成素梅
      
       【核心觀點(diǎn)】
      
       ◆從方法意義上來看，量子力學(xué)不是物理學(xué)家從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中抽象歸納的產(chǎn)物，而是他們打破經(jīng)典概念框架的束縛，憑借直覺思維，在解決新實(shí)驗(yàn)與舊理論之間矛盾的過程中，進(jìn)行概念創(chuàng)造的結(jié)果。
      
       ◆牛頓力學(xué)的創(chuàng)立不只是標(biāo)志著自古希臘以來思辨科學(xué)的終結(jié)，而且還實(shí)質(zhì)性地影響了近代哲學(xué)的發(fā)展。同樣，量子力學(xué)的建立也不只是標(biāo)志著人類撬開了不連續(xù)世界的大門，帶來許多過去無法知道的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)突破，而且也蘊(yùn)含著全新的哲學(xué)假設(shè)。
      
       ◆在后經(jīng)驗(yàn)科學(xué)時代，科學(xué)哲學(xué)需要為如何理解以數(shù)學(xué)化和模型化為特征的量子理論的科學(xué)性，提供論證方案和貢獻(xiàn)認(rèn)知智慧；需要將科學(xué)哲學(xué)的論域空間，從科學(xué)的辯護(hù)域境擴(kuò)展到科學(xué)的發(fā)現(xiàn)域境；從關(guān)注科學(xué)家的研究成果擴(kuò)展到關(guān)注科學(xué)家的直覺認(rèn)知能力；從關(guān)注理論理解擴(kuò)展到關(guān)注實(shí)踐理解；從關(guān)注科學(xué)史擴(kuò)展到關(guān)注科學(xué)創(chuàng)新。
      
       大力推進(jìn)量子科學(xué)技術(shù)的研發(fā)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)成為各國政府依靠科技制勝的核心戰(zhàn)略之一。美國實(shí)施的“量子加速計(jì)劃”、歐盟發(fā)起的《量子宣言：技術(shù)新時代》等都在搶占量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機(jī)，我國的量子網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、墨子號量子通信衛(wèi)星的發(fā)射，以及“九章”量子原型機(jī)的研制，已經(jīng)位于世界前列。這些發(fā)展帶來了二次量子革命。而支撐這些發(fā)展的理論基礎(chǔ)則是近百年之前創(chuàng)立的量子力學(xué)。沒有量子力學(xué)，就沒有激光、半導(dǎo)體、核能、先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備以及一切智能裝置等，更不會有二次量子革命。但是，量子力學(xué)的基本原理和內(nèi)稟特征卻與我們的日常認(rèn)知相差甚遠(yuǎn)。當(dāng)我們接受以量子力學(xué)的全新方式來重新理解世界時，就需要改變過去基于常識和近代自然科學(xué)形成的一系列哲學(xué)觀念，而且，這種改變具有顛覆性，將會孕育出新的科學(xué)哲學(xué)范式。
      
       量子化觀念：物理學(xué)家憑直覺思維進(jìn)行概念創(chuàng)造的結(jié)果
      
       “量子”概念是德國物理學(xué)家普朗克在解決黑體輻射問題的過程中提出的一個概念，意指在黑體輻射過程中，黑體所釋放或吸收的能量不可以取任意值，而是以最小份額為單元，取不連續(xù)的值，即黑體發(fā)射或吸收的能量是一份一份地進(jìn)行的，這種認(rèn)知被稱之為“能量量子化”假說?！傲孔印贝砟芰康淖钚卧?。后來物理學(xué)家們通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，除了能量之外，粒子的角動量、自旋等都是量子化的，到20世紀(jì)20年代，物理學(xué)家們以量子概念為基礎(chǔ)，創(chuàng)建了量子力學(xué)的理論體系，量子化成為物理學(xué)家理解微觀世界的新視域。
      
       量子化觀念的確立，不僅意味著我們必須放棄物質(zhì)是無限可分的日常認(rèn)知，放棄過去建立在連續(xù)性假設(shè)基礎(chǔ)上的因果決定論，而且還使許多經(jīng)典概念成為意義不明確的術(shù)語。針對這種情況，玻爾舉例說，一個小孩子拿著兩便士跑到商店，向售貨員買兩便士的雜拌糖，售貨員遞給他兩塊糖，然后說，“你自己把他們混合起來吧”。海森堡認(rèn)為，這個故事表明，就像當(dāng)我們只有兩塊糖時，“混合”一詞顯得不再適用一樣，當(dāng)我們運(yùn)用位置、動量、測量、現(xiàn)象之類的經(jīng)典概念，來描述電子或光子之類的微觀粒子的運(yùn)動規(guī)律和對它們進(jìn)行的測量時，這些概念的適用范圍或語義也會受限制。
      
       在海森堡看來，造成這種困難的根源在于，我們的語言是在我們與外在世界的不斷互動中形成的，擁有語言是我們生活中的重要事實(shí)。但是，當(dāng)我們將經(jīng)典概念從宏觀領(lǐng)域延伸到微觀領(lǐng)域時，不應(yīng)該指望這些概念還會保持原來的含義。哲學(xué)的基本困難之一是，我們的思維懸置在語言之中，當(dāng)我們最大限度地?cái)U(kuò)展經(jīng)典概念的使用范圍時，就必然要面對它們喪失原義或賦予其新義的情況。因此，我們接受量子力學(xué)的概念框架，就意味著，接受由此帶來的概念變革。
      
       從方法意義上來看，量子力學(xué)不是物理學(xué)家從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中抽象歸納的產(chǎn)物，而是他們打破經(jīng)典概念框架的束縛，憑借直覺思維，在解決新實(shí)驗(yàn)與舊理論之間矛盾的過程中，進(jìn)行概念創(chuàng)造的結(jié)果。量子力學(xué)的數(shù)學(xué)描述運(yùn)用的是希爾伯特空間。而希爾伯特空間是一個多維的抽象空間，在宏觀世界里沒有相對應(yīng)的形式，我們無法根據(jù)慣用的圖像思維來理解，只能通過數(shù)學(xué)來把握。而且，理論物理學(xué)在從非相對論的量子力學(xué)到量子場論、超弦和量子引力理論的發(fā)展過程中，這種數(shù)學(xué)化趨勢的日益明顯。
      
       經(jīng)驗(yàn)方法和歸納推理的退出，數(shù)學(xué)方法和直覺判斷的凸顯，自然會迫使人們提出更加尖銳的問題：對于無法進(jìn)行圖像思維的量子論應(yīng)該被刻畫為是形而上學(xué)，而不是物理學(xué)嗎？或者，把與實(shí)驗(yàn)關(guān)系不密切，甚至實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)越來越弱化的量子論的數(shù)學(xué)化發(fā)展，說成是“童話般的物理學(xué)”嗎？這意味著量子論告別了對實(shí)在本性的揭示、背叛了對真理的追求、失去了成為科學(xué)的資格嗎？當(dāng)前大力發(fā)展的二次量子革命對這些問題的回答無疑是否定的。這些問題的提出也表明，量子理論的發(fā)展向傳統(tǒng)的自然觀、理論觀、實(shí)在觀等提出的挑戰(zhàn)是多么巨大和何等嚴(yán)峻。
      
       “像是從一個人的腳下抽走了地基”，量子力學(xué)蘊(yùn)含的三大革命性哲學(xué)假設(shè)
      
       普朗克的“量子”概念足以與牛頓的“引力”概念導(dǎo)致的革命相媲美。牛頓力學(xué)的創(chuàng)立不只是標(biāo)志著自古希臘以來思辨科學(xué)的終結(jié)，而且還實(shí)質(zhì)性地影響了近代哲學(xué)的發(fā)展，比如，以休謨?yōu)榇淼慕?jīng)驗(yàn)論和以康德為代表的理性論，都是從牛頓力學(xué)中獲得啟迪，才提煉出各自的哲學(xué)體系。同樣，量子力學(xué)的建立也不只是標(biāo)志著人類撬開了不連續(xù)世界的大門，帶來許多過去無法知道的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)突破，而且也蘊(yùn)含著全新的哲學(xué)假設(shè)，從傳統(tǒng)的哲學(xué)觀念來看，這些哲學(xué)假設(shè)是離經(jīng)叛道的。
      
       在量子力學(xué)誕生的早期歲月里，新舊哲學(xué)觀念的較量，首先在物理學(xué)家中間展開。沒有這種較量，愛因斯坦等人就不會發(fā)表基于經(jīng)典實(shí)在觀來質(zhì)疑量子力學(xué)完備性的著名文章，薛定諤就不會在1935年提出量子糾纏概念；沒有這種較量，就不會出現(xiàn)關(guān)于量子力學(xué)的解釋之爭，玻姆就不會提出隱變量量子理論，具有劃時代意義的貝爾不等式也不會在1964年出現(xiàn)。物理學(xué)家關(guān)于如何理解量子力學(xué)及其內(nèi)稟特征的分歧，正是接受或不接受量子力學(xué)蘊(yùn)含的哲學(xué)假設(shè)的分歧。這些假設(shè)主要體現(xiàn)為下列三個方面。
      
       其一，概率因果性假設(shè)。原子世界是概率的，而不是決定論的，這是由量子概率的本性和薛定諤方程中波函數(shù)的概率解釋決定的。在量子力學(xué)中，求解方程只能得到關(guān)于測量結(jié)果的一種概率分布，而得不到物理量在測量之后的具體數(shù)值。量子概率既不是方法論上的權(quán)宜之計(jì)，也不是知識論上的無知表現(xiàn)，而是具有根本性。這意味著，我們對因果決定論的追求，是未經(jīng)審思便接受下來的常識觀念，不是不可動搖的絕對真理。
      
       其二，域境實(shí)在論假設(shè)。量子力學(xué)是對世界的整體性模擬，只表達(dá)了特定條件下的認(rèn)知內(nèi)容，而不是符合意義上的直接描述。這是由量子力學(xué)的理論體系決定的。在日常生活中，我們運(yùn)用的概念指向真實(shí)的對象本身，概念與對象具有一一對應(yīng)關(guān)系，由它們構(gòu)成的理論被認(rèn)為是對世界的描述。但在量子領(lǐng)域內(nèi)，諸如光子、電子之類的微觀粒子則是依賴于理論而存在的“實(shí)體”，通常被稱之為“理論實(shí)體”，是希爾伯特空間中的一種抽象實(shí)在，它們只是理論上的指稱，不是真實(shí)的指稱。它們和賦予其意義的理論與世界之間只具有同構(gòu)關(guān)系。
      
       其三，非分離的整體性假設(shè)。在量子領(lǐng)域內(nèi)，處于疊加態(tài)的兩個或多個粒子，完全失去了個體性，即使它們分開之后，也不能再被拆分為各個獨(dú)立的個體，而是始終被作為一個整體來對待。這是由量子態(tài)的疊加原理決定的，這是典型的量子效應(yīng)，被稱之為量子糾纏現(xiàn)象：意指相互糾纏的兩個粒子，即使遠(yuǎn)隔萬里，也能產(chǎn)生相互“影響”，這種影響是即時的，與時空距離無關(guān)，它們之間的關(guān)聯(lián)是一種純粹關(guān)聯(lián)，我們只有訴諸于數(shù)學(xué)，才能理解這種非分離的整體性，而不能根據(jù)傳統(tǒng)的因果相互作用來理解。
      
       這些哲學(xué)假設(shè)與我們的常識相違背。在經(jīng)典領(lǐng)域內(nèi)，我們通常認(rèn)為，自然界是連續(xù)的和因果決定論的，理論是對世界的正確描述，物體具有個體性或定域性，兩個相互作用過的物體，一旦分離開來，就會彼此獨(dú)立地存在。而在量子領(lǐng)域內(nèi)，這一切都不適用。為此，愛因斯坦深有體會地說，他為了使物理學(xué)的理論基礎(chǔ)與量子力學(xué)的知識相適應(yīng)所付出的一切努力徹底失敗了，這就像是從一個人的腳下抽走了地基，在任何地方也找不到可以立論的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)了。這道出了量子力學(xué)蘊(yùn)含的哲學(xué)假設(shè)的革命性。
      
       后經(jīng)驗(yàn)時代的科學(xué)哲學(xué)需要超越各種二分觀念，深入到科學(xué)家的創(chuàng)新活動中重新理解科學(xué)
      
       以建立量子力學(xué)的理論體系為標(biāo)志的第一次量子革命，雖然對20世紀(jì)科學(xué)哲學(xué)的發(fā)展已經(jīng)產(chǎn)生了深刻的影響，比如，普特南的內(nèi)在實(shí)在論、哈金的實(shí)體實(shí)在論、范·弗拉森的經(jīng)驗(yàn)建構(gòu)論、法因的自然本體論態(tài)度等，都在不同程度上與他們對量子力學(xué)新觀念的理解與吸收相關(guān)。但是，從他們各自闡述的哲學(xué)思想體系來看，他們依然是在邏輯經(jīng)驗(yàn)主義奠定的科學(xué)哲學(xué)范圍內(nèi)討論問題，這表明，這些影響還沒有促使他們從整體上產(chǎn)生出新的科學(xué)哲學(xué)范式。
      
       邏輯經(jīng)驗(yàn)主義是科學(xué)哲學(xué)的第一個流派，其標(biāo)志性的特征是，堅(jiān)持可證實(shí)性原則和拒斥形而上學(xué)，即認(rèn)為只能夠被經(jīng)驗(yàn)直接或間接證實(shí)的理論才是科學(xué)的。爾后的科學(xué)哲學(xué)是在批判邏輯經(jīng)驗(yàn)主義的過程中演進(jìn)的，雖然學(xué)派林立，觀點(diǎn)迥異，但大體上它們都是圍繞如何理解理論與經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系、理論與觀察的關(guān)系、以及理論實(shí)體的本體論地位等論題展開的。這些進(jìn)路繼承了近代以來經(jīng)驗(yàn)科學(xué)的思維方式。在經(jīng)驗(yàn)科學(xué)時代，實(shí)驗(yàn)不僅是不可錯的，并且還發(fā)揮著發(fā)現(xiàn)理論與檢驗(yàn)理論的雙重功能，實(shí)驗(yàn)具有的物質(zhì)性、能動性、可感知性以及可重復(fù)性，為經(jīng)驗(yàn)科學(xué)奠定了本體論化的實(shí)在論基礎(chǔ)。
      
       以量子力學(xué)的基本原理為技術(shù)資源的第二次量子革命的興起，不僅促使我們接受量子力學(xué)蘊(yùn)含的哲學(xué)假設(shè)，改變我們的傳統(tǒng)思維方式，而且意味著需要重建新的科學(xué)哲學(xué)范式。如果說，量子力學(xué)是一群物理學(xué)家在潛心解決實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與現(xiàn)有理論之間矛盾的過程中創(chuàng)造出來的話，那么，將非相對論的量子力學(xué)與相對論結(jié)合起來的當(dāng)代量子論的發(fā)展，則是物理學(xué)家基于統(tǒng)一理論的堅(jiān)定信念，在既沒有現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，也暫時看不到能被實(shí)驗(yàn)證實(shí)的可能性之前提下，進(jìn)行理論思維與概念創(chuàng)造的結(jié)果。這種發(fā)展趨向拉開了后經(jīng)驗(yàn)科學(xué)時代的帷幕。
      
       在后經(jīng)驗(yàn)科學(xué)時代，科學(xué)哲學(xué)需要為如何理解以數(shù)學(xué)化和模型化為特征的量子理論的科學(xué)性，提供論證方案和貢獻(xiàn)認(rèn)知智慧；需要將科學(xué)哲學(xué)的論域空間，從科學(xué)的辯護(hù)域境擴(kuò)展到科學(xué)的發(fā)現(xiàn)域境；從關(guān)注科學(xué)家的研究成果擴(kuò)展到關(guān)注科學(xué)家的直覺認(rèn)知能力；從關(guān)注理論理解擴(kuò)展到關(guān)注實(shí)踐理解；從關(guān)注科學(xué)史擴(kuò)展到關(guān)注科學(xué)創(chuàng)新；從理論反思的認(rèn)識論擴(kuò)展到基于行動感知的認(rèn)識論；從對理論知識的哲學(xué)探討擴(kuò)展到對科學(xué)創(chuàng)新的哲學(xué)理解；從關(guān)注理論與實(shí)驗(yàn)或觀察的關(guān)系擴(kuò)展到關(guān)注認(rèn)知能力與實(shí)踐的關(guān)系等。這些研究視域的擴(kuò)展和問題域的轉(zhuǎn)變將會帶來新的科學(xué)哲學(xué)范式。
      
       一言以蔽之，在以數(shù)學(xué)化為特征的后經(jīng)驗(yàn)科學(xué)時代，具有顛覆作用的科學(xué)創(chuàng)新是科學(xué)家基于長期的科學(xué)實(shí)踐，在深度嵌入到問題域中，獲得的具有穿透力和前瞻性的直覺認(rèn)知，是無法追溯因果鏈條的具有原創(chuàng)性的認(rèn)知飛躍。因此，后經(jīng)驗(yàn)時代的科學(xué)哲學(xué)需要超越各種二分觀念（比如，理論與觀察二分、主體與客體二分等），深入到科學(xué)家的創(chuàng)新活動中重新理解科學(xué)。
      
       （作者為上海社科院哲學(xué)所副所長、研究員）

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