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闲聊波尔与爱因斯坦的物理学本质之争
送交者: 星辰的翅膀 2010年02月28日23:58:17 于 [教育学术] 发送悄悄话

波尔在二十世纪初是量子力学的开拓者之一,哥本哈根学派的主心骨和物理学研究的巨匠,而爱因斯坦就不用介绍了,简直就是科学的象征,是牛顿之后最伟大的物理学家。但是,这两个伟大的物理学家对于物理学的本质有着完全不同的理念,两个人生前在任何可能的场合进行过激烈却很有启发的争论。

波尔说:It is wrong to think that the task of physics is to find out how nature is. Physics concerns what we can say about nature. 翻译过来就是:那种认为物理学的任务是发现大自然的本质的观念是错误的。物理学只关心我们如何描述大自然。即:物理学的任务不是去发现自然之本质,而只是描述自然的表现。

爱因斯坦说: Physics is an attempt conceptually to grasp reality as it is thought independently of its being observed. In this sense one speaks of physics reality. 翻译过来就是:从概念上讲,物理学致力于把握实在,而实在是不依赖于(人的)观察的。从这种意义上,人可以谈论物理实在。

这里,我就谈谈我的观点。俺是一个小人物,但是小人物不是也可以充当一把裁判吗?你看,奥运会冠亚军决赛,裁判们哪个是网球冠军或者乒乓冠军?或者,很多人写影评,对影星指手画脚,但谁说必须是导演才有资格评价电影的优劣,或者必须是影星才能评判演员的技艺?何况,波尔和爱因斯坦争论的物理学的本质这样一个哲学问题,而不是专门的物理学知识。对于哲学问题,就像政治问题,人人都可以插一嘴。具体这一嘴是高见还是老生常谈,甚至低俗不堪,那就需要你来作裁判了。

根据我对上述两人观点的理解,波尔认为人不能通过物理学知道物质的本质(reality),因为物理学只能描述物质相对于人的现象。相反,爱因斯坦认为物理学就是追求物质的本质,而物质的本质是不依赖于人这个观察者的。

这让我联想到很早以前,我和同学的一个争论。那时,我们刚学了电子在电场中的运动。我困惑于我们看不到电子,也闻不到电子的味道,嘿嘿,只能从电子在电场中的运动轨迹而观察到一种现象。电子到底是一种物质还是一种性质?当时,我的观点就是电子是一种性质,而不是一种物质。十几岁的少年人,争的面红耳赤。现在想起来,这个争论实质上就是波尔和爱因斯坦要争论的问题,那时的我还没有学量子物理,不知道波尔是谁,却支持波尔的观点,即我们不知道电子的本质是什么,我们只能谈论电子的性质。

后来,我和同学还有另外一个争论,究竟该用“发现”还是“发明”电视机,当然他认为是“发明”电视机,因为电视机原来不存在。而我认为该用“发现”电视机。当时,正学辩证唯物主义,认为自然规律是不依赖于人的意志的客观存在。那么,我想,既然是“发现”而不是“发明”自然规律,那么电视机原理也是被“发现”的,因为与这个原理不过是各种自然规律的排列组合。“发现”了电视机原理,再“发现”实现这个原理的工序,电视机就被“发现”出来,而不是被发明的。电视机的改进仅仅是“发现”了另外一种自然规律应用的排列组合(工序)。所以,不存在任何“发明”,不过都是“发现”罢了。既然每一条物理规律是客观实在,为什么各种物理规律的排列组合应用不是客观存在的?看,在这场争论中,我又支持了爱因斯坦的观点,即我们可以发现物理实在,而且除了物理实在就没有什么别的,连自然规律的排列组合都是物理实在,嘿嘿。(排列组合很多,意味着人有选择,也就是人有自由,有自由就有发明。所谓发明,也就是“发现”了一种排列组合,嘿嘿。因此,没有“发明”只有发现。但人的自由,就是一个哲学宗教问题了。)

其实,哲学家康德早就讨论过现象和本质的问题。他认为:物自体在彼岸世界,我们在此岸世界,我们永远不可能完全知道彼岸世界。因为本质界和现象界之间存在人类无法逾越的鸿沟。人知道彼岸世界的一些知识,那就是先验知识,是上帝赋予人大脑的,比如逻辑、语言的能力、数学知识等等。因此,康德的几本“理性的批判”探讨了人类理性的范围。在启蒙运动企图在思想领域剔除宗教信仰的狂轰乱炸中,康德慢条斯理地阐述了理性的有限,理性无法消除宗教信仰存在的理由。(这是我对康德哲学的理解,不保证准确,嘿嘿)。

举个具体的例子来说明康德这种思想。你知道你自己的高度吗?简单的人会说,这很简单,拿个尺子来量一下就行了。善于思考的人会问,你拿那种尺子来量呢?你拿一个普通的尺子来量得到一个数字,精度在毫米量级;你拿游标卡尺来量得到另外一个数,精度在微米级;你拿更准的测量方法,比如激光,也许你能得到纳米(10^-9米)量级的长度。这几个测量数字都不一样,那么你“到底”有多高?

更善于思考的人就问了,这个“到底”是什么意思?如果“到底”是“本质上”或者“不依赖于观察者的客观实在”的意思,我会说你根本就没有“本质上”的高度,因为在微观尺度上,你的分子结构在随机变化,也就是你的高度是随机变化的。但现实是,我们都会报出自己的高度,因为一般的尺子测量的高度已经够用了,不妨碍你结婚当兵什么的。

这个“够用”的说法,恰恰说出了物理学的本质,这符合波尔的观点,即我们不能谈论物理实在,只能试着描述物理现象,而描述物理现象的物理理论“够用”就行了。这在哲学上应该归结为实用主义吧。科学技术本质上不就是实用主义的吗?

其实,物理学没有更高尚的目的,就是为了追求足够简单实用的模型来描述物理现象。古时,人们日出而作,日落而息就够了;现在你需要一只表,来安排你的工作生活,就“够用”了;要是发射飞船需要原子钟才“够用”。广义上讲,任何科学都是一种“够用”的模型,当模型不“够用”的时候,就遇见了科学的危机,需要产生新的模型来“描述”自然现象。

但赞成爱因斯坦的人们,把一个本来用来描述自然现象的物理学模型转变成了一种物理实在。他们称这种物理实在是一种脱离人的感官的、不依赖于人的“本质”存在。在物理学领域,他们对比较成功的物理模型比如广义相对论的信心之大,以至于他们认为这些模型不仅放之四海而皆准,而且从亘古到永远都成立,因为他们认为自己找到了“物理实在”。

过去,我赞成发现相对论的爱因斯坦的物理理论的绝对本质论,但现在我完全赞成波尔的物理理论的相对现象论,即物理理论只是人用来“描述”物理现象的模型,不是一种客观实在。

在物理学领域,任何知识都依赖于人的感官,而感官观察到的现象界永远达不到事物的本质界。因为,询问“电子是什么”这样的本体论问题不是物理学问题,而是形而上学问题,即超越物理学的问题(meta-physics)。在物理学中,只能问“电子有什么性质”。而人有追求本质或者真理的内在属性,因此物理学绝对无法满足人类的所有需要。本质上讲,物理学只针对人的肉体需要,“够用”就好。

写到这里,发现了一个问题:信仰上帝的人们都倾向于爱因斯坦的物理理论的绝对本质论,认为是上帝立定了自然规律,因为自然规律的存在暗示了上帝的存在。我想,自然规律的存在是科学必须坚持的公理,也是上帝存在的一种证明。我们人类可以用我们的理性去探求上帝造这个世界的秘密,但我们毕竟是有限的人,我们只能用有限的模型来描述自然规律。没有任何动物,只有人才有这个能力去揣测上帝的作为,因为圣经说“人是有着上帝形象的有灵的活物”。物理模型是人类理性的结晶,但不代表上帝全部的伟大创造,因此任何模型都有其局限性,都有适用范围。我们有限的模型一步步趋向绝对的实在,但需要保持谦卑承认任何模型都是近似的,都仅仅是一种描述的模型,而不是绝对的物理实体。那种把物理模型无限制推广甚至用来否认上帝的做法,是一种物理理论崇拜,从根本上是违反科学精神的。

现代的人们承认本质的存在,虽然我们永远无法知道本质,讨论事务的本质是形而上学问题。后现代的人们讨厌形而上学,连本质的存在都给否定了,认为只有现象,没有本质。否定了事物本质,就否定了上帝或者真理的存在。所以,后现代不承认任何绝对,只承认相对;不承认本质,只承认现象。表面上,后现代尊重每一个人对世界的观察和感受,但由于没有一个绝对的参照系,任何价值体系都建立不起来。后现代现象其实是文明解体的症状,因为价值体系是文明的核心结构。

宗教信仰的人们承认事物本质的存在,同时承认自己的有限达不到认识本质,除非上帝启示,因此真理只能是上帝启示的真理。没有上帝就没有任何真相,因为我们都是“不明真相者”,连自己的身高都不知道“到底”是多少。这样说来,科学主义者把科学模型当成真理了,以为自己全知全能了,是偶像崇拜;后现代是自我中心的无神论宗教信仰者;而信仰上帝的人们才是“中庸”之道的持守者。(中国春秋战国之后简直就是一个后现代的社会,这个以后再聊。)

最后,以我隐约记得的一首歌德的诗结束我的思考:

辽阔宇宙,宏伟人生。

日复一日,循环往复。

忠于守旧,而又乐于迎新,

啊,这样我们又前进一程!

注:我从一本“宇宙之谜”的书的首页读到这首诗,很喜欢但时隔太久,不保证记忆无误。

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  完了,俺信爱因斯坦,不信上帝,怎么办?  /无内容 - km 03/02/10 (117)
    那咱们在地狱里作个伴儿吧  /无内容 - pzzdm.com 03/02/10 (81)
    康德永远不过时,你没有理解宗教 - 星辰的翅膀 03/01/10 (137)
      在人类生活的环境里不存在不过时的东西,因为 - 西岸 03/02/10 (121)
      还有永远不过时的东西啊!怪不得有人拿两千年的旧书当宝  /无内容 - pzzdm.com 03/02/10 (110)
    How do you define "weak - vv1111 03/01/10 (130)
      呵呵,建议你去找原文看看 - 西岸 03/01/10 (131)
        You 是用辩证逻辑替代形式逻辑来蒙人 - vv1111 03/01/10 (147)
          看看,这就是人们为什么很难与教徒讲逻辑 - 西岸 03/01/10 (154)
            您连形式逻辑都很差 - vv1111 03/01/10 (168)
              教徒的机械理解 - pzzdm.com 03/01/10 (133)
                跟你这样的流氓辩论,我感到有失身份  /无内容 - vv1111 03/01/10 (101)
                  被教徒骂的感觉真好!哈哈。原来幸福就这样简单。  /无内容 - pzzdm.com 03/01/10 (102)
                    有空别忘了读一下俺的经典之作"圣经的由来“  /无内容 - pzzdm.com 03/01/10 (120)
                      你那泡狗屎你还是自己闻吧  /无内容 - vv1111 03/01/10 (104)
                        天哪!你说耶和华是从狗屎里跳出来的?高!佩服佩服!  /无内容 - pzzdm.com 03/01/10 (119)
                          这么大胆的教徒真是不可多得啊!  /无内容 - pzzdm.com 03/01/10 (99)
          教徒都被蒙了2000年还提蒙人?笑死了!  /无内容 - pzzdm.com 03/01/10 (107)
      He meant "weirdo minded"  /无内容 - pzzdm.com 03/01/10 (108)
    其实康德这段话的误区是 - 西岸 03/01/10 (181)
    你们还有点羞耻心吗?  /无内容 - laobai 03/01/10 (106)
      说起教育,现代大学也源自于中世纪的神学院 - 国家 03/01/10 (109)
        那是因为当时教会垄断了教育资源和权力,就好似 - 摩诃笨蛋 03/01/10 (99)
        虽然如此,但是现代大学哪一所还在以神学院为主? - pzzdm.com 03/01/10 (102)
      现代科学源自基督教信仰,不懂得基督教谈科学不是迷信是什么  /无内容 - 国家 03/01/10 (126)
        现代科学源于基督教?哈哈!白痴了吧。源于希腊罗马 - pzzdm.com 03/01/10 (136)
  我说的中国人不包括你。  /无内容 - aa881 03/01/10 (149)
    哈哈,教徒也就被芙蓉这种人赞赏,赶紧同流合污吧!  /无内容 - pzzdm.com 03/01/10 (106)
      没大脑的芙蓉遇见有大脑不用的教徒,惺惺相惜啊!  /无内容 - pzzdm.com 03/01/10 (101)
    你这一套也太娘们气了吧?你怎得没廉耻呢?  /无内容 - laobai 03/01/10 (108)
      你们臭味相投!所谓王八看绿豆 - laobai 03/01/10 (119)
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