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量子力学的核心理论

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量子力学的核心理论范文第1篇

量子力学是当代科学发展中最成功、也是最神秘的理论之一。其成功之处在于,它以独特的形式体系与特有的算法规则,对原子物理学、化学、固体物理学等学科中的许多物理效应和物理现象作出了说明与预言,已经成为科学家认识与描述微观现象的一种普遍有效的概念与语言工具,同时也是日新月异的信息技术革命的理论基础;其神秘之处在于,与其形式体系的这种普遍应用的有效性恰好相反,量子物理学家在表述、传播和交流他们对量子理论的基本概念的意义的理解时,至今仍未达成共识。量子物理学家在理解和解释量子力学的基本概念的过程中所存在的分歧,不是关于原子世界是否具有本体论地位的分歧,而是能否仍然像经典物理学理论那样,把量子理论理解成是对客观存在的原子世界的正确描述之间的分歧。

在量子力学诞生的早期岁月里,这些分歧的产生主要源于对量子理论中的波函数的统计性质的理解。因为量子力学的创始人把量子力学理解成是一种完备的理论,把量子统计理解成是不同于经典统计的观点,在根本意义上,带来了量子力学描述中的统计决定性特征。而理论描述的统计决定性与物理学家长期信奉的因果决定论的实在论研究传统相冲突。在当时的背景下,对于那些在经典物理学的熏陶下成长起来的许多传统物理学家而言,对量子力学的这种理解是难以容忍的。这些物理学家仍然坚持以经典实在观为前提,希望重建对原子对象的因果决定论的描述。这种观点认为,现有的量子力学只是临时的现象学的理论,是不完备的,将来总会被一个拥有确定值的能够解决量子悖论的新理论所取代。量子哲学家普遍地把这种实在论称之为定域实在论,或者称为非语境论的实在论。从EPR悖论到贝尔定理的提出正是沿着这一思路发展的。这种观点把量子论中的统计决定论与经典实在论之间的矛盾,理解成是量子论与传统实在论之间的矛盾。

但是,自从1982年阿斯佩克特等到人完成的一系列实验,没有支持定域隐变量理论的预言,而是给出了与量子力学的预言相一致的实验结果以来,量子论与传统实在论之间的矛盾焦点,由对量子理论中的统计决定性特征的质疑,转向了对更加基本的量子测量过程中的“波包塌缩”现象的理解。因为量子测量问题是量子理论中最深层次的概念问题。冯诺意曼在本体论意义上引入量子态的概念来表征量子实在的作法,直接导致了至今难以解决的量子测量难题。到目前为止,所有的量子测量理论都是试图站在传统实在论的立场上,对量子测量过程作出新的解释。玻姆的本体论解释在承认量子力学的统计性特征,把量子世界看成是由客观的不确定性、随机性和量子纠缠所支配的世界的前提下,通过假设非定域的隐变量的存在,寻找对量子测量过程的因果性解释。量子哲学家把这种实在论称为非定域的实在论。[1] 多世界解释在承认现有的量子力学的形式体系和基本特征是完全正确的前提下,通过多元本体论的假设来对具有整体性特征的量子测量过程作出整体论的解释。量子哲学家把这种实在论称为非分离的实在论。[1]

量子测量现象的非定域性和非分离性所反映的是量子测量过程的整体性特征。问题是,相对于科学哲学研究而言,如果把量子测量系统理解成是一个包括观察者在内的整体,我们将永远不可能在观察者与被观察系统之间作出任何形式的分割。而观察者与被观察系统之间的分界线的消失,将会使我们在不考虑观察者的情况下,对物理实在进行客观描述的梦想彻底地破灭。这是因为,一方面,如果我们认为量子力学的形式体系是正确而完备的理论,那么,就能够用量子力学的术语描述包括观察者在内的整个测量过程。这时,观察者成为整个测量系统中的一个组成部分参与了测量中的相互作用;另一方面,如果我们仍然渴望像以可分离性假设为基础的经典测量那样,在以整体性假设为基础的量子测量系统中,也能够得到确定而纯客观的测量结果,那么,他们必须要在观察者与被观察的量子系统之间作出某种分割,观察者才有可能站在整个测量系统之外进行观察。然而,在量子测量的具体实践中,这个重要的“阿基米德点”是永远不可能得到的。因为对量子测量系统进行的任何一种形式的分割,都必然会导致像“薛定谔猫”那样的悖论。这样,关于量子论与实在论之间的矛盾事实上转化为,在承认量子力学的统计性特征的前提下,如何解决量子测量的整体性与传统实在论之间的矛盾。

以玻尔为代表的传统量子物理学家在创立了量子力学的形式体系之后,并不追求从量子测量现象到量子本体论的超越中提供一种本体论的理解。而是在认识论和现象学的意义上做文章。玻尔认为,观察的“客观性”概念的含义,在原子物理学的领域内已经发生了语义上的变化。在这里,客观性不再是指对客体在观察之前的内在特性的揭示,而是具有了“在主体间性的意义上是有效的”这一新的含义。这种把“客观性”理解成是“主体间性”的观点,在认识论意义上,所隐藏的直接后果是,使“客观性”概念失去了与“主观性”概念相对立的基本含义,从而使量子力学成为支持科学的反实在论解释的一个重要的立论依据。与此相反,近几十年发展起来的多世界解释,试图以多元本体论的假设为前提,恢复对客观性概念的传统理解;玻姆的本体论解释则是以粒子轨道与真实波的二元论假设为代价,把测量过程中的整体性特征归结为是量子势的性质。这两种解释虽然在理解量子测量现象时坚持了传统实在论的立场。但是,这些立场的坚持是以在量子力学中增加某些额外的假设为代价的。这正是为什么近几十年来,反思与研究量子力学与量子测量的概念基础问题,成为不计其数的论著和论文所讨论的中心论题的主要原因所在。

到目前为止,在量子物理学家的心目中,微观客体的非定域性特征和量子测量的非分离性特征已经成为不争的事实。如果我们站在科学哲学的立场上,像当初接受量子统计性一样,也接受量子力学描述的微观系统的这种整体性特征。那么,量子测量过程中被测量的系统与测量仪器(包括观察者在内)之间的整体性关系将会意味着,在微观领域内,我们所得到的知识,事实上,总是与观察者密切相关的知识。这个结论显然与长期以来我们所坚持的真理符合论的客观标准不相容。因此,接受量子力学的整体性特征,就意味着放弃真理符合论的标准,需要对传统实在论的核心概念——理论和真理的性质与意义——进行重新理解。这样,现在的问题就变成是,能否在接受量子力学的统计性和整体性特征的前提下,阐述一种新的实在论观点呢?如果答案是否定的,那么,科学实在论将永远不可能得到辩护;如果答案是肯定的,那么,与理论的整体性特征相协调的实在论是一种什么样的实在论呢?这正是本文所关注的主要问题所在。

2.认识论教益:隐喻思考与模型化方法的突现

自近代自然科学产生以来,公认的传统实在论的观点是建立在宏观科学知识基础之上的一种镜像实在论。在宏观科学的研究领域内,观察者总是能够站在整个测量系统之外,客观地获得测量信息。在有效的测量过程中,测量仪器对测量结果的干扰通常可以忽略不计。测量结果为理论命题的真假提供了直接的评判标准,使命题和概念拥有字面表达的意义(literal meaning)或非隐喻的意义和指称。因此,镜像实在论是以观察命题的真理符合论为前提的。

真理符合论的最实质性的内容是,坚持命题与概念同实际的事实相符合。长期以来,科学家一直把这种观点视为是科学研究活动的价值基础。

维特根斯坦在其著名的《逻辑哲学导论》一书中,把真理的这种符合论观点表述为:就像唱片是声音的画像并具有声音的某些结构一样,命题所描述是事实的画像,并具有与事实一致的结构。因为用语言来思考和说话,就是用语言来对事实作逻辑的模写,它类似于画家用线条、色彩、图案来描绘世界上的事物。所以,用语言描述的图象与世界的实际图象之间具有同构性。1933年,塔尔斯基对这种真理观进行了定义。在当前科学哲学的文献中,人们习惯于用“雪是白的”这一命题为例,把塔尔斯基对真理的定义形象地表述为:“雪是白的”是真的,当且仅当,雪是白的。

普特南把塔尔斯基对真理的这种定义概括为“去掉引号的真理论”。塔尔斯基认为,要想使“‘雪是白的’是真的”,这个句子本身成真,当且仅当,“雪是白的”这个事实是真实的,即我们能够得到“雪是白的”这一经验事实。这个看似简单的句子隐含着两层与常识相一致的符合关系:第一层的相符合关系是,语言表达的命题与实际事实相符合;第二层的相符合关系是,观察得到的事实与真实世界相符合。在日常生活中,像“雪是白的”这样的经验事实是非常直观的,只要是一个正常的人,都有可能看到“雪确实是白色的”这个实际存在的事实。因此,人们对它的客观性不会产生任何怀疑,能够作为“‘雪是白的’是真的”这个句子的成真条件。

然而,量子力学揭示出的微观测量系统中的整体性特征,既限制了我们对这种理想知识的追求,也向传统的客观真理标准的价值观提出了挑战。这是因为,在量子测量的过程中,对命题的这种理想的描述方式和对对象的如此单纯的观察活动,已经不再可能。以玻尔为代表的许多物理学家虽然在量子力学诞生的早期就已经意识到这一点。但是,在科学哲学的意义上,他们在抛弃了真理符合论之后,却走向了认识论的反实在论;冯诺意曼的测量理论以真理符合论为基础,要求在观察者与测量仪器之间进行分割的做法,直接导致了量子测量中的“观察者悖论”;现存的非分离与非定域的实在论解释,也是以真理符合论为基础,在量子力学的形式体系中增加了某些难以令人接受的额外假设,来解决量子测量难题。从哲学意义上看,这种借助于额外假设来使量子力学与实在论相一致的作法并没有唯一性。它不过是借助于各种哲学的想象力来解决量子测量难题而已。

由此可见,量子测量难题的产生,实际上是以真理符合论为基础的传统实在论的观点,来理解量子测量过程的整体性特征所导致的。现在,如果我们像放弃经典的绝对时空观,接受相对论一样,也放弃真理符合论的实在论,接受现有的量子力学。那么,在当代科学哲学的研究中,我们需要以成功的量子力学带给我们的认识论教益为出发点,对理论、概念和真理的性质与意义作出新的阐述。量子力学所揭示的微观世界与宏观世界之间的最大差异在于,我们对微观世界的内在结构的认知,不可能像对宏观世界的认知那样,使观察者能够站在整个测量语境的外面来进行。

这就像盲人摸象的故事一样,不同的盲人从大象的不同部位开始摸起,最初,他们所得到的对大象的认识是不相同的,因为每个人根据自己的触摸活动都只能说出大象的某一个部分。只有当他们摸完了整个大象时,他们才有可能对大象的形状作出客观的描述。然而,虽然他们对大象的描述始终是从自己的视角为起点的,并建立在个人理解的基础之上。但是,不可否认的是,他们的触摸活动总是以真实的大象为本体的。在微观领域内,量子世界如同是一头大象,物理学家如同是一群盲人,有所区别的是,物理学家对微观世界的认识不可能是直接的触摸活动,而只能借助于自己设计的测量仪器与对象进行相互作用来进行。在这个相互作用的过程中,包括观察者在内的测量语境成为联系微观世界与理论描述之间的一个不可分割的纽带。

如果把这种量子力学的这种整体性思想延伸外推到一般的科学哲学研究中,那么,可以认为,科学家所阐述的理论事实上是一个产生信念的系统。科学家借助于模型化的理论,把他们对世界的认知模拟出来。理论模型所描述出的世界与真实世界之间的关系是一种内在的、整体性的相似关系。这种相似分为两个不同的层次:其一,在特定的语境中,模型与被模拟的世界在现象学意义上的初级相似。这种相似是指,在这个层次上,我们只是能够通过某些关系把现象描述出来,但是,对现象之所以发生的原因给不出明确的说明;其二,在特定的语境中,模型与被模拟的世界在认识论意义上的高级相似。这种相似是指,理论模型达到了与真实世界的内在结构与关系之间的相似。所以,现象学意义上的相似最后会被成熟理论所描述的认识论意义上的结构相似所包容或修正。

这两个层次之间的相似关系是建立在经验基础之上的,而不是建立在逻辑或先验的基础之上。这样,虽然科学家在建构理论模型的过程中,总是不可避免地存在着许多非理性的因素。但是,在根本的意义上,他们的建构活动是以最终达到使理论描述的可能世界与真实世界之间的结构与关系相似为目的的。因此,测量语境的存在成为科学家建构活动的一个最基本的制约前提。建构理论模型的活动是一种对世界的认知活动。建构活动中的虚构性将会在与公认的实验事实的比较中不断地得到矫正,直至达到与真实世界完全一致为止。或者说,在一定的语境中,当从理论模型作出的预言在经验意义上不断地得到了证实的时候,类比的相似性程度将随之不断地得以提高;当科学共同体能够依据理论模型所描述的可能世界的结构来理解真实世界时,相似性关系将逐渐地趋向模型与世界之间的一致性关系。

在这种理解方式中,真理是物理模型与真实世界之间的相似关系的一种极限,是在一定的语境中完善与发展理论的一个最终结果。这样,在科学研究中,真理成为科学研究追求的一个最终目标,而不是科学研究的逻辑起点。或者说,把真理理解成是在科学的探索过程中,成熟的物理模型与世界结构之间达成的一致性关系。对真理的这种理解,使过去追求的客观真理变成了与语境密切相关的一个概念。超出理论成真的语境范围,真理也就失去了存在的前提和价值。这样,与玻尔把理论的客观性理解成是主体间性的观点所不同,本文是通过改变对真理意义的理解方式,挽救了理论的客观性。

如果把科学活动理解成是对世界的模拟活动,那么,在理论的建构活动中,科学理论的概念与术语所描述出的可能世界,只在一定的语境中与真实世界具有相似性。所以,相对于不可能被观察到的真实世界而言,科学的话语(scientific discourses)将不再具有按字面所理解的意义,而是只具有隐喻的意义。只有当理论与世界之间的关系趋向于一致性关系时,对某些概念的隐喻性理解才有可能变成字面语言的理解。所以,在科学研究的活动中,研究对象越远离日常经验,科学话语中的隐喻成份就越多。这也许是为什么在量子理论产生的早期年代,物理学家在理解微观现象时,不可能在微观对象的粒子性和波动性之间作出任何选择的原因所在。实际上,微观粒子的波——粒二象性概念只是在现象学意义上的一种典型的隐喻概念,它们并不拥有概念的字面意义,而只具有隐喻的意义。因此,它们不是对真实世界的基本结构的实际描述。正如惠勒的“延迟实验”所揭示的那样,物理学家不可能选择用其中的一类图象来解释另一类图象。只有当关于微观世界的内在结构在可能世界的模型中得到全部模拟时,原来的波——粒二象性的概念才被一个更具有普遍意义的新的量子态概念所取代。

如果科学语言只具有隐喻的意义,科学理论所描述的是可能世界,那么,物理学家对测量现象的描述,也只是一种隐喻描述,而不是非隐喻的按照字义所理解的描述。这种描述既依赖于观察者的背景知识,也依赖于当时的技术发展的水平。就像格式塔心理学所阐述的那样,同样的图形、同一个对象,不同的观察者会得出不同的结论。在这个意义上,测量与观察不再是纯粹地揭示对象属性的一种再现活动,而是观察者与对象发生相互作用之后,受到测量语境约束的一种生成活动。在这个活动中,就现象本身而言,至少包含有两类信息:一是来自对象自身的信息;二是包括观察者在内的测量系统内部发生相互作用时新生成的信息。

从这个意义上看,微观粒子在测量过程中表现出的波——粒二象性只是一种现象学意义上的相似,而不是微观粒子的真实存在。在大多数情况下,现象还不等于是证据,把现象作为一种证据表述出来,还要受到物理学家的背景知识和社会条件的制约,甚至受到已接受的可能世界的基本理念的制约。按照对理论、真理和测量的这种理解方式,由“波包塌缩”现象所反映的问题,就变成了提醒物理学家有必要对过去所忽视的物理测量过程的各个细节,对宏观与微观之间的过渡环节,进行更细致的理论研究的一个信号,成为进一步推动物理学发展的一个技术性的物理学问题,而不再是观念性的与实在论相矛盾的哲学问题。

玻姆的量子论是试图用非隐喻的字面语言对真实的量子世界进行描述,而现有的量子力学在它的产生初期则是用隐喻的语言对量子世界的一种模拟描述。正是由于理论模型具有的相似性,才使得薛定谔的波动力学与海森堡等人的矩阵力学能够得出完全相同的结果,并最终证明两者在数学上是等价的。在量子力学的语境中,不论是波动图象,还是粒子图象都只是理论与世界之间的现象学意义上的初级相似。在以后的发展中,量子力学所描述的可能世界的预言与真实世界的实验现象相一致的事实说明,当冯诺意曼在希尔伯特空间以量子态为基本概念建立了量子力学的公理化体系之后,这些现象学意义上的相似已经上升到认识论意义上的结构相似,说明量子力学描述的可能世界与真实世界在微观领域内是一致的。这时,以波——粒二象性为基础的隐喻图象被整体论的世界图象所取代。这也许正是物理学家可以在抛开哲学争论的前提下,只注重量子物理学的技术性发展的一个原因所在。而相比之下,玻姆的理论不过是追求传统意义上的非隐喻的字面图象和传统哲学观念的一种理想产物。

在对理论、概念和真理的意义的这种理解方式中,理论与世界之间的一致性关系不是建立在命题与概念的层次上,而是以测量语境为本体,建立在物理模型与真实世界之间从现象学意义上的初级相似到认识论意义上的结构相似的基础之上的。测量语境的本体性,成为我们在认识论意义上承认科学理论是一个信念系统的同时,拒绝后现代主义者把理论理解成是可以随意解读的社会文本的极端观点的根本保证。所以,真理的意义不是取决于词、概念和命题与世界之间的直接符合,而是在于理论整体与世界整体之间在逼真意义上的一致性。由于可能世界与真实世界之间的这种一致性关系在一定程度上是依赖于社会技术条件的动态关系。因此,以一致性为基础的真理是依赖于语境的真理,它永远是一个动态的和可变的概念,而不是静止的和不变的概念。这显然是对“把科学研究的目的理解为是追求真理”这句话的最好解答。

3.从思维方式的变革到语境实在论的基本原理

当我们把对理论、真理和意义的这种理解方式应用于对真实世界的认识时,也可以在测量语境的基础上,对理论进行实在论的解释。所不同的是,这种实在论不再是把科学理论理解成是提供关于世界的某种镜象图景的、以强调语言与命题的真理符合论为基础的那种实在论,而是把科学理论理解成是通过先对世界的模拟,然后,与真实世界趋于一致的、依赖于测量语境的实在论。不同的理论模型和测量语境可以提供对世界的不同描述。但是,通过进一步的观察或实验,我们可以判断哪一个模型能够更好地与世界相一致。在这里,理论模型与世界之间的关系是一种相似关系,而不再是相符合的关系;测量结果与对象之间的关系是在特定条件下的一种境遇性关系,而不再是一种纯粹的再现关系。我们把这种与量子力学的整体性特征相一致的量子实在论称为“语境实在论”。用语境实在论的观点取代传统实在论的观点,必然带来思维方式的根本转变。需要以整体性的语境论的思维观取代传统思维观。这种思维方式的逆转主要通过下列几个方面体现出来:

首先,在本体论意义上,用普遍的本体论的关系论(global-ontological relationalism)的观点取代传统的本体论的原子论(ontological atomism)的观点。承认关系属性或倾向性属性的存在,承认概率的实在性,承认世界中的实体、属性与关系之间的整体性。传统的原子本体论总是把世界理解成是由可以进行任意分割的部分所组成,整体等于部分之和,牛顿力学是这种本体论的一个典型范例;关系本体论则把世界理解成是一个不可分割的整体,整体大于部分之和,量子力学是这种本体论的一个典型范例。与原子本体论中认为实体可以独立地拥有自身的属性所不同,在关系本体论中,实体及其属性总是在一定的关系中体现出来。这里存在着两层关系:一层是实体之间的内在关系属性;另一层是实体固有属性表现的外在关系条件。前者具有潜存性,后者为潜存性向现实性的转变创造了有利条件。 其次,在认识论意义上,用理论模型的隐喻论的观点取论模型的镜象论的观点。传统的模型镜象论观点把理论理解成是命题的集合,命题与概念的指称和意义是由对象决定的,它们的集合构成了对对象的完备描述;而模型隐喻论的观点虽然也认为理论能够以命题的形式表示出来,但是,理论不是命题的集合,而是包含有模仿世界的内在机理的模型集合。理论与世界之间的关系不是传统的相符合关系,而是在一定的语境中,理论描述的可能世界与真实世界之间以相似为基础的一致性关系。理论系统的模型与真实系统之间的相似程度决定理论的逼真性。这样,真理不再是命题与世界之间的符合,而是成为理论的逼真性的一种极限情况。或者说,当理论所描述的可能世界与真实世界相一致的时候,理论的真理才能出现。这是对基本的认识论概念的倒转:传统的逼真性理论是用命题或命题集合的真理作为基本单元,来衡量理论距真理的距离,即理论的逼真度;而现在正好反过来,是通过对逼真性概念的理解来达到对真理的理解。

第三,在方法论意义上,用语义学方法取代传统的认识论方法。在传统的认识论方法中,是用命题的真理或图象与世界之间的逼真度的术语来表达科学实在论的一般论点。然而,这种方法使我们从开始就需要清楚地辨别对一些解释性描述的理解。例如,在相同的研究领域内,我们为什么能够说,一个理论比与它相竞争的另一个理论更逼近真理或更远离真理?对于诸如此类的问题,如果没有一个明确的和可辩护的回答方式,那么,逼真性概念要么是空洞的;要么就是不一致的。结果,对理论的逼真性的论证反而成为对“认识的谬误(epistemic fallacy)”的证明,并在某程度上支持了认识论的怀疑论观点。但是,如果我们在语义学的语境中,通过对逼真性概念的分析与辩护,然后,衍生出理论的真理,对上述问题的理解方式将不会陷入如此的认识论困境。并且从认识论的怀疑论也不会推论出语义学的怀疑论。

第四,在经验的意义上,用现象生成论的测量观取代现象再现论的测量观。所谓现象再现论的测量观是指,把物理测量结果理解成是对对象固有属性的一种再现,测量仪器的使用不会对对象属性的揭示产生实质性的干扰,它扮演着一个单纯意义上的工具角色。理论术语能够对这些观察证据进行精确的表述。观察证据的这种纯粹客观性成为建构与判别理论的逻辑起点;而现象生成论的测量观则认为,测量是对世界的一种透视,测量结果是在对象与测量环境相互作用的过程中生成的。测量结果所表达的经验事实,不是纯粹对世界状态的反映,因为经验事实存在于我们的信念系统之中,而不是独立于观察者的意识或论述之外与世界的纯粹符合,只是在特定的测量语境中的一种相对表现,是相互作用的结果。或者说,测量语境构成了对象属性有可能被认识的必要条件。

所以,理论的逼真度与科学进步之间的联系,应该在经验的意义上来确立。科学进步的记录并不是真命题的积累,而是从模型系统与真实系统之间的相似性出发,用逼真度的概念衡量科学研究纲领接近真理的程度。在这里,相似性不是一个命题,也不是两个世界之间的一种固定不变的关系,而是依赖于语境的一个程度性的概念。它的内容将会随着我们对世界的不断深入的理解而发生变化。所以,科学进步不是真命题积累的问题,而是理论的成功预言与经验事实的函数。

第五,在语义学的意义上,用整体论或依赖于语境的隐喻语言范式取代非隐喻的字面真理范式(literal-truth paradigm)。从17世纪开始,非隐喻的字面真理的范式就已经被科学家广泛地接受为是理想的语言。其动机是期望把理论模型的言语和论证,建立在优美而简洁的数学和几何的基础之上。当时的理性论者和经验论者把科学语言当成是理想的合乎理性的语言,或者说,把科学的经验和知识看成是人类经验和知识的典范。这种观点认为,所有的知识与真实世界之间的关系是根据表征知识的命题方式来讨论的,科学语言与概念的意义由它所表征的世界来确定,它们不仅在本质上具有固有的字义,而且语言本身的字面意义就是使用词语的标准。语言的意义不仅与语言的用法无关,而被认为是客观地对应于世界的各个方面。科学的话语总是关于自然界的现象、内在结构和原因的话语。

然而,在整体论的隐喻语言范式中,理论所讨论的是由科学共同体提出的关于世界的因果结构的信念,知识与真实世界之间的关系是根据可能世界与真实世界之间的相似关系来讨论的。在这里,两个世界之间的相似程度的提高是它们共有属性的函数。在隐喻的意义上,语言与概念的意义是极其模糊的和语境化的,隐喻的表达通常并不直接对应于世界中的实体或事件:即,按照字面的意义理解隐喻的陈述常常是错误的。例如,在理解量子测量现象时,实验已经证明,或者强调使用粒子语言,或者强调波动语言都是失败的。这也是玻尔的互补性原理在量子力学的时期岁月里容易被人们所接受的高明之处。从本文的观点来看,关于微观世界的粒子图象或波动图象只不过是传统思维惯性的一种最显著的表现而已。事实上,这两种图象都只是一种隐喻意义上的图象,而不代表微观世界的真实图象。隐喻与其它非字面的言词是依赖于语境的。正如后期维特根斯所言,语言与概念的意义依赖于活动,使用一个符号的充分必要条件必须包括对活动的描述。

在这种整体论的思维方式的基础上,我们可以把语境实在论的主要观点,总结为下列六个基本原理:

本体论原理:在物理测量的过程中,物理学家所观察到的现象是由不可能被直接观察到的过程因果性地引起的。这些不可能被直接观察到的过程是独立于人心而自在自为地存在着的。

方法论原理:对一个真实过程的理论模型的建构,是对不可能被观察到的真实世界的机理和结构的模拟。对于真实世界而言,它在现象学意义上的表现与它的内在结构或机理在定性的意义上具有一致性。即,理论模型具有经验的适当性。

认识论原理:理论描述的可能世界与真实世界只具有的相似性,它们之间的相似程度是它们具有的共同特性的函数。这些共性是在实验与测量语境中找到的。

语义学原理:在一定的语境中,理论模型与真实系统之间的相似关系决定理论的逼真性。在理想的情况下,真理是理论描述的可能世界逼近真实世界的一种极限。

价值论原理:科学理论的建构在最终意义上总要受到实验证据的制约,科学理论的发展总是向着越来越接近真实世界机理的方向发展的。

伦理学原理:包括人类在内的自然界具有不可分割的整体性,关于人类行为的评价标准应该建立在人与自然的整体性关系上。

4.科学进步的语境生成论模式

探讨科学进步的模式问题一直是科学哲学研究中的重大理论问题之一。不同的学派提出了不同的观点。逻辑实证主义者继承了自培根以来的哲学传统,认为科学的发展在于对经验证实的真命题的积累。理论所包括的真命题越多,它就越逼近真理。波普尔把理论逼近真理的这种性质称为“逼真性”,逼真性的程度称为“逼真度”。他认为,理论是真内容与假内容的统一,理论的逼真度等于理论中的真内容与假内容之差。而真内容由理论中那些得到经验确认的真命题所组成。真命题越多,理论的逼真度就越高。在所有这些观点中,逼真性的主要特性是用命题与事实的符合作为近似真理的基本单元。换言之,是用命题真理的术语来理解理论的逼真性。在这里“符合”没有程度上的差别;逼真性与真理之间的关系是部分与整体之间的关系。这种“符合”或“与事实相符”包含着四个方面的关系:其一,句子的主语与谓词之间处于相互联系的状态;其二,事态(the state of affairs)与主语之间的指称关系;其三,谓词表达与被选择的事态之间的指称关系;其四,说话者所选择的对象与事态之间的相适合关系。[1]

然而,这种以真命题的多少来衡量理论的逼真度的方法,似乎没有办法回答诸如下面的那些问题:如果一个理论最后被证明是与事实不相符,那么,这个理论怎么可能接近真理呢?比如说,在当前的情况下,量子场论还是一个不成熟的理论,它在未来一定会被加以修改,那么,我们能够说,量子场论不如牛顿力学与事实更相符吗?此外,“符合事实”这个概念也会遇到同样的问题:如果某个理论根本就是错误的,我们又怎能说,它与事实符合的更好或更糟呢?也许有些在表面上曾经显示出具有某种逼真性的理论,实际上,它却在根本意义上就是错的。例如,化学中的“燃素说”、物理学中的“地心说”,等等,这些理论都曾经在科学家的实际工作中,起到过积极的作用。但是,后来的发展证明,它们都是错误的假说。另一方面,这种方法还无法解释为什么在前后相继的理论中使用的同一个概念,却具有不同的内涵这样的问题。例如,经典物理学中的质量概念不同于相对论力学中的质量概念;量子力学的中微观粒子概念也比经典物理学中的粒子概念拥有更丰富的内涵。库恩在阐述他的科学进步的范式论模式时,为了避免上述问题的出现,走向了彻底的相对主义。

如果我们用强调理论描述的物理模型与世界之间的相似性比较,取论中包含的真命题的比较来理解理论的逼真性,那么,上述问题就很容易得到解决。在特定的语境中,并存着的相互竞争的理论,分别描绘出几个相互竞争的可能世界,这些可能世界与真实世界之间的相似程度决定理论的逼真性。逼真度越高的理论,将会越客观、越接近于真理。真理是理论的逼真度等于1时的一种极限情况。例如,牛顿力学比伽里略的力学更接近真理的真正理由是,因为牛顿物理学所描绘的世界模型比伽里略物理学所描绘的世界模型与真实世界更相似。而不应该把这个结论替换成是,在每一个方法中通过真命题的计数来使它们与精确地说明真实世界的真命题的总数进行比较后作出的选择。前后相继的理论中所使用的共同概念的意义也是依赖于可能世界的。不同层次的可能世界虽然赋予同一个概念以不同的内涵。但是,由于更深层的可能世界更接近真实世界的内在结构,所以,对为什么同一个概念会有不同内涵的问题就容易理解了。

我们把由理论描绘的可能世界逼近真实世界的过程,以及前后相继的理论之间的更替关系总结为:

前语境阶段——语境确立阶段——语境扩张阶段——语境转换阶段

——新的语境确立阶段……

在科学进步的这个模式中,前语境阶段是指,当科学进入一个新的研究领域时,面对不可能被旧理论所解释的有限数量的实验证据和存在的重要问题,科学家首先是进行大胆的创新和积极地猜测,提出可能与证据相一致的相互竞争的理论或假说。这些理论或假说分别描绘出了相互竞争的各种可能世界的图象。这个时期,科学家在建构理论时,通过模型与现象的比较来约束他们的想象。或者说,他们的富有创造性的想象力是一种意向性的想象,而不是完全随意的想象。这种意向性的信息直接来自不可能被直接观察到的对象本身。科学家在相互竞争的理论中作出选择时,依赖于两个主要的归纳根据:其一,相信任何一个理论模型的建构都是为了尽可能准确地模拟真实世界的结构和机理;其二,依据模型所产生的信念能够作为成为设计新的实验方案的基础,这个实验方案的设计是为了探索世界,和检验模型与它所表征的世界之间的类似程度。在特定领域内和一定的历史条件下,根据一个理论的信念所设计的实验越新颖,在得到应用之后,越能够证明理论的成功性。同时,理论的调整总是向着与新的实验结果相一致的方向进行的。而新的实验结果是由自然界中某种未知的因果机理引起的。

然而,说明的成功(explanatory success)只是理论逼近真理的一个象征或一个结果,或者说,说明的成功只是理论逼近真理的一个必要条件。凡是逼真的理论都必定能够对实验现象作出成功的说明。但是,并不是每一个拥有成功说明的理论都是逼真的理论。在理论的说明中,理论的逼真性与不断增加的成功之间的联系应该是一个认识论问题,而不是一个语义学问题。一个完整的科学理论从产生到成熟通常要经过三个阶段:其一,对现象的描述阶段,这个阶段得到了在经验上恰当的模型。例如,在量子力学之前,玻尔等人提出的各种原子模型;第二个阶段是建立一个理论的说明模型。例如,现有的量子力学的数学形式体系。第三个阶段是为成功的说明模型寻找一种可理解的机理,或者说,对说明模型提供语义学的基础。相对于一个成熟的科学理论而言,现象——模型——机理三者之间的相互关系具有内在的不可分割的整体性。这也就是为什么原子物理学家在理解量子力学的内在机理的问题上没有达成共识时,产生了量子力学的解释问题的原因所在。

在这里,我们所说的模型是指物理模型而不是仅仅指数学模型。物理模型除了包括数学模型之外,还包括理解世界的构成机理的模型。物理模型是为数学模型提供一个语义学基础。例如,分子运动论模型是解释压强公式的语义学基础;场的观点是理解引力理论的语义学基础。所以,物理学中的模型是指真实物理系统的替代物,它既具有解释的作用,也能够把抽象的数学系统翻译为一个可理解的论述。正是在这个意义上,物理学模型是指一个模型簇。由这些模型簇所描绘的可能世界的结构与真实世界的结构之间的相似关系,在选择理论时是很重要的。一方面,它能够使理论在科学实践中被不断地修改和扩展以适应新的现象,而不是静止的和孤立的;另一方面,它使相互竞争的理论之间的选择在科学实践的规则与活动之内自然地得到了求解。这时,被淘汰掉的理论并非必须要被证伪(尽管证伪也是因素之一),而是如同生物进化那样是自然选择的结果。

在这里,把逼真度作为选择理论的标准,与要么强调经验证实,要么强调经验证伪的标准不同,它永远是动态的和依赖于研究语境的概念。它既有助于把淘汰掉的理论中的某些合理化因素进行再语境化,也能够确保科学描述和与此相关的实验技巧与独立于人心的世界之间建立起一种物理联结,从而坚持了存在着一个不可能被观察到的独立于人心的世界的本体论的实在论观点。大体上,衡量可能世界与真实世界之间的结构或机理的相似程度可以通过它们之间的共有属性(或共同特征)来进行。如果用S(A ,B)表示两个世界之间的基本特征的相似关系,用 A∩B表示共有属性,A – B和 B - A表示它们之间的差异,那么,在定性的意义上,这些量之间的关系可以定性地表示为:[1]

S(A ,B)= C1F(A∩B)- C2F(A - B)- C3F(B - A)

这个公式说明,两个世界之间的相似关系是它们的共性与差异的函数。当C1远远大于C2和C3时,两个系统之间的共性将比差异处于更重要的支配地位。其中,三个系数C1、C2和C3 的值是通过实验来确定的。这样,我们就有可能在经验的意义上来研究相似关系。在经验的意义上,如果相互竞争的理论中的某个理论的描述和说明模型能够完全依据当前的实验结果和本体论概念被加以校准,那么,我们就可以认为,这个理论是似真的(plausible)。理论越拟真,它就越逼真。

在一个特定的语境中,当一个理论的说明与理解模型能够完全经得起经验的考验时,科学共同体将认为理论描绘的可能世界与真实世界之间达到了某种一致性。这时,科学的发展进入了语境确立的阶段。这个阶段相当于库恩的常规科学时期或范式形成时期。这时,科学家不仅拥有共同的信念和共同的语言,而且拥有对真实世界的共同图象。他们相信,理论描绘的可能世界代表了真实世界的内在机理;理论描绘的图象就是不可观察的真实世界的图象。为了进一步探索真实世界的精细结构,科学家常常会根据现有理论提供的信念和约定,设计新的实验规划,预言新的实验现象,特别是运用成熟理论中的理论实体进行实验操作,从而形成了一个相对稳定的语境阶段。但是,这个相对稳定的语境边界是非常不确定的。

当科学家把成熟理论所揭示的世界机理作为一个范式和信念的基础,延伸推广到解释其它相关领域的现象时,科学的发展进入到语境的扩张阶段。其中,既包括理论研究的信念与方法的扩张,也包括以它的基本原理为基础的技术与实验的扩张。例如,在牛顿理论确立之后,不论是物理学还是化学家,他们都用牛顿力学的基本思想解释他们所面临的其它领域内的新的实验现象,并且成功地制造出了许多测量仪器;同样,现代技术的崛起和分子生物学、量子化学等学科的产生都是量子力学的基本原理成功应用的结果。所以,语境扩张的过程实际上是已有语境膨胀的过程。当科学共同体在语境扩张的过程中,遇到了与理论信念相矛盾的而且是他们料想不到的实验事实时,他们才有可能开始对理论的信念产生怀疑,这时,理论的应用边界,或者说,语境扩张的边界逐渐地变得明确起来,科学的发展开始进入语境转换阶段。在这个阶段,旧语境的扩张受到了限制,新的语境处于形成与培育当中。新的理论竞争也就随之开始了。随着新理论竞争的开始,科学共同体的信念也在不断地发生着改变,直到一个全新的语境形成为止。

当新的语境确立之后,不仅科学家确立了新的信念,而且他们对问题的求解值域也随之发生了改变。这时,原来前语境中的一些不合理的偏见,在新语境中得到了纠正。在前语境中是真理的理论,在后语境中失去了它的真理性。后语境的形成是伴随着新理论的确立而完成的。由于新语境比旧语境揭示出了更深层次的世界结构或机理。所以,它在理论信念、方法和技术层次的扩张与渗透力将会比旧语境更强、更彻底。这也就是,为什么量子力学的产生所带来的理论、方法与技术革命会比牛顿力学更深刻、更广泛的原因所在。但是,前后语境之间的界线是连续的。这时,就像新理论是对旧理论的一种超越一样,新语境也是对旧语境的一种超越。由于语境的变迁和运动是不断地向着揭示世界的真实机理的方向发展的。因此,在语境中生成的理论也使得科学的发展与进步向着不断地逼近真理的方向进行。本文把科学发展的这种模式称为“语境生成论模式”。

这里包括两个层次的生成,其一,理论的形成与完善是在特定的语境中进行的;其二,科学进步也是在语境的变更中完成的。但是,值得注意的是,强调语境化并不意味着使科学进步成为无规则的游戏。把理论系统放置于特定的语境当中,强调了系统的开放性和连续性。在这个意义上,语境论的事实也是一种客观事实。运用语境论的隐喻思考与模型化方法,不仅能够使科学进步过程中的微观的逻辑结构与宏观的历史背景有机地结合起来,而且能够使基本的内在逻辑的东西在历史的发展中内化到新的语境当中,从而使得语境在自然更替的同时,一方面,完成了理论知识的积累与继承的任务;另一方面,揭示出更深层次的世界机理。所以,语境生成论的科学进步模式既不会像库恩的范式论那样,走向相对主义,也不会像普特南那样,走向多元真理论。科学进步的语境生成论模式,既能够包容相对主义的某些合理成份,又能够坚持实在论的立场。

5.结语

从量子力学的认识论教益中抽象出的语境实在论的观点,是一种具有更广泛的解释力,并且有可能把许多观点有机地融合在一起的实在论观点。它不仅能够赋予量子力学以实在论的解释,而且为解决科学实在论面临的许多责难,理清上世纪末围绕“索卡尔事件”所发生的一场震惊西方学坛的科学大战,[1] 提供了一条可能的思路。法因曾经在《掷骰子游戏:爱因斯坦与量子论》一书中断言“实在论已经死了”。[2] 然而,我们通过对量子力学与实在论的分析,在放弃了传统的真理符合论之后,运用隐喻思考与模型化方法所得出的结论则是,“实在论还活着,而且活的很好”。

[1] D.Bohm and B.J.Hiley, The Unpided Universe: An ontological interpretation of quantum theory, Routledge and Kegan Paul, London (1993).

[1] Jeffrey Alan Barrett, The Quantum Mechanics of Minds and Worlds, Oxford University Press (1999).

[1] Jerrold L. Aronson, Rom Harré & Eileen Cornell Way, Realism Rescued: How Scientific progress of possible, Gerald Duckworth & Co.Ltd (1994): 136-137.

[1] Jerrold L. Aronson, Rom Harré & Eileen Cornell Way, Realism Rescued: How Scientific progress of possible, Gerald Duckworth & Co.Ltd (1994): 133.

量子力学的核心理论范文第2篇

关键词:思想政治教育场/构成/特征/作用方式

    作为现代物理学的一个基本概念,“场”是由英国物理学家麦克斯韦最早提出,并成为后来爱因斯坦广义相对论的基础。1865年,麦克斯韦首创电磁场理论,他发现运动电荷能产生磁场,磁场的变化也能产生电场,因而将电场和磁场组合成电磁场。在麦克斯韦看来,“电磁场应当看成一个基本的物理实在,是所有那些数不清的应力和张力的总和”[1]。20世纪初,爱因斯坦将“场”的概念引入牛顿的引力理论,创立了广义相对论及有关引力相互作用的引力场理论,并由电磁场理论而产生了统一场理论构设。差不多同一时期,哥本哈根学派的玻尔等著名物理学家创立了量子力学。20世纪40年代,在弗里曼·戴森,理查德·费曼等的推动下,量子力学介入场论,使场论量子化,形成量子场论。

    在高校教职工周围也存在一个不依赖于人的意识而存在的非实物态的“思想政治教育场”,其思想行为或多或少地受这个“场”的影响,同时也反作用于这个“场”。高校教职工思想政治教育者在了解教职工思想政治教育场的构成、特征及作用方式的基础上,不断地对“场”的活性元素加以强化,使身处其中的教职工自觉或不自觉地接受来自于“场”的各种教育元素的“辐射”影响,主动调整自己的思想认识和看法,这样既可以改变以往思想政治教育“生、冷、硬”的尴尬境地,也可以弥合教育者和教育对象之间的说教痕迹。

    一、高校教职工思想政治教育核心场的构成及其特征

    所谓“思想政治教育场”,是指思想政治教育对象内部需要与外部环境之间,思想政治教育对象与思想政治工作者及所在组织之间相互作用所形成的应力和张力的总和。这种相互作用及其连续性如果处于良性的、健康的状态,就会汇成一种无形的穿透力和征服力,对思想政治教育对象产生难以抗拒、潜移默化的影响,促使其思想的形成和发展。

    “思想政治教育场”貌似无形,却是一个连续、复杂的整体。在一定条件下,具有强大的穿透力和征服力,高校教职工思想政治教育场是一个复合的系统,主要由“心理情感场”、“文化信息场”、“环境——制度场”等子场组成。

    1. 心理——情感场

    在高校教职工思想政治教育过程中,如果教育内容或者说被关注的客体与教职工的主观精神世界有着某个契合点,客体或教育内容就会表现出一种“召唤性的吸引力”,并与主体的投射力交互作用形成一个全新的“心理场”。在“心理场”的形成过程中,这种“召唤性的吸引力”又会在教职工心中激感能量,造成情感触动或情感性心理张力,驱使着新产生的“心理场”不断地运动,而运动的方向是由主体情感的指向性所决定的。如果依据格式塔心理学的理论,“心理——情感场”就好比是一个中转站,外在世界的信息刺激输入,主体情感的输出反应,都要通过这个中介。“心理——情感场”具有以下四个特征:

    (1)多层面。作为思想政治教育的对象,高校教职工是最通情达理的,也是最有个性主张的。他们的需求是全方位、多层次的,既有物质的,也有精神的;既有表面层次的,也有内在层次的。不同类群的教职工从总体上也呈现出不同的需求,专业教师的认知起点、文化层次、利益诉求和价值目标就不同于后勤系统的职工,管理人员和学术人员之间也天然地存在着差异。在思想政治教育过程中,要有效地激活“心理——情感场”,既要用管理的手段解决表面层次的需求,又要根据不同的对象用高度契合的精神方式解决内在层次的精神需求,既要设置工具性的最低目标,又要设置终极性的理想目标。

    (2)易敏感。高校教职工的主体普遍接受过良好系统的教育,从事独立的精神性、创造性劳动,大多有良好的工作业绩和较强的创新能力,他们十分自尊又格外自强,特别注重个体在组织或专业圈子的地位与影响,也注重自律内省和自身形象的维护。因此,他们对“人师之师”的素质和能力非常挑剔,对以个体形式出现的直接介入式的“施教”要求苛刻。这种自尊自强心理同时还使高校教职工的主体性凸现更为明显,在自己与他人之间,他们更信任与关注自己,更习惯于自身的精神世界遨游。在同事关系处理上,较少受物化因素的制约与影响。[2]“心理—情感场”敏感挑剔的特性,要求思想教育工作者更多的时候采用隐性教育的方式,尽量把自身的思想观点转化为组织权力、组织意志和舆论氛围,尽力将思想政治教育的内容与教职工的需求意向相吻合。

    (3)持续性。当形成“心理——情感场”的所有事物和对象由于种种原因而消失的时候,“心理——情感场”本身并不会马上消失,仍然会对原本处于场中的事物产生一段时间的持续作用,类似于运动物体的惯性。一般而言,要形成新的“心理——情感场”,依赖两个方面:一是新的外部信息或环境刺激,二是主体的投入包括主体的修养、情境、介入或接受的主动性等。其中,主体的心理定势对主体的投入会产生重要的影响。在我国2000年高校管理体制改革中,高校之间打破了原有的条块分割,合并组建了一批新的高校。但合并以后的相当长时间里,原有的“心理——情感场”并没马上消失,继续对教职工的言行产生影响,导致“磨合期”延长,这也是我们思想政治教育工作无法规避的现实。

    (4)联动性。在思想政治教育中,人与人或群体与群体之间的心理、情感状态会相互影响、相互作用、相互激荡,从而产生心理、情感的连锁反应。高校教师之间,思想、情感上具有较多的共性,很容易产生心理波及。因此,思想政治教育者要利用这种积极的心理波动,创造条件,合理引导,使教职工在互激状态下身心受到巨大的震动,最大限度地提升教职工的积极性,培养积极的情感。

    2. 信息——文化场

量子力学的核心理论范文第3篇

 

本科教学是高等学校人才培养的重要环节,肩负传授知识和技能的重要职能。课程体系构建是本科教学的基础和核心。世界一流研究型大学的课程体系构成具有一些共性,比如:从课程模块来看,都包括通识课和专业课;从课程结构层次来看,都有必修课和选修课;从教学方法来看,都有讲座课程和研讨课程。对于研究型大学来讲,专业课程的设置和教学是构建学生专业知识体系、训练专业认知能力和养成专业思维方式的关键要素,蕴含和体现了高等学校的人才培养理念和特色。

 

高校人才培养目标和教育思想决定了课程体系设置。近年来,南京大学以“为社会各行各业培养具有创新精神、实践能力和国际视野的未来领军人物和拔尖创新人才”为目标,通过深入探索和实践,提出了“三三制”人才培养模式。南京大学化学化工学院在人才培养思路上一直秉承戴安邦院士的全面化学教育思想,即“全面的科学教育要求教学既传授知识和技术,更训练科学方法和思维,还培养科学精神和品德”。在新的时代背景下,南京大学化学化工学院围绕多元化创新型人才培养,在分析借鉴美国加州大学伯克利分校和英国剑桥大学等世界著名研究型大学化学专业课程设置模式和特点的基础上,对传统的化学专业课程体系进行了一系列调整和改革,构建了“激发兴趣、注重能力、多元培养、个性发展”的专业课程体系。

 

一、美国加州大学伯克利分校化学专业课程体系

 

美国加州大学伯克利分校(以下简称“伯克利”)是世界著名研究型大学,在学术界享有盛誉,也是美国最自由、最激进的大学之一。化学是伯克利的传统优势学科,在OS世界大学最新排名中,伯克利的化学学科排名第二。

 

伯克利学制为4年,每学年有3个学期,分别是秋季学期(一般17周),春季学期(一般17周)以及暑期学校。本科生学位要求的最低学分数为120。

 

伯克利的化学学院有两个系:化学与生物分子工程系和化学系。化学系的专业课程主要是按知识模块进行构建,由基础课和大量的专业课两大模块组成。根据修读课程的不同,化学系的学生可申请化学理学或者艺术学学士学位,或者化学生物学理学学士学位。本文仅介绍化学理学学士学位要求的专业课程。

 

上图是典型的化学专业本科生培养方案示意图。可以看出,化学系本科生在第一年主要修读大学化学和定量分析这门课(含实验),或者根据需要修读与高中课程相衔接的化学课程。二年级主要修读有机化学(含实验)。三年级需修读高等无机化学和物理化学两门课。四年级的专业课较多,包括物理化学实验、仪器分析、无机合成及反应、有机化学.高级实验方法或者原子核技术中的化学方法,这几门课均包含理论课和实验。以上课程构成了化学专业本科生的必修课,这些课程一般为3~5个学分。

 

伯克利认为本科毕业生应该“熟悉艺术、文学、数学、自然科学和社会科学;能够收集、筛选、综合、评价来自不同领域并以不同形式呈现的信息;理解研究过程和如何创造新的知识;能够与人合作共事;能够创造性地转换其环境;具有解决问题和作出决定所必须的技能,并能考虑决定的广泛的社会和伦理意义;能够处理模糊性,能够灵活思考并具有在职业生涯中不断发展智识的技能”。因此,化学系本科新生需要参加新生导学课。一、二年级必修的课程还包括数学、物理以及15学分的BreadthElective课程(如阅读写作、外语、人文社科类课程),类似于国内的通识课。除此之外,化学系还开设了培养团队合作(如SupervisedGroup Study和Directed Group Study)和独立工作能力(如Individual Studv forAdvancedUndergraduates)的课程。

 

对于高年级本科生,除了专业必修课外,还要求完成15学分的专业选修课和跨专业选修课。

 

伯克利化学系开设的高年级专业选修课有30多门,一般3学分,包括信息化学、生命体系中的无机化学、高等无机化学、无机合成与反应、普通生物化学和分子生物实验、高等有机化学机理、高等有机合成、有机化学一高级实验方法、量子力学和谱学、生物物理化学;物理学原理和生命分子、生物物理化学、化学生物学、伯克利能源讲座;生物质能、原子核化学、原子核技术中的化学方法、材料化学导论、生物化学工程实验、高分子科学与技术、大气化学和物理实验以及量子信息科技等课程。

 

化学专业建议选修的跨专业课程涉及大气、生物、土木和环境工程、计算机、地球和行星科学、经济、教育、电子工程、政策和管理、力学工程、分子和细胞生物学、营养学和毒理学,物理、植物和微生物学、公共卫生、统计等多个学科分支,多达200余门课程。另外,本科生还可以选修多达50门的研究生专业课。因篇幅有限,本文不一一列出这些课程的名称。

 

二、英国剑桥大学化学专业课程体系

 

英国剑桥大学是历史最悠久的世界著名研究型大学之一,素有“诺贝尔奖摇篮”的美誉。剑桥大学崇尚自由、创造性、人文和科技相结合的教育理念,是将传统和现代教育有机结合的典范。剑桥大学化学专业具有很高的学术声誉,在2016 TIMES英国大学优势专业中排名第一,QS世界大学最新排名中名列化学专业第三。

 

剑桥大学对学生的培养与管理是经典的学院制。该校有31个学院,负责学生的生活和本科生的业余辅导。教学由大学的科系负责,主要科系包括艺术和人文、生物科学、临床医学、人文和社会科学、自然科学、技术等。剑桥大学每学年的授课时间分为三个学期,包括Michaelmas学期(8周)、Lent学期(8周)、Easter学期(5周)。

 

化学系负责化学专业课程的设置与讲授,修读不同的化学课程前,要求修读相应的数学、物理课程。另外,学生也要学习计算机、语言以及其他人文学科。化学专业课分为三个模块。

 

第一学年课程为模块IA,主要是介绍化学的基本原理,与预科课程相衔接,课程包括分子形状与结构、有机化学反应与机理、热力学与平衡、化学反应动力学、元素化学。另外,要求学生参加两周一次的实验课程,实验内容安排与理论课程基本同步,实验课程没有单独学分,实验成绩计入相应课程最终成绩。

 

第二学年课程为模块IB,课程更深入地讲解化学原理。学生有两种化学课程类型可选择,即A类理论与物理化学类课程和B类有机与无机化学类课程。继续修读化学专业的学生要全部完成两个方向的课程。其他专业的学生根据自己以后的专业方向分别修读A或B类课程。

 

A类课程包括量子力学导论、分子谱学、对称与成键、分子能级与热力学、电子结构与固体性质,B类课程包括重要有机反应、结构解析、配位化学、金属有机化学、无机环化学、形状与有机活性、化学生物学导论。对应于A类与B类课程,学生要求每周参加一次或两次实验,实验成绩计入相应课程最终成绩。

 

第三学年开始时,化学系开设学生化学生涯指导讲座。大三学年学习模块II课程,是在模块I学习的基础上,扩展与深化对化学知识的认知。模块II课程又分为三个层次。第一层次包括5门课程,每门课程1学分。其中,4门为必修课,包括无机化学I:结构与成键、有机合成基础、高分辨分子光谱、理论技术,另外一门课程物理化学中的概念为选修课。第二层次有8门课程,包括无机化学II:过渡金属与金属有机催化、结构与性能、化学生物学I:生物催化、化学中的衍射方法、材料化学、统计力学、对称与微扰理论、有机机理研究。第三层次有7门课程,包括:无机化学III:表征方法、有机化学中的控制、大气化学、高分子导论、电子结构、化学生物学III:核酸、核磁共振中的物理基础。

 

大三的实验课程包括两个部分:一是现代合成化学中的技术,主要是无机及有机化合物的制备与合成;二是与物理及理论化学有关的实验与计算。两部分实验均为必修。

 

在大三结束时,学校筛选能进入第四学年学习的学生。第四学年主要包括课程模块III的学习和课题研究。在学期开始时,学生接受实验安全教育及生涯规划指导。模块III课程包括18门化学课程以及3门其他院系课程(篇幅关系,文中不再列出这些课程名称),要求学生根据兴趣选修8门以上课程。

 

三、对两校化学专业课程体系共性和差异性分析

 

从以上对伯克利和剑桥大学这两所具有代表性的研究型大学化学专业课程体系的分析,可以看出以下共性:

 

(1)课程内容层次和梯度明显。伯克利化学系对本科生实行分阶段培养。课程设置分低年级课程和高年级课程。针对专业基础不同的学生,部分课程设置了引导性或难度较低的课程。如大一年级学生可以先修读层次较低的大学化学、大学化学实验这两门课程,再修读必修的大学化学和定量分析这门课。而剑桥大学的化学专业课程则更多地从学科认知规律来体现课程内容的层次性,学生根据自身发展,也可以选择不同的课程模块。

 

(2)课程设置具有广泛性和多样性。伯克利基本采用化学四大基础课的模式,但本专业和跨专业选修课程非常丰富,涉及很多相关学科分支,这与化学系对专业人才的培养定位有关,即“化学专业毕业生可从事石油、化工、食品、农业、摄影、制药、生物科技及矿业等相关行业的研发,或者化工贸易、质量控制以及行政管理等工作”。伯克利化学专业学生还可以选修本专业研究生课程。剑桥大学的专业课程体系中,前沿性选修课程多,能让学生充分了解学科前沿。比如大四课程模块III的蛋白质折叠、错误折叠与疾病、磁性材料、化学生物学与药物发现、固体电极等课程,本身已经具有研究生课程的专业性和深度。

 

(3)设置导学课程。伯克利和剑桥大学都有针对本专业的引导性课程,如伯克利大一新生需要修读的导学课,主要包括面向新生讲解化学系各个课题组的研究工作、学院的图书馆、计算机设备、校友和高年级学生的经验交流,以及学校和学院的资源介绍等。而剑桥大学在大三和大四学期初均设置了生涯指导讲座以及安全教育。这类课程的设置能够更好地帮助学生学习与成长。

 

(4)重视实验教学。伯克利和剑桥大学除了专门的实验课外,很多课程都有相应的实验内容,并且内容与理论课程基本同步。

 

两校课程的主要差别在于:

 

(1)授课时段安排不同。剑桥大学化学专业基础课程不采用平行授课方式,不是从学期的第一周持续到最后一周,而是采取集中连续授课。比如用3周时间集中把A课程讲完,然后再讲授B课程。这种模式的优点是,能够使学生在短时间内集中在1~2个知识模块上学习,课后查阅大量的参考书与文献,对知识的理解更深入。而伯克利则采用的是比较常用的模式,即一门课程贯穿整个学期。

 

(2)课程内容构建思路有区别。伯克利的化学课程,特别是专业必修课和国内大多数研究型高校的化学专业设置基本相同,是基于二级学科内容划分的传统模式。而剑桥大学的课程设置抛弃了传统的四大化学课程模式,改为按照知识结构和学科认知规律来设置课程,避免了知识点的重复讲授。

 

四、南京大学化学专业课程体系改革的知与行

 

对照伯克利和剑桥大学等国外著名研究型大学的化学专业课程体系,我国高校传统的化学专业课程体系存在明显的不足,无法满足科学发展、国家战略以及社会产业对多元化创新型化学人才的需求,具体问题包括:(1)现有课程体系缺少导学与衔接课程,缺少对专业的兴趣培养与认知,造成新生存在较长时间的迷茫期。(2)按传统四大化学设置专业核心课程,部分知识点讲授重复较多,学科前沿内容体现不均衡。(3)在传统课程体系中,交叉课程少,对学生交叉类学科的培养措施不到位。(4)对化学产业人才培养不重视,有关产业素养培养的课程缺失。

 

针对以上问题,我们对专业课程体系进行了补充和优化。为大一新生设置了衔接课程,开设新生导学课,以解答学生关于化学“学什么,怎么学,去哪儿”等疑惑。为了激发学生对化学的兴趣,开阔学生知识视野,我们围绕不同主题开设了7门新生研讨课:化学与生命、化学与材料、能源与化学、化学与环境、大分子:从材料到生命、原子与分子的量子世界、高分子材料与社会发展等。

 

专业核心课程涵盖化学科学的基本及核心的理论内容和技能训练,是化学专业学生准出课程的主要组成部分。南京大学化学专业学生通过自主招生及高考两种模式选拔录取,这两类学生的化学知识基础差异明显。对此,我们构建并实施了因材施教的两种核心课程体系。

 

一是普通核心课程体系。主要针对无化学竞赛经历和专业基础的学生。我们按照从微观到宏观的思路进行了优化,并对课程内容进行调整与更新。主要是:合并无机化学与化学分析内容,设立大学化学课程;结构化学由大三调整到大二开设;增设高分子导论核心课程,形成以大学化学、结构化学、有机化学、物理化学、仪器分析、高分子导论为骨架的核心理论课程体系。

 

二是针对学科特长生的课程体系。自主招生选拔的学科特长生通常具有较好的无机及有机化学基础。针对这一特点,我们对核心课程进行了调整:融合无机化学与基础物理化学知识,构建了一门全新的化学原理课程;压缩了有机化学授课学时;将结构化学、结晶化学、高阶物理化学内容整合为高等物理化学。通过数理课程学习内容的强化、化学核心专业课程的整合与提升,使学生具有宽厚的数、理、化、生等理科基础,学科视野开阔,专业知识扎实,为在化学以及相关交叉学科领域的发展打下良好的基础。

 

同时,我们构建并实施了“基础一综合一研究”一体化、多层次、开放式的实验教学新体系,并对相应实验教学内容进行了改革。主要是合并“无机化学实验”和“定量分析化学实验”为“大学化学实验”;取消无机化学、分析化学、有机化学、物理化学和高分子专门化实验,在化学一级学科层面上开设综合化学实验课程,将科研成果及时转化为教学实验,形成了大学化学实验、有机化学实验、仪器分析实验、物理化学实验、综合化学实验这一新的实验教学课程体系:

 

为满足多元化人才培养需求,我们构建了多元选修课程体系:

 

(1)专业选修课。我们按科学知识单元组织课程,构建了知识体系完整、前沿性强的专业选修课体系,包括高等无机化学、有机合成、谱学基础、近代仪器分析法、高分子化学、化工原理、计算机与化学、化学文献、结晶化学、配位化学、催化化学、现代材料化学基础、分离科学、波谱分析、等离子化学、高分子物理及物化、胶体与界面化学、高分子材料制备等。另外,我们委托生命科学学院开设了生物化学、分子生物学等课程;选择环境化学、材料加工、药物化学、能源化学、地球化学等相关院系课程为跨院系选修课。

 

(2)高年级研讨课和研究生课程。高年级研讨课包括化学与纳米材料、先进高分子材料、分子识别与分析、无机交叉领域的前沿发展、有机化学现代进展。另外,我们对本科生开放了部分研究生课程,包括配位磁化学、高分子结构研究法、电分析化学基础、高等有机化学、计算量子化学等。这些课程使本科生能系统了解学科前沿领域,让学生了解并思考科学问题的发掘与解决过程,培养学生的创新意识与能力。

 

(3)化学产业类课程。针对化学行业对人才培养的需求,我们开设了化学化工行业就业创业指导、化学安全与防护、精细化学品开发与商业化、现代实验测试技术等与企业管理、市场需求、安全生产、环境保护、质量认证等课程。我们聘请企业专家、政府管理人员以及外校师资为学生授课,以体现行业要素,培养学生产业素养和创业能力。

量子力学的核心理论范文第4篇

有确凿而充分的证据表明,爱因斯坦的主导哲学思想是理性论的实在论(rationa1isticrealism)和经验约定论(empirio-conventionalism)。不过,怀疑的经验论(skepticalempiricism)或批判的经验论(criticalempiricism)在他早期的哲学思想中也占有相当突出的地位。这些不同的乃至异质的思想成分“嘈嘈切切错杂弹,大珠小珠落玉盘”,引导爱因斯坦谱写出“思想领域中最高的音乐神韵”——狭义相对论。在这一过程中,怀疑的经验论是破旧(破除牛顿的绝对时空观)的锐利武器,理性论的实在论是立新(创立狭义相对论)的坚实基础,而经验约定论则是构筑新理论框架的有力的方法论工具。

爱因斯坦是一位科学实在论者,这是显而易见的;理性论成分在他的实在论思想中占有举足轻重的地位,这也是毋庸置疑的。然而,理性论的实在论毕竟不能囊括和涵盖爱因斯坦科学实在论思想的全部,也不能洞见和揭示他的实在论思想的独特本性。事实上,爱因斯坦的科学实在论是一种微妙新奇、兼收并蓄的思想,也许把它命名为“综合科学实在论”(syntheticscientificrealism)(或简称“综合实在论”)是恰如其分的。因为爱因斯坦的哲学思想是集实在论的实在观、真理观和科学观于一体,熔实在论与理性论、约定论、经验论于一炉的综合物。由于爱因斯坦从来也没有有意识地以系统的方式阐述他的科学实在论思想,因此我们只能根据他本人分散的评论和有关事实重构它。

一、爱因斯坦实在论思想的诸多方面

在1915年之前,爱因斯坦几乎没有写过什么科学哲学文章。他的几篇零散的谈话表明,他同情马赫的实证论。在他发表的科学论文中所体现的对科学问题的态度,如在批判绝对时空观的问题上,表现出同样的倾向。但在对待原子的实在性问题上,他也有实在论的迹象。据霍耳顿(G.Holton)的研究,1915年广义相对论的最终形成促使爱因斯坦重新审查他的哲学假定,这种重新审查把他导向理性论的实在论。从此以后,爱因斯坦经常深思熟虑地撰写有关科学方法论的评论文章,人们开始普遍地把他的哲学立场看作是一种丰富而精致的科学实在论。这种丰富性和精致性表现在以下诸多方面。

1.关于本体论承诺的实在论思想

爱因斯坦在少年时代就具有了朴素的实在论思想。他在晚年的“自述”中回顾说,在12岁那年,他由于阅读了通俗的科学书籍而突然中断了。于是,他转而沉思外在世界并迷恋科学:“在我们之外有一个巨大的世界,它离开我们人类而独立存在,它在我们面前就像一个伟大而永恒的谜,然而至少部分地是我们的观察和思维所能及的。对这个世界的凝视深思,就像得到解放一样吸引着我们,……从思想上掌握这个在个人以外的世界,总是作为一个最高目标而有意无意地浮现在我的心目中。”

随着爱因斯坦科学研究的深入和哲学思想的成熟,这种朴素的信念不但没有减弱,反而表现得更为明确、更为理智了。他不止一次地表明:“相信有一个离开知觉主体而独立的外在世界,是一切自然科学的基础。”“物理学是从概念上掌握实在的一种努力,尽管实在被认为是独立于它被观察的。人们就是在这种意义上来谈论‘物理实在’的。”([5],292,36)针对量子论诠释中的主观主义和实证论的统治,他认为把自然界看成是客现实在的观点,并不是一种过时了的偏见。他说:“像物理体系的‘实在状态’这样的事是存在的,它不依赖于观察或度量而客观地存在着,并且原则上是可以用物理的表述方法来描述的。……这一关于实在的命题,由于它带有‘形而上学’的性质,所以不具有自明的命题所具有的那种意义;……如果人们放弃了这个从纯逻辑看来是任意的关于实在的命题,那就很难回避唯我论了。”([5],537)

正如霍耳顿所指出的,爱因斯坦早年由于受到马赫的影响,认为各种感觉,也就是各种“事件”所提供的东西等同于实在,而不是把实在放在感觉经验之外或感觉经验之后的位置上。例如在1905年狭义相对论论文开头十几次出现的事件概念,几乎与马赫的基本“要素”(感觉)完全吻合。对于经验实在的承认,也出现在爱因斯坦后来的言论中。例如,在为《英国百科全书》(1929年版)所写的条目中,他这样写道:物质客体这个概念用来说明“某些经验复合群在时间上的持久性或者连续性”,它的意义“完全取决于它们同原始感觉经验群的(直觉)联系”([5],246)。

自从与马赫的实证论分道扬镳后,爱因斯坦觉得不能仅仅拘泥于经验实在,还必须更进一步深入到理论实在才行。他批判了马赫认为感觉材料是唯一的实在、甚至把它看成是建造实在世界的砖块的观点(Ⅲ,394,475)。他深刻地揭示出,“实在”决不是直接给予我们的,而是(作为一个谜)提示绐我们的。给予我们的只不过是我们的知觉材料。从知觉材料到达“实在”,到达理智,只有一条途径,那就是有意识的或无意识(直觉)的理智构造即概念构造的途径。否则,人们就不可能正确地对待那些在物理学上要求描述实在的概念,而且有被如下的幻觉引入歧途的危险,那就是以为我们日常经验的“实在”是“真正存在的”,而物理学的某些概念只是“单纯的观念”,它们同“实在”之间被一条不可逾越的鸿沟分隔开。实际上,牛顿引进不变的质点等概念,就意味着向高度精炼的实在论进了一步。因此,断定“实在”是独立于我们的感觉而存在的,这是理智构造的结果。我们恰巧相信这种构造,要超过我们的感觉所作的那些解释。同时,因为这些概念或构造同我们的感觉具有对应关系,我们对有关实在的想法才表示信赖或相信([5],512~513,519,476,466)。

由此可见,爱因斯坦的实在论是这样的:存在着一种独立的、外在的,客观的物理实在;我们希望去把握它——不是直接地在经验上或逻辑上,或者以最充分的确定性去把握它,而是由理性或直觉的飞跃去把握它,这种把握仅受制于全部可感知的“事实”经验。事件发生在“实在世界”中,感觉经验的空时世界、甚至多维连续区世界等概念构造都是“实在世界”的有用构想,但也仅此而已。爱因斯坦的这些观点接近于普特南所谓的形而上学实在论(metaphysicalrealism)。形而上学实在论集中在外部世界的信念上,世界是一个确定的、独立于观察者的构造物,我们的科学理论借助于把理论和世界联系起来的符合关系或对应关系(correspondencerelation)日益趋近这个构造物。

科学实在论的核心在于它的实在概念。除前面已涉及的外,爱因斯坦还认为物理实在概念是由诸多范畴组成的:物理实体范畴(如分子、原子、电子、电磁场等);物理事件范畴(如闵可夫斯基世界中两条特殊的世界线的交点);物理性质范畴(如用色、味道、气味、硬度、温度等);物理实体与事件之间空时关系范畴;物理事件之间的因果关系范畴。其中前三种是一目了然的,我们仅对后两种加以说明。

从狭义相对论的立场来看,空间和时间连续区是绝对的。在这里,“绝对的”不仅意味着物理上是实在的,而且也意味着在其物理性质上是独立的,它具有物理效应,但本身又不受物理条件的影响。在创立广义相对论时,爱因斯坦曾通过解决“空穴概念”的双重解问题发现,自己原先的错误在于把客观实在描述为坐标,并假定任何四个坐标在流形中决定一个客观实在的点。而他的新研究则认为坐标只不过是“物理学上无意义的参数”,其唯一的功能是方便“空时重合”即“世界线交点”的描述,这些世界线交点真正决定了流形的点,从而构成广义相对论旨在描述的唯一实在。他在1915年写信给石里克说:时间和空间“失去了物理实在的最后残余”。他赞同石里克的下述看法:时间和空间概念不能单独使用,只有它们进入事件的空时重合概念才能使用。只有在这种联合中,它们才表示某种实在的东西,否则就不表示实在的东西了。至于因果关系范畴,爱因斯坦即使在量子力学取得成功后也多次表白,他不愿意放弃严格的因果性,反对电子有自由意志的想法,无论如何深信上帝不是在掷骰子。不过,他也清楚地意识到,量子物理学向我们显示了复杂的过程,为了适应这些过程,我们必须进一步扩大和改善我们的因果性概念([5],302)。把因果性看成现在和将来之间时间上必然的序列,这样一种公式是太狭窄了。那只是因果律的一种形式——而不是唯一的形式。在四维空间世界里,因果性只是两个间断(breaks)之间的一种联系([7],383)。爱因斯坦关于因果性的本体论承诺可以称之为因果实在论(causalrealism):物理实在因果地相互作用(或至少能够相互作用,从而与人相互作用,其相互作用的方式使人对世界的认识和意识成为可能的。

关于物理实在的判据问题,爱因斯坦早就心中有数。1913年访问马赫时,他就提出了判定原子实在性的标准:如果证明了由假定原子的存在就有可能预测气体的一种性质—一这种性质不用原子假设就不能预测,而且这是一种可以观察到的性质,那么原子就是存在的([5],627~628)。这种标准与实体实在论(realismaboutentities)者哈金关于实体实在的下述判据基本上是相通的:当科学家对假定的实体的因果性质的理解容许他们利用这样的实体作为工具研究自然的其他方面时,那么就有理由接受这样的实体作为真实的存在。后来在1935年,爱因斯坦在著名的EPR论文中提出了物理实在的更为精致的判据:要是对于一个体系没有干扰,我们能够确定地预测(即几率等于1)一个物理量的值,那么对应于这一物理量,必定存在着一个物理实在的元素。([5],329)这是对物理实在的对应(符合)型描述(correspondingtypedescription),它要求理论实在要素和经验实在要素一一对应。EPR判据当然没有穷尽一切认识物理实在的可能办法,但是只要不把它作为实在的必要条件,而只看成是一个充足条件,那么该判据同古典的以及量子力学的实在概念都是符合的。

在爱因斯坦看来,科学理论的本体论即理论实在(不是独立于人而存在的客观实在或外在世界)是随物理学的进展面变化的,新的实在不断地被创造出来,以便形成关于世界的更正确的理论。在牛顿力学中,物理实在是由空间、时间、质点和力(质点的相互作用)表征的。到世纪之交,电磁场概念作为一种终极实体己被普遍接受,物理实在是由连续的场代表的。后来物理实在又变为爱因斯坦场。爱因斯坦坚持认为,“我们关于物理实在的观念决不会是最终的”,任何概念系统“只有用于某一特殊领域,才会有效(也就是不存在康德意义下的终极范畴)”。为了以逻辑上最完善的方式来正确地处理所知觉到的事实,我们必须经常准备改变物理实在的概念。([5],292,343)很显然,爱因斯坦的这些看法,带有理论实在论(realismabouttheories)的色彩。

2.关于真理概念的实在论思想

科学实在论者的典型论题之一是“真理”或“近似真理”(approximatetruth),近似真理有时也被说成“似真性”(plausibility)或“逼真”(verisimilitude);而且,实在论者的真理观大都是“真理符合论”或曰“真理对应论”(correspondencetheoryoftruth),即真理是命题与“实在”或事实的符合(对应)。爱因斯坦的真理概念也具有这种实在论的特征。

在谈到几何学命题的物理意义时,爱因斯坦说:“‘真’这一概念不适合于纯粹几何学的断言,因为‘真’这个词,习惯上我们归根结底总是指那种同‘实在’客体的对应关系,……尽管如此,我们还是感到不得不说几何学的命题是‘真的’,其原因不难理解。几何学观念所对应的是自然界里或多或少确定的客体,这些客体无疑是产生那些观念的唯一源泉。”([5],95)针对科学理论和概念的真理性问题,他还明确地指出:“理论之所以能够成立,其根据就在于它同大量的单个观察关联着,而理论的‘真理性’也正在此。”([5],115)不难看出,这样的真理概念是不折不扣的真理对应论。

爱因斯坦有时也把真理视为命题与经验的对应,并把经验视为真理的检验标准。他说过:“唯有经验能够判定真理”(尽管他认为要这样做很不容易),理论的可检验性不仅涉及论断本身,而且也涉及“其中包含的概念同经验的对应关系”。([5],508,475)这种看法是与加德纳所谓的经验论的实在论(empiricalrealism)的下述主张一致:理论的经验合适性的证据是它的真理性的证据。

爱因斯坦看到,一种理论永远不可能被证明是绝对的、唯一的真理。这不仅是因为新发现的事实随时会它,而且还因为能说明同一证据的可供选择的理论总是可能的。除了归纳不确定性这个体谟的老问题外,我们还必须承认用证据证明理论的不充分决定性(underdetermination)。他不止一次地指出,牛顿的理论只是某种近似的真理:他也多次强调,相对论并不是终极的真理,试图用长矛和瘦马去保卫相对论是可笑的,是堂吉诃德式的。科学的现状不可能具有终极的意义,科学在每一个阶段发现的真理都是近似的、不充分的,而“自然规律的真理性是无限的”([5],523)。这种求助于近似真理概念来说明科学理论的真理性观点,往往被称为近似实在论(approximation-realism)。

爱因斯坦的实在论的真理观是与他的实在观一致的,他的真理观是实在理的必然逻辑结果。他就实在本性同印度诗人和哲学家泰戈尔谈话时说:真理具有一种超乎人类的客观性,是离开我们的存在、我们的经验以及我们的精神而独立的实在。我虽然不能证明科学真理必须被看作是一种其正确性不以人为转移的真理,但是我毫不动摇地确信这一点。无论如何,只要有离开人而独立的实在,那也就有同这个实在有关系的真理;而对前者的否定,同样就要引起对后者的否定([5],270~271)。

传统的实在论的真理现虽然单纯、简明,但实行起来却并非轻而易举。长期的科学实践和哲学思考使爱因斯坦逐渐洞察到,“真理”概念是相当复杂、难以定义的,而“符合”也不是一目了然、唾手可得的。早在1929年,他就认识到:“‘科学真理’这个名词,即使要给它一个准确的意义也是困难的。‘真理’这个词的意义随着我们所讲的究竟是经验事实,是数学命题,还是科学理论而各不相同。”([5],244)这也许抓住了真理判断的某种指标的质(indexicalquality),即真理判断在较大的程度上依赖于探究的前后关系的方式。爱因斯坦也意识到,要把科学理论与裸的实在或事实直接进行比较是不可能的,因为实在的外部世界像一只密封的、不能打开外壳的钟表一样,其内部的机件在某种程度上永远向我们隐藏着。因此,人们永远也不能完全保证,他的理论化的世界图像是能够说明他的观察的唯一图像。更何况人们的观察和实验本身也是在某些先入之见和理论框架内进行的,根本没有什么中性观察和判决实验。即使理论与经验事实相矛盾,人们总可以用人为的辅助假设来使理论与事实相适应,从而坚持一种普遍的理论基础。加之现代科学的理论前提距直接经验愈来愈远,愈来愈间接,要从中推出那些能够同经验相对照的结论,将需要艰苦的努力,也许还需要新的数学方法。面对这一错综复杂的背景和现状,爱因斯坦修正了他的经典的实在论的真理符合论,而导向一种比较精致、比较现代的真理观。这种新的真理观体现了内在论(internalism)和整体论(holism)的精神。

以埃利斯(B.D.Ellis)为代表的内在实在论(internalrealism)者坚持内在论的真理观即真理评价论(evaluativetheoryoftruth):真理是一个认识评价概念,是在认识上值得相信的东西。爱因斯坦关于科学理论评价的双标尺观点与此有契合之处。在爱因斯坦的双标尺中,其一是“外部的确认”(externalconfirmation),它涉及的是用现成的经验事实来证实理论基础,其二是“内在的完美”(innerperfection),它涉及的是理论前提的“自然性”或“逻辑的简单性”。([5],10~11)。爱因斯坦的新真理观也集中地体现在内在的完美标准上。爱因斯坦看到,这个观点从来都在选择和评价各种理论时起着重大的作用,但是把它确切地表达出来却有很大困难。这里的问题不单是一种列举逻辑上独立的前提问题,而更是一种“不可通约的质的相互权衡”问题。值得庆幸的是,“预言家”们在判断理论的内在的完美时,他们之间的意见往往是一致的。在这里必须强调的是,外部的确认和内在的完美在爱因斯坦的思想中是和谐一致的,是在新旧真理观之间保持必要张力——二者的地位是不同的——的结果。从“符合”的角度看,前者是根本标准,后者是辅助标准,从“评价”的角度看,前者是最低标准(它是对理论的最起码的要求,它保证了理论的真或真实,即与经验事实的一致),后者是最高标准(它是对正确的理论的更进一步的要求,它保证了理论的完美)。因此,说爱因斯坦的两个标准是“矛盾的”,“是借强调‘内在的完备’来排斥和反对量子力学的‘外部的证实”,显然是站不住脚的。这也许是对两个标准的地位和作用的误解所致,也许是不了解对应于同一经验材料的复合可以有多种可供选择的理论。

其实,爱因斯坦“完全承认统计性的量子理论已经为理论物理学带来了极其重大的进展”([5],463),他多次肯定量子力学取得的“成功”和“伟大成就”,肯定它“标志着物理知识中的一个重大的进步,在某种意义上甚至是决定性的进步”。([5],108,415,447)。他不满意的只是量子力学对实在事态并未做出完备的描述,即是说它不是一种完全的、完整的、圆满的理论。爱因斯坦指出,他对量子理论的反感不是针对它的定量的内容,面是针对人们现在认为这样处理物理学基础在本质上已是最后方式的这种信仰。([7],478)他设想:“这个理论很可能成为以后理论的一部分,就像几何光学现在合并在波动光学里面一样:相互关系仍然保持着,但其基础将被一个包罗得更广泛的基础所加深或代替。”([5],447)

关于内在的完美即理论前提的逻辑简单性,爱因斯坦进而认为,一种理论前提的简单性越大,它所涉及的事物的种类越多,它的应用范围越广,它给人们的印象也就越深。而且,当基本概念和公理距离直接可观察的东西愈来愈远,以致用事实来验证理论变得愈来愈困难和更费时日的时候,内在的完美标准对于理论的选择就一定会起更大的作用。([5],15,12)尤其是在数学上暂时还存在难以克服的困难而不能确立理论的经验内涵的情况下,逻辑简单性就是衡量理论的价值的唯一准则,即使是一个并不充分的准则。([7],501)

爱因斯坦的新真理观的另一个鲜明特征是它的整体论精神。在爱因斯坦看来,“命题如果是在某一逻辑体系里按照公认的逻辑规则推导出来的,它就是正确的。体系所具有的真理内容取决于它同经验总和的对应可能性的可靠性和完备性。正确的命题是从它所属的体系的真理内容中取得其‘真理性’的。”“只有考虑到理论思维同感觉经验材料的全部总和的关系,才能达到理论思维的真理性。”([5],6,523)在这里,爱因斯坦的整体论体现在以下两个方面:其一是理论思维或理论体系必须与经验材料的全部总和相对应;其二是个别命题的真理取自或附属于整个理论体系,是体系真理内容的一个组成部分。1951年11月4日,爱因斯坦用英文给坎迪多(S.Candido)写了封短笺,谈到了同一论题:“真理是我们归于命题的一种质(quality)。当我们把这个标签赋予一个命题时,我们为演绎而接受它。演绎和一般而言的推理过程是我们把结合(cohesion)引入感觉世界的工具。标签‘真的’以把这个意图作为最佳意图的方式被使用。”而且,爱因斯坦在别处还认为,“‘真的’(true)和被证实的(verified)的语言关联建立在固有的关系的基础上”。这再次表明:一个命题的真理无非表明它在观察上或经验上确证了的体系中的角色(作用)。爱因斯坦的渗透了内在论和整体论精神的新真理概念,与其说是对实在论真理观的背离,毋宁说是对它的发展:保留了实在论的某些合理的基本信条,又依据现代科学的实际状况给以修正、扩充和深化,从而体现了时代的精神气质。

3.关于科学目的和科学进步的实在论思想

科学实在论认为,科学的目的在于追求真理,科学理论描绘的是世界的真实图像。著名的反实在论者范弗拉森简要地概括了实在论者的这一基本主张(他把这视为任何科学实在论者都能接受的定义):“科学以其理论给我们一种字面上为真的关于世界是什么样子的描述,接受一个理论包含着它为真的信念。”加德纳把这种形式的实在论立场命名为意图实在论(purpose-realiem),爱因斯坦对科学目的的看法就大体持这种立场。

爱因斯坦不赞成实怔论的科学观,即科学的唯一目的是建立各种经验事实的联系。按照爱因斯坦的观点,科学的目的是双重的,一方面是尽可能完备地理解全部感觉经验之间的关系,另一方面是通过最少个数的基本概念和基本原理的使用建立起完整的理论体系(在世界图像中尽可能地寻求逻辑的统一)。也就是说,科学的目的“在于使我们的经验相互协调,并且把它纳入一个逻辑体系”;或者说“把我们杂乱无章的感觉经验同一种逻辑上贯彻一致的思想体系对应起来”。([5],156,384)。这种理论体系是想以最适当的方式勾画出一幅简化的和易领悟的世界图像,它近似地描述了自然过程的真实状况。在这里,爱因斯坦对于科学目的的看法是与他的物理实在观相通的。下面两句简短的言论进一步说明了这一事实:“物理学是从概念上把握实在的一种努力”([5],36),“通过构思过程后验地来重建存在”([7],181)。爱因斯坦坚定地认为,追求真理——或者比较谨慎地说,我们通过构造性的逻辑思维去理解可认识的宇宙的努力——应该成为我们工作的独立的目标。要是没有这个目标,一个有思想的人对待生活就不会有积极的态度。([7],289~290)

像任何一个实在论者一样,爱因斯坦坚持科学进步的观点。而且,他把直到量子力学之前的科学进步看作是实在论纲领的凯旋。这种凯旋并不是科学理论“相继地趋近于实在”,而是科学理论的本体论随时间的推移而发生根本性的转移(请回忆前面关于实在概念的变化的论述)。在爱因斯坦看来,当科学沿着已经开辟的思想路线前进时,科学的发展是自然进化的,当实验事实与已有的理论发生剧烈的冲突时,尤其是当不同的理论体系之间出现严重的不协调时,科学就陷入危机之中,从而引发革命;不过,这种革命并没有中断科学的继承性,它不过是迈向新的统一性的阶梯,达到了更高的逻辑简单性;因此,原来的理论的真理内容并不会消失,它只不过是融入具有更大统一性和更少逻辑基础概念的体系之中。爱因斯坦的这些观点有点接近博伊德(N.Boyd)的辩证实在论(dialecticalrealism)。

4.关于研究纲领的实在论思想

关于爱因斯坦的作为研究纲领的实在论思想,法因(A.Fine)在他的精湛的、饶有兴味的研究论文(前巳引证,以下未注出处的爱因斯坦的言论均转引自该文)中作了独到的研究。的确,爱因斯坦不仅仅把实在论作为本体论承诺来看待,更重要的是把它作为研究纲领,即作为建构理论的方法论准则来对待的。他是通过使与“实在”有关的概念进入理论并拒绝进一步询问它们的意义(使询问转向整个理论的经验合适性)达到这一点的。例如,针对康德的“实在不是给予我们的,而是(以谜的方式)提示给我们的”言论,爱因斯坦评论道,这显然意味着,有这样一种人与人之间相互理解的概念构造,其根据纯粹在于它的有效。这种概念构造确切地谈到了“实在”(通过定义),而关于“实在本性”的每一个进一步的询问都显得空无内容。([5],476)在他和英费尔德合著的一本书中,引用了一个笛卡儿的读者熟悉的故事,说明建立一个解释性的理论多么像人力求弄清密封钟表的工作情况:“如果他是机灵的,他可以形成能够符合他所观察的一切的机械图像,但他永远也不能完全保证,他的图像是能够说明他的理论的唯一图像。他将永远不能把他的图像与真实的机械比较,他甚至从来也不能设想这样一种比较的可能性或意义。”这显而易见地表明,客观实在的本来面目是难以直接窥见的,寻求“与实在符合”的唯一图像的观念是空洞的、无意义的。

鉴于这种严峻的现实,爱因斯坦更多地转向作为建构实在论理论的研究纲领或方法论准则的科学实在论,我们不妨称其为方法论的实在论(methodologicalrealism)。这样一来,“实在”在爱因斯坦的眼中更多地被视为“一种纲领”,“只有纲领式的性质”([5],470,537);而爱因斯坦心目中的完美的、理想的理论,则是用与实在有关的概念建构起来的实在论的理论。于是,“实在的”对象(例如实体、事件、性质等)是用实在论的理论的基本概念描述的对象。爱因斯坦在1949年致格鲁鲍姆(A.Grünbaum)和在1955年致拉塞纳(M.Laserna)的信中再次重申了他的立场:“按照我的观点,试图避免实在概念的物理学实证论倾向是无益的,即使认识到这一点要花费若干年。”“人们假定实在世界独立于任何感知行为而存在,这对物理学来说是基本的。但是,我们不了解这一点。我们只是把它看作是我们科学努力的纲领。”正是出于这些考虑,爱因斯坦批评了马赫,因为马赫的“编目录”而非“建立体系”的科学观背离了实在论。他也不满意量子力学实证论的哲学背景,称量子论是“被认识论浸泡了的酒宴”,“与实在——作为某种同实验证明无关而独立的实在——玩弄着多么危险的游戏。”([5],516)他斩钉截铁地断言:“整个科学是建立在哲学实在论体系之上的。”([7],368)

那么,对爱因斯坦来说,建构实在论的理论的方法论准则到底有哪几条呢?爱因斯坦在1950年的一次讲话中对此作了明确的回答:我们可以把物理学思维的框架的特征概括为,存在着独立于证实和感知的物理实在。它可以通过描述空间和时间中的现象的理论结构完备地理解。自然规律意味着用数学表述的严格的因果性。这种准则能永远幸存下去吗?我想微笑似乎是最好的回答。([5],520,524)。由此可见,实在论的理论除了包含独立于观察者的要求外,还包括空时描述要求和因果性要求。要知道,这三个要求在逻辑上并不是相关的,也就是说,一个理论可以不必将其中的三个完全结合在内。尤其是,一个理论可以是独立于观察者的,但却是非空时的理论。在1954年致玻姆(D.Bohm)的信中,爱因斯坦陈述了自己对非空时的看法:“用像场这样的基本概念如果不可能作客观描述的话,那么人们就不得不寻找完全避免连续区(连同空间和时间)的可能性。但是对于哪一类基本概念能够用于这样的理论,我却一无所知。”在1949年对门格尔(K.Menger)的答复中,爱因斯坦表明:“所以要坚持连续区,并不是由于偏见,而是由于我已经不能想出任何有系统的东西来代替它。”([5],482)把这两段话联系起来,我们不难看出,相对于他所宠爱的连续场论,非空时的实在论思想对爱因斯坦来说是可以接受的选择物。

对于接受非因果的实在论,爱因斯坦却没有表现出与接受非空时描述一样的宽容。他在对量子论最早的公开反应中,虽然把因果性和空时描述等量齐现作为对量子论的质疑([5],229),但却把重点放在因果性上:“但愿牛顿方法的精神绐我们以恢复物理实在和牛顿教导的最深刻的特征——严格因果性——之间的一致。”不用说,爱因斯坦也觉察到非决定论物理学的可能性,但他从未抛弃对理论的因果性要求。他说:“在放弃严格的因果性以后,合理的科学也能存在,这种情况本身就很有趣。此外,不能否认,放弃严格的因果性在理论物理学领域里获得了重要成就。但是,我应当承认,我的科学本能反对放弃严格的因果性。”“我仍然相信可能有一种实在的模型——那就是说,相信有这样一种理论,它所表示的是事物本身,而不仅是它们出现的几率。”([5],239,317~318)

爱因斯坦似乎从来也未使实在论与因果性(在他的非概率定律的意义上)分离,他坚持的是因果实在论。在评价爱因斯坦对量子论的态度时,我们不要过分强调实在论关于独立于观察者的实在的作用而贬低因果性。如果我们审查一下爱因斯坦拒绝接受量子论是根本理论的理由,那么其中就包括量子力学的统计方面。即使在他告诉我们实在比因果性更为中心的时候,他实际上也是把二者结合起来的:“中心问题不是‘因果性’问题,而是实在的问题,以及是否存在某种对于在理论上加以描述的实在严格有效的(非统计学的)定律的问题。”([7],483~484)无论如何,爱因斯坦并没有看轻因果性,因果性是他的实在论纲领的绝对必要的条件。他在谈到统计论同决定论的对立问题时还这样写道:“问题在于:对自然界的理论描述,究竟应不应该是决定论的。此外,特别存在着这样的问题:究竟是不是存在一个原则上完全非统计性的关于实在(就单个事件而论)的概念图像?只是在这一点上,人们的意见才有分歧。”([5],509)

总而言之,因果性和独立于观察者的实在是爱因斯坦实在论纲领的主要特征,而空时描述虽说也重要,但却是次要的特征。另外的两个次要特征是间隔性原理((principleofseparation)和一元论(monism)。

关于间隔性原理,爱因斯坦在“量子力学和实在”(1948年)一文中这样写道:“这些物理客体的进一层的特征是:它们被认为是分布在空时连续区中的。物理学中事物的这种分布的一个本质方面是:它们要求在某一时间各自独立存在着,只要这些客体‘是处于空间的不同部分之中’。”([5],449)在“自述”中,爱因斯坦说:“照我的看法,我们应当无条件地坚持这样一个假定:体系S2的实在状况(状态),同我们对那个在空间上同它分开的体系S1所采取的措施无关。”([5],38)需要说明的是,间隔性原理依赖于实在论的描述(实在的状况或状态)和因果联系,这必然不容许远隔的实在事物相互有直接的因果影响。不满足间隔性原理的实在论的空时描述,爱因斯坦嘲笑它是“传心术”和“鬼一般的”。很清楚,如果我们要在空时背景中追求实在论的描述,爱因斯坦就要求该背景遵循他的间隔性原理。间隔性是爱因斯坦空时理论的必要部分,虽然空时描述和间隔性在实在论纲领内是次要的。

爱因斯坦所偏爱的实在论的本体论在本质上是一元的。他很不满意存在一种以上类型(或范畴)的实在客体,例如点粒子和场,他极力设法消除这种“恼人的二元论”。([5],16~17)他建立统一场论的整个纲领集中在实现一元论的理想上。他对心理学和身心问题的还原论态度似乎也是从这种一元论出发的。这种一元论态度的深刻根源在于爱因斯坦深受斯宾诺莎的著作的影响。

以上关于研究纲领的实在论要求,与其说是作为一组关于自然的信念,倒不如说是对建立实在论的理论的要求,也就是一组方法论准则。于是,实在论本身也就成为建构实在论的理论的纲领。不管对这种理论的评价的细微差别和“不可通约”的成分是什么,最终它被爱因斯坦理解为是以科学努力是否成功为基础的。

5.关于探索动机的实在论思想

爱因斯坦的实在论思想,也集中体现在科学探索的动机上。他追求科学的意愿不是借助于认知要求提出的,而是由促动、激励和给人的活动以意义的东西所暗示的。

1918年4月,爱因斯坦在普朗克60寿辰庆祝会上以探索的动机为主题发表讲话([5],100~103)。他认为真心投身科学的人的动机不尽相同。其一是消极的动机,这就是要逃避日常生活中令人厌恶的粗俗和使人绝望的沉闷,是要摆脱人们自己反复无常的欲望的桎梏。其二是积极的动机,这就是人们总想以最适当的方式来画出一幅简化的和易领悟的世界图像,于是他就试图用它的这种世界体系来代替经验的世界,从而征服它,并把世界体系及其构成作为他的感情生活的支点,以便由此找到他在个人的狭小范围内所不能找到的宁静和安定。这种动机是实在论的动机,它是无穷的毅力和耐心的源泉。

从1918年起,爱因斯坦以各种方式告诉我们,实在论是隐藏在创造性工作背后的,并值得为之去大干的主要动力。这种强烈的、神秘的推动力就是人们希望去理解实在。这种动因产生了与内在职责一致的行为并具体体现了内在职责。行为和职责都“直接来自激情”,爱因斯坦称其为“宇宙宗教感情”。这种感情所采取的形式是对自然规律的和谐感到敬畏、谦卑、狂喜和惊奇,是实在以其最原始的方式使我们感受到最深奥的理性和最灿烂的美,是探索自然界里和思维世界里所显示出来的崇高庄严和不可思议的秩序。在爱因斯坦看来,这样的感情同那种使自古以来一切宗教天才着迷的感情无疑是非常相似的。

法因认为,爱因斯坦感到值得为他对科学的热情许诺、值得为科学工作给予他生活的意义付出代价。爱因斯坦的实在论是动机实在论(motivationalrealism)。这种实在论没有用任何特定的一组关于世界的信念恰当地表达出来,甚至没有用追求实在论的理论的指令恰当地表达出来。动机实在论实际上不是一种学说,而是一种存在方式,是实在论的意向和它在人们日常科学生活中的表现的结合物。这种结合和生活形式产生了被证实的理论,从而产生了“知识”,这被爱因斯坦恰当地认为是“奇迹”。对此他写信给索洛文(M.Solovine):“奇怪的事情在于,我们必须在没有任何合理的方式探讨它的情况下满足于为‘奇迹’划出界线。”对爱因斯坦来说,实在论是动机的,而实在论的语言正是他为“奇迹”划界线的方式。法因对爱因斯坦的动机实在论的命名和分析很有意义,但他把动机实在论视为爱因斯坦的唯一的实在论思想,乃至把爱因斯坦其他的实在论言论,尤其是形而上学实在论视为“名义的实在论”(nominalrealism),则未免以偏概全。事实是,动机实在论只不过是爱因斯坦综合实在论的一个组成部分而已。

二、经验论、理性论、约定论思想与实在论思想的融合

爱因斯坦的哲学思想是相当驳杂的,或者恰当地讲,是十分丰富的。这是他谙古通今,博采善思,并善于把哲学思维与科学实践珠联璧合的必然结果。更何况,科学家对认识论体系的追求不可能像寻求一个明确体系的认识论者——这些人倾向于按照他的体系的意义来解释科学思想的内容,同时排斥那些不适合于他的体系的东西——走得那么远。科学家感激地接受认识论的概念分析,但是经验事实给他规定的外部条件,不容许他在构造他的概念世界时过分拘泥于一种认识论体系。因而,从一个有体系的认识论者看来,他必定像一个肆无忌惮的机会主义者。([5],480)爱因斯坦这里所谓的“机会主义”,实际上是指审时度势、随机应变、进退自如、游刃有余的高超技艺和绝妙本领,是在对立的两极力图维持必要的张力或保持微妙的平衡,掌握修短合度的分寸或恰到好处的“火候”。

人们加在爱因斯坦身上的哲学标签多达十余种,但是理性论、约定论、经验论与实在论毕竟在他的哲学思想中占有比较重要的地位,也是表现得最为明显的成分。他是如何把经验论、理性论、约定论协调起来,并分别与对立的、起码也是具有异质因素的实在论“融合”在一起的呢?这正是我们所要进一步讨论的。

1.经验论与实在论的融合:经验论的实在论

在大学时代(1896~1900),爱因斯坦有几位卓越的数学老师,他理应能在数学方面得到深造。可是,他的大部分时间是在物理实验室度过的,迷恋同直接经验打交道。他毕业后曾申请到奥斯特瓦尔德的实验室工作。据一位可靠的爱因斯坦传记作家透露,当时谁也无法使爱因斯坦参加数学讨论会,他还没有看到数学对物理创造的妙用。他希望完全凭经验进行研究,以适应他当时的科学情绪。作为一位自然科学家,他是一位经验论者。

大约在1897年,贝索(M.Bosso)使爱因斯坦注意到马赫的《力学史评》。在“奥林比亚科学院”时期(1902~1905),他们在一起又研读了马赫的《感觉的分析》和《力学史评》。马赫的极端的经验论即实证论或感觉论对爱因斯坦影响很大,一度使爱因斯坦认为实在即是感觉,并且只对可观察量进行思维。

把早期的爱因斯坦视为纯粹的经验论者,未免失之偏颇,因为当时他思想中的实在论和理性论的成分也是不容忽视的。1901年,他在写给格罗斯曼(M.Grossmann)的信中,赋予直觉的统一性以很高的价值,而认为明显的感觉经验的作用是有限的。但是,爱因斯坦的哲学历程毕竟是从经验论的历史背景开始的。而且,爱因斯坦本人在绐马赫的信中不止一次地这样承认过。即便在与马赫主义断然决裂后,他也没有忘记和否认这种哲学背景。诚如法因的论文所引用的,爱因斯坦1949年在写给麦基(D.S.Mackey)的信中提到,在1905年前后的时期,“我的思维方式更接近于实证论……我背离实证论只是在我完成广义相对论之时”。

在1915年,爱因斯坦完成了从经验论向理性论的转变,1917年又接近约定论。但是他并没有摒弃经验论的合理内核,他甩掉的只是狭隘的(或极端的)经验论(实证论和感觉论与古典的经验论(把认识仅仅归结为感性经验而否认或贬低理性思维的作用)。他依然承认:观念世界一点也离不开我们的经验本性而独立;概念和判断只有当它们可以无歧义地同我们观察到的事实相比较时,才是有意义的;一切关于实在的知识,都是从经验开始,又终结于经验([5],157,181,313)。与此同时,他又对认识的经验起点和终点作了必不可少的、恰如其分的理性论和约定论的限定和补充。他认为,科学不仅仅是整理经验材料,更重要的是要构造理论体系。作为理论体系的逻辑前提的基本概念和基本原理,并不是从经验中归纳或抽象出来的,而是“思维的自由创造”,“理智的自由发明”,是“自由选择的约定”([5],409,314,6)。经验在这里仅起引导和提示的作用,而不起决定作用。在认识的经验终点,爱因斯坦提出了双标尺评价标准,大胆引入了“内在的完美”这一理性标准(哲学标准)和直觉标准(准美学标准),结束了经验标准“一统天下”的局面。即使对经验的“外部的确认”,爱国斯坦也用整体论代替了原子论,即用“经验的总和”代替了经验“原子”或个别感觉,并意识到乍看起来似乎明显的经验检验应用起来却非常伤脑筋。爱因斯坦的观点是公允而平和的:知识不能单从经验中得出,也不能只凭纯粹思辨去发现,而只能从理智的发明同观察到的事实两者的比较中得出。

由于正确地规定了经验和理性在科学理论体系中的地位,恰当地用理性论和约定论对经验论作了合理的限定和补充,这样既一定程度地协调了这三种哲学思想的关系,又避免了经验论与实在论的某些冲突。与此同时,他又用实在论对经验论作了限定和补充:承认感觉背后的(不可观察的)实在,相信通过建构实在论的理论可以把握现象之后的实在。另一方面,在爱因斯坦看来,经验毕竟在科学认识的起点起引导和提示作用,在科学认识的终点起检验和确认作用(经验确认无疑还是最高的裁决者)。正由于爱因斯坦的实在论包含着经验论的合理内核,而且他又在某种程度上把理论的经验合适性等价于理论的真理性,因此我们把他的这种实在论思想称为经验论的实在论。

2.理性论与实在论的融合:理性论的实在论

1938年,爱因斯坦在给兰佐斯(C.Lanczos)的信中这样写道:“从有点像马赫的那种怀疑的经验论出发,经过引力问题,我转变成为一个信仰理性论的人,也就是说,成为一个到数学的简单性中去寻求真理的唯一可靠源泉的人。逻辑简单的东西,当然不一定就是物理上真实的东西。但是,物理上真实的东西必须是逻辑上简单的东西,也就是说,它在基础上具有统一性。”([5],380)

霍耳顿教授对爱因斯坦哲学思想的转变作了详尽的论证,他把爱因斯坦后期的主导哲学思想称为“理性论的实在论”,并认为这是受了开普勒和普朗克的影响。许良英教授引证五大事例(爱因斯坦的“自述”,从毛细现象看到统一性,狭义相对论论文,对考夫曼实验的态度,对原子实在性的信赖)表明,即使在早期,爱因斯坦的主导哲学思想也是理性论(只是没有后期那么明显和强烈罢了),而且这种理性论主要来源于历史上最彻底的理性论哲学家斯宾诺莎。我在分析爱因斯坦创立狭义相对论的认识论和方法论时,还指出爱因斯坦的理性论也来自休谟(注意:休谟并非纯粹的经验论者),尤其是康德和彭加勒。

爱因斯坦的哲学“转变”,毕竟与他的科学实践密切相关。广义相对论的完成,使爱因斯坦深刻地洞察到,科学理论并非只是对经验作经济的描述,它具有猜测的、思辨的、构造的特征。科学理论不仅要使我们知道自然界是怎样的以及它的变化是怎样进行的,而且尽可能达到这样一个也许是空想的和狂妄的目的:知道自然界为什么是这样的而不是别样的。科学家的最大满足即在于此。这样一来,理论在某种意义上是发明而不是发现,因为用准经验的方法是难以钻到事物深处的,这里所需要的是大胆思辨,而不是堆积经验。([7],483,496)。

爱因斯坦虽然强调要大胆猜测、思辨、想象乃至幻想,但他并未让理性天马行空,独来独往。他认为斯宾诺莎和黑格尔以为用纯粹思辨可以发现一切可知的东西,只是“哲学童年时代”的空想,概念的适用性要后验地用经验方法来检验。他对康德和斯宾诺莎极端理性论中的先验因素也大为不满,觉得应该把“先验的”冲淡为“约定的”([5],104,192)。爱因斯坦就这样对理性论作了经验论的和约定论的限定和补充,又把理性论和实在论巧妙地融合起来,从而形成了他的主导哲学思想——理性论的实在论。这种实在论的特征是:实在的世界是客观的、统一的、和谐的;实在具有理性本质,它在一定程度上是人的理性可以接近的;通过建构实在论的理论就能够把握实在。

3.约定论与实在论的融合:约定论的实在论

霍华德用大量确凿的材料证明,爱因斯坦于1917年春开始倾向于石里克的实在论和约定论的新奇结合的思想。石里克对爱因斯坦的影响是通过他的有关论著,尤其是他们二人1913年到1935年之间的通信往来。爱因斯坦1915年处理“空穴问题”的成功和20年代反对新康德主义,也有助于他接近和接受石里克的思想。我在前引的关于爱因斯坦经验约定论思想的论文中,论证了爱因斯坦的约定论思想也源于彭加勒:他不仅赞同彭加勒的经验约定论(温和的约定论),而且依据他的科学实践,对约定论作了更为深入、明确、严格的阐释与发展。

科学实践和哲学思考使爱因斯坦洞察到,科学的基本概念和原理既不像古典经验论者所说的那样,是经验材料的归纳;也不是康德主义者扬言的,是先验形式或先天范畴。事实是,对应于同一经验材料的复合,完全可以有几种不同的理论。也就是说,经验不能唯一地决定一个正确的理论,因此人们对基本概念和原理以及理论的选择,就具有约定的逻辑地位。爱因斯坦像彭加勒一样,一方面对约定论作了本体论的、经验的和逻辑的限定;另一方面,他又恰当地安排了经验、理性、约定以至实在在科学认识和建构科学理论中的地位。控照爱因斯坦的观点,事件和经验事实是整个科学的基础,但是表现在科学理论中的“自然规律”的普遍性联系,不是仅仅由观察资料建立起来的,除非我们从理性的构造着手,否则这些联摹就无法表述和推导出来,而理性的构造不能只是经验的结果。科学并不满足于提出经验规律,它倒是试图建造这样一个逻辑体系,即以为数最少的前提为根据,把一切自然规律都包括在它的结论之中。这个体系是同经验的对象相对应的。理性要使这个体系同全部实验数据,也就是同我们所经验到的一切一致起来,它必须符合前科学的关于实物世界的观念。因此,整个科学是建立在哲学实在论体系之上的。的确,在我们正在寻求的这个体系中,没有一个特点、一个细节能够由于我们思想的本性,而先验地知道它必定是属于这个体系的。关于逻辑和因果性的形式也同样如此。从逻辑的观点看来,这个体系的逻辑基础以及它的内部结构都是约定的。它之所以能站得住脚,在于这个体系在事实面前的有效性,也在于它的统一性以及它所要求的前提为数很少。([7],368~369)。

爱因斯坦就这样把约定论与经验论和理性论协调起来,把约定论与实在论融合在一起,从而形成一种独特的约定论的实在论(conventionalisticrealism)。这种实在论坚信,深刻的理论必须以独立于观察者的实在为先决条件;但是任何理论都不会对实在给出至高无上的唯一正确的描述,其理由在于,原则上总是存在着可供选择的逻辑前提和理论,它们能够同样有效地解释所有可以得到的证据;我们在可供选择的基本概念和原理以及理论中进行选择,固然要受到实践的和历史的因素的制约,但从逻辑上看,我们的选择是一个约定的问题。

三、最后的简短评论

I.爱因斯坦的综合科学实在论是一种别具一格的实在论。它是以理性论的实在论为主线,以约定论的实在论和经验论的实在论为辅线,把实在论的实在观、真理观和科学观融合在一起的“综合体”。其中还包含有形而上学实在论、实体实在论、因果实在论、理论实在论、近似实在论、内在实在论、意图实在论、辩证实在论、方法论的实在论、动机实在论诸种因素或成分。这些不同的乃至异质的成分,在爱因斯坦的思想中相互限定,相互补充,相互联络,形成了一个内部和谐、外部严整的综合体——综合实在论。

2.爱因斯坦“博观而约取,厚积而薄发”。他善于博采众家之长,又不墨守成规或拘泥于一家之言,他既从专业哲学家斯宾诺莎、莱布尼兹、康德、休谟等人那里汲取了丰富的思想营养,又从哲人科学家开普勒、伽利略、牛顿(以上是古典哲人科学家)、安培、亥姆霍兹、黎曼、普朗克(以上是德国科学家,有人说19世纪后半叶的德国科学家都是哲学家)、马赫、彭加勒、奥斯特瓦尔德、迪昂、皮尔逊(以上属“批判学派”)等人之处获得了有益的启迪,加之他善于结合科学实践进行思考和创造,从而形成了他的综合实在论思想。这种实在论既在各种不同的乃至对立的哲学流派之间保持了必要的张力,又在传统和革新之间保持了必要的张力,因而成为一种卓有成效的科学研究纲领。

3.像爱因斯坦这样的人物,既是具有开创性科学贡献的科学家,又是对人类思想或文化具有深刻影响的哲学家或思想家。我们愿称这样的人物为“哲入科学家”(或“科学思想家”,或“作为科学家的哲学家”)。哲入科学家一般具有以下特点:从小就对科学和哲学怀有浓厚的兴趣,一生喜欢沉思一些带有根本性的科学问题和哲学问题;不过分拘泥于一种认识论体系,善于在对立的两极保持必要的张力;从科学发展的现实提出问题和寻求答案,而不是不切实际地提出问题和背着沉重的哲学偏见寻求答案;不自诩为哲学家,不企图构造庞大的哲学体系,但他们对问题的理解却进发出闪光的思想火花,可以当之无愧地列入人类的思想宝库。哲人科学家的历史作用是无可替代的,他们是人类思想发展历程的路标的设置者,是沟通科学与哲学的桥梁,是科学家和哲学家联盟的纽带。遗憾的是,在浩如烟海的哲学史论著中,只是为纯粹哲学家(专业哲学家)设立殿堂,根本没有哲人科学家应得的一席之地。这是一种很不正常的现象,亟待予以改变。

参考文献

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此句原来的译文是,“至于实在是否被观察,则被认为是无关的”。显然不确,有误。现根据原文重译。

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关于爱因斯坦如何在对立的两极保持必要的张力,以及这种作法的认识论和方法论意义,可参阅李醒民:善于在对立的两极保持必要的强力,北京:《中国社会科学》,1986年第4期。

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决不让《自然辩证法通讯》沦为学术腐败的温床李醒民(102)

关于废除阴历的新设想张功耀(105)

中国科学技术哲学之路:在历史与未来之间反思——“21世纪科学与技术哲学研讨会”综述曾欢(109)

中国学术和教育:存在问题与救治之方(五)——论交叉科学思维方式的培养徐炎章(1)

中国化的学术理念场域——“求是”与“致用”之间的“视域融合”程本学(3)

体之不存,魂将焉附——对我国高校“重研轻教”现象的反思杨天一邢广桥(4)

学术价值尺度的严重扭曲——由“基金项目优先发表”想到的王焱(6)

学术研究活动不能商品化——从学术期刊转制为企业说起马恒通(7)

随“风”转向,还是挺“风”独立——从学“风”和版“风”论及编“风”王秉翰(9)

哲学学术的发展与当代中国的命运张艳涛(10)

从魁北克大桥垮塌的文化成因看工程文化的价值肖峰(12)

宗教对科学思想的促动——关于徐光启倡议演绎推理的分析尚智丛(18)

试论日本科学精神的内涵特征——以仁科室传统为例唐永亮孙慕天(22)

解决迪昂—奎因问题的两种贝叶斯方案之比较赵晓芬(29)

析皮克林的新旧高能物理学不可通约论王延锋刘兵(36)

设计的哲学基础与意义——自然主义式的认知潘恩荣(43)

西方“工程”概念的历史演变张铃陈凡(48)

再论科学的规范结构李正风(53)

欧盟15国科学合作的地域倾向和语言倾向梁立明张琳韩强(60)

网络时代知识产权若干法律问题之反思杨正平李志雄(68)

奥雷斯姆关于质的强度的图示法初探张卜天(72)

大革命期间的法国科学院与埃及研究院李艳平(77)

《察世俗每月统记传》刊载的科学知识述评胡浩宇(84)

中医缘何废而不止——近代“废止中医案”破产根源之分析郝先中(88)

施陶丁格:高分子化学的奠基人张清建(94)

再谈中国数学史研究的两次运动曲安京(100)

人类基因专利:为什么而辩护?朱伟(105)

《八闽数学思想史稿》正式出版陈玲(109)

欢迎订阅2007年《自然辩证法通讯》(F0004)

Abstract(110)

中国学术和教育:存在问题与救治之方(六)——中国科学:亟需从规范走向创新李建军(1)

面向培养理工科研究生综合素质的STS教育张明国(2)

弘扬科学精神,杜绝“注水猪肉”张功耀(4)

教育要选拔也要导向自然辨证法通讯 李艳平(5)

当代学术:回到“性命之学”周保欣(7)

理想与现实的偏离——中国教育制度的选择困境赵海星田浩(8)

学科评估中的误区与矫正张纯成(10)

第十三届全国科学哲学学术会议征文通知(80)

《自然辩证法通讯》2006年(1—6期)总目录(107)

Abstract(111)

欢迎订阅2007年《自然辩证法通讯》(F0004)

希波克拉底精神与西方人文医学理念杜丽燕(12)

自然语言:齐曼反映科学形象的镜像董华刘敏(17)

追寻自然的精神价值——解读生存论视角下的爱默生自然思想及其现实意义刘宽红(22)

玛丽·海西的科学隐喻思想安军郭贵春(26)

伽利略-牛顿风格与生成语法研究吴刚(32)

“我们没有生活在虚拟实在中”苏德超(39)

自然科学如何是诠释学的?李章印(45)

国外技术管理教育的发展趋势及其启示范虹高鹏汤超颖(51)

转基因食品恐惧原因分析及其对策张玲王洁张寄南(57)

知识集聚与区域创新能力:一个社会认知的视角张钢徐乾(62)

中国科学院章程制订的历史考察张久春(70)

惠更斯与概率论的奠基徐传胜曲安京(76)

自然辨证法通讯 一行大地测量史实新探陈玲(81)

量子统计学的先驱——玻色林祯祺张逢胡化凯(86)

关于世界4的悖论——一个本体论的视角梁启华刘克苏(93)

中科院研究生院人文学院召开“首届海峡两岸科普论坛”李大光(99)

为了一个健康和公正的社会——记第八届世界生命伦理学大会白晶(102)

量子力学的核心理论范文第6篇

但感觉经验论者不是从感觉开始的。后来的人从感觉资料(sense-data)开始,休谟从印象(impression)开始。据休谟,印象相互分立各自分明,这与一般所说的感觉差不多正好相反了。“我模模糊糊有个感觉。”对儿女,对民族,对情人,富有感觉之处总是剪不断理还乱。整得太清楚就没感觉了。不仅感觉的内容是混沌的,感觉之间也没有明确的界划。黑格尔刚开始讨论感觉,就跳到“感性确定性”上,这一棵树,那一所房子,可见他对感觉的基本理解是休谟式的。只在特殊情况下我们才会说“我觉得那是所房子”,而黑格尔讨论的却不是这种情况;他只是想通过机械辩证法从感性确定性弹到“这一个”的普遍性而已,却不曾好好地感觉一下“感觉”。

感觉里要紧的是感觉、意蕴、意义。Sense这个词,有时译作“感觉”、“感官”,有时译作“意义”。

洛克把感觉喻作镜象,这个譬喻一上手就让意蕴的本质溜掉了,于是洛克顺利地滑到贝克莱和休谟。实在论却还要拿镜象说来对抗休谟呢。

镜象说给人的启发反倒是:物象明明映在镜子上,镜子却毫无感觉。没有牵连,没有份量,一开始就不会有感觉。

无论这面镜子安装在网膜上还是在皮质上,它的尺寸都嫌太小,不足反映偌大一个世界。

视网膜成象是一种镜象,只不过它不是感觉。医生管视网膜,我们看。

不是睁开眼睛就看得见的。我们通常倒视而不见。

我们什么时候有感觉?乌云陡然压黑天空;有人临危不惧挺身而出;春雨引诱出泥土的气息;一张旧照片;一个美丽的形体。牛津的教授一谈到感觉就举书桌为例。盯着书桌,他得到的大概真的很接近感觉资料了。但那真的是他最富感觉的时刻吗?

特异之处触动感官。但不是说,一刺激就来了感觉。我们谈的是可感,是sense and sensibilia,我们谈的不是刺激-反应,不是在实验室里接受电击的青蛙。铁马金戈可感,温柔敦厚亦可感,这些生潮业浪中的片刻。唯当世界不再可感,唯当我们“感到”空虚,我们才追求刺激。

异象只能从熟悉的背景上升起,尤其是从不再熟悉的东西升起。对某些东西视而不见是对另一些事情有感觉的条件。眼与耳所选择的频率本来就限制在一定范围之内,在这一范围内投入眼帘的的光波和撞上耳膜的声波也远多过我们的所见所闻。

感觉是官感的根源。看、听等等根系于感觉,是笼统感觉的分化。心有所感,而不是视网膜有,心理学先曾主张原子式的五官之觉在先,后来抛弃了这主张。官感不只是镜象,不只提供感觉资料,因为它参与感觉。

解剖刀可以把感官分离出来。同样,简单感觉是分析的结果。最初的感觉何尝简单?最初的感觉复杂而不易确定,它渗透着理解和成见,包裹着希望和追求。欲望是感觉吗?没有欲望会看得见嗅得到吗?能有所感的心灵不是白板,它没那么纯洁。

这岂不是说感觉并非开端而是后来滋生出来的吗?是的,我们总是从后来的某个时刻开始,从中间开始。我们没到罗陀斯,但我们已经在跳了。

把哪一件放在第一位,称为第一性,这当然宣告出一种特定的探索态度。但若那是认真的,开端就必也是探索的结果。入手之前总有些疑问,有些看法,有些经验。笛卡尔告诉我们思的自明性之前早就在思的晦暗中摸索很久了。聚集是没有开端的。开端是一次断裂,久已聚集的地下水从这里涌作源头。

经验没有开端。“逻辑的开端”更是不通的话,因为语言只作为一个勾连的系统让我们经验。什么逻辑或经验迫使我们相信“总得先有我思”,“总得先有存在”,“总得先有感觉资料”?

近代哲学家希图找到一个绝对自明的开端。为什么非要有个绝对开端?因为曾经有一位创始者。杀君者的疚愧和骄傲一道要求他们捧出替代者来。如果逻辑替不上,自明何如?公认又如何?除了到菜市场作抽样调查又怎么获取公认的自明性呢?谁相信“我思”绝对自明?有人信神,有人信鬼,我相信总得先有我妈把我生出来。

只要我们还有感觉,事情就还没有完完全全明白。如果你还没完完全全明白就开口说话,那是你做了一个决定。从哪里开始,也是一个决定。从不够自明之处开始不算独断,倒是宣称任何开端为自明都叫独断。

“真理是简单的”这样的话,介于安慰和谄媚之间,总之,它让人听了高兴,就像听到又建成了一条缆车线,乘坐它可以直登险峰绝顶。

在原始问题纠葛缠绕的哲学丛林中,除了迷于智慧者的命运之外,我不知道还有什么是单纯的。这里连最简单的蹊径都会让人迷失。新来的朋友,我有一句忠告:迷乱中勿只低头寻觅蹊径,能见天光时别忘了靠星辰了解你的所在,任何一条隐约可辨的小路都可能耗尽全部白天。

真知是一片单纯的境界,但这里只有入迷者的单纯。别说:我不怕迷失。不怕者还谈不上迷失。不过,我们果断地起步吧----同时小心翼翼。

红灯亮了,狗分泌唾液。狗既然对红光起反应,可说狗看见了红光。波长接近7,000埃的光波在狗眼里是否呈红色呢?蚂蚁能分辨紫外线。紫外线在蚂蚁看来是什么颜色?

刺激-反应:行为主义。这里,感觉不被看作独立的东西。或者干脆用“感觉式反应”来代替“感觉”。

对狗来说,红灯是个信号;不仅红灯,而且肉食的形色也是信号,饥与饱的感觉也是信号,强行把饱的信号输送给一条狗,狗会眼睁睁看着肉食摆在面前而饿死。神经把一切都转变为信号。高等动物作为一个信号系统进行反应。

阿诺兴提供了超前反应这一概念来描述生物的反应方式。感觉式反应不同于化学反应等等之处于是可看作:它是超前的信号反应。

信号从其本性是不独立的。信号不仅有所指,它根本就消融在它所指向的东西里。红灯-分泌唾液:在“红灯”后面不能写句号,连逗号也不能,因为它不逗留。

这是一条河流。事件之流最多比喻成由纤维拧成的线,而绝不是由一一分明的环扣成的链条。如果无法把信号从事件之流摘取出来,就无法把感觉从反应链摘取出来。反应链交织在事件之流中,没有所谓原子事件,也就没有原子感觉。感觉处在事件中,是事件的一部分。感觉由于与事件的混杂和互相牵连而混沌,而有分量。

感觉首先是混沌的综合感。阿诺兴称之为“弥漫感受性”。这是与“超前反应”一道提出来的。统觉并非事后把五官提供的资料加以综合,五官之觉倒是笼而统之的感觉的分化。先感觉到,才看到、听到、嗅到。

刺激狗分泌唾液的不是红色,是特定波长的光。这种光在我们看来是红色。

那么,不仅追问蚂蚁眼中的紫外线呈何种颜色是徒劳之举,而且询问蚂蚁眼中的世界是怎样一幅图画也没有意义。因为蚂蚁眼中的世界不是图画。

蚂蚁不观看、不观察、不theorein。图画是事件之流的截面,只有把事件之流切断,它才能作为图画被观看。观看仿佛横截了事件之流,把截面当作事件的终点。

Beholding holds。纯粹的看要求我们停驻,它是事件-反应的终止——我们只看、只听,就像在剧院里,哪怕义愤填膺,也不跳上舞台助一臂之力。人会静观。一个饥饿的人可以看见食物却不反应。柏拉图把驻停、存在与事物的外观(eidos)连在一起。存在自始就含有驻定的意思。

看不是反应,也不是反映。存在是变易的成象,在这个意义上,可以说存在是反映。看联结变易和存在,是二者的中介,是二者之间的Als-Struktur。

世界图画并非先画好了然后拿出来展览。今天成年人眼中的世界图画由多少世代的眼光修改过无数次。

初生的感觉还不是图画,我们得学习如何把它作为图画来观看。图画上,左右有序,上下分明,门类有别,图画总是逻辑的图画。

我们一直在并且仍然在学习观看。但我们通常从图案的终稿开始学习。所以我们问图画的意义。地球上最初的氧气是由原生生物制造出来的,现在没有氧气就不能产生和维持生命。 转贴于

练柳体的人以柳公权的字为其所本,他拿自己的字与字帖上的比较,看是否相像。柳公权本人的字帖在哪里呢?

肖像画家在画布上表现一位朋友的性情,他在一种特定的面容上捕捉了他久已熟悉的东西。性情不是被临摹下来,而是被表达出来了。表现者必须看到不曾被看到的,把已经感到的表达为可以观看的。肖像画家和漫画家一样需要构思。

画师寻觅一个线条、调整一种比例,原则上同于小说家的章法、舞蹈师的设计舞步。独独把绘画称为表现艺术使人误会画师的任务是临摹现成的世界图画。殊不知,无论用眼睛还是用画笔,世界只有通过描画才变为图画。米开朗琪罗表现大卫,虽然他从未见过他。

画家、诗人、舞蹈师,都致力于捉住游移不定者使它成形定形。表达即成形。

借以表达者称为“象”:样子、形象、图象、现象、象征。

象与像不同。世界本身对观察成象。像是象的摹仿。

一流的艺术家成其气象,于是引来摹仿,想弄得像。只在一种意义上可说一流艺术家在摹仿:不是对现成景物更不是对前人作品的摹仿,他临摹世界成其象的刹那。

日常与之打交道的东西,我们称之为“物”或“物体”。物有形象,形象属于物;我们首先知觉的就是物,而不是单纯颜色、线条、气味,若单纯而至于无物之象,就轻飘飘的,轻飘如幻影,这时我们的感觉也变得轻飘飘的,近乎幻觉。

通过分析把形象剥走,就剩下质、物质。形象和物质构成物体,物体被称作受形的物质informed matter)。无论形诸颜色还是形诸言辞,形是表达,表达其后的实质。

受形的物质就是得到表现的物质。那么,物体本身就有所表达,惚兮恍兮,其中有象,恍兮惚兮,其中有物,幼兮冥兮,其中有情,其情甚真,其中有信。用现在的话说,物本身就是能指,用海德格尔的话说,物拢集它物。受形的不仅得到表现,而且也有所表现。物实是最基本的符号。The informed matter is naturally informative。所以世界也被称作世界图象(das Weltbild)。世界图象并不是近代科技的产物,只不过,我们越来越多观看而少感觉,在这个意义上,当代被称作“图像的时代”(the epoch of images),不亦宜乎?

借助形、体、质这些概念把物体看作成形的物质,物质就被理解为实体或实质。表示“实质”的substantia这个词,说的就是处于下部根基处的东西 ——that which stands underneath。Substance不是包裹在完整外形中的质料,它标识着物体所从出的一团粘连,尼采所说的“全然永恒的混沌”。与有形有界的物体相对,实体被规定为无所分界的一。当康德设想只有一个物自身时,他没有超出斯宾诺莎对substantia的理解。而这一切理解都根源于亚里士多德的形式质料说,并且会在prime matter这一难题前止步。

“感觉显示变易、流逝、转化”[1]。我们感到的是世界的流变,看到的却是世界图画。希腊人为之困惑,试图了解hyle怎样驻停和成形。Substantia这个词却把hyle理解为本来就驻立着的东西了。

然而,实质原是泰利士的水,流动在赫拉克利特的河流中。唯借有形之体,实质始得驻立。

流变者,柏格森称为duree。Duree又被定义为感觉到的、体验到的、充实的时间。柏格森认为绵延只能被直觉(intuition)把捉。

只有流变者需要被把捉,亦即使之驻停。感觉追随流变者,它确定流变者在哪些瞬间可以成形,可以被“形式化”。我觉得把这样的确定称作intuition(直觉)优于称作Anschauung(直观)。正像康德所说的,直观所观者已是对象,而直觉则是对象化的一个步骤。

在康德那里,感性直观有两种形式,外感之形式为空间,内感之形式为时间。然而,Form(形式)这个词,本身即为空间概念。形总在外,只有外形,没有内形,“内在形式”是一个借喻。成形使我们能够看见。看总是从外面看。柏格森把intuition说成“从内部看”,就像莎士比亚说到“心灵的眼睛”。Intuition就看到实质说到看,Anschauung就通过外形来看说到看。

分出内外,把感官定义为由外到内的必经之路;然后推论说:对外界的知识皆源于感官知觉。于是感官知觉成了源头,外界的存在成了疑问,世界的实在最多只是悬设或推论出来的东西。这种不及格的逻辑却要我们相信世上发生的一切都发生在我们的感觉系统之内。

区分内外不就是区分出了“外部世界”与“内心”吗?我们沿着贝克莱的逻辑走下去,诧异怎么把世界丢掉了。我们还以为这是逻辑的结果呢。往返在路上寻找丢掉的钥匙,其实出门时把它反锁在屋里了。

世界在感觉里,感觉又在哪里?

感觉在五官之觉里。这倒不是说视觉吸收了颜色明暗等资料输送到某种里面的心灵去让它们感觉。视觉以开放的方式感觉:不仅指睁开眼睛,更是指让感觉随之流迁的东西展现开来,展开成为表面。我们要看到深处;却不是要培养X光式的特异功能。深处也需要展开来看,不过不容易展开。

唯其有表面,才有分隔和联结,才能端详得清楚。感觉从物质浊流一直连到清明的视觉。

呆看被阻隔在表面上。目光之所以能透过表面,因为视觉是一种感觉。感觉使看有所见。感觉滋养着看。

透过表面所见到的,却不是包裹在表面里的matter,而是透出表面的what matters。

我们不是通过看进入实质之内;正相反,我们原在实质之中,看把我们领到事物之外。所以才有“我们”。

观看不导向反映而导向理解。

什么是理解?看得清晰,而同时感觉得深厚。就是说,不仅看得清晰,而且看得真切。

理解是沟通,沟通陌异与熟悉。通过一定的道路,异域成为可通达的;通过一定的形式,陌异的存在成为可感的。

我们理解了,于是谅解了。

反过来又何尝不是?我们首先要尊重,要宽容,要感得到那里有什么可以理解的东西,值得理解的东西。

理解已经体现了尊重和宽容。当年大学生面对一个极少宽容的社会高喊“理解万岁”。反过来,没有理解的宽容是一种空洞的姿态,谁需要这种自上而下的宽容?

算计以自我为中心,只能算计别人,不会算计自己。算计别人,算计世界,是为了给自己谋好处。

理解却不以自我为中心,毋宁说,理解是不同中心的沟通。

当然,没有不从任何立场出发的理解,然而,从某种立场出发不等于停留在某种立场。六经注我,外国有的我们都有,那就谈不上理解。理解要求脱离固有的立场,要求“克服自我”。理解是一种转变,其核心不在于从某种立场出发,而在于寻求一个新的立足点。所以,在探讨理解时,从义理上探讨是第一位的,从心理上分析只起辅助作用。把什么见解都还原为立场、动机、心理,就扼杀了学术。

科学是人类最可宝贵的理解方式。然而,一旦脱离了感觉,科学就蜕化成算计,不再是一种理解。就像受到刺激不就是可感,能够操作也不保证有了理解。量子力学是最为精密的科学,提供最为准确的预言,然而量子力学家莫不承认,他们不理解量子力学。

比较一下伽利略的自由落体理论和亚里士多德的,不难看出近代物理学如何努力把感觉排除出物理世界,就是说,排除出近代物理学所定义的世界。

山有神而水有灵,甘霖和洪水全在神灵的喜怒,全在神灵要奖赏我们还是惩罚我们——这些都不科学,但这些给我们描绘出一个与我们相关的有意义的世界。

宗教给予我们生活整体的意义。宗教的“真理性”无需验证,显灵故事不是通过了验证的假说,而是一种感召,赋予世界整体以意义。我们通过宗教感觉到整体。

在希腊却诞生出一种奇特的设想:人不仅要感觉整体,而且可以认知整体的意义。在希腊,这种认识始终培植在感觉之上,哲学是认识的主体,科学是哲学的延伸。亚里士多德所论的phronisis不同于“认知”,通常被译为“实践的智慧”一类。在希腊的认识方式中,我们照样可以看到phronisis,看到这种审慎,无论走得多远,都和本邦保持着联系。 转贴于

哥白尼和伽利略倒转了太阳和地球的位置,谁在运动不再依赖于我们看到谁在运动。一旦摆脱了地球和人的束缚,科学认识就飞速发展起来。

但这个无需我们感受的、自动的世界有什么意义呢?感觉经验论似乎在对抗机械力学,补充它,或为它奠立基础:整个物理世界的存在都“在于”感知。然而,除非我们知道物理世界的存在方式怎样依赖于感知的方式,否则,整体存在在于感知只是一句空话,因为它在于感知也这样存在,不在于感知也这样存在。

对立者呼应着。近代物理学把感觉-意义排挤出世界,同时,感觉经验论要把世界的物质性排挤出感觉。然而,这样的“感觉”不会有意义,没有分量、没有牵连,就谈不上意义。遗留下来的是些没有意蕴的印象和感觉资料。乃至于感觉经验论的一些后继者不再努力为科学接联意义,反而试图把哲学转变为科学。

物理学排除感觉,而那里正是哲学的新兴领域,哲学通过这个领域把机械世界和意义世界联系起来。过度生长的物理学把这个领域也侵占了。心理学这门新兴科学不再试图说明物理世界的意义,它本身是物理世界的延伸。

固然,在休谟的时代,心理学还不是科学,而是哲学。不过,“感觉”、“印象”等语词越来越多地被赋予专门的意义。科学必须重新定义其重要概念,使之成为术语。这些定义是完全无余数的、对任何符合定义者是无差别的,因为一门科学虽然只认识世界的一个面相,但它是关于这一面相的系统认识:有它尚未认识的,但没有不符合其认识的。在这个意义上,没有对语言的技术性定义就没有科学。

能否允许哲学把它讨论的词语转变作术语?哲学逻辑是自然的知音,它依赖于自然语言所体现的自然理解。一句话有意义,无非它是可感的,它听上去像话,它自然而然就有意义,或通过分析说明它像话。哲学不可以把它所讨论的语词转变为术语,虽然它可以使用少量方法上的术语。像通常对话一样,哲学对自然语词的技术性处理是为了排解对自然暂时的误会。误会一旦消除,哲学逻辑就收回技术。

抽去了意义、意蕴,“感觉”就像“静止”和“运动”一样成了术语,为一门科学铺垫基石。即使我们没有感觉,心理学仍可以测量感觉的强度。若不识科学定义的“感觉”与自然感觉之别,就会以为刺激就是可感,体液肌肤的反应就是感觉。

自从哥白尼和伽利略倒转了太阳和地球的位置,哲学和科学的位置也一步步倒转过来了:科学成为认识的主体,哲学则努力把它和感觉-意义的世界联接起来,把机械力学的世界和我们联接起来,直到这个世纪,直到哲学已经力不从心,要么宣称自己的末日,要么重新思忖:意义是否依赖于意义的整体?

量子力学的核心理论范文第7篇

一、物理教育必须适应科学技术发展的需要

本世纪40年代以来,世界科学技术飞速发展,出现了有别于在此之前的任何时代的特点。第一,科学技术加速发展,科学技术成果迅速增长,科学发明、发现到应用的周期愈来愈短,新产品,新技术过时的速度愈来愈快。第二,现代科学的高度分化和综合化。一方面知识的某些分支不断地出现,形成独立的学科,另一方面,在科学分化的基础上,由于各学科的相互依存,相互转化,又形成具有新质的内涵更大的综合学科。第三,科学的数学化趋势。各门学科日益把数学和数学方法作为研究事物现象、数量关系和深刻表达事物本质的工具和方法。第四,科学、技术、生产一体化。科学研究已成为现代生产的组成部分,要保证生产的持续增长,离不开新技术,而新技术源于科学研究。

为了适应科学技术发展的需要,世界各国纷纷改革教育,研究教育思想,优化课程结构,更新教学方法。从总体上来说,世界教育呈现两大趋势:终生教育和发展智能。

终生教育作为教育发展的必然趋势,使人们不得不对学校正规教育的地位作出新的认识。职前学校的正规教育只是受教育的一个阶段,是终生教育的基础部分。那种把学校正规教育看作人的一生唯一的教育,认为学校教师在这一阶段应给学生灌输尽可能多的知识,使他们毕业后能从事某一专门职业,无需再学习的思想已经落后于时代。

现代科学技术发展趋势告诉我们,学校传授给学生的知识再多,也不能满足其日后的工作需要。因此,学校教育应从单纯的传授知识转移到在传授知识的同时发展学生的智能的轨道上来。

因而物理教育必须适应科学技术发展的需要,以培养学生的能力、智力为中心,提高学生的科学素质,使其具有科学知识、科学方法,并应用这些知识和方法来了解环境、关心社会、解决问题,不断地追求进步,掌握更多的技能。

二、物理教育应介绍杰出物理学家对物理学发展的作用,引导学生学习物理学家的科学精神

物理学的发展是一个漫长的过程,它包含无数代科学家前赴后继的共同努力,它是人类智慧的结晶。

物理学家的主要作用表现为:第一,推翻前人的错误论断,建立科学的概念,开创科学的新纪元。如伽里略否定了亚里士多德的“重的物体比轻的物体落得快”的错误观点,提出匀速运动和匀加速度等概念,奠定了力学的基矗第二,创造性地综合已有理论,集科学之大成,建立完整的科学体系。如牛顿在伽里略、开普勒等人的基础上,对力学理论进行创造性的综合,提出著名的万有引力定律,牛顿运动三定律,完成物理学的第一次大综合。第三,在科学实验中的重要发现。

在科学发展的关键时期,一些重要的实验往往能深化人类的认识,将物理学推向一个新的发展时期。1895年伦琴发现X射线,1896年贝克勒耳发现放射性,1897年汤姆生发现电子,正是这三大实验发现揭开了现代物理的序幕。第四,突破前人的思想方法,创立新的科学思想。物理学的每一项重大突破都需要新的思想方法的指导。例如玻耳兹曼和吉布斯在麦克斯韦之后将统计方法彻底地引入物理学,突破了牛顿等人的因果决定论思想。第五,提出著名假说,构建新理论,如在解释黑体辐射问题时,普郎克提出能量量子化假说,为量子力学的创立作出重要贡献。再如爱因斯坦提出光速不变原理和相对性原理,并在此基础上创立狭义相对论。第六,进行重要的验证性实验。如赫兹实验证实了麦克斯韦电磁学理论,并使之很快得到应用。再如华裔物理学家吴健雄用钴60做实验,证实杨振宁、李政道提出的弱相互作用下宇称不守恒的著名假说。

杰出物理学家能够对物理学发展作出不可磨灭的贡献,除了他们非凡的智力和优秀的性格特征外,还与他们处在物理学发展的关键时期有关,同时他们还受益于前辈科学家已有的成果和经验。

物理教育活动中教师要适时地介绍物理学家奋斗和创造的历史事实,激发学生学习物理学家的科学精神和心理品质。优秀物理学家有许多值得我们学习的东西,归纳起来主要有以下几点: 1.强烈的求知欲和好奇心; 2.热衷于科学研究; 3.喜欢并有能力长时间地艰苦工作; 4.良好的独立思考习惯和创新精神; 5.坚持真理,敢于为科学献身。

学习物理学家的优秀品质和创新精神,同时也要树立这样一个观念:物理学家是人,而不是生而知之的圣贤;物理学是人创造的,因而有局限性,还需要发展;既要尊重科学,又不盲目崇拜书本;学习物理学家永无止境的探索精神、创新精神,敢于纠正错误,坚持真理。

三、大力培养学生的创造思维能力

要培养学生创造思维能力,首先要认识创造性物理教育的意义。概括地说,实施创造性物理教育有助于改变以知识为中心的物理教育观,开发学生的创造思维潜能。爱因斯坦曾经指出:“一个由没有个人独创和个人志愿的规格统一的个人所组成的社会,将是一个没有发展可能的不幸的社会。我国要实现四个现代化,不仅需要提高民族的整体素质,而且还需要培养大批的创造型人才。在物理教育中有意识地培养学生的创造思维能力,有助于开发学生的创造潜能,有助于学生举一反三,触类旁通,利用已有知识创造性地解决问题。

创造性的物理教育是在物理教育过程中,使学生掌握物理知识和物理方法,树立创造意识和志向,提高创造思维能力。

进行科学创造需要掌握深厚的物理学知识,需要产生各种联想、想象和设想,更需要加强物理方法的学习。因此,教师应帮助学生认识融汇在教材中的方法论思想,逐步建立理想模型,设计理想实验,掌握分析、综合、比较、分类、类比等方法,学会进行科学假设和建立简单数学模型。同时还要学会物理实验中的科学方法。方法是活的知识,它能够为学生进行科学探索提供启示。

创造思维的核心是发散思维和聚合思维。发散思维是从给定的信息中产生信息,从同一来源中产生各种各样的输出。即是说在思维过程中从某一具体的对象出发,充分发挥想象力,通过知识、观念的重新组合,找出更多、更新可能的答案。物理教学过程中可以利用典型习题进行发散讨论,以训练发散思维能力。打破习题本身原有条件的局限,让学生以原题为基础,充分发挥想象力,设计出尽可能多的问题进行解答。

聚合思维是从不同的角度把思维指向中心以达到目的。怎样提高学生的聚合思维能力呢?可以利用“智力激励法”对物理问题进行讨论。

“智力激励”的原理是:众人围绕一个确定的问题提出自己的设想,问题成为刺激人们思考的因素,它引发出各种不同的设想,而每一个设想又成为新的刺激人们思考的因素。如此循环,推动人们更广泛、更深刻、更具体地思考,于是产生出众多解决问题的方法。物理教学中通常可以让学生分组讨论一些没有统一 答案的问题,如“请你以物理知识为基础,设计一个家用防盗系统”。这个问题会引发出学生的众多设想,有利于学生创造性地应用物理知识,达到训练思维能力的目的。

四、帮助学生建立有效的学习策略

学生要学好物理,必须具有良好的心理状态,建立良好的知识结构,摆脱死记硬背的倾向,增强学习的主动性和探索性。

强烈的学习动机是有效学习的推动力量,所以物理教师应结合物理教学增强学生的学习动机。第一,激发好奇心,培养浓厚的学习兴趣。物理学研究的内容很广,大到天体,小到基本粒子,各种电器、无线电装置都与物理知识有关,这会给学生产生一种自发的好奇心和学习兴趣,光凭这点还是不够的,教师还要常常用物理学史中精彩片断。高质量的演示实验(教师自制的演示实验更好)、物理学的新进展、物理学在其它领域中的应用等材料和手段吸引学生,提高他们的学习兴趣。第二,争取保持学习的良性循环。学习动机是学习的原因,又是学习的结果。增强学生学习动机的有效方法之一是让学生学懂,学生从成功的学习开始,可以增强和保持强烈的学习动机。如果学习的压力过大,学生心理上就难以承受,就得不到学习成功的愉快体验,从而减弱学习动机。第三,让学生参与学习过程,对学生的进步给予及时的鼓励。学习过程中尽量让学生动口、动手、动脑。

人的认知结构的形成是一个长期和复杂的过程。从认知心理学的角度看,物理学习过程是用物理学的理论去同化、改造原有的认知结构,并形成新的认知结构。

物理学的基本概念、基本规律以及它们之间的联系,构成一幅完整的物理图象。这幅图象就是物理学的基本结构。要学好物理学,必须要理解物理学的基本结构,而不只是了解一些孤立的、零碎的物理知识。要理解物理学的基本结构,不单靠背诵和记忆基本概念、公式。而要在记忆的基本上,搞清物理概念、定律、公式的来胧去脉,以及它们是怎样构成一个严密、和谐的知识体系的。

有效的学习,学生不是被动地接受,机械地记忆,而是在教师的启发下,积极地思考,认真地探究。探究式学习是让学生通过主动的观察和实验去认识物理现象,纠正错误的前概念,形成科学的概念,探究式学习往往通过寻找概念、定律之间的联系,加深对知识的理解和记忆。

五、有效地控制物理教学过程

物理教学是由教师、学生、教学媒体组成的复杂系统。为了学习目的而组成的物理教学系统,必须使学生了解以前所不知道的东西,即获取信息,而教师给学生传递的信息是否已被学生接收,这就需要学生反馈信息,反馈信息是联接教学双方的纽带。

教师根据自己的计划进行教学,常常需要调节和修改计划,对自己的教学进行控制。教学过程是人与人之间的活动,可能出现许多偶发事件,教学信息的交流不像电报、书信那样简单,只要输出端发出信息,输入端就能接收到。教师向学生发出信息,有的学生完全接收了,有的只是部分接收,有的完全没有接收。

成熟的教师常常通过学生的回答性语言、情绪变化、细微动作接收到学生的反馈信息,以不断调整自己的教学,取得好的教学效果。而那些无视学生反馈信息,只按自己既定计划单向输出信息,其输出信息常常是低效的,不能收到好的教学效果。物理教师课堂教学的自我调节控制可以从以下几个方面进行:第一,控制信息量。教师的教学必须使学生获得某些信息,如果一次课教师所教的内容过于简单,信息量就少,完全重复学生己学过的内容,学生就会感到无兴趣。反之,如果一次课信息量过大,学生会感到疲劳,接收困难。怎样了解信息量是否适当呢?可以通过学生在课堂上的面部表情、课堂气氛、回答问题等非语言和语言反馈信息进行判断,从而对信息量进行控制。

第二,控制信息输出速率。在一节课的45分钟内,学生所能接收的信息是有限的,而接收的速率也并非均匀。例如,开始上课和临下课的几分钟学生的精力都可能不太集中。因此教师要善于创造良好的课堂气氛,集中学生的注意力,并将大量新信息集中在学生最佳吸收状态时传递。学生的情绪、注意力受多种因素的影响,成熟的教师能够捕捉和创造最佳信息吸收状态。

第三,控制信息传递方式。教师传递信息可以通过多种方式,可以让学生听、看、读、写、做、讨论等。教师应多做几手准备,通过双向信息交流,灵活地变换信息输出方式,以提高学生的接收率。

学生的学习是一个复杂的过程,要取得好的学习效果,离不开教师的正确控制。教师可以通过以下方式对学生进行控制:第一,评价控制。学生知道自己的学习结果将对他们的学习态度产生深刻的影响,所以,教师应充分发挥评价对教学的控制作用。教师对学生的评价,可以是习题对、错判断、评语,可以是回答提问时的评语,也可以是测验分数的其他评优、奖励等。

量子力学的核心理论范文第8篇

本文不打算系统地介绍和全面评论这些观点,而只是想对科学的发展作一点哲学的反思。在内容方面,鉴于苏联哲学界以凯德洛夫为代表的一批人对科学技术革命的问题讨论得很热烈,并提出了他们的一些见解,因此本文也予以涉及,以便一并加以述评。

波普尔把科学视为“人类心灵的壮丽的探险”,认为科学本质上是革命的、批判的,是任何形式的权威主义和教条主义不可调和的敌人。他反对“科学始于观察”这一传统看法,而把“问题”作为全部科学探索的出发点,并以“证伪”(也译为“否证”)原则取代逻辑经验主义的“证实”原则,指出科学理论之为科学就在于它的“可证伪性”。在此基础上,波普尔提出了他的科学发展“四段图式”:问题1试探性理论消除错误问题2。在波普尔看来,科学探索的逻辑就是:试探、错误、再试探、再错误……;或者说是:猜想、批判、再猜想、再批判……;循环往复,以至无穷.波普尔所描绘的这幅科学发展图景,是—幅自由探索的逻辑图景,它在一定程度上揭示了科学自身的能动的发展,使科学哲学研究领域呈现出生机。不过,波普尔所说的科学发展,指的是跳跃式的革命,革命的实现即是对现有理论的不断“证伪”,也就是科学通过不断地反驳、否定、批判、推翻现有理论而发展。波普尔的“不断革命”论也许反映了科学自由发展的一定时期的特征,但从历史的长河来看,科学发展并不完全像走马灯那样变幻不定,因为它也有相对稳定的进化时期。就此而论,波普尔的失足在于,他把科学革命视为科学理论的更替,即旧理论的证伪和新理论的出现,而科学理论相对来说则是脆弱的、易变的,这显然与科学发展的实际情形有许多背谬之处。

也许正是由于看到波普尔面临的困境,激发库恩用范式论取代波普尔的理论。范式包括理论,但又不仅仅是理论。它是关于世界的整体图像,是“看问题的方式”,因而具有世界观和方法论的意义。另外,范式还具有它的社会的心理的意义,接近“科学共同体”一词。在库恩看来,科学并不是以某种不变的速率发展着,相反地,存在着一个相对短暂的所谓“革命”时期。在这个时期,革命前占优势的范式被推翻,并被新的范式所取代。在两次革命之间,有一个较长的所谓“常规科学”时期。在这个时期,新范式被发展、被应用,同时,占统治地位的范式也逐渐暴露出无法使人满意的地方,不断出现“反常现象”。由于大量反常的涌现,导致“危机”,而危机是新理论诞生的一种适当的前奏,是科学革命的前兆,于是继而发生科学革命。库恩提出的科学发展模式是:前科学常规科学危机科学革命新的常规科学……。与波普尔的模式相比,这也许可以称之为“阶段革命”论。库恩的科学发展模式尽管难以囊括各学科在各个历史阶段的发展过程,但它毕竟在客观上揭示了科学发展由量变到质变的辩证规律,强调科学革命在科学发展中的地位和作用,这些都是应该肯定和借鉴的。但是,由于库恩哲学思想的两重性,使他在处理一些问题时,又不可避免地陷入了混乱和迷惘之中。例如,他在揭示科学革命本质的同时,却又将革命归结为心理学意义上的格式塔转换;他在阐述科学发展中的质变的同时,又认为范式不可通约,断然否认范式之间的逻辑联系和继承性;他在反对一次检验(证实或证伪)的经验主义论点时,又走上了否认理论可检验的极端,从而为否认客观真理敞开了大门。另外,“范式”这个概念也比较庞杂,据有入统计,范式共有21种用法,如可以被理解为理论的框架、科学认识的规则、科学研究的范例、科学分界的标准、方法论的单元、形而上学的假定等等。因此,有人认为用范式的变更来定义科学革命,很难说就是抓住了科学革命的实质。

西方科学哲学发展到70年代,拉卡托斯的“研究纲领”方法论引起了人们的注目。按照这种方法论,科学总是以研究纲领的形式发展的,科学革命就是研究纲领的转换。研究纲领是有结构的整体,它由两部分组成:中心是相对稳定的“硬核”,周围是柔韧多变的“保护层”。硬核是约定的,科学研究纲领的不同主要在于它们的硬核各异。这个研究纲领是由理论体系中的各种理论结合而成的,它可以通过“反面助发现法”告诉科学家那些途径应该避免,即告诉他们不应试做什么,以保卫硬核,免于反常现象的冲击。也可以通过“正面助发现法”告诉科学家应该遵循那些研究途径,即告诉他们应该做什么,从而不断提出解决反常的方案,使他们不致被大量的反常现象弄得心慌意乱,从而建立、发展、完善越来越复杂的模拟实在的模型。因此,科学研究纲领不像波普尔的理论那样,一个反例就会遭到证伪。研究纲领只要处于前进期,就有足够的“启发力”实现“进步的问题转换”,即不断提出问题和解决问题。同时,科学发展也不像库恩所设想的那样,从一种范式转换到另一种范式,其间没有任何连续性可寻。拉卡托斯还认为,当研究纲领越来越不能应付反常事例时,就出现“退化的问题转换”(有时也可通过调整保护层获得“新生”),最后就要让位给新生的竞争对手,此时也就发生了科学革命,这是一个自然的新陈代谢过程,是一个不断趋于真理的合乎理性的过程。但是,拉卡托斯所分析的研究纲领的进步、退化以及退化后的“新生”,只有事后很久才能认识到,这就产生丁一个问题:这样的历史怎么能证明这种研究纲领方法论有效呢?而且,他也没有提出怎样合理地发明硬核和启发法,或者怎样在它们之间进行合理的选择。可见,拉卡托斯的研究纲领基本上还是描述性的,缺乏逻辑上和内在源泉上的揭示和论证。

费耶阿本德是60年代以来反对逻辑实证主义的主要人物之—。他在科学发展观方面比较接近库恩的科学革命概念,但却把库恩的非理性主义推到极端,从而以“无政府主义”的方法论而著称。在费耶阿本德看来,科学有一定的“韧性”,即在一定时期人们总要恪守一种理论,而置大量反证于不顾,在这一点上他反对波普尔关于理论不断被证伪的观点。另一方面,有“韧性”即容许对现行理论进行调整,这就势必出现“增生”,使不同理论同时并存,在这一点上他又否认库恩的范式绝对统治和常规科学的存在。韧性和增生是相互作用的,因此科学家既要敢于坚持自己的观点,又要勇于修正自己的错误。他认为常规科学和科学革命不是科学发展的两个不同的时期,而是两种不同的因素,即科学的经验成分和哲学成分。科学发展的模式就是这两种不同因素的辩证综合。科学的经验成分虽是大量的,但并不是科学的全部内容,人们不应该忽略哲学成分在科学革命所起的重大作用。不过,由于费耶阿本德认为科学的韧性在于理论不可能用事实来检验,增生也仅仅是意识形态作用的结果,因而科学理论不可能具有任何真理性,也没有任何理性基础,从而科学发展也就谈不上什么逻辑模式。这种非理性主义的观点显然是错误的。

美国科学哲学家尼古拉麦克斯韦是以彻底的反经验主义的斗士出现的。他认为评价和选择理论,经验并不是唯一的标准,还有其他的逻辑标准和社会标准等。而现代科学哲学家,包括波普尔、库恩、拉卡托斯在内,认为最后还是要诉诸经验检验,因而并没有完全摆脱经验主义的束缚。麦克斯韦强调,科学变革的理论基础是哲学,是某种形而上学假定,这就是在一定时期支配科学发展的“形而上学蓝图”。他指出,科学实际上一开始就起因于宇宙是可以理解的这一形而上学假定,科学的发展就是科学家力图找出各种可理解的形而上学蓝图,而每一种蓝图都需要建立一定的理论加以阐明。为此,他提出了六条选择标准,认为科学家应该重视对蓝图的研究与筛选,应该通过批判不断改善他们的蓝图。当理论失败时,还应该及时以新蓝图取代旧蓝图,从而引起科学变革。但是,麦克斯韦并未明确回答这样两个问题:形而上学的蓝图是怎样产生的?怎样通过蓝图去扩展理论?

劳丹是西方科学哲学界的新秀。劳丹认为库恩的形式并不能恰当地解决科学实际上是如何进步的问题,他提出了“研究传统”的新概念来代替范式。所谓研究传统,就是这样一组总的假定,即对—个研究领域中的实体和进程的假定,对这一领域中用以探究问题和构造理论的适当方法的假定。研究传统排斥了范式内的心理要素,而恢复了被逻辑经验主义排除于科学之外的形而上学的地位。在劳丹看来,他的研究传统体现了本体论、方法论的精髓,正是这些精髓使研究传统彼此相区别。研究传统也包含若干理论,这些理论是同时的或前后相继的。研究传统为所属理论提供指导方针,以便把该领域小的经验问题归并到研究传统上来,从而解释这些经验问题。劳丹的研究传统不像范式那样僵硬,它可以通过修改研究传统所从属的理论,甚至可以通过修改研究传统内部基本核心成分而不断发展。为了克服范式不可通约的障碍,劳丹提出了研究传统本身在连续性的发展中进化的见解。他还认为在同一领域可以同时存在几个研究传统,它们之间并不是针锋相对、不可调和的,因此科学革命不是创造出一个各种成分都是崭新的和革命的传统,而是以某种方式把旧传统的成分重新加以组合,提出一个新传统。但是,研究传统用解决问题来说明科学活动和科学进步,显然是实用主义的观点,而且它与理论的关系也过于松散。

霍耳顿在科学史研究中提出了主题分析的概念。所谓科学主题,指的是科学中的基本前提概念,如物理学中的物质间断性与连续性、粒子性与波动性、运动的守恒性、因果性、相对性等等。科学主题在科学发展中有相对的稳定性。尽管科学理论不断发生变化,但科学主题却具有相对的不变性和继承性。从科学主题分析的观点看来,科学革命往往在科学主题方面回到以前的深刻的题目上去。霍耳顿指出,所谓科学“革命”,归根结底就是回到古典的纯一性的一种努力。他列举了爱因斯坦的方法论与牛顿《原理》的众多相似之处,并认为他的定义是伟大的科学“革命”的一个相当普遍的特征。他甚至说,相对论只不过是把时空位置从牛顿的上帝的感觉中枢移到爱因斯坦的抽象的思想实验者的感觉中枢罢了——就好像使物理学最后还俗了。霍耳顿的主题分析概念避免了范式之间不可通约和缺乏继承性的缺陷,但似乎轻视了科学革命变革的一面,他在“革命”二字加上引号,大概也是这个意思。

斯尼德和斯台格缪勒从结构主义的观点对范式进行了“理性重组”。所谓理性重组,就是用一组形式化的符号来代表范式的内容,对范式的内容加以改造。在用形式化方法处理之后,就可以表明在常规科学家和革命科学家之间存在历史的连续性,而一旦革命科学家要改变常规科学家的理论核心、一组范式应用和范式网络(启发如何从理论核心过渡到范式应用)时,双方就不能共处于一个范式之内,因而就不属于同一常规科学了。含有理论潜在内容的理论网络(是一组能为理论核心、范式应用和范式网络接受的理论网络)将通过助发现引入范式,促使范式发生质的变化。总之,“理性重组”纲领允许关于理论变革、理论与理论之间的和理论内部的相互还原的动力学的合理化可以在结构上客观化,并且(像批判理性主义那样)为理论的合理进化做出了规定。但是,对此也有人提出了批评,即认为这种理性重组抽掉了范式的哲学内容,仅以极抽象的形式涉及科学共同体,而且形式归并只是一种理论的静力学,而库恩的科学革命图式本质上是动力学的,因而这种理论也有很大不足。

夏佩尔对非理性主义思潮在科学哲学中的泛滥深感不满,他作为“新历史学派”的先驱提出了“信息域”理论,反对以库恩为代表的历史学派过分夸大社会和心理因素,夸大科学共同体的作用,对范式的僵硬性、非继承性和不可通约性统统加以批判,对费耶阿本德的批判尤甚。夏佩尔认为,一系列的信息逐渐集合成一个信息城,它具有如下特征:这种信息集合依据各信息之间某种内在联系;如此集结的信息域蕴含着某个令人深思的问题;这个问题是很重要的;当前科学技术水平已经解决这个问题。夏佩尔把满足这些条件的一组信息叫做“信息域”。在这里,信息域中的“信息”主要是指事实,他一再强调,他的理论的基本精神是要从事实出发,细心倾听“事实”的“启示”去进行探索。信息域并不要求搜集一大堆同类事实,重要的是有内在联系的事实,这里的“内在联系”并非一般的因果联系或时间顺序,而是指隐藏在各不相同的较深层次中的统一性。统一性的核心是“解释因素”,它像一根轴线把其他构成成分——理论基础、基本前提、推理程序、推理模式等——联成一个有机的整体。信息域是在科学中自然地长期地形成的,它有极大的启发力促使人们动脑筋思考它所提出的问题。信息域还具有明显的时代性。例如,16、17世纪形成力学的信息城,18世纪形成化学的信息域,19世纪形成热力学和电磁学的信息域等等。由于一个时代的信息域是由这个时代的社会经济条件、科学技术水平以及人类智力发展等复杂因素决定的,所以科学也是在不断发展的。夏佩尔的理论在批判非理性主义、相对主义和不可知论方面起了不可忽视的作用,但也存在着缺陷。

凯德洛夫在他的近著《列宁与科学革命》中集中地论述了自然科学革命问题。他指出科学革命有三个特点。第一,科学革命要求破坏和抛弃以前在科学中占统治地位的、与客观实在不符的,即由于对自然界研究的不正确的、有局限性的立场而被人类理性引入科学之中的东西。第二,迅速地扩展我们关于自然界的知识,进入科学认识迄今还没有达到的自然界的新领域。在这里,新工具和新仪器的发明起着巨大的作用,它们允许观察者和实验者发现超出人类从前的观察可能性的界限的全新自然现象。第三,革命并不是由经验材料的增长本身,并不是由任何一个新事实、新现象、新实物的发现本身引起的,而是由在解释和概括经验材料的过程中得出的、与以前已经确立的观念不一致的那些理论结论引起的。因此,科学革命正好发生在科学理论、科学概念和原理的范围内,发生在原有表述遭到根本摧毁的、有关科学定律的理论、观点范围内。在这种分析的基础上,凯德洛夫把科学革命定义为:“所谓自然科学革命,应当首先理解为研究和说明自然现象的立场本身的转折,用来认识(反映)所研究的对象的思维结构本身的转折。真正的自然科学革命的实质恰恰在于思维方式这种急剧的转折,恰恰在于由已经陈旧的科学认识方法向新的进步的科学认识方法的转变。” 凯德洛夫从科学认识的角度进行了富有意义的探讨,但他在某些方面却割断了科学的历史,甚至得出了科学革命和社会革命在时间上一致的奇怪结论。

上述各个科学哲学流派或代表人物,都从不同的角度对科学发展进行了哲学反思,取得了有意义的成果。但是,他们却有一个共同的缺陷,即在论述科学革命时,都没有明确地揭示科学革命的实质。

那么,科学革命的实质究竟是什么呢?

作为物理学革命先锋和主将的爱因斯坦,在经受了物理学革命的急风暴雨的洗礼后,对有关科学革命问题发表了许多精辟的见解。在《物理学的进化》一书和其他文章中,爱因斯坦认为,科学的发展并不是一些定律的汇集,也不是许多不相关的事实的目录。在科学的开创性的工作中,最初的和最基本的步骤总是带有革命性的。科学上的重大变革和划时代的进步差不多都是由于旧理论遇到危机,在实在和我们的理解之间发生剧烈冲突时出现的。这种冲突迫使我们排除根深蒂固的旧科学观念,创造出新科学观念及新理论。只是在这种冲突激化之前,当科学沿着既定的思想路线前进时,它才具有进化的性质。很显然,爱因斯坦的这些看法包含着两个主要观点:第一,科学的发展是波浪式的,而不是直线式的,既有量的积累,也有质的变革,也就是说,它是进化与革命交替进行的。第二,科学革命就是科学观念的变革。

何谓“科学观念”?在爱因斯坦看来,科学观念就是科学理论体系的基础,它是由不能在逻辑上进一步简化的“基本概念”和“基本假设”(爱因斯坦又常常把基本假设称为“基本关系”、“基本原理”、“基本定律”、“基本公设”、“基本假定”等)构成的。科学观念(爱因斯坦也称其为“基本观念”)是理论体系的逻辑前提和构架,正是在这种意义上,爱因斯坦也使用“逻辑前提”、“理论框架”、“公理基础”作为科学观念的同义词。例如,在经典力学中,绝对时间.绝对空间、力、质量、惯性等基本概念和牛顿三定律、万有引力定律等基本假设构成了经典力学的基本观念,力学的整个理论就是以此为基础而建立起来的。在狭义相对论中,新的时间、空间、同时性概念以及两条基本原理构成了狭义相对论的基本观念。

按照爱因斯坦的观点,科学观念是在经验事实(可能是不充分的)基础上,通过非逻辑的途径形成的。也就是说,科学观念是思维的自由创造和理智的自由发明(当然是在实验事实的引导下进行的,而不是纯粹的思辨)。正因为如此,来自认识论、方法论、自然观等方面的哲学思考,简单性原则和准美学原则(既有哲学因素,也有心理因素),价值判断的标准以及直觉、联想、幻想、灵感、猜测、想像等都会在科学观念的形成过程中起自己的应有的作用。在提出科学观念时,人们对它还有一个选择和评价的问题。由于科学观念与提出它时作为指导的已有的直接经验隔着—条在逻辑上难以逾越的鸿沟;由于数学方面的障碍,在没有从它推导出可供检验的结论之前,以及虽然导出了可供检验的结论,但一时还不可能进行外部证实或确认(实验检验);在这种情况下,就只有凭藉科学观念的内在完美,即它的“自然性”和“逻辑简单性”来选择和评价了。在这里,哲学的、社会的和心理的因素又参与其中了。难怪爱因斯坦说,科学作为一种尚在制定中的东西,作为一种被追求的目的,是主观的,是受心理状态制约的。不过,科学观念以及由它导出的理论正确与否,最终还是要接受实验检验的。于是,内在完美和外部确认的有机结合,不仅是选择和评价科学观念的标准,也是人们接受科学观念之考虑所在。这样一来,在科学观念的形成、选择、评价、确立乃至接受的过程中,既有坚实的经验基础,又摆脱了狭隘经验主义;既有大胆的哲学思辨,又避免了先验唯心主义;既包含有社会心理因素,又拒斥非理性主义;从而在哲学上防止了上述各种科学革命模式的缺陷。

科学观念是科学理论的基础,它是一个时代的科学认识论、方法论和自然观在科学中的集中体现,也与社会、心理因素密切相关,因而它一经确立便具有很大的刚性和弹性,表现出相对的稳定性和一定的伸缩性。由于这种特性,它能够在一个相当长的时期内有效地充当科学家的研究指南,指导科学家进行常规科学研究。例如,《原理》之后200余年,刚体力学、流体力学以及解析力学,都是牛顿力学的合理延伸。而且,经典物理学(热力学、光学和电磁学)也是在牛顿力学的基本观念之上建立起来的。在这个历史时期,也有突破牛顿力学基本观念的新观念出现,如热力学第二定律揭示出的热现象的不可逆性,电磁学中的场的概念,但是它们分别通过统计解释和以太解释这样的辅助假设,重新被纳入牛顿力学的理论框架之内,从而保证了常规科学的顺利发展。但是,到19世纪末,大量反常现象的涌现触动了经典理论,并波及到它的基础即经典基本观念,经典物理学家虽然千方百计地设法修补理论框架,但是仍难以令人满意(因为反常现象的冲击力已大大超越了经典理论框架的“弹性限度”)。这时,便出现了所谓的物理学危机。一般说来,旧科学观念业已动摇,新科学观念尚未确立之时,就是科学危机的时期。危机是好事而不是坏事,它加速了旧科学观念的改造和新科学观念的确立,是科学革命的前夜,是科学家追寻科学理论基础的英雄时期。在这个时期,那些具有清醒的哲学头脑和敏锐的科学眼力的科学家,往往以迥然不同的思维方式看待问题,以别具一格的科学方法解决问题,另辟蹊径,提出新科学观念,并以此为基础建造新的理论体系,这时科学革命便开始了。科学的危机与革命时期,实际上也就是旧科学观念从科学发展的正确指南转变为科学发展的严重桎梏之时。新科学观念一经确立,它又成为科学家的研究指南,指导科学家进行新的常规研究。

在这里,我们也可以看到,科学革命的内在动力是实验和理论的对立统一,各理论体系之间的对立统一,后者集中表现在作为理论体系基础的科学观念的对立统一上。引人注目的是,各理论体系之间的对立统一愈益成为科学发展的不可忽视的巨大力量。

所谓科学革命,必然是指科学内部的某种东西发生了变革。科学理论固然是科学的主要内容之一,但它的层次似乎过低而且易变,用科学理论的变革来定义科学革命就会重蹈波普尔的覆辙。然而,用过高层次的诸如思维方式等哲学性的概念来定义科学革命也不合适,因为它与科学的关系不十分密切直接,因为科学革命毕竟不是思想革命或哲学革命。这样,用处于思维方式和科学理论之间的中间层次的科学观念(它是科学内部的主要内容之一)来定义科学革命就显得比较恰当,因为它抓住了科学革命的实质。随着新科学观念的提出,通过逻辑演绎等途径,就可以建立起新的科学理论体系来。但是,科学革命并没有完全抛弃旧理论,而只是破坏和改变了旧理论的公理基础,确定了旧理论作为一种相对真理的适用范围。建立在新科学观念之上的新理论不仅能容纳旧理论所包含的许多知识,而且能容纳旧理论所不能包括的“反常”知识。不仅如此,旧的科学观念也并非统统被废弃,其中一些只是丧失了自己以前独有的统治地位,从以前的不正确的、与事实不符的壳体中解放出来,被赋予新的意义,它们原有的真理颗粒被继续保留下来,并作为从属成分有机地融合在新科学观念之中。在科学观念、科学理论的变革过程中,科学的认识论、方法论、自然观,一句话,科学家的思维方式也伴随着发生了根本的变化。

这样,我们可以尝试给科学革命下一个定义了:科学革命就是科学观念的根本改造,与此同时,也伴随着科学理论以及科学认识论、方法论、自然观等的更新。需要说明的是,在我们的定义中出现了“根本”和“改造”的字眼,这是有一定的用意的。在我们看来,科学革命应该是一种整体性的革命,而不是局部的变革,因此对于科学观念的改造也应该是根本的、整体性的,而不能是表面的、局部的。在“改造”之前加“根本”二字,也是受到列宁和爱因斯坦的言论的启发。列宁说:“……革命是一种最基本最根本地摧毁旧事物的改造,而不是审慎地、缓慢地、逐渐地来改造旧事物,尽可能少加以破坏。” 爱因斯坦谈到:“谁也没有想过,整个物理学的基础可能需婴从根本上加以改造。” 此外,我们在科学革命的定义中未用“变革”一词而用“改造”一词,也是由于这两段引文的启示。“改造”一词有两种含义,其一是就原有的事物加以修改或变更,使适合需要;其二是从根本上改变旧的,建立新的,使适应新的形势和需要。这种多义性似乎更符合我们赋予科学革命这一概念的含义和内容,同时也强凋了科学革命既有创新,也有继承的情形。

参 考 文 献

凯德洛夫:《列宁与科学革命自然科学物理学》(俄文版),莫斯科:科学出版社,1980年,第22页。