經(jīng)濟的血液,扮演著連接實體經(jīng)濟或為實體經(jīng)濟提供服務(wù)的角色。但目前的狀況卻是金融嚴(yán)重脫實向虛,金融服務(wù)實體經(jīng)濟出現(xiàn)各種梗阻,中小企業(yè)貸款難、環(huán)節(jié)多、成本高,資金在金融體系內(nèi)玩錢生錢的游戲,自我創(chuàng)新、自我循環(huán)、自我膨脹。金融和實體經(jīng)濟之間出現(xiàn)了嚴(yán)重分化,實體經(jīng)濟發(fā)展艱難,金融自己也玩出了問題,比如接連爆發(fā)的亞洲金融風(fēng)暴、華爾街金融危機等,實體經(jīng)濟不振,才是金融最大的風(fēng)險。

第二,“過度”讓實體經(jīng)濟呈現(xiàn)虛假繁榮

實體經(jīng)濟是以人為出發(fā)點和歸宿進行的生產(chǎn)活動,然而從實際情況來看,許多行業(yè)往往追求過度生產(chǎn),忽略了人本身的需求。比如教育過度、醫(yī)療過度的問題。不管是中國的教育還是大家推崇的西方精英教育,都存在著教育過度的問題。事實上,過度教育的概念都是由美國人理查德?弗里曼首次提出的,西方教育過度的表現(xiàn)是接受高教育的人拿不到高薪水、事業(yè)期望不能實現(xiàn),同時技能高于所在崗位的要求。而我們的教育則是應(yīng)試成分太濃,從幼兒園到本科、碩士、博士,接受了幾十年的教育,在實際工作中不僅技能不足,甚至連基本的做人準(zhǔn)則也有問題。而本應(yīng)以人的健康為本的醫(yī)療,則出現(xiàn)了屢見不鮮的過度治療,人不是病死的,而是被治死的。

第三,實業(yè)的范疇需要重新界定,尤其是將精神文化產(chǎn)品生產(chǎn)行業(yè)錯誤地定義為虛擬經(jīng)濟

長久以來我們存在一個錯誤的觀念,那就是物質(zhì)生產(chǎn)是實,文化生產(chǎn)是虛。事實真的是這樣嗎?在周廣文博士看來,精神比物質(zhì)更重要,數(shù)字、體育、影視、游戲等產(chǎn)業(yè)不應(yīng)該是虛擬經(jīng)濟的范疇,而是屬于實業(yè)范疇。

第四,以人為本的實體經(jīng)濟,更應(yīng)強調(diào)人與自然的整體和諧,否則,以人為本就沒有了意義

我們在發(fā)展實業(yè)的同時,一定不能以破壞生態(tài)為代價,要懂得克制,眼光要長遠,格局要大。不僅要用生態(tài)和諧的觀念建設(shè)實業(yè),還要把生態(tài)建設(shè)和保護工作當(dāng)作實業(yè)的一部分,正是新實業(yè)的題中之義。

新實業(yè)的“新”有哪些內(nèi)涵?

新實業(yè)的新是在“實”的框架下,從需求、滿足需求的實現(xiàn)方式以及組織形式三個層面來表現(xiàn)的。

第一,在互聯(lián)網(wǎng)時代,人們的衣、食、住、行、教育、醫(yī)療、娛樂、環(huán)境需求呈現(xiàn)出新的方式,具體表現(xiàn)為如下:

(1)衣:個性化、批量定制化、柔性定制化、社群部落化、時尚趨勢的多元和小眾化、材料科技化、創(chuàng)意化。

(2)食:關(guān)注食品來源、營養(yǎng)成分比例、綠色無公害、食物搭配、色香味俱全、飲食環(huán)境、飲食文化。

(3)?。鹤⒅匕踩?、品質(zhì)感、私密性與社交性并存、多功能體驗等,存在生態(tài)住宅、綠色建筑、能源+住宅、低耗能住宅、可持續(xù)住宅等多種需求。

(4)行:方便快捷、降低成本、節(jié)約能源、提高能效、減少污染、有益健康。

(5)教育:學(xué)校成為學(xué)習(xí)共同體、學(xué)習(xí)時間彈性化、教師的來源和角色多樣化、學(xué)習(xí)機構(gòu)一體化、學(xué)習(xí)內(nèi)容定制化、個性化、家校合作共育、課程指向生命和真善美。

(6)醫(yī)療:養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)、分級診療、精準(zhǔn)醫(yī)療、基因工程、3D打印器官、機器人手術(shù)。

(7)精神:內(nèi)容多樣化、渠道國際化、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、數(shù)字出版、網(wǎng)絡(luò)游戲、新興媒體。

(8)環(huán)境:治理緊迫、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提高、人與自然和諧相處。

第二,滿足新需求需要新的生產(chǎn)方式,這些新生產(chǎn)方式包括P2P(對等網(wǎng)絡(luò)傳輸)、社會化定制、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算、工業(yè)4.0、智能制造、3D打印、C器人,等等。

第三,除了傳統(tǒng)的公司形式,在新需求和新的生產(chǎn)方式的背景下,出現(xiàn)了新的組織形式,具有代表性的有金桐網(wǎng)無組織的組織化、韓都衣舍的小組制生產(chǎn)、中科金財?shù)陌⒚装?合伙人制、美國鞋類電商Zappos實行的合弄制。