1、反对物理学中的主观主义:量子力学和趋向性 作者:[英]卡尔·波普尔
对20世纪的学术思想的影响,几乎没有一个伟大人物可与恩斯特·马赫相比拟。他影响了物理学、生理学、心理学、科学哲学以及纯(或思辨)哲学。他影响了爱因斯坦、玻尔、海森堡、威廉·詹姆士、伯特兰·罗素——这里只提及几个人的名字。马赫不是一个伟大的物理学家,但他是一个伟大的人物、一个伟大的科学史家和科学哲学家。作为一个生理学家、心理学家和科学哲学家,他持有我所同意的许多重要的和具独创性的观点。例如他在知识理论上、在心理学和生理学领域,尤其是在感觉的研究方面,是一个进化论者。他批判形而上学,但他对承认甚至强调形而上学思想必须成为物理学家甚至实验物理学家的指路灯又持十分容忍的态度。因此他在《热学原理》中关于焦耳写道:
当涉及一般(哲学)问题(马赫在前面几页称之为“形而上学的”问题)时,焦耳几乎沉默不语。但是只要他发言,他的意见就同迈耶的十分相似。而且确实人们无可怀疑,这些多方面的实验研究,全都具有相同的目的,只有一个受伟大的和哲学上最深刻的世界观启发的人才能进行。
这一段话是十分引人注目的,因为马赫先前出版了一本书:《感觉的分析》,他在其中写道,“我的方法清除了全部形而上学问题,”而且“我们所能知道的世界的一切必然表现在感觉中”(或感觉材料,“Sinnesempfindungen”)。
不幸的是,无论是他的生物学观点,还是他对形而上学的容忍,对我们世纪的思想都没有很大影响,大有影响的——尤其是对原子物理学——是他的反形而上学偏执。这种偏执与他的感觉理论结合在一起。马赫对新的一代原子物理学家的影响变得如此令人折服,确实是历史的嘲弄。因为他是一个原子论和物质“粒子”理论的激烈反对者,他和贝克莱一样认为这种理论是形而上学的。
马赫实证主义的哲学影响主要是通过青年爱因斯坦传播的。但是爱因斯坦离开了马赫实证主义,部分是因为他对马赫实证主义的某些推断感到震惊;而下一代才华横溢的物理学家,其中有玻尔、泡利和海森堡,不仅看出了而且热情地接受了这些推断:他们成了主观主义者。但是爱因斯坦从马赫实证主义撤离得太迟了。物理学已成为主观主义哲学的堡垒,并且一直如此。
然而在这种发展后面,有两个与量子力学和时间理论有关的严重问题,以及一个我认为不那么严重的问题,即主观主义的熵理论问题。
随着量子力学的兴起,大多数年轻的物理学家深信,量子力学与统计力学不一样,它不是系统的理论,而是单个基本粒子的力学理论。(在经过一些时间的动摇后我也接受了这个观点。)另一方面,他们也深信,量子力学与统计力学一样,它是概率的理论。作为基本粒子的力学理论,量子力学有客观的方面。作为概率理论,它又有(或他们认为有)主观的方面。因此量子力学是一种把客观方面和主观方面结合起来的完全新型的基本理论。这就是量子力学的革命性质。
爱因斯坦的观点则与此不同。他认为,像统计力学那样的概率理论是极有趣、极重要也极优美的。(在早期,他对概率理论作出了一些关键性的贡献。)但是概率理论既不是基本的物理理论,也不是客观的,而是带有主观性的理论,是由于我们知识的不完备性质而必须引入的理论。由此得出结论,量子力学尽管有它卓越之处,它不是一个基本的理论而是一个不完备的(因为它的统计学性质表明它用不完备的知识工作)理论,而我们必须探索的客观的或完备的理论不是一种概率的理论,而是一种决定论的理论。
可以看出这两种观点有一点是共同的。它们都认为,一种概率的或统计学的理论由于某种原因利用我们的主观知识或知识的缺乏。
如果我们考虑到那时(20年代末)讨论的惟一客观主义的概率诠释是频率诠释,对此就能够很好理解了。(频率诠释由维恩、冯·米塞斯、赖辛巴赫,后来还有我以不同的形式提出)。频率理论认为,存在着有关大量现象的客观问题和相应的客观答案。但是他们不得不承认,每当我们谈到作为某一大量现象要素的单个事件的概率时,客观性就成问题了;因此完全可以断言,就单个事件而言,例如一个光子的发射,概率只是对我们无知的评价。因为如果这类事件重复许多次的话,客观概率告诉我们的只是平均发生的事,关于单个事件本身,客观的统计性概率什么也没有说。
对20世纪的学术思想的影响,几乎没有一个伟大人物可与恩斯特·马赫相比拟。他影响了物理学、生理学、心理学、科学哲学以及纯(或思辨)哲学。他影响了爱因斯坦、玻尔、海森堡、威廉·詹姆士、伯特兰·罗素——这里只提及几个人的名字。马赫不是一个伟大的物理学家,但他是一个伟大的人物、一个伟大的科学史家和科学哲学家。作为一个生理学家、心理学家和科学哲学家,他持有我所同意的许多重要的和具独创性的观点。例如他在知识理论上、在心理学和生理学领域,尤其是在感觉的研究方面,是一个进化论者。他批判形而上学,但他对承认甚至强调形而上学思想必须成为物理学家甚至实验物理学家的指路灯又持十分容忍的态度。因此他在《热学原理》中关于焦耳写道:
当涉及一般(哲学)问题(马赫在前面几页称之为“形而上学的”问题)时,焦耳几乎沉默不语。但是只要他发言,他的意见就同迈耶的十分相似。而且确实人们无可怀疑,这些多方面的实验研究,全都具有相同的目的,只有一个受伟大的和哲学上最深刻的世界观启发的人才能进行。
这一段话是十分引人注目的,因为马赫先前出版了一本书:《感觉的分析》,他在其中写道,“我的方法清除了全部形而上学问题,”而且“我们所能知道的世界的一切必然表现在感觉中”(或感觉材料,“Sinnesempfindungen”)。
不幸的是,无论是他的生物学观点,还是他对形而上学的容忍,对我们世纪的思想都没有很大影响,大有影响的——尤其是对原子物理学——是他的反形而上学偏执。这种偏执与他的感觉理论结合在一起。马赫对新的一代原子物理学家的影响变得如此令人折服,确实是历史的嘲弄。因为他是一个原子论和物质“粒子”理论的激烈反对者,他和贝克莱一样认为这种理论是形而上学的。
马赫实证主义的哲学影响主要是通过青年爱因斯坦传播的。但是爱因斯坦离开了马赫实证主义,部分是因为他对马赫实证主义的某些推断感到震惊;而下一代才华横溢的物理学家,其中有玻尔、泡利和海森堡,不仅看出了而且热情地接受了这些推断:他们成了主观主义者。但是爱因斯坦从马赫实证主义撤离得太迟了。物理学已成为主观主义哲学的堡垒,并且一直如此。
然而在这种发展后面,有两个与量子力学和时间理论有关的严重问题,以及一个我认为不那么严重的问题,即主观主义的熵理论问题。
随着量子力学的兴起,大多数年轻的物理学家深信,量子力学与统计力学不一样,它不是系统的理论,而是单个基本粒子的力学理论。(在经过一些时间的动摇后我也接受了这个观点。)另一方面,他们也深信,量子力学与统计力学一样,它是概率的理论。作为基本粒子的力学理论,量子力学有客观的方面。作为概率理论,它又有(或他们认为有)主观的方面。因此量子力学是一种把客观方面和主观方面结合起来的完全新型的基本理论。这就是量子力学的革命性质。
爱因斯坦的观点则与此不同。他认为,像统计力学那样的概率理论是极有趣、极重要也极优美的。(在早期,他对概率理论作出了一些关键性的贡献。)但是概率理论既不是基本的物理理论,也不是客观的,而是带有主观性的理论,是由于我们知识的不完备性质而必须引入的理论。由此得出结论,量子力学尽管有它卓越之处,它不是一个基本的理论而是一个不完备的(因为它的统计学性质表明它用不完备的知识工作)理论,而我们必须探索的客观的或完备的理论不是一种概率的理论,而是一种决定论的理论。
可以看出这两种观点有一点是共同的。它们都认为,一种概率的或统计学的理论由于某种原因利用我们的主观知识或知识的缺乏。
如果我们考虑到那时(20年代末)讨论的惟一客观主义的概率诠释是频率诠释,对此就能够很好理解了。(频率诠释由维恩、冯·米塞斯、赖辛巴赫,后来还有我以不同的形式提出)。频率理论认为,存在着有关大量现象的客观问题和相应的客观答案。但是他们不得不承认,每当我们谈到作为某一大量现象要素的单个事件的概率时,客观性就成问题了;因此完全可以断言,就单个事件而言,例如一个光子的发射,概率只是对我们无知的评价。因为如果这类事件重复许多次的话,客观概率告诉我们的只是平均发生的事,关于单个事件本身,客观的统计性概率什么也没有说。