導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇量子力學(xué)唯物主義，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

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

中圖分類(lèi)號(hào)：B089 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

意識(shí)涵蓋了大部分的心理現(xiàn)象，它既是我們體驗(yàn)到的對(duì)心理狀態(tài)的復(fù)雜的內(nèi)省，又等同于“覺(jué)醒”的狀態(tài)，或者感知狀態(tài)。因此，在給意識(shí)下定義時(shí)就會(huì)出現(xiàn)困難，它所涉及的分支眾多，難以用一個(gè)單一的定義將意識(shí)所包含的方面全部囊括其中。意識(shí)的核心問(wèn)題是“現(xiàn)象性”，理解意識(shí)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(shí)問(wèn)題是以“心身問(wèn)題”為標(biāo)志開(kāi)始的，意識(shí)是“心靈”的一個(gè)特征。從最早時(shí)期開(kāi)始，意識(shí)與死亡相關(guān)聯(lián)，人們希望并且相信，意識(shí)是與物質(zhì)性的身體相區(qū)別的東西。因此，對(duì)意識(shí)的研究首先要回溯到早期歷史上的心身問(wèn)題。

自從笛卡爾提出“心身二元論”，賦予“心靈”以實(shí)體地位以來(lái)，對(duì)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(wèn)題的爭(zhēng)論延續(xù)至今。笛卡爾認(rèn)為，心靈與物質(zhì)是獨(dú)立的兩個(gè)實(shí)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(duì)日常經(jīng)驗(yàn)的內(nèi)在主義素樸描述出發(fā)來(lái)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(dú)特的存在地位。為了說(shuō)明兩者如何互動(dòng)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(shí)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(duì)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(wú)法運(yùn)用在經(jīng)典力學(xué)基礎(chǔ)之上形成的認(rèn)知圖式，來(lái)理解和說(shuō)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(gè)難題。如果承認(rèn)心靈的獨(dú)特實(shí)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(diǎn)，把心靈與物質(zhì)等同起來(lái)，用大腦內(nèi)部的物質(zhì)之間的相互作用來(lái)說(shuō)明意識(shí)活動(dòng)，則導(dǎo)致無(wú)法說(shuō)明為什么存在主觀體驗(yàn)和感受的問(wèn)題，這顯然又違背了人類(lèi)體驗(yàn)的直覺(jué)。因此，無(wú)論是堅(jiān)持二元論還是唯物主義一元論，心物互動(dòng)問(wèn)題都面臨著極大的理論困難，堅(jiān)持內(nèi)在主義觀點(diǎn)，就必須說(shuō)明心靈有別于物質(zhì)的本體論地位以及心身互動(dòng)的作用機(jī)制；堅(jiān)持唯物主義的觀點(diǎn)，就必須說(shuō)明為什么人會(huì)有主觀體驗(yàn)和感受。本文認(rèn)為，除了上述兩種對(duì)心物關(guān)系的說(shuō)明之外，存在第三種對(duì)心物關(guān)系的思考，即對(duì)經(jīng)典力學(xué)原則在說(shuō)明心靈問(wèn)題上是否具有適用性的質(zhì)疑：經(jīng)典力學(xué)的原則是萬(wàn)能的嗎？它是否能夠作為評(píng)判心靈是否存在以及怎樣存在的標(biāo)準(zhǔn)？心物關(guān)系問(wèn)題難以有所進(jìn)展，是否因?yàn)槲覀冇脕?lái)評(píng)判心靈存在的標(biāo)準(zhǔn)出了問(wèn)題？量子力學(xué)能否作為新的研究范式來(lái)推進(jìn)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(duì)心靈問(wèn)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(shí)”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(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科的交叉研究視域中。本文將以“意識(shí)”這一概念來(lái)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(diǎn)：自然由兩部分組成，一部分包含感覺(jué)和思想，另一部分在運(yùn)動(dòng)中包含有物質(zhì)對(duì)象。這個(gè)觀點(diǎn)在笛卡爾的時(shí)代復(fù)活，并成為經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)。”①1687年，牛頓出版了著名的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)，掀起了科學(xué)的革命。在這本書(shū)中，宇宙被描述成一個(gè)遵循嚴(yán)格規(guī)律的大機(jī)器，依照數(shù)學(xué)的精密性在空間中運(yùn)動(dòng)。一切事物都可以被還原成遵循嚴(yán)格規(guī)律運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)實(shí)體，作為因果決定鏈條上的一環(huán)，按照既定的規(guī)律運(yùn)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(duì)象時(shí)，經(jīng)典物理學(xué)的基本原則就失效了。

意識(shí)問(wèn)題是當(dāng)代哲學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)交叉學(xué)科進(jìn)行跨學(xué)科研究的熱點(diǎn)難題。眾多學(xué)科關(guān)注意識(shí)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(wèn)題。不論是唯物主義立場(chǎng)，還是二元論立場(chǎng)來(lái)看待意識(shí)，都有不可回避的理論困難。

以上兩種立場(chǎng)在說(shuō)明意識(shí)問(wèn)題的過(guò)程中，會(huì)遭遇到困難的原因，除了意識(shí)問(wèn)題本身的復(fù)雜性之外，另一個(gè)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(yùn)動(dòng)規(guī)律的經(jīng)典力學(xué)，作為思考意識(shí)問(wèn)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(wú)法調(diào)和與說(shuō)明物質(zhì)活動(dòng)和意識(shí)之間存在形式的不協(xié)調(diào)，但是卻又難以違背自己體驗(yàn)的常識(shí)，放棄意識(shí)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(lái)同化或拒斥意識(shí)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(duì)立的立場(chǎng)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(shí)與物質(zhì)的關(guān)聯(lián)，而唯物主義又混淆了意識(shí)與物質(zhì)的差別。

以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為主要內(nèi)容的經(jīng)典力學(xué)在20世紀(jì)以前被稱(chēng)為最美的物理學(xué)，它通過(guò)把“意識(shí)”排斥在研究范圍之外來(lái)實(shí)現(xiàn)其理論的完備性。它假定時(shí)空的絕對(duì)性和依據(jù)初始值可進(jìn)行精確預(yù)測(cè)等特征，為人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然、了解自身的本性描繪了一幅因果封閉、清晰可測(cè)的藍(lán)圖。世界上的任何物理系統(tǒng)都能夠被分解為各個(gè)組成元素，各個(gè)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(cè)的物理量，能夠做出無(wú)限精確的預(yù)測(cè)。經(jīng)典力學(xué)的唯物主義世界觀已經(jīng)否定了意識(shí)是有別于物質(zhì)，具有獨(dú)立存在地位的實(shí)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(shí)活動(dòng)發(fā)生的場(chǎng)所已經(jīng)是毋庸置疑的科學(xué)事實(shí)。按照經(jīng)典力學(xué)的觀點(diǎn)，大腦與意識(shí)同樣應(yīng)該遵守經(jīng)典力學(xué)的根本原則，但顯然意識(shí)的諸多屬性以及對(duì)應(yīng)的神經(jīng)活動(dòng)的規(guī)律都無(wú)法用經(jīng)典力學(xué)來(lái)說(shuō)明。

神經(jīng)科學(xué)的研究成果已經(jīng)表明，意識(shí)活動(dòng)的發(fā)生受到大腦整體活動(dòng)的控制，它并不是固定發(fā)生在大腦的某一個(gè)區(qū)域。同樣，大腦的某一部分神經(jīng)通路也不是意識(shí)發(fā)生的場(chǎng)所，完整的意識(shí)的出現(xiàn)，需要調(diào)動(dòng)大腦內(nèi)部不同腦區(qū)的神經(jīng)元進(jìn)行放電。不同的意識(shí)場(chǎng)景所對(duì)應(yīng)的神經(jīng)元活動(dòng)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(shí)活動(dòng)的說(shuō)明進(jìn)行基于科學(xué)經(jīng)驗(yàn)上的描述，而不能夠進(jìn)行充分的因果說(shuō)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(wú)法說(shuō)明意識(shí)的高度統(tǒng)一性；相鄰部分的因果互動(dòng)原則更加無(wú)法解釋不同腦區(qū)的神經(jīng)活動(dòng)，怎樣能夠作為單一的意識(shí)活動(dòng)的組成部分。發(fā)生在個(gè)體大腦中的意識(shí)轉(zhuǎn)瞬即逝，難以捕捉，甚至毫無(wú)規(guī)律可循。大腦內(nèi)部呈現(xiàn)的意識(shí)場(chǎng)景為什么具有統(tǒng)一整合性和動(dòng)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(shí)放電而形成單一的意識(shí)場(chǎng)景，控制這些神經(jīng)元活動(dòng)的機(jī)制是什么？這些問(wèn)題，對(duì)于研究宏觀事物運(yùn)動(dòng)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(duì)微觀事物的化學(xué)過(guò)程的說(shuō)明，而這一點(diǎn)對(duì)于大腦研究來(lái)說(shuō)，則非常重要。

如果從大腦內(nèi)部和大腦外部?jī)蓚€(gè)維度，來(lái)對(duì)意識(shí)進(jìn)行一種描述上的區(qū)分，從大腦外部，引入一個(gè)“觀察者”，那么對(duì)意識(shí)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(shuō)明意識(shí)。

按照經(jīng)典力學(xué)的原則，每個(gè)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(dòng)，并根據(jù)所處的大腦區(qū)域的定域性而非全局性來(lái)表征意識(shí)場(chǎng)景。對(duì)意識(shí)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(jìn)行描述，而是對(duì)這些獨(dú)立的神經(jīng)元描述的組合的描述?！案鶕?jù)經(jīng)典力學(xué)，對(duì)物理系統(tǒng)和它的動(dòng)力學(xué)的狀態(tài)的描述，能夠在內(nèi)在的層次上表達(dá)出來(lái)。但是人們?cè)鯓觼?lái)理解經(jīng)驗(yàn)的整體思想的發(fā)生呢？”②

外在描述是在引入一個(gè)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(duì)內(nèi)部元素進(jìn)行整合，使內(nèi)部元素組合起來(lái)具有整體的表征屬性。同時(shí)，外部的觀察者能夠從整體的功能性角度出發(fā)來(lái)進(jìn)行整體表征，在觀察者的意識(shí)中形成的整體性描述，不會(huì)受到各個(gè)不同腦區(qū)神經(jīng)元活動(dòng)的區(qū)域性限制。總之，這個(gè)外在的觀察者不僅具備“知道”大腦內(nèi)部是由多個(gè)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(dú)立元素的集合，在外在層次上可以被稱(chēng)為是一個(gè)單一的整體。

從功能的角度出發(fā)，大腦被看作是一個(gè)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(shí)際的意義，因?yàn)榇竽X的過(guò)程受到不同腦區(qū)神經(jīng)活動(dòng)的控制，然而，大腦部分與部分之間的相互作用不可能實(shí)現(xiàn)大腦的整體作用。從根本上來(lái)說(shuō)，一個(gè)從外在層次所描述的功能性整體，所表現(xiàn)出來(lái)的整體性含義要比邏輯上獨(dú)立的要素的簡(jiǎn)單集合要復(fù)雜得多，而這一點(diǎn)恰恰是與經(jīng)典力學(xué)的根本原則相悖。因此，意識(shí)的整體功能性概念在經(jīng)典力學(xué)框架中也無(wú)法得到合理的說(shuō)明。

依據(jù)經(jīng)典力學(xué)的法則，整體可以被分解為獨(dú)立的局部要素的集合。“功能性”對(duì)于物理因果封閉定律而言是無(wú)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(duì)它進(jìn)行直接的理解。

靈感與頓悟是經(jīng)常出現(xiàn)在人類(lèi)思考過(guò)程中的真實(shí)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(huì)受到當(dāng)下場(chǎng)景或意識(shí)內(nèi)容的刺激而產(chǎn)生，但是其產(chǎn)生的機(jī)制與結(jié)果卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人對(duì)當(dāng)下對(duì)意識(shí)的研究水平。按照經(jīng)典力學(xué)的可預(yù)測(cè)性原則，依據(jù)一定的可觀測(cè)的物理量，就能夠?qū)κ挛镒龀鼍_的預(yù)測(cè)，但是在靈感和頓悟這類(lèi)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(lái)解決意識(shí)問(wèn)題面臨諸多的理論困難，意識(shí)的高度整合性和高度的分化性、主觀體驗(yàn)的整體性和動(dòng)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(lèi)突發(fā)性的心理現(xiàn)象都無(wú)法從經(jīng)典力學(xué)理論中得到科學(xué)合理的說(shuō)明。

斯塔普（Henry Stapp）認(rèn)為，對(duì)于經(jīng)典力學(xué)而言，意識(shí)和行為之間的緊密關(guān)系不可能從邏輯上推導(dǎo)出來(lái)，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(yùn)含意識(shí)的現(xiàn)象性方面，除非意識(shí)是一種副現(xiàn)象。但是，如果意識(shí)是副現(xiàn)象，則顯然有悖了直覺(jué)。如果經(jīng)典力學(xué)控制自然的整個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，那么作為人類(lèi)大腦高度進(jìn)化發(fā)展結(jié)果的意識(shí)就是一個(gè)令人懷疑的神話。經(jīng)典力學(xué)的動(dòng)態(tài)原則既不蘊(yùn)含現(xiàn)象實(shí)在的存在，也不能夠?qū)λ鼈冊(cè)鯓訌暮?jiǎn)單形式進(jìn)化到高級(jí)階段提供一種自然的動(dòng)態(tài)說(shuō)明。在經(jīng)典力學(xué)的理論框架當(dāng)中，人類(lèi)的體驗(yàn)既沒(méi)有存在地位，它也無(wú)法對(duì)大腦的動(dòng)態(tài)作用提供充分合理的自然說(shuō)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(lái)研究意識(shí)，并轉(zhuǎn)而尋求一種能讓我們的體驗(yàn)充分發(fā)揮動(dòng)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(lèi)對(duì)經(jīng)典力學(xué)關(guān)于世界的固有認(rèn)識(shí)，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(diǎn)都遭到了破壞。量子力學(xué)重新為人類(lèi)描述了一個(gè)新奇的、感官不可知、反常識(shí)的世界。量子力學(xué)的理論框架內(nèi)，大腦被看作一個(gè)量子系統(tǒng)。

意識(shí)與大腦之間的緊密聯(lián)系已經(jīng)是一個(gè)不爭(zhēng)的科學(xué)事實(shí)，雖然經(jīng)典力學(xué)在說(shuō)明意識(shí)問(wèn)題上存在許多的理論困難，但是科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)表明，我們始終要在科學(xué)的框架內(nèi)來(lái)說(shuō)明意識(shí)。因此，意識(shí)研究必須轉(zhuǎn)換一種新的研究范式。目前，最有希望將意識(shí)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(shí)重新納入我們現(xiàn)有的物質(zhì)概念而為意識(shí)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(cè)量結(jié)果不再是具有絕對(duì)的客觀性。尤其是在對(duì)意識(shí)進(jìn)行研究的過(guò)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(duì)意識(shí)的測(cè)量結(jié)果。由于意識(shí)具有高度的分化性，各種心理事件瞬息萬(wàn)變，每一次對(duì)意識(shí)的測(cè)量都會(huì)取得不同的結(jié)果，為了對(duì)意識(shí)現(xiàn)象做出完備的描述，每一次的測(cè)量結(jié)果彼此之間呈互補(bǔ)關(guān)系，這種互補(bǔ)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(shí)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(shí)可能與量子力學(xué)有緊密的關(guān)系，但是對(duì)此他常常又持一種懷疑的態(tài)度。作為提出“意識(shí)的困難問(wèn)題”而聞名于世的哲學(xué)家來(lái)說(shuō)，他始終關(guān)注的是意識(shí)的主觀經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題，但是，在他看來(lái)，量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)相比，在意識(shí)問(wèn)題上具有一定的優(yōu)勢(shì)，但是即便如此，這一范式目前還未能說(shuō)明為什么會(huì)有主觀感受的發(fā)生?！皢?wèn)題在于物理理論的基本元素都要?dú)w結(jié)到兩點(diǎn)：結(jié)構(gòu)和物理過(guò)程的動(dòng)力學(xué)，但是從結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)出發(fā)，我們只能獲得更多的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)，而有意識(shí)的經(jīng)驗(yàn)仍然沒(méi)有被涉及?！雹鼙M管如此，量子力學(xué)在意識(shí)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2

關(guān)鍵詞：科學(xué)觀念；實(shí)踐觀；辯證唯物主義

一、科學(xué)的進(jìn)步與辯證唯物主義實(shí)踐觀的當(dāng)展

科學(xué)是人類(lèi)把握世界的基本方式之一，是人類(lèi)哲學(xué)思維極其重要的基礎(chǔ)?？茖W(xué)發(fā)展既反映并推動(dòng)著實(shí)踐的進(jìn)步，又要求和促進(jìn)著哲學(xué)的發(fā)展。恩格斯早就指出，隨著科學(xué)的每一個(gè)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)，唯物主義也必然要改變自己的形態(tài)。馬克思和恩格斯立足當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展的最高成就，從中提煉出具有時(shí)代意義的哲學(xué)問(wèn)題，促成了哲學(xué)形態(tài)的變革與發(fā)展，形成了科學(xué)的哲學(xué)世界觀。一百多年來(lái)，隨著人類(lèi)實(shí)踐不斷深入，科學(xué)也在迅猛發(fā)展，形成了特色鮮明的當(dāng)代科學(xué)體系。今天，關(guān)注人類(lèi)科學(xué)的時(shí)代性發(fā)展，提升和概括當(dāng)代科學(xué)的哲學(xué)意蘊(yùn)，建構(gòu)當(dāng)代形態(tài)的辯證唯物主義實(shí)踐觀和科學(xué)觀，是當(dāng)展哲學(xué)的重要前提和當(dāng)然內(nèi)容。

科學(xué)是推動(dòng)歷史前進(jìn)的有力杠桿，在經(jīng)典作家那里把科學(xué)界定為“一般社會(huì)生產(chǎn)力”，科學(xué)的發(fā)展有力地推動(dòng)者社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展。而“全部社會(huì)生活在本質(zhì)上是實(shí)踐的”，同時(shí)，實(shí)踐的內(nèi)容和形式又不是一成不變的，科學(xué)的進(jìn)步必將導(dǎo)致人類(lèi)實(shí)踐觀的時(shí)代性發(fā)展。

20世紀(jì)以來(lái)，以牛頓經(jīng)典力學(xué)為標(biāo)志的經(jīng)典自然科學(xué)到以相對(duì)論和量子力學(xué)為主干和基礎(chǔ)的現(xiàn)代非經(jīng)典自然科學(xué)是人類(lèi)認(rèn)識(shí)領(lǐng)域的重大創(chuàng)造，近現(xiàn)代史上的三次工業(yè)革命則是科學(xué)在實(shí)踐領(lǐng)域的具體體現(xiàn)。而在當(dāng)代，科學(xué)呈現(xiàn)出整體化地趨勢(shì)，深度分化和高度綜合是當(dāng)代科學(xué)的突出特征。與此相對(duì)應(yīng)，當(dāng)代新技術(shù)革命在實(shí)踐領(lǐng)域的反映就是誕生了以電子計(jì)算機(jī)所帶來(lái)的信息技術(shù)為核心的一系列高新技術(shù)。當(dāng)代自然科學(xué)與辯證唯物主義實(shí)踐觀的關(guān)系表現(xiàn)為自然科學(xué)成果的取得是在實(shí)踐中形成的，因此，自然科學(xué)的突破性發(fā)現(xiàn)必將導(dǎo)致辯證唯物主義實(shí)踐觀的變革。

人文社會(huì)科學(xué)的可能性表現(xiàn)為人應(yīng)該成為科學(xué)的對(duì)象，而人是實(shí)踐的主體。因此，人文社會(huì)科學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展必將對(duì)辯證唯物主義實(shí)踐觀的當(dāng)展帶來(lái)影響。

近代人文社會(huì)科學(xué)的產(chǎn)生標(biāo)志是維科《新科學(xué)》的出版，在本書(shū)當(dāng)中，作為“新科學(xué)”研究對(duì)象的是人類(lèi)社會(huì)及其歷史發(fā)展。維科之所以能成為一個(gè)標(biāo)界，是因?yàn)樵谒暗目茖W(xué)家和哲學(xué)家都傾全力研究自然界，而忽視了對(duì)人類(lèi)世界的研究。維科創(chuàng)立了“認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐創(chuàng)造”的哲學(xué)原則，認(rèn)為人之所以能夠認(rèn)識(shí)人類(lèi)社會(huì)和人的歷史，因?yàn)檫@個(gè)人類(lèi)社會(huì)和人類(lèi)歷史本來(lái)就是由人類(lèi)創(chuàng)造出來(lái)的?！缎驴茖W(xué)》中揭示了人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的兩條規(guī)律：即“以己度物”（“人把他自己當(dāng)作權(quán)衡一切事物的標(biāo)準(zhǔn)”）和類(lèi)概念（即用一個(gè)具體的形象來(lái)代表一類(lèi)抽象性質(zhì)，形成想象性的類(lèi)概念。）由此可以得出，人文社會(huì)歷史科學(xué)的客觀真理性基于“主客同一”、“知行合一”。在此基礎(chǔ)上，他解決了人類(lèi)如何由野蠻發(fā)展為文明這一問(wèn)題。

作為維科《新科學(xué)》的人文社會(huì)科學(xué)思想的發(fā)展，?？略凇对~與物――人文科學(xué)的考古學(xué)》中說(shuō)：人文科學(xué)“這個(gè)認(rèn)識(shí)體系把作為經(jīng)驗(yàn)存在的人當(dāng)作自己的客體”。他進(jìn)一步說(shuō)，只有在特定的認(rèn)識(shí)類(lèi)型中，人才會(huì)作為人而不是作為物，成為人文科學(xué)而不是自然科學(xué)的對(duì)象，反過(guò)來(lái)說(shuō)，也只有在這種情況下，人文科學(xué)才會(huì)真正的出現(xiàn)。也即是說(shuō)，人真正作為科學(xué)的對(duì)象出場(chǎng)，以及人文科學(xué)的真正出現(xiàn)，均與科學(xué)理念的進(jìn)步和知識(shí)類(lèi)型的轉(zhuǎn)型密不可分，而與我們是否一般地研究了或者談?wù)摿巳藳](méi)有關(guān)系，這在一定程度上表達(dá)了人是社會(huì)的人這一命題。

認(rèn)為人的科學(xué)和自然科學(xué)是一門(mén)科學(xué)（把自然和人兩方面統(tǒng)一起來(lái)），認(rèn)為人的歷史過(guò)程就是“人的自然化”（這里的自然包括人自身的自然，即“人的有機(jī)的身體”――人的肉體和具有受動(dòng)性的人的感覺(jué)和外部自然，即“人的無(wú)機(jī)的身體”――人靠自然界生活）和“自然的人化”（這里的人是是歷史（自然）形成的，是通過(guò)對(duì)象化活動(dòng)實(shí)現(xiàn)與自然的統(tǒng)一）的過(guò)程，得出“人是自然科學(xué)的直接對(duì)象”、“自然界是關(guān)于人的科學(xué)的直接對(duì)象”的結(jié)論。

在當(dāng)代，人的主體性條件即是當(dāng)代實(shí)踐的結(jié)果，也是當(dāng)代實(shí)踐賴以形成和發(fā)展的前提。其中，人的主體性需要和利益是當(dāng)代實(shí)踐的強(qiáng)大內(nèi)驅(qū)力，人的主體能力是當(dāng)代實(shí)踐得以展開(kāi)、實(shí)現(xiàn)和發(fā)展的先決條件，主體思維方式是強(qiáng)化當(dāng)代實(shí)踐的重要精神力量，而以當(dāng)代科技為主干的工具、方法、系統(tǒng)是決定當(dāng)代實(shí)踐效率和效益的關(guān)鍵性中介。

二、科學(xué)思維方式的轉(zhuǎn)變與辯證唯物主義實(shí)踐觀的當(dāng)展

認(rèn)識(shí)與實(shí)踐在人類(lèi)改造世界的過(guò)程中相得益彰，彼此促進(jìn)、共同發(fā)展。思維作為一種認(rèn)識(shí)活動(dòng)，是科學(xué)觀念的載體，哲學(xué)思維必須訴諸實(shí)踐、指導(dǎo)實(shí)踐，變?yōu)槿罕姷男袆?dòng)，化作對(duì)世界進(jìn)行革命改造的物質(zhì)力量。一百多年來(lái)，的每一步重大發(fā)展幾乎都是伴隨著科學(xué)實(shí)踐觀的發(fā)展并以它作為理論先導(dǎo)的。因此，科學(xué)思維方式的轉(zhuǎn)變必將對(duì)辯證唯物主義實(shí)踐觀的當(dāng)展產(chǎn)生積極

影響。

通過(guò)“一個(gè)民族想要想站在科學(xué)的高峰，就一刻也不能離開(kāi)理論思維?！薄皠?chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力?！钡纫幌盗薪?jīng)典作家的描述，可以得出：創(chuàng)新型思維對(duì)辯證唯物主義實(shí)踐觀的發(fā)展與變革具有決定性的影響地位。

主體對(duì)世界的觀念掌握，是通過(guò)思維活動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，而思維活動(dòng)又總是在一定的思維方式中進(jìn)行的。在當(dāng)代，大力發(fā)展思維的創(chuàng)造能力是科學(xué)思維方式轉(zhuǎn)變的應(yīng)有之義。主要表現(xiàn)為思維獨(dú)立性和想象創(chuàng)造性，創(chuàng)造力是一切創(chuàng)造之源，創(chuàng)造力水平的高低是決定主體活動(dòng)水平的重要因素。當(dāng)代的競(jìng)爭(zhēng)在于科技的競(jìng)爭(zhēng)，科技的競(jìng)爭(zhēng)在于人才的競(jìng)爭(zhēng)，人才的競(jìng)爭(zhēng)又在于人的創(chuàng)造性思維能力的競(jìng)爭(zhēng)。因此，只有具備了科學(xué)性創(chuàng)造性思維能力，主體才能不斷地創(chuàng)造出新知識(shí)、新創(chuàng)造，在競(jìng)爭(zhēng)中獲勝。

在當(dāng)代科學(xué)思維方式變革的過(guò)程中，逐步形成了一種反映當(dāng)代科學(xué)發(fā)展整體化趨勢(shì)的新的科學(xué)思維方式，即系統(tǒng)思維、互補(bǔ)思維。這種新的科學(xué)思維方式破除了阻礙自然科學(xué)研究和人文社會(huì)科學(xué)研究的思想屏障，客服了經(jīng)典自然科學(xué)思維方式的狹隘、片面的機(jī)械決定論，確立了當(dāng)代科學(xué)發(fā)展共同遵循的觀念基礎(chǔ)和方法論原則。

辯證唯物主義實(shí)踐觀是科學(xué)的認(rèn)識(shí)論，科學(xué)觀念是實(shí)踐過(guò)程中形成的思維方式和信念方法的集合。辯證唯物主義實(shí)踐觀是人類(lèi)哲學(xué)史上唯一真正科學(xué)的實(shí)踐觀，它不僅批判地吸收了以往人類(lèi)哲學(xué)思維的優(yōu)秀成果，在哲學(xué)方法論上實(shí)現(xiàn)了對(duì)舊哲學(xué)實(shí)踐觀的合理超越，而且更重要的是它深植于人類(lèi)實(shí)踐特別是無(wú)產(chǎn)階級(jí)革命實(shí)踐及其歷史發(fā)展之中。在今天看來(lái)，辯證唯物主義實(shí)踐觀仍然是一種科學(xué)的實(shí)踐觀，即使在將來(lái)，它也不會(huì)過(guò)時(shí)。因?yàn)檗q證唯物主義實(shí)踐觀如實(shí)地反映了人類(lèi)實(shí)踐的客觀性本性及其在人與世界關(guān)系中的實(shí)際地位，體現(xiàn)了按照客觀事物的本來(lái)面目來(lái)理解事物而不附加任何外來(lái)成分的唯物主義哲學(xué)的基本原則，這些都不會(huì)因?yàn)闀r(shí)間的推移而有所改變。立足于當(dāng)代科學(xué)，建構(gòu)當(dāng)代形態(tài)的辯證唯物主義科學(xué)觀是當(dāng)前研究和發(fā)展辯證唯物主義科學(xué)觀的一項(xiàng)重要任務(wù)。立足于當(dāng)代科學(xué)，不僅是指應(yīng)當(dāng)將當(dāng)代科學(xué)作為當(dāng)展辯證唯物主義科學(xué)觀的客觀依據(jù)，而且還意味著當(dāng)展辯證唯物主義科學(xué)觀的根本目的在于通過(guò)對(duì)當(dāng)代科學(xué)的合理理解來(lái)規(guī)范和促進(jìn)當(dāng)代科學(xué)的未來(lái)發(fā)展。建構(gòu)當(dāng)代形態(tài)的辯證唯物主義科學(xué)觀，是指為了實(shí)現(xiàn)當(dāng)代科學(xué)的合理理解，我們?cè)诳疾飚?dāng)代科學(xué)時(shí)必須確立起與當(dāng)代科學(xué)的時(shí)代特點(diǎn)相適應(yīng)的視野、觀念、思路和方法?？傊ㄟ^(guò)科學(xué)及科學(xué)觀念的時(shí)代性發(fā)展來(lái)對(duì)辯證唯物主義實(shí)踐觀進(jìn)行科學(xué)的反思，當(dāng)代形態(tài)的辯證唯物主義實(shí)踐觀必將注入新的生機(jī)和活力，其形態(tài)也必將隨著科學(xué)及科學(xué)觀念的發(fā)展而實(shí)現(xiàn)整體更新。

參考文獻(xiàn)

[1]陶德麟，汪信硯主編．哲學(xué)的當(dāng)代論域[M]．人民出版社，2005．

[2]王貴友著．科學(xué)技術(shù)哲學(xué)導(dǎo)論[M]．人民出版社，2005．

篇3

關(guān)鍵詞：生物；教學(xué)；辯證

辯證思維是指能運(yùn)用唯物主義來(lái)觀察、分析和研究事物，以辯證唯物主義和歷史唯物主義作為解決問(wèn)題的最終、也是直接的指導(dǎo)原則的一種思維方法。如果我們關(guān)注一下20世紀(jì)的科學(xué)成果，如相對(duì)論、量子力學(xué)、分子生物學(xué)、系統(tǒng)論、控制論、信息論、計(jì)算機(jī)科學(xué)及與之相應(yīng)的微電子技術(shù)和遺傳工程等就會(huì)發(fā)現(xiàn)，它們都是深刻領(lǐng)悟并充分運(yùn)用這一思維方式而取得的。這種思維方式在任何一門(mén)科學(xué)中都是必不可少的。辯證思維不僅僅是哲學(xué)家的專(zhuān)利，更應(yīng)該作為教師尤其是生物教師的教學(xué)指南。

1 辯證思維觀是教師專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)發(fā)展的基本要求

教育是一種成就人的事業(yè)，教師則是承擔(dān)這個(gè)事業(yè)的專(zhuān)業(yè)人員?！吨腥A人民共和國(guó)教育法》這樣定義教師“教師是履行教育教學(xué)職責(zé)的專(zhuān)業(yè)人員，承擔(dān)教書(shū)育人、培養(yǎng)社會(huì)主義建設(shè)者和接班人，提高民族素質(zhì)的使命”。要擔(dān)負(fù)這個(gè)沉重的責(zé)任要求從業(yè)人員具備相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。它要求教師具有崇高的品德、廣博的知識(shí)、現(xiàn)代教育理念和完善的能力結(jié)構(gòu)。

辯證思維有助于我們正確看待事物，開(kāi)闊眼界，活躍思想，在孤立的知識(shí)塊之間建立聯(lián)系，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)以趨于精專(zhuān)博達(dá)。這對(duì)于任何一個(gè)職業(yè)來(lái)說(shuō)都是必要的，更不要說(shuō)有崇高使命的教師職業(yè)了。較之其他職業(yè)，教師具有正確的世界觀和方法論顯得尤為重要。辯證思維作為一種思維方法和解決問(wèn)題的策略將直接影響一位教師的教育觀、知識(shí)觀和學(xué)生觀。教師應(yīng)該善于自覺(jué)運(yùn)用唯物辯證觀來(lái)觀察、分析事物，將生命現(xiàn)象和教育現(xiàn)象進(jìn)行因素分析，敏于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、善于整合創(chuàng)新。這樣才能成為學(xué)生成長(zhǎng)的引導(dǎo)者和學(xué)生發(fā)展的促進(jìn)者。如果我們將這種思維方法融入我們的教育觀和學(xué)生觀，那么我們就會(huì)尊重客觀事實(shí)、重視調(diào)查研究，基于事實(shí)和資料全面分析，對(duì)學(xué)生就不會(huì)陷入先入為主的主觀偏見(jiàn)了；我們就會(huì)用一種辯證的眼光看待我們的學(xué)生，堅(jiān)信一切都是發(fā)展變化的，人的發(fā)展是多向性的，就會(huì)堅(jiān)定的以愛(ài)的執(zhí)著去改變那些暫時(shí)頑皮的孩子；我們就會(huì)明白事物是發(fā)展變化、相互轉(zhuǎn)化的，就能從不利條件中找到有利因素，就不會(huì)每天僅僅停留在對(duì)教育現(xiàn)狀無(wú)盡的抱怨和斥責(zé)了；我們就不會(huì)以一種固定不變的視角去定義那些“沒(méi)有前途”、“無(wú)可救藥”的孩子了；對(duì)于我們從事的職業(yè)，對(duì)于教育，對(duì)于學(xué)生，我們就會(huì)有一個(gè)更為全面和客觀的認(rèn)識(shí)和更豁達(dá)樂(lè)觀的心境了。

對(duì)于生物教師，辯證思維尤其重要，這是因?yàn)樯锉旧硪约吧锖铜h(huán)境之間就存在著辯證唯物性，生物學(xué)的基本觀點(diǎn)和理論也都體現(xiàn)著唯物辯證觀。事物是普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)、事物是不斷發(fā)展變化的觀點(diǎn)、對(duì)立統(tǒng)一的觀點(diǎn)、內(nèi)外因關(guān)系等等辯證唯物思想在生物學(xué)中都得到了充分的體現(xiàn)。教師本身只有以辯證思維去把握，用理論指導(dǎo)解釋現(xiàn)象、掌握知識(shí)，對(duì)本學(xué)科的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解才可能是深刻和正確的。

2 辯證思維的培養(yǎng)是學(xué)生發(fā)展的要求

教育的任務(wù)不僅僅是傳遞知識(shí)、培養(yǎng)能力，更重要的是幫助他們樹(shù)立正確的世界觀、價(jià)值觀和人生觀，為他們的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。我們的任務(wù)不單單是如何更加完美地呈現(xiàn)生物學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)，而是如何更好的體現(xiàn)學(xué)生發(fā)展和社會(huì)的需要，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力為重點(diǎn)。辯證思維從哲學(xué)的高度為創(chuàng)造性思維活動(dòng)提供解決問(wèn)題的思路和策略，在整個(gè)思維過(guò)程中有不容忽視的指導(dǎo)作用。

2.1 樹(shù)立辯證唯物主義的觀點(diǎn)是中學(xué)生物課程標(biāo)準(zhǔn)的要求

在新頒布的《全日制義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)》中提出了要使學(xué)生“初步形成生物學(xué)基本觀點(diǎn)和科學(xué)態(tài)度，為確立辯證唯物主義世界觀奠定必要的基礎(chǔ)”，在《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》中更要明確的將“樹(shù)立辯證唯物主義自然觀，逐步形成科學(xué)的世界觀”作為課程目標(biāo)之一。可見(jiàn)辯證唯物思維培養(yǎng)對(duì)學(xué)生的重要性。辯證唯物主義教育也是新教材中觀念教育的一個(gè)重要內(nèi)容，教學(xué)中滲透辯證唯物主義教育，幫助學(xué)生樹(shù)立辯證唯物主義觀點(diǎn)是生物教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。

生物學(xué)科中的許多基本觀點(diǎn)，如生物體的結(jié)構(gòu)與功能、局部與整體、多樣性與共同性統(tǒng)一的觀點(diǎn)，生物進(jìn)化和生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)、生物的遺傳和變異等無(wú)不充滿著辯證唯物主義觀。對(duì)于這些基本的生物學(xué)觀點(diǎn)只有以辯證思維去看待才能深入理解并準(zhǔn)確地把握它。否則，就會(huì)脫離唯物和辯證的軌道而失之主觀和偏狹。

2.2 有助于學(xué)生客觀、理性的看待生命現(xiàn)象

人類(lèi)從來(lái)沒(méi)有懈怠過(guò)對(duì)自身的了解和研究，20世紀(jì)以來(lái)，生命科學(xué)研究取得了許多重大的突破，生物科學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為科學(xué)技術(shù)革命的世紀(jì)標(biāo)志。生命科學(xué)不僅僅影響人類(lèi)的生活和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，還將影響人們的思想觀念和思維方式以及社會(huì)文明的發(fā)展。但是，直到今天，人類(lèi)對(duì)于自己仍然是知之不多，許多生命現(xiàn)象對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)還是未解之謎。無(wú)論是對(duì)于為我們所知的，還是對(duì)于不為我們所知的，我們都應(yīng)要求學(xué)生以辯證思維去看待和分析生命現(xiàn)象和生命本質(zhì)，崇尚科學(xué)、反對(duì)迷信。只有教會(huì)學(xué)生客觀的分析、辯證的思考，從現(xiàn)象到本質(zhì)全面的認(rèn)識(shí)事物發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律，找出事物之間的內(nèi)在聯(lián)系，避免簡(jiǎn)單片面的看待，學(xué)生才會(huì)對(duì)生命和世界有一個(gè)理性和客觀的認(rèn)識(shí)，逐漸樹(shù)立科學(xué)的世界觀。

例如對(duì)于我們?cè)?jīng)遭遇過(guò)的非典，我們既要看到它肆虐的一面，在看到它給我們帶來(lái)巨大的傷害和和打擊的同時(shí)，也應(yīng)該承認(rèn)它促進(jìn)了我國(guó)醫(yī)療和衛(wèi)生事業(yè)在短期內(nèi)的迅速發(fā)展，并直接導(dǎo)致多項(xiàng)科學(xué)的發(fā)現(xiàn)和技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)新……又如生物工程的興起和克隆技術(shù)的出現(xiàn)是人類(lèi)科學(xué)的重大進(jìn)展和技術(shù)的偉大進(jìn)步，但也應(yīng)該意識(shí)到它所引起的倫理沖突和對(duì)人類(lèi)的倫理道德體系提出的挑戰(zhàn)以及可能帶來(lái)的一系列社會(huì)問(wèn)題。我們?cè)诮榻B、頌揚(yáng)科學(xué)進(jìn)步的同時(shí)，也要提醒學(xué)生注意科學(xué)的負(fù)面效應(yīng)，認(rèn)識(shí)到從事科學(xué)工作應(yīng)有的社會(huì)責(zé)任感。

2.3 有助于學(xué)生更客觀地看待人與自然的關(guān)系

辯證思維方式的一個(gè)具體體現(xiàn)就是承認(rèn)世界是有序的、和諧的、統(tǒng)一的整體。人與自然的關(guān)系是生命科學(xué)中最大的一個(gè)課題，也是目前人類(lèi)還并未十分清楚的問(wèn)題，更是生物學(xué)科中要力求使學(xué)生關(guān)注的問(wèn)題。人一度敬畏自然，神化自然，崇拜自然。在那個(gè)被自然選擇的時(shí)代，人類(lèi)是以一種仰天、頌天的觀念來(lái)看待自然的。隨著人類(lèi)智慧的增進(jìn)，對(duì)自然的了解的加深，人類(lèi)處在了與自然對(duì)等的地位，于是人類(lèi)陶醉于自己的智慧中。然而，自然永遠(yuǎn)是最智慧的，人類(lèi)對(duì)于自然的傷害終于反饋到人類(lèi)自身，水土流失、生態(tài)失衡、資源枯竭……人類(lèi)不得不承認(rèn)，人是自然固有的一部分，人與自然本應(yīng)該是和諧的、統(tǒng)一的整體。人類(lèi)應(yīng)當(dāng)也只能尊重自己、愛(ài)護(hù)自然，樹(shù)立人與自然和諧發(fā)展的價(jià)值觀。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注環(huán)境問(wèn)題，使他們認(rèn)同并最終樹(shù)立人與自然辯證統(tǒng)一、和諧發(fā)展的觀點(diǎn)。

辯證思維觀作為的世界觀和方法論是使人類(lèi)思維具有全面性和深刻性的根本保證，在幫助教師更科學(xué)、更富有成效的教學(xué)方面顯然具有無(wú)可替代的作用，辯證思維的培養(yǎng)也是生物教師的教學(xué)指南和生物教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。

篇4

關(guān)鍵詞：物理本體；物理實(shí)體；量子現(xiàn)象；主觀；客觀

基金項(xiàng)目：國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目“量子概率的哲學(xué)研究”（16BZX022）

中圖分類(lèi)號(hào)：N03 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-854X（2017）06-0054-06

一、引言

時(shí)間和空間是人類(lèi)所有經(jīng)驗(yàn)的背景。除去存在的事物，時(shí)間、空間什么也不是，不存在只有一件事物的時(shí)間、空間，時(shí)空是事物之間相互關(guān)系的一個(gè)方面。

人類(lèi)通過(guò)感性經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知的時(shí)空，稱(chēng)作經(jīng)驗(yàn)時(shí)空；以科學(xué)原理和科學(xué)方法指導(dǎo)認(rèn)知的時(shí)空是科學(xué)時(shí)空；牛頓時(shí)空、狹義相對(duì)論時(shí)空、廣義相對(duì)論時(shí)空、量子力學(xué)時(shí)空，是經(jīng)驗(yàn)時(shí)空的科學(xué)提升和科學(xué)發(fā)展，稱(chēng)作物理時(shí)空①。物理時(shí)空是科學(xué)時(shí)空。描述現(xiàn)象實(shí)體的時(shí)空是現(xiàn)象時(shí)空，經(jīng)驗(yàn)時(shí)空、物理時(shí)空、科學(xué)時(shí)空均是現(xiàn)象時(shí)空。而未經(jīng)觀察的“自在實(shí)體（物理本體）”所在時(shí)空，稱(chēng)為“本體時(shí)空”?！氨倔w時(shí)空”是復(fù)數(shù)的②，因此，人類(lèi)實(shí)質(zhì)生活在復(fù)數(shù)時(shí)空中 。作為自然人，觀察者存在于“本體時(shí)空”，實(shí)時(shí)空是人類(lèi)對(duì)時(shí)空認(rèn)識(shí)的簡(jiǎn)化③。

主體、客體、觀察信號(hào)是人類(lèi)認(rèn)知自然的三大基本要素④。一般“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”有其客觀原因，體現(xiàn)觀察信號(hào)的自然屬性對(duì)觀察者在認(rèn)知中的影響。當(dāng)把現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性轉(zhuǎn)化為時(shí)空的屬性后，就可以達(dá)到客觀描述物質(zhì)世界⑤。所謂客觀描述就是理論計(jì)算與經(jīng)驗(yàn)及科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。

考慮觀察信號(hào)的客觀作用并納入時(shí)空理論的科學(xué)建構(gòu)之中，客觀描述物理現(xiàn)象，是物理學(xué)家的重要工作。一般，哲學(xué)認(rèn)知中沒(méi)有明晰“觀察信號(hào)中介作用”的客觀地位，不管“機(jī)械反映論”，還是“能動(dòng)反映論”，都自動(dòng)將其融入“反映論”理論體系，尤其是前者，往往容易導(dǎo)致主觀唯心主義的滋生。

狹義相對(duì)論用光對(duì)時(shí)，考慮了光對(duì)建立時(shí)空的貢獻(xiàn)；牛頓時(shí)空是對(duì)時(shí)信號(hào)速度c趨于無(wú)窮大的極限情態(tài)；考慮引力場(chǎng)對(duì)建立時(shí)空的影響，引力時(shí)空是彎曲的，狹義相對(duì)論的平直時(shí)空是它的局域特例。從牛頓力學(xué)到狹義相對(duì)論再到廣義相對(duì)論，時(shí)空發(fā)生了變化，但主體與描述對(duì)象的關(guān)系沒(méi)有變，主體對(duì)客體的描述是客觀的。那么是否主體對(duì)認(rèn)知對(duì)象完全沒(méi)有主觀影響？如果有，它如何產(chǎn)生，又如何消解，實(shí)現(xiàn)客觀描述物質(zhì)世界？經(jīng)典力學(xué)中，人類(lèi)的處理方法是通過(guò)揭示“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”及其產(chǎn)生機(jī)理，在不同認(rèn)知領(lǐng)域區(qū)分描述中可以忽略的和不可忽略的，能忽略的舍棄，不能忽略的轉(zhuǎn)化成時(shí)空的屬性，實(shí)現(xiàn)客觀描述；而從牛頓力學(xué)（或相對(duì)論力學(xué)）到量子力學(xué)，時(shí)空沒(méi)有變化，描述對(duì)象具有波粒二象性，“量子現(xiàn)象的主觀依賴性”更為突出。如何消解“量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”，實(shí)現(xiàn)量子現(xiàn)象的客觀描述，一直是量子力學(xué)基礎(chǔ)討論的熱點(diǎn)。量子力學(xué)必須有自己的客觀描述量子現(xiàn)象的時(shí)空⑥。

量子力學(xué)時(shí)空是閔氏時(shí)空的復(fù)數(shù)拓展和推廣⑦，由此可以實(shí)現(xiàn)客觀描述量子世界。它與相對(duì)論時(shí)空有交集，也有異域。有因必有果，反之亦然，時(shí)間與因果關(guān)系等價(jià)⑧。量子力學(xué)中的非定域性，與能量、動(dòng)量量子化及量子態(tài)的突變性相關(guān)聯(lián)。突變無(wú)須時(shí)間，導(dǎo)致因果鏈斷裂，與因果關(guān)聯(lián)的相互作用也被刪除，由此引進(jìn)了類(lèi)空間隔。平行并存量子態(tài)的出現(xiàn)，是不遵從因果律的量子力學(xué)新表現(xiàn)；當(dāng)能量、動(dòng)量和相互作用變得連續(xù)，宏觀時(shí)序得到恢復(fù)時(shí)，回到相對(duì)論時(shí)空，量子測(cè)量中“量子態(tài)和時(shí)空的坍縮”⑨ 是不同物理時(shí)空的轉(zhuǎn)換，希爾伯特空間只是它們的共同數(shù)學(xué)應(yīng)用空間⑩。

時(shí)空不是絕對(duì)的，相對(duì)時(shí)空有更廣闊的含義，人類(lèi)需要擴(kuò)大對(duì)時(shí)空概念的認(rèn)知，不同的認(rèn)知層次有不同的時(shí)空對(duì)應(yīng)，復(fù)數(shù)時(shí)空更為本質(zhì)。人們不應(yīng)該將所有領(lǐng)域的物理實(shí)體歸于某一時(shí)空描述，或者用一種時(shí)空的性質(zhì)去否定另一種時(shí)空的存在。還是愛(ài)因斯坦說(shuō)得好：是理論告訴我們能夠觀察到什么。當(dāng)然，新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)又將告訴人們，理論及其對(duì)應(yīng)的時(shí)空應(yīng)該如何修改和發(fā)展。理論不同時(shí)空不同，時(shí)空具有建構(gòu)特征。

二、時(shí)空的哲學(xué)認(rèn)知與物理學(xué)描述

時(shí)空是哲學(xué)的基本概念，也是物理學(xué)的基本概念。哲學(xué)認(rèn)為，時(shí)間和空間是物質(zhì)的存在形式，既不存在沒(méi)有時(shí)空的物質(zhì)，也不存在沒(méi)有物質(zhì)的時(shí)空。笛卡爾指出，空間是事物的廣延性，時(shí)間是事物的持續(xù)性；康德認(rèn)為，時(shí)空是感性材料的先天直觀形式；牛頓提出時(shí)間和空間是彼此分離，絕對(duì)不變的，強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)的時(shí)間自我均勻流逝；萊布尼茨說(shuō)，空間是現(xiàn)象的共存序列，時(shí)間與運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系；黑格爾認(rèn)為，事物運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)是空間和時(shí)間的直接統(tǒng)一。休謨認(rèn)為，時(shí)、空上的接近和先后關(guān)系與因果性直接相關(guān)。中國(guó)的“宇”和“宙”就是空間和時(shí)間概念，它是把三維空間和一維時(shí)間概念同宇宙密切聯(lián)系在一起的最早應(yīng)用{11}。

哲學(xué)具有啟示作用，但時(shí)空概念如果不與人的社會(huì)實(shí)踐、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)理論及其數(shù)學(xué)物理方法相聯(lián)系，就只能停留在形而上，無(wú)法上升為科學(xué)理論概念。

物理學(xué)中，空間從測(cè)量和描述物體及其運(yùn)動(dòng)的位置、形狀、方向中抽象出來(lái)；時(shí)間則從描述物體運(yùn)動(dòng)的持續(xù)性、周期性，以及事件發(fā)生的順序、因果性中抽象出來(lái)；空間和時(shí)間的性質(zhì)，主要從物體運(yùn)動(dòng)及其相互作用的各種關(guān)系和度量中表現(xiàn)出來(lái)。描述物體的運(yùn)動(dòng)，先選定參照物，并在參照物上建立一個(gè)坐標(biāo)系，一般參照物被抽象成點(diǎn)，它就是坐標(biāo)系的原點(diǎn)；假定被描述物體的形體結(jié)構(gòu)對(duì)討論的問(wèn)題（或?qū)⒄瘴锏臅r(shí)空）沒(méi)有影響，將物體抽象成質(zhì)點(diǎn)，討論質(zhì)點(diǎn)在坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)及其相關(guān)規(guī)律，這就是物理學(xué)。由此，“時(shí)空是物質(zhì)的存在形式”的哲學(xué)認(rèn)知也就轉(zhuǎn)化為人類(lèi)可操作的具體物理理論描述。

可見(jiàn)，時(shí)空的認(rèn)知與人類(lèi)的社會(huì)實(shí)踐、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)進(jìn)步直接相關(guān)，離不開(kāi)物理和數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用。笛卡爾平直空間、閔可夫斯基空間、黎曼空間都已作為物理學(xué)所依托的幾何學(xué)，在牛頓力學(xué)、狹義相對(duì)論、廣義相對(duì)論中得到了充分應(yīng)用。由此，幾何學(xué)被賦予了物理意義。從牛頓力學(xué)到狹義相對(duì)論再到廣義相對(duì)論，時(shí)空發(fā)生了變化，但描述對(duì)象與觀察者之間的關(guān)系沒(méi)有變，描述是客觀的，并且描述對(duì)象都可抽象成經(jīng)典的粒子，采用質(zhì)點(diǎn)模型。量子力學(xué)不同，從牛頓力學(xué)（相對(duì)論力學(xué)）到量子力學(xué)，描述量子現(xiàn)象的時(shí)空沒(méi)有變化{12}，物理模型沒(méi)有變，但量子現(xiàn)象對(duì)觀察者有明顯的主觀依賴性，難以客觀描述微觀量子現(xiàn)象。深入分析，解決的辦法有兩種，一是更換物理模型的同時(shí)也改變物理時(shí)空，消除“量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”，實(shí)現(xiàn)客觀描述微觀量子客體；二是改變時(shí)空的同時(shí)，保留“量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”，將本體、認(rèn)識(shí)、時(shí)空融為一體，主觀納入客觀，模糊主客關(guān)系。雙4維時(shí)空量子力學(xué)基礎(chǔ)采用了第一種方法。通過(guò)場(chǎng)物質(zhì)球模型，把點(diǎn)模型隱藏的空間自由度釋放出來(lái)；在改變物理模型的同時(shí)，也改變了描述時(shí)空；將不是點(diǎn)的微觀客體自身的空間分布特性，轉(zhuǎn)化為描述空間的屬性，客觀描述量子客體。我們認(rèn)為，第二種方法將主觀認(rèn)識(shí)不加區(qū)分地“融入時(shí)空”，有損客觀性、科W性，量子力學(xué)時(shí)空必須是描述客觀世界的時(shí)空。物理時(shí)空需要建構(gòu)。

三、牛頓絕對(duì)時(shí)空中“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”及其“消解”

眾所周知，物理學(xué)對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述，理應(yīng)包含參照物和被描述物體自身的時(shí)空特征，而參照物和物體自身的時(shí)空特征，必須通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)。觀察需要觀測(cè)信號(hào)，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其時(shí)空特征必然帶有觀測(cè)信號(hào)的烙印{13}。

“物理本體”不可直接觀察，我們觀察到的是“物理實(shí)體”{14}。參照物與研究對(duì)象都有自己對(duì)應(yīng)的物理時(shí)空，牛頓力學(xué)時(shí)空應(yīng)該是兩者的綜合，而不應(yīng)該只是參照物的時(shí)空。但是，牛頓力學(xué)中光速無(wú)窮大，在討論物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，又假設(shè)研究對(duì)象的時(shí)空結(jié)構(gòu)對(duì)討論的問(wèn)題沒(méi)有影響，忽略不計(jì)，于是，研究對(duì)象抽象成了質(zhì)點(diǎn)，整個(gè)理論體系就只有與參照物聯(lián)系的時(shí)空了。

任何具體物體都不會(huì)是質(zhì)點(diǎn)。當(dāng)用信號(hào)去觀察它時(shí)，物體自身的時(shí)空特征與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與觀察信號(hào)的性質(zhì)、強(qiáng)弱和傳播速度相關(guān)。質(zhì)點(diǎn)模型忽略物體自身的幾何形象及其變化，忽略運(yùn)動(dòng)及觀察信號(hào)對(duì)物體自身時(shí)空特征的影響，參照物也不例外。在從參照物到坐標(biāo)系的抽象中，抽掉運(yùn)動(dòng)及觀察信號(hào)對(duì)參照物時(shí)空特性的影響，就是抽掉物體運(yùn)動(dòng)及觀察信號(hào)對(duì)坐標(biāo)系時(shí)空特性的影響，就是抽掉人的參與對(duì)時(shí)空認(rèn)知的影響{15}。牛頓力學(xué)時(shí)空與物體運(yùn)動(dòng)及觀察者無(wú)關(guān)，絕對(duì)不變，基于絕對(duì)不動(dòng)的以太之上。所以，牛頓可以把時(shí)間和空間從物質(zhì)運(yùn)動(dòng)中分離出來(lái)，時(shí)間和空間也彼此分割，空間絕對(duì)不變，數(shù)學(xué)的、永遠(yuǎn)流逝的時(shí)間絕對(duì)不變{16}。哲學(xué)的時(shí)空演變成了可操作的物理時(shí)空。這是宏觀低速運(yùn)動(dòng)對(duì)時(shí)空的簡(jiǎn)化與抽象，理論與宏觀經(jīng)驗(yàn)及計(jì)算相符。

相互作用實(shí)在論認(rèn)為，現(xiàn)實(shí)世界是人參與的世界，對(duì)一個(gè)研究對(duì)象的觀察，離不開(kāi)主體、客體、觀察信號(hào)三個(gè)基本要素。參照物和觀察對(duì)象的運(yùn)動(dòng)和變化及其時(shí)空屬性，與觀察信號(hào)的性質(zhì)相關(guān)。牛頓力學(xué)中，不是沒(méi)有現(xiàn)象對(duì)觀察主體的依賴性，而是在理論的建立中認(rèn)為影響很小，可以忽略不計(jì)。牛頓力學(xué)是“物理本體=物理實(shí)體”的力學(xué){17}。這與宏觀經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相符，在宏觀低速運(yùn)動(dòng)層次實(shí)現(xiàn)了主客二分，理論被看作是對(duì)客觀實(shí)在的描述。牛頓力學(xué)中，物質(zhì)告訴時(shí)空如何搭建描述背景，時(shí)空告訴物質(zhì)如何在背景中運(yùn)動(dòng)。二者構(gòu)成背景相關(guān)。

牛頓時(shí)空是均勻平直時(shí)空，相對(duì)勻速運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系間的變換是伽利略變換。物理定律在伽利略換下具有協(xié)變性，相對(duì)性原理成立。

四、狹義相對(duì)論中“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”及其“消解”

狹義相對(duì)論建立之前，洛倫茲就認(rèn)為高速運(yùn)動(dòng)中物體長(zhǎng)度在運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生收縮{18}。這是他站在牛頓時(shí)空立場(chǎng)，承認(rèn)以太及絕對(duì)坐標(biāo)系的存在對(duì)洛倫茲變換所作的解釋。描述時(shí)空沒(méi)有變，“現(xiàn)象對(duì)觀察者出現(xiàn)了主觀依賴性”。自然現(xiàn)象失去了客觀性，這是一次認(rèn)識(shí)危機(jī)，屬19世紀(jì)末20世紀(jì)初兩朵烏云之一。

狹義相對(duì)論不同，它考慮宏觀高速運(yùn)動(dòng)中觀察信號(hào)對(duì)物體時(shí)空特征的影響。愛(ài)因斯坦在“火車(chē)對(duì)時(shí)”實(shí)驗(yàn)中，他用“光”作為觀察、記錄、認(rèn)知物體時(shí)空特征的信號(hào){19}；通過(guò)參照物到坐標(biāo)系的抽象，論證靜、動(dòng)坐標(biāo)系K與K′“同時(shí)性”不同，靜、動(dòng)坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)方向時(shí)空測(cè)量單位發(fā)生了變化；將洛倫茲所稱(chēng)“運(yùn)動(dòng)物體自身運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度收縮”演變成坐標(biāo)系時(shí)空框架的屬性，還原質(zhì)點(diǎn)模型，建立相對(duì)論力學(xué)。實(shí)現(xiàn)了觀察者對(duì)觀察對(duì)象的客觀描述。

狹義相對(duì)論中質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量、能量、位置和時(shí)間都有確定值，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)具有確定的軌跡，這一點(diǎn)與牛頓力學(xué)相同。

狹義相對(duì)論時(shí)空的另一重要物理意義是揭示了“物理本體”的客觀實(shí)在性。

牛頓力學(xué)缺少相對(duì)論不可直接觀察的靜能（m0c2，m0c）對(duì)應(yīng)物，物理本體=物理實(shí)體，哲學(xué)上的抽象時(shí)空直接過(guò)渡到牛頓物理時(shí)空。

狹義相對(duì)論不一樣，每一個(gè)物體都有一個(gè)不可直接觀察的靜能（m0c2，m0c）對(duì)應(yīng)物，它在任何靜止參考系中都是不變量，是物理實(shí)體背后的物理本體，物理本體不變，變的是mc2、mc對(duì)應(yīng)的物理實(shí)體。“物理本體”既不是形而上的（物自體），也不是形而下的（物體），是形而中的（靜能對(duì)應(yīng)物）。它可以認(rèn)知、可以理論建構(gòu)，但又不可直接觀察。相對(duì)于牛頓，愛(ài)因斯坦相對(duì)論揭示了“物理本體”的真實(shí)存在性?！翱陀^物質(zhì)世界”不是思維的產(chǎn)物。

狹義相對(duì)論中，物質(zhì)告訴時(shí)空在運(yùn)動(dòng)方向如何修正測(cè)量單位，時(shí)空告訴物質(zhì)如何長(zhǎng)度收縮、時(shí)間減緩。時(shí)空具有相對(duì)性。

狹義相對(duì)論時(shí)空雖然也是均勻平直時(shí)空，但由于有上述“相對(duì)時(shí)空”的出現(xiàn)，時(shí)空度規(guī)與歐氏時(shí)空度規(guī)有明顯區(qū)別，所以稱(chēng)為贗歐氏時(shí)空。

但狹義相對(duì)論仍然是只考慮光及光速的有限性對(duì)建立時(shí)空的影響，沒(méi)有考慮引力作用對(duì)建立時(shí)空的影響。如果考慮引力對(duì)時(shí)空的影響又如何呢？

五、廣義相對(duì)論中“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”及其“消解”

廣義相對(duì)論中有水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)問(wèn)題和光走曲線的討論。站在牛頓平直時(shí)空的立場(chǎng)，觀察結(jié)果與理論計(jì)算不符。這不是儀器的精度不夠，也不是操作失誤，而是理論本身的問(wèn)題。因?yàn)?，牛頓力學(xué)也好，狹義相對(duì)論也好，討論引力問(wèn)題，引力場(chǎng)對(duì)參照物和研究對(duì)象時(shí)空屬性的影響都沒(méi)有計(jì)入其中，而留在觀察者對(duì)“現(xiàn)象”的觀察、判斷之中，出現(xiàn)宇觀大尺度“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”。如果考慮引力場(chǎng)使時(shí)空發(fā)生彎曲，利用彎曲時(shí)空計(jì)算水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)和光走曲線現(xiàn)象，“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”就變成時(shí)空的屬性?！艾F(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”就得到了“消解”，觀察現(xiàn)象與理論結(jié)果就取得了一致。這里，物質(zhì)使時(shí)空彎曲，時(shí)空告訴物質(zhì)如何在彎曲時(shí)空中運(yùn)動(dòng)。廣義相對(duì)論實(shí)現(xiàn)了觀察者對(duì)觀察對(duì)象的客觀描述。

廣義相對(duì)論時(shí)空是彎曲的，時(shí)空度規(guī)是變化的。

六、量子力學(xué)中“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”及其“消解”

微觀客體具有波粒二象性，同一個(gè)電子，通過(guò)雙縫表現(xiàn)為波，而打在屏幕上又表現(xiàn)為粒子，電子集波和粒子于一身，“量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”更為突出。經(jīng)典力學(xué)中波動(dòng)性和粒子性不能集物體于一身，量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)表現(xiàn)出深刻的矛盾。矛盾的產(chǎn)生，可能是描述微觀現(xiàn)象的時(shí)空出了問(wèn)題。量子力學(xué)的研究領(lǐng)域是微觀世界，研究對(duì)象是微觀客體，不是經(jīng)典的粒子，用以觀察的信號(hào)也不是連續(xù)的光，而是量子化了的光，通過(guò)光信號(hào)建立的時(shí)空應(yīng)該與牛頓、相對(duì)論時(shí)空有所區(qū)別。而量子力學(xué)使用的還是牛頓時(shí)空、狹義相對(duì)論時(shí)空，時(shí)空沒(méi)有變，物理模型沒(méi)有變，而研究領(lǐng)域、觀察信號(hào)和研究“對(duì)象”變了。量子力學(xué)必須有自己對(duì)應(yīng)的時(shí)空，將“量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”，轉(zhuǎn)化為描述時(shí)空的屬性，實(shí)現(xiàn)客觀描述量子現(xiàn)象！ 雙4維時(shí)空量子力學(xué)就是為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)應(yīng)運(yùn)而生的。

現(xiàn)有量子力學(xué)“量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”之所以難以消解，與量子力學(xué)中的點(diǎn)模型相關(guān)。許多量子現(xiàn)象與點(diǎn)模型隱藏的空間自由度有直接聯(lián)系，但點(diǎn)模型忽略了這些自由度對(duì)產(chǎn)生微觀量子現(xiàn)象的作用和影響。我們必須將隱藏的空g自由度還原于時(shí)空，才可能正確地認(rèn)識(shí)、客觀描述量子現(xiàn)象。

可以公認(rèn)，微觀客體不是點(diǎn){20}，是一個(gè)有形客體，有一定的空間分布，不存在確定于某點(diǎn)的空間位置，這是客觀事實(shí)。理論上，牛頓時(shí)空幾何點(diǎn)位置是確定的，量子力學(xué)使用的是質(zhì)點(diǎn)模型，0 維，位置也是確定的，牛頓時(shí)空可以精確描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。那么微觀客體空間分布的不確定性如何處理？人們只好轉(zhuǎn)而認(rèn)為點(diǎn)粒子在其“空間分布”區(qū)域位置具有概率屬性。微觀客體自身空間分布的客觀實(shí)在性在量子世界轉(zhuǎn)化成了一種主觀認(rèn)知，賦予了微觀客體“內(nèi)稟”的概率屬性，其運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生概率分布，或稱(chēng)其為概率波。

這是一個(gè)認(rèn)識(shí)上的困惑，似乎量子力學(xué)描述失去了客觀實(shí)在性。這也是量子力學(xué)當(dāng)今的困境。解決困難的方法是：（一）更換點(diǎn)模型，釋放點(diǎn)模型隱藏的自由度，展示“這些自由度對(duì)產(chǎn)生微觀現(xiàn)象的貢獻(xiàn)”；（二）建立適合量子力學(xué)自身的時(shí)空，將釋放的自由度植入其中，讓“量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”變成量子力學(xué)時(shí)空自身的屬性。

雙4維時(shí)空量子力學(xué)的辦法是：（一）用“轉(zhuǎn)動(dòng)場(chǎng)物質(zhì)球”模型取代“質(zhì)點(diǎn)”模型，釋放點(diǎn)模型隱藏的空間自由度；（二）將4維實(shí)時(shí)空M4（x）拓展到雙4維復(fù)時(shí)空W（x，k），且將“釋放的空間自由度――曲率k”作為雙4維復(fù)時(shí)空的虛部坐標(biāo)；（三）4維曲率坐標(biāo)將量子力學(xué)賦予微觀客體自身的概率屬性變成量子力學(xué)復(fù)時(shí)空的幾何屬性，場(chǎng)物質(zhì)球自身的旋轉(zhuǎn)與運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生物質(zhì)波――物理波。

“場(chǎng)物質(zhì)球”與“物質(zhì)波”（類(lèi)似對(duì)偶性假設(shè)）既是同一物理實(shí)在的兩種不同描述方式，更是微觀客體粒子性和波動(dòng)性的統(tǒng)一，曲率的大小表示粒子性，曲率的變化表示波動(dòng)性。場(chǎng)物質(zhì)球的物質(zhì)密度是曲率k的函數(shù)，因此，物質(zhì)波既是場(chǎng)物質(zhì)球的結(jié)構(gòu)波又是場(chǎng)物質(zhì)密度波。物質(zhì)波不是傳播能量，而是傳播場(chǎng)物質(zhì)球的結(jié)構(gòu)或物質(zhì)密度變化，可映射成實(shí)時(shí)空M4（x）的概率分布{21}，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。

這樣，點(diǎn)模型中“量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”通過(guò)“釋放的自由度”轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)空W（x，k）的屬性，物質(zhì)波傳播其中，量子現(xiàn)象是物質(zhì)波所為。

研究表明，是量子測(cè)量引入的連續(xù)作用，使雙4維時(shí)空W（x，k）全域轉(zhuǎn)換到實(shí)時(shí)空M4（x），波動(dòng)形態(tài)轉(zhuǎn)變成粒子形態(tài)（“相變”），球模型轉(zhuǎn)換成點(diǎn)模型，概率屬性內(nèi)在其中，物質(zhì)波自動(dòng)映射成概率波，數(shù)學(xué)處理類(lèi)似表象變換{22}。

簡(jiǎn)言之，傳統(tǒng)量子力學(xué)，微觀客體簡(jiǎn)化成質(zhì)點(diǎn)，描述時(shí)空不變，人的主觀意識(shí)介入其中，將其空間分布特性――位置不確定性，變成點(diǎn)粒子的概率屬性，實(shí)現(xiàn)描述對(duì)象從客觀到主觀認(rèn)知的轉(zhuǎn)變，具有位置不確定性的點(diǎn)粒子，其運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生概率波；雙4維時(shí)空量子力學(xué)，微觀客體簡(jiǎn)化成場(chǎng)物質(zhì)球，“空間分布具體化為幾何曲率”，空間分布特性變成曲率坐標(biāo)，仍然是從客觀到客觀，描述時(shí)空變成了復(fù)時(shí)空，曲率坐標(biāo)在其虛部，場(chǎng)物質(zhì)球的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生物質(zhì)波――物理波。通過(guò)量子測(cè)量，物質(zhì)波映射成概率波，球模型演變成點(diǎn)模型，顯示概率屬性，時(shí)空內(nèi)在自動(dòng)轉(zhuǎn)換，量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性消解在建構(gòu)的時(shí)空理論中。具體論證方法是：

將靜態(tài)場(chǎng)物質(zhì)球?qū)懗勺孕▌?dòng)形式：Ψ0=е■，描述在復(fù)空間。ω0是常數(shù)，它的變化只與自身坐標(biāo)系時(shí)間t0相關(guān)，全空間分布（物理本體所在空間）。設(shè)建在“靜態(tài)”場(chǎng)物質(zhì)球上的坐標(biāo)系為K0，觀察微觀客體從靜止開(kāi)始作蛩僭碩，由洛倫茲變換：

微觀客體的運(yùn)動(dòng)速度不同，平面波相位不同。復(fù)相空間kμxμ即為物質(zhì)波所在時(shí)空。物質(zhì)波是物理波。

自由微觀客體的速度就是建在其上慣性坐標(biāo)系的速度，慣性系間的坐標(biāo)變換，隱藏速度突變――“超光速”概念，因?yàn)?，連續(xù)變化會(huì)引進(jìn)引力場(chǎng)破壞線性空間。不同慣性系中平面波之間，相位不同，類(lèi)似量子力學(xué)中的不同本征態(tài)。這是相對(duì)論中的情形{24}。

但是，量子力學(xué)建立其理論體系時(shí)，把上述不同慣性系中的平面波（不同本征態(tài)，每一本征態(tài)則對(duì)應(yīng)一慣性系），通過(guò)本征態(tài)突變躍遷假設(shè)（量子分割），切斷因果聯(lián)系，形成同一時(shí)空中“同時(shí)”并存的本征態(tài)的疊加。態(tài)的躍遷不需要時(shí)間，“超光速”（非定域），將類(lèi)空間隔引入量子力學(xué)時(shí)空，破壞了原有的因果關(guān)系。疊加量子態(tài)的存在，是“違背”因果律在量子力學(xué)中的新表現(xiàn)。

量子力學(xué)時(shí)空顯然不是牛頓、狹義相對(duì)論時(shí)空，但量子力學(xué)卻誤認(rèn)為量子躍遷引起的時(shí)空性質(zhì)的變化是牛頓、狹義相對(duì)論時(shí)空中的特征，這當(dāng)然會(huì)帶來(lái)不可調(diào)和的認(rèn)知矛盾。

同一微觀客體，不同本征態(tài)“同時(shí)”并存的物理狀態(tài)，從整體看，是洛倫茲協(xié)變性在量子力學(xué)中的新表現(xiàn)。突變區(qū)“超光速”，是類(lèi)空空間，“不遵從”因果律；釋放光子的運(yùn)動(dòng)在類(lèi)光空間；而本征態(tài)自身在類(lèi)時(shí)空間，微觀客體運(yùn)動(dòng)速度不能超過(guò)光速，需保持因果律，物質(zhì)波討論的就是這一部分，就像相對(duì)論討論類(lèi)時(shí)空間物理一樣。量子糾纏態(tài)將涉及到上述三種不同性質(zhì)物理空間量子態(tài)的轉(zhuǎn)換，有完全合理的物理機(jī)制，不需要思維的特殊作用。不過(guò)，相對(duì)論長(zhǎng)度收縮效應(yīng)，將以物質(zhì)波波長(zhǎng)在運(yùn)動(dòng)方向上的收縮來(lái)體現(xiàn)。有了雙4維時(shí)空量子力學(xué)，量子力學(xué)與相對(duì)論就是相容的，光錐圖分析一樣適用。

相對(duì)論與量子力學(xué)的不同，關(guān)鍵在于認(rèn)知層次發(fā)生了變化，光由連續(xù)場(chǎng)演變成了量子場(chǎng)。而我們用來(lái)觀察世界的光信號(hào)直接與時(shí)空相關(guān)，光的物理性質(zhì)的變化，必然帶來(lái)物理空間性質(zhì)的變化，帶來(lái)物理模型的變化，帶來(lái)量子力學(xué)時(shí)空W（x，k）與相對(duì)論時(shí)空M4（x）之間的區(qū)別，帶來(lái)對(duì)物質(zhì)波――物理波的全新認(rèn)知。我們預(yù)言，物質(zhì)波有通訊應(yīng)用價(jià)值{25}，但與量子力學(xué)非定域性無(wú)關(guān)。

《雙4維復(fù)時(shí)空量子力學(xué)基礎(chǔ)――量子概率的時(shí)空起源》的理論實(shí)踐表明，我們的工作是可取的{26}。結(jié)論是，量子力學(xué)中，物質(zhì)告訴時(shí)空如何具有概率屬性，時(shí)空告訴物質(zhì)如何作概率運(yùn)動(dòng)。量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性消解在對(duì)應(yīng)的時(shí)空理論之中，實(shí)現(xiàn)了觀察者對(duì)量子現(xiàn)象的客觀描述。

雙4維時(shí)空是描述量子現(xiàn)象的物理時(shí)空，時(shí)空度規(guī)，無(wú)論實(shí)數(shù)部分，還是虛數(shù)部分，都是平直的{27}。

近年來(lái)，由于量子通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，量子糾纏的物理基礎(chǔ)引起了人們的特別關(guān)注，波函數(shù)的物理本質(zhì)，量子力學(xué)的非定域性討論十分熱烈?！傲孔蝇F(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”更是討論的核心。人們甚至被量子現(xiàn)象的奇異性迷惑了，特別是，有科學(xué)家甚至認(rèn)為：“客觀世界很有可能并不存在”。世界是人臆造出來(lái)的？科學(xué)實(shí)在論者當(dāng)然不能贊成！更加深入的探討，我們將另文討論。

按照曹天予的評(píng)論，《雙4維復(fù)時(shí)空量子力學(xué)基礎(chǔ)――量子概率的時(shí)空起源》值得關(guān)注{28}。雙4維復(fù)時(shí)空與弦論、圈論比較，最大優(yōu)點(diǎn)是將時(shí)空拓展、推廣到了復(fù)數(shù)空間，數(shù)學(xué)沒(méi)有那么復(fù)雜，而物理學(xué)基礎(chǔ)卻更加堅(jiān)實(shí)、清晰。

七、結(jié)論與討論

1.“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴性”普遍存在于人與自然的關(guān)系之中，融入時(shí)空的只能是物理實(shí)體對(duì)時(shí)空有影響的部分，時(shí)空具有建構(gòu)特征。

2. 物質(zhì)運(yùn)動(dòng)與時(shí)空的關(guān)系：牛頓力學(xué)中，物質(zhì)告訴時(shí)空如何搭建運(yùn)動(dòng)背景，時(shí)空告訴物質(zhì)如何在背景上運(yùn)動(dòng)；狹義相對(duì)論中，物質(zhì)告訴時(shí)空如何修正測(cè)量單位，時(shí)空告訴物質(zhì)如何在運(yùn)動(dòng)方向長(zhǎng)度收縮、時(shí)間減緩；廣義相對(duì)論中，物質(zhì)告訴時(shí)空如何彎曲，時(shí)空告訴物質(zhì)如何在彎曲時(shí)空中運(yùn)動(dòng)；量子力學(xué)中，物質(zhì)告訴時(shí)空如何具有概率屬性，時(shí)空告訴物質(zhì)如何作概率運(yùn)動(dòng)。

3. 量子力學(xué)時(shí)空是平直的，其方程是線性的，而廣義相對(duì)論時(shí)空是彎曲的，其方程是非線性的{29}。量子力學(xué)與廣義相對(duì)論的統(tǒng)一，不能機(jī)械地湊合，它們的統(tǒng)一，必須從改變時(shí)空的性質(zhì)做起，建立相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程，并搭起非線性空間與線性空間的相互聯(lián)絡(luò)通道。

注釋?zhuān)?/p>

① 趙國(guó)求：《雙4維時(shí)空量子力學(xué)基礎(chǔ)》，湖北科學(xué)技術(shù)出版社2016年版，第5頁(yè)；Cao Tian Yu， From Current Algebra to Quantum Chromodynamics： A Case for Structural Realism， Cambridge： Cambridge University Press， 2010， pp.202-241.

② Rocher Edouard， Noumenon： Elementaryentity of a Newmechanics， J. Math. Phys.， 1972， 13（12）， pp.1919-1925.

③④⑥⑦⑩{13}{15}{17}{21}{22}{24}{25}{27} w國(guó)求：《雙4維時(shí)空量子力學(xué)基礎(chǔ)》，湖北科學(xué)技術(shù)出版社2016年版，第5、105、9、147、179、94、133―136、106、151、151、159、152、149頁(yè)。

⑤ 主觀與客觀：“客觀”，觀察者外在于被觀察事物；“主觀”，觀察者參與到被觀察事物當(dāng)中。 辯證唯物主義認(rèn)為主觀和客觀是對(duì)立的統(tǒng)一，客觀不依賴于主觀而獨(dú)立存在，主觀能動(dòng)地反映客觀。

⑧ L?斯莫林：《通向量子引力的三條途徑》，李新洲等譯，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社2003年版，第29―33頁(yè)。

⑨ 張永德：《量子菜根譚》，清華大學(xué)出版社2012年版，第29頁(yè)；趙國(guó)求：《雙4維時(shí)空量子力學(xué)基礎(chǔ)》，湖北科學(xué)技術(shù)出版社2016年版，第178頁(yè)。

{11} 馮契：《哲學(xué)大辭典》，上海辭書(shū)出版社2001年版，第1579―1582頁(yè)。

{12} 參見(jiàn)L?斯莫林：《物理學(xué)的困惑》，李泳譯，湖南科學(xué)技術(shù)出版社2008年版。

{14} 相互作用實(shí)在論中的基本概念：（1）物質(zhì)：外在世界的本原。（2）基本相互作用：遍指自然力，有引力，電磁、強(qiáng)、弱等力。（3）自在實(shí)體：指未經(jīng)觀察的“自然客體”（相互作用實(shí)在論中，自在實(shí)體作為物理研究對(duì)象時(shí)稱(chēng)物理本體）。（4）現(xiàn)象實(shí)體：經(jīng)過(guò)觀察，系統(tǒng)的、穩(wěn)定的、深刻反映事物本質(zhì)的理性認(rèn)知物。現(xiàn)象則表現(xiàn)自在實(shí)體非本質(zhì)的一面。（相互作用實(shí)在論中，現(xiàn)象實(shí)體作為物理研究對(duì)象時(shí)稱(chēng)物理實(shí)體）。（5）觀測(cè)信號(hào)：人類(lèi)認(rèn)知世界使用的探測(cè)信號(hào)。

{16} 參見(jiàn)伊?牛頓：《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理宇宙體系》，武漢出版社1996年版。

{18} 參見(jiàn)倪光炯等：《近代物理學(xué)》，上海科學(xué)技術(shù)出版社1980年版。

{19} 參見(jiàn)A?愛(ài)因斯坦：《相對(duì)論的意義》，科學(xué)出版社1979年版；愛(ài)因斯坦等：《物理學(xué)的進(jìn)化》，周肇威譯，上海科學(xué)技術(shù)出版社1964年版。

{20} 坂田昌一：《坂田昌一科學(xué)哲學(xué)論文集》，安度譯，知識(shí)出版社2001年版，第140頁(yè)。

{23} 參見(jiàn)Guo Qiu Zhao， Describe Quantum Mechanics in Dual 4d Complex Space-Time and the Ontological Basis of Wave Function， Journal of Modern Physics， 2014， 5（16）， p.1684；趙國(guó)求：《雙4維時(shí)空量子力學(xué)基礎(chǔ)》，湖北科學(xué)技術(shù)出版社2016年版，第149頁(yè)。

{26} 參見(jiàn)Guo Qiu Zhao， Describe Quantum Mechanics in Dual 4d Complex Space-Time and the Ontological Basis of Wave Function， Journal of Modern Physics， 2014， 5（16）， p.1684；趙國(guó)求：《雙4維時(shí)空量子力學(xué)描述》，

《現(xiàn)代物理》2013年第5期；趙國(guó)求、李康、吳國(guó)林：《量子力學(xué)曲率詮釋論綱》，《武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)》（社會(huì)科學(xué)版）2013年第1期。

{28} 曹天予：《當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)中的庫(kù)恩挑戰(zhàn)》，《中國(guó)社會(huì)科學(xué)報(bào)》2016年5月31日。

篇5

關(guān)鍵詞:非線性;決定論;非決定論;態(tài);態(tài)決定論

中圖分類(lèi)號(hào):B1文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1673-291X(2010)06-0202-05

引言

決定論與非決定論是一個(gè)非常大的哲學(xué)命題,幾乎與哲學(xué)一樣久遠(yuǎn)。在眾多的研究領(lǐng)域,決定論與非決定論的觀點(diǎn)異彩紛呈。因果決定論、道德決定論、邏輯決定論、歷史決定論等等,都是它的不同表現(xiàn)形式。21世紀(jì)的世界,科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,又給人類(lèi)描繪了世界極為紛繁的特征。這些特征是新技術(shù)革命發(fā)生之前所從未被認(rèn)識(shí)過(guò)的,并且一些新特征還在不斷地被發(fā)現(xiàn)。這給科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新帶來(lái)前所未有的復(fù)雜性和艱難性,人們往往只憑在一個(gè)學(xué)科,一個(gè)領(lǐng)域,以及憑借個(gè)人的力量很難達(dá)到突破性創(chuàng)新。在科學(xué)研究中,正確把握決定論與非決定論之間的關(guān)系,則可以使研究創(chuàng)新工作少走彎路,達(dá)到投入產(chǎn)出的最佳效果。

自20世紀(jì)40―60年代系統(tǒng)論、控制論和信息論創(chuàng)立以來(lái),系統(tǒng)的復(fù)雜特征逐漸被研究者所認(rèn)識(shí)。盡管目前對(duì)復(fù)雜性系統(tǒng)的概念,復(fù)雜性系統(tǒng)的性質(zhì)各學(xué)派還有很多的爭(zhēng)論,沒(méi)有達(dá)到清晰、完整的認(rèn)識(shí),但對(duì)其哲學(xué)意義的開(kāi)掘卻已經(jīng)開(kāi)始。在系統(tǒng)劃分理論上,一些學(xué)派主張將系統(tǒng)劃分為線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng),由此上升為線性系統(tǒng)理論、非線性系統(tǒng)理論和復(fù)雜系統(tǒng)理論以及線性科學(xué)、非線性科學(xué)和復(fù)雜性科學(xué)。從定量上看,復(fù)雜系統(tǒng)是空間高維的,具有多輸入多輸出的特征;從定性上看,復(fù)雜系統(tǒng)具有非線性、外部擾動(dòng)、多因素耦合、結(jié)構(gòu)和參數(shù)不確定性或時(shí)變性,某些參數(shù)可能具有分布特性和時(shí)間滯后性。同時(shí)復(fù)雜系統(tǒng)有復(fù)雜和多重的控制目標(biāo)和性能判據(jù)[1]。錢(qián)學(xué)森指出:“把復(fù)雜性當(dāng)做復(fù)雜性處理,是復(fù)雜性研究的方法論原則。”[2]那么對(duì)非線性問(wèn)題的研究,采用非線性方法處理就有其實(shí)際的合理性。本文將只對(duì)非線性系統(tǒng)的決定論與非決定論問(wèn)題作一些探討。

一、線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)

1.線性系統(tǒng)的定義及歷史淵源

人類(lèi)最初對(duì)自然界的認(rèn)識(shí),就是從事物的線性關(guān)系開(kāi)始的。其疊加性原理,函數(shù)的直線映射關(guān)系構(gòu)建了世界一幅因與果之間的嚴(yán)格對(duì)應(yīng)圖像。由此,有線性代數(shù)、線性力學(xué)和線性科學(xué)的產(chǎn)生,有變量間變化率為常數(shù)的微分關(guān)系。這樣嚴(yán)格的機(jī)械決定論把一切自然現(xiàn)象都?xì)w結(jié)為力學(xué)現(xiàn)象,一切運(yùn)動(dòng)都?xì)w結(jié)為機(jī)械運(yùn)動(dòng),整個(gè)自然過(guò)程可用力學(xué)原理來(lái)詮釋。1814年,著名的天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家拉普拉斯(P. S. Laplace)的一段話被視為嚴(yán)格決定論的經(jīng)典表述,史稱(chēng)拉普拉斯決定論。其內(nèi)容為:“我們應(yīng)當(dāng)把宇宙的目前狀態(tài)看做是它先前狀態(tài)的結(jié)果,并且是以后狀態(tài)的原因。我們暫時(shí)假定存在著一種理解力(intelligence),它能夠理解使自然界生機(jī)盎然的全部自然力,而且能夠理解構(gòu)成自然的存在的種種狀態(tài)(這個(gè)理解力廣大無(wú)邊,足以將所有資料加以分析),它在同一方式中將宇宙中最巨大物體的運(yùn)動(dòng)和最輕原子的運(yùn)動(dòng)都包羅無(wú)遺;對(duì)于這種理解力來(lái)說(shuō),沒(méi)有任何事物是不確定的了;未來(lái)也一如過(guò)去一樣全都呈現(xiàn)在它的眼中?！盵3]

按照拉普拉斯決定論意義,宇宙狀態(tài)是其在前一瞬間狀態(tài)的必然結(jié)果,宇宙的發(fā)展具有嚴(yán)格的確定性;宇宙的未來(lái)在原則上可以精確預(yù)測(cè),人類(lèi)不能作完全精確的預(yù)測(cè)是因?yàn)橛^測(cè)資料的不完整和人類(lèi)智力的缺陷;宇宙可視為大量力學(xué)系統(tǒng)的疊加;宇宙處于線性因果關(guān)系中,一定的原因產(chǎn)生一定的結(jié)果,反之亦然。在這四層含義中,嚴(yán)格確定性是核心,可預(yù)言性、機(jī)械性及因果等當(dāng)性可視為嚴(yán)格決定論的表征。所謂嚴(yán)格確定性,不僅表現(xiàn)在人們可用確定性的函數(shù)關(guān)系、微分方程、相空間軌道等數(shù)學(xué)語(yǔ)言加以描述,還表現(xiàn)在自然規(guī)律具有嚴(yán)格的確定性,即規(guī)律的可重復(fù)性、未來(lái)的可預(yù)言性、原則上的可精確計(jì)算性。

之所以出現(xiàn)拉普拉斯決定論,這與經(jīng)典牛頓力學(xué)(classical Newtonian mechanics)長(zhǎng)期統(tǒng)治人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)有著密切的關(guān)系。而且,這樣的認(rèn)識(shí)論所產(chǎn)生的科學(xué)研究結(jié)果無(wú)一例外地都得到了重現(xiàn)性(recurrere)證實(shí),因此人們對(duì)它的相信也達(dá)到了前所未有的程度。

恩格斯在1886年曾經(jīng)這樣評(píng)論說(shuō):“上一世紀(jì)的唯物主義主要是機(jī)械唯物主義,因?yàn)槟菚r(shí)在所有自然科學(xué)中達(dá)到某種完善地步的只有力學(xué),而且只有剛體(天空和地上的)力學(xué),簡(jiǎn)言之,即重量的力學(xué)……。這是法國(guó)古典唯物主義的一個(gè)特有的,但在當(dāng)時(shí)是不可避免的局限性。”“這種唯物主義的第二個(gè)特有的局限性在于:它不能把世界理解為一種過(guò)程,理解為一種處在不斷的歷史發(fā)展中的物質(zhì)。這是同當(dāng)時(shí)的自然科學(xué)狀況,以及與此相聯(lián)系的形而上學(xué)的即反辯證法的哲學(xué)思維方法相適應(yīng)的。人們知道自然界是處在永恒的運(yùn)動(dòng)中,但是根據(jù)當(dāng)時(shí)的想法,這種運(yùn)動(dòng)是永遠(yuǎn)繞著一個(gè)圓圈旋轉(zhuǎn),因而始終是停留在同一地點(diǎn):總是產(chǎn)生同一的結(jié)果?！盵4]

2.非線性系統(tǒng)的定義及性質(zhì)

長(zhǎng)期以來(lái),從事科學(xué)研究的工作者對(duì)非線性系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)有一定的片面性,即認(rèn)為,系統(tǒng)模型不能用線性數(shù)學(xué)模型描述的系統(tǒng)。本文所論及的非線性系統(tǒng),不是專(zhuān)指數(shù)學(xué)上不能用線性數(shù)學(xué)模型描述的系統(tǒng)。有些模型雖然不是數(shù)學(xué)上線性顯現(xiàn)的,但仍有確定的解析描述形式,因而是滿足拉普拉斯確定關(guān)系的,也就是說(shuō)這樣的系統(tǒng)仍然是線性的,因?yàn)檫@樣的所謂非線性格式,是可以通過(guò)數(shù)學(xué)上的變換線性化處理的。例如,軸承的基本額定壽命與當(dāng)量動(dòng)載荷之間滿足的關(guān)系為:

PL=C (1)

式中:P為當(dāng)量動(dòng)載荷,單位為牛頓(N);L為基本額定壽命,單位為小時(shí)(h);ε為壽命指數(shù),且ε≠1,C為常數(shù)。很明顯上式是一個(gè)雙曲線方程,這好像是一個(gè)非線性問(wèn)題。但是,如果作數(shù)學(xué)處理,等式兩端取自然對(duì)數(shù),上式就變?yōu)?

εlnP+lnL=lnC (2)

再令lnP=y,lnL=x,lnC=c,1/ε=b,c/ε=c上式又變?yōu)?

y+bx=c(3)

這是線性方程。

非線性系統(tǒng)是不能用解析數(shù)學(xué)模型完備描述的系統(tǒng)。非線性系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)耗散性、協(xié)同性、突變性、混沌性、超循環(huán)性和分形特征等,是迄今為止所發(fā)現(xiàn)的非線性系統(tǒng)的幾個(gè)重要屬性;而非線性系統(tǒng)的復(fù)雜性,則是上述本特征耦合的結(jié)果,因此復(fù)雜系統(tǒng)并不是獨(dú)立區(qū)別于非線性系統(tǒng)的另一類(lèi)系統(tǒng)。

普利高津(I. Prigogine)的耗散結(jié)構(gòu)理論(dissipative structure theory)認(rèn)為,在開(kāi)放系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡態(tài)下,系統(tǒng)通過(guò)和外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息交換,一旦系統(tǒng)的某個(gè)參量變化到一定臨界值時(shí),系統(tǒng)就有可能從原來(lái)的無(wú)序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N時(shí)間、空間或能量宏觀的有序狀態(tài);哈肯(H. Haken)認(rèn)為,一個(gè)系統(tǒng)從無(wú)序到有序的轉(zhuǎn)變關(guān)鍵不在于系統(tǒng)是平衡還是非平衡,也不在于離平衡態(tài)有多遠(yuǎn),而是系統(tǒng)內(nèi)部子系統(tǒng)間通過(guò)非線性相互作用和協(xié)作,在一定條件下,能自發(fā)地產(chǎn)生在時(shí)間、空間或功能上穩(wěn)定的有序結(jié)構(gòu),也就是自組織性;托姆(R. Thom)則認(rèn)為,系統(tǒng)的狀態(tài)隨外界控制參數(shù)連續(xù)改變時(shí)而發(fā)生不連續(xù)的變化,突變類(lèi)型不取決于狀態(tài)變量的數(shù)目,而取決于控制參量的數(shù)目。當(dāng)控制參數(shù)不多于4個(gè)時(shí),只有7種不同類(lèi)型的突變形式;龐加萊(H. Poincare)早期從數(shù)學(xué)角度運(yùn)用確定性理論研究太陽(yáng)系運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn),即使是三個(gè)星體的簡(jiǎn)單模型,也會(huì)得到隨機(jī)的結(jié)果。所以混沌學(xué)(scientific chaos)是研究確定性非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)所表現(xiàn)出來(lái)的,具有貌似隨機(jī),無(wú)規(guī)則性復(fù)雜行為混沌運(yùn)動(dòng)的非線性動(dòng)力學(xué)。雖然混沌是確定性系統(tǒng)內(nèi)隨機(jī)性的表征,但混沌依然存在著確定性:混沌區(qū)在控制空間的位置是確定的;每個(gè)吸引域的范圍是確定的;混沌運(yùn)動(dòng)遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律;奇怪吸引子在相空間的位置是確定的;從初值開(kāi)始的運(yùn)動(dòng)必定走向吸引子,奇怪吸引子的分?jǐn)?shù)維也是確定的。再以生命的誕生為例,雖然我們用統(tǒng)計(jì)方法也難以預(yù)言,這是一種本質(zhì)上的偶然性。但“幾率極小的極偶然事件,在全系綜得以實(shí)現(xiàn)的條件下,其實(shí)現(xiàn)幾率為一。”[5] 艾根(M. Eigen)吸收進(jìn)化論和自組織理論的思想提出的超循環(huán)理論(hypercycle theory)認(rèn)為,在生命起源和發(fā)展的化學(xué)進(jìn)化階段和生物學(xué)進(jìn)化階段之間,有一個(gè)分子自組織階段。在這個(gè)階段形成了今天人們發(fā)現(xiàn)的具有統(tǒng)一遺傳密碼的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。這種遺傳宏觀的形成是由于一種超循環(huán)式的組織一旦建立,就永存下去的選擇機(jī)制。曼德布羅特(B. B. Mandelbrot)發(fā)現(xiàn):組成部分以某種方式與整體相似的形體叫分形 (fractal),具有自相似結(jié)構(gòu)的那些幾何形體稱(chēng)為分形體[6～7]。

二、態(tài)決定論

1.非線性對(duì)嚴(yán)格決定論的否定

眾所周知,因果性、因果確定性、因果等當(dāng)性是物理決定論與非決定論的重要判據(jù)。經(jīng)典科學(xué)基于線性因果關(guān)系,而上述非線性系統(tǒng)所蘊(yùn)涵的復(fù)雜性科學(xué)揭示出世界的非線性因果聯(lián)系,否定了嚴(yán)格決定論。

對(duì)于混沌與嚴(yán)格決定論的關(guān)系大致有兩種對(duì)立的觀點(diǎn):法國(guó)哲學(xué)家布多認(rèn)為,混沌并“沒(méi)有宣布拉普拉斯兩世紀(jì)前所說(shuō)明的普遍的決定論的著名學(xué)說(shuō)失效”[8],并不存在嚴(yán)格的混沌定義,它還更多的只是假設(shè)的性質(zhì)。許多過(guò)于理想化的混沌只是數(shù)學(xué)的模型,不具有具體的物理指稱(chēng)。更多的研究者持相反的觀點(diǎn),認(rèn)為混沌現(xiàn)象廣泛存在于天體運(yùn)動(dòng)、化學(xué)反應(yīng)、氣候變化、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)甚至疾病傳播中?；煦缙茰缌死绽箍深A(yù)測(cè)性幻夢(mèng),標(biāo)志著嚴(yán)格決定論的失效?；煦鐑?nèi)隨機(jī)特性表明,確定性系統(tǒng)也是不確定的。隨機(jī)性是普遍存在的甚至可起支配作用,確定性反而是個(gè)別的,這恰恰與嚴(yán)格決定論對(duì)確定性的信念倒置?！昂?yīng)”是一種非線性因果關(guān)系,這標(biāo)志確定系統(tǒng)的長(zhǎng)期可預(yù)測(cè)性失效。奇異性進(jìn)一步揭示出確定性與隨機(jī)性、有序與無(wú)序的辯證關(guān)系?；煦绮⒎墙^對(duì)的有序,也不是完全的無(wú)序,它顛覆了嚴(yán)格決定論對(duì)確定性的機(jī)械理解。

長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的不確定性,決定了事物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,本質(zhì)上是事物發(fā)展的基本訴求。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,股市的短期可預(yù)測(cè)性是經(jīng)濟(jì)規(guī)律的體現(xiàn);但長(zhǎng)期的不可預(yù)測(cè)性是股市防止控的“自身免疫”,如果股市發(fā)展是線性決定的,實(shí)際也就標(biāo)志著縱,從而走向崩盤(pán)。從本質(zhì)上看,股市的混沌性是股市健康發(fā)展的基礎(chǔ)。

2.非線性不是對(duì)非決定論的肯定

波普爾(K. Popper)在《非決定論和人類(lèi)自由》一文中強(qiáng)調(diào)自己是一位非決定論者,但他同時(shí)指出,僅以決定論與非決定論的視野來(lái)看待世界是不夠的。他說(shuō):“如果決定論是真的,那么世界就是一個(gè)完美無(wú)瑕的運(yùn)行的鐘,包括所有的云,所有的有機(jī)體,所有的動(dòng)物,以及整個(gè)人類(lèi)。另一方面,如果皮爾斯的、海森堡的或其他形式的非決定論是真的,那么純粹的機(jī)遇就在我們的物理世界中起到一種主要的作用。但機(jī)遇真的會(huì)比決定論更令人滿意嗎?”[9]顯然,波普爾的決定論是嚴(yán)格的決定論。但事實(shí)上,機(jī)遇在很多情況下比嚴(yán)格決定論更令人滿意,當(dāng)嚴(yán)格決定論對(duì)世界圖像的描述陷入困惑時(shí),非線性決定論所起的作用就是無(wú)可比擬的,但這決不是非決定論。愛(ài)因斯坦(A. Einstein)有一句名言:“上帝不會(huì)擲骰子” 。從哲學(xué)來(lái)看,愛(ài)因斯坦與“正統(tǒng)派”的爭(zhēng)論,焦點(diǎn)并非客觀物理世界是否存在秩序和規(guī)律(這幾乎是所有科學(xué)家的共識(shí))。關(guān)鍵在于:這個(gè)井然有序的客觀世界究竟是完全決定性的,還是為機(jī)會(huì)、發(fā)展、新穎性以及人的自由和神的作為留有實(shí)實(shí)在在的空間?愛(ài)因斯坦顯然屬于前者,他認(rèn)為,“或許,從未有過(guò)一個(gè)理論能像量子理論這樣,能對(duì)各種不同的經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)象提供解釋和計(jì)算的鑰匙。盡管如此,我卻堅(jiān)信此理論會(huì)把我們對(duì)物理學(xué)基礎(chǔ)統(tǒng)一性的尋求引入歧途。因?yàn)槲艺J(rèn)為它是對(duì)實(shí)在事物的一種不完備的表示,盡管它是唯一的一種能夠用力和質(zhì)點(diǎn)這些基礎(chǔ)概念建造起來(lái)的理論(對(duì)經(jīng)典力學(xué)的量子修正)。然而,這種表示的不完備性必然導(dǎo)致規(guī)律的統(tǒng)計(jì)本質(zhì)(不完備性)?！?[10]

非線性的另一個(gè)重要原則是不確定性,不確定性不等于非決定論。莫蘭(E. Morin)認(rèn)為,通常存在著對(duì)于復(fù)雜性的兩種誤解:第一種是把復(fù)雜性設(shè)想為妙方、答案,而不是把它考慮為挑戰(zhàn)和對(duì)于思想的激勵(lì),以為復(fù)雜性是簡(jiǎn)化方法的有效替代物,像簡(jiǎn)化方法一樣可以程序化和加以明確規(guī)定;第二種誤解是把復(fù)雜性與完備性加以混淆。他指出,復(fù)雜性的愿望只是說(shuō)明被不同學(xué)科之間、不同認(rèn)識(shí)范疇之間和不同類(lèi)知識(shí)之間的斷裂所破壞的各種關(guān)聯(lián)的必要性……在它的核心包含著“一個(gè)不完備性和不肯定性的原則”[11]。

3.態(tài)決定論(state determinism)

態(tài)的哲學(xué)定義是存在,是事物的表現(xiàn)?！按嬖谙扔诒举|(zhì)”,這是因?yàn)槲覀兊恼軐W(xué)認(rèn)識(shí)必須從主觀開(kāi)始[12]。非線性系統(tǒng)的本質(zhì)特征是不滿足拉普拉斯決定論,其內(nèi)稟性是,由態(tài)所決定的。仔細(xì)考察拉普拉斯決定論,就會(huì)發(fā)現(xiàn),其實(shí)拉普拉斯決定論的態(tài)是一個(gè)包含完整信息,能夠決定其未來(lái)和過(guò)去任意時(shí)刻的態(tài),它出現(xiàn)的概率為1,因此不具有分布性,表現(xiàn)出線性關(guān)系性質(zhì)。更多的系統(tǒng),并不具有這樣的內(nèi)稟性,“上帝真是在擲骰子”,其幾率決定態(tài)表現(xiàn)了系統(tǒng)不一樣的非線性性質(zhì)。

力學(xué)量用算符表達(dá)是力學(xué)研究的普遍方法,但算符的采用并不表明系統(tǒng)一定可數(shù)學(xué)解析表述。設(shè)為本征量算符(Operator),O是態(tài)的本征值,那么就有

Φ=oΦ(4)

式(4)中Φ為態(tài)函數(shù),且可表示為:

Φ=Φ(α,β,γ,…)(5)

式(5)中α,β,γ,…是描述態(tài)的空間坐標(biāo)。由(4)式?jīng)Q定的算符本征值實(shí)際揭示了事物本征的態(tài)決定性,這就是態(tài)決定論的具體內(nèi)涵。

在經(jīng)典力學(xué)中,態(tài)由物體的質(zhì)量(凝聚態(tài))m表征,將算符寫(xiě)為=,即速度關(guān)于時(shí)間的一階微分算符,由(4)式則有:

m=am(6)

或?qū)憺?

m=ma(7)

這就是著名的牛頓第二定律。顯然這個(gè)定律描述的是線性關(guān)系。在量子力學(xué)中,態(tài)由概率波(Probability wave)函數(shù)Ψ描述,波函數(shù)Ψ的歸一化表示了態(tài)存在的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。如果將算符寫(xiě)為:

=-+(8)

E為系統(tǒng)的能量本征值,μ為粒子的質(zhì)量,為普朗克常數(shù),由(4)式可得到:

-+Vψ()=Eψ()(9)

這就是著名的薛定諤(Schrdinger)方程,幾率決定性成為了系統(tǒng)一個(gè)突出的特征。

在數(shù)學(xué)物理方法中,如果函數(shù)Φ(α,β,γ,…)可分離變量,即:

Φ(α,β,γ,…)=φ(α)φ(β)φ(γ)(10)

則方程(4)似乎可以得到解析解。但這個(gè)過(guò)程主要包含了以下兩個(gè)基本假設(shè):1)系統(tǒng)各子態(tài)間是非耦合的;2)系統(tǒng)各子態(tài)是線性的。非常不幸的是能夠找出解析解的微分方程是很少的,因此,這樣的系統(tǒng)在自然界中寥寥無(wú)幾。大量的系統(tǒng)是非解耦的,非線性的,這就是系統(tǒng)的復(fù)雜性。之所以不能完整地描述世界,是因?yàn)?1)我們不能把(4)式寫(xiě)得更具有完備性。著名物理學(xué)家普朗克(M. Planck)指出:“科學(xué)是內(nèi)在的整體,它被分解成單獨(dú)的整體,不是取決于事物本身,而是取決于人類(lèi)認(rèn)識(shí)能力的局限性……”[13] 正因如此,(10)式究竟可以寫(xiě)成多少個(gè)分離子態(tài)的連乘積,可能永遠(yuǎn)也不會(huì)有一個(gè)明確的答案;2)即使我們認(rèn)識(shí)了系統(tǒng)的耦合度,我們也始終不可能將其解耦,因?yàn)閷?duì)總系統(tǒng)而言,態(tài)的解耦可能意味著系統(tǒng)的“崩潰”。量子力學(xué)描繪的圖景中,有一個(gè)不確定性原理[14]使得物理學(xué)家們有“盲人摸雪”的比喻。3)宏微觀世界的割裂描述,也決定了我們不能完整地描述世界。宏觀世界的描述方法導(dǎo)致了對(duì)微觀世界的思維困惑,同樣微觀世界的描述方法導(dǎo)致了對(duì)宏觀世界的思維困惑。我們至今沒(méi)有勇氣承認(rèn)宏觀世界中,同樣存在不確定性原理。

材料力學(xué)中壓桿的屈曲問(wèn)題[15],就可以找到不確定性原理的宏觀表現(xiàn)。設(shè)壓桿為一均質(zhì)圓形截面等直桿,兩端由理想球鉸鏈支承,受到載荷F(臨界載荷為F)的軸向作用,E為彈性模量,I為圓桿的軸慣性矩,其滿足的決定性方程為:

-EIφ(x,y)=Pφ(x,y)(11)

式中φ(x,y)是描述壓桿彎曲的態(tài)函數(shù)。如圖1所示,壓桿在經(jīng)過(guò)z軸,與xoy平面相垂直的任何一個(gè)平面內(nèi)發(fā)生失穩(wěn)彎曲的機(jī)會(huì)是均等的,因此無(wú)法確定壓桿將在哪一個(gè)平面內(nèi)發(fā)生失穩(wěn)。如果刻意要確定壓桿是在xoz或yoz平面內(nèi)發(fā)生失穩(wěn),那么至少壓桿的支承球鉸鏈?zhǔn)且l(fā)生改變的,由球鉸鏈變?yōu)槠矫驺q鏈。這時(shí)的系統(tǒng)已經(jīng)不再是原來(lái)的系統(tǒng)了。

三、基于態(tài)決定論的哲學(xué)認(rèn)識(shí)

1.態(tài)決定論是另一種形式的因果結(jié)構(gòu)

非線性系統(tǒng)的因果關(guān)系意味著的可預(yù)言性并不是實(shí)際的可預(yù)言性,因?yàn)闆](méi)有誰(shuí)能知道完備的事實(shí)和規(guī)律。如果先前條件和有關(guān)規(guī)律的完備描述確實(shí)存在,那么事件的預(yù)言就的確存在一種二值邏輯關(guān)系:真(T)與假(F),但這并不意味著結(jié)果以必然性跟隨原因。由于相關(guān)性的存在,與因果關(guān)系是不相同的。決定態(tài)的演化歷史的因素并不只是因果關(guān)系上的因素,同時(shí)還有相關(guān)性因素,相關(guān)性因素的不確定性,導(dǎo)致態(tài)的非二值邏輯決定關(guān)系。

2.態(tài)決定論不是非決定論

由于量子力學(xué)的不確定性原理,可能產(chǎn)生的誤解則是認(rèn)為量子力學(xué)的基本特征是非決定論的[16],一些學(xué)者提出的三值邏輯取代傳統(tǒng)的二值邏輯的三個(gè)可能值:真(T)、假(F)和不確定(I),并不是真正意義上的非決定論,因?yàn)闊o(wú)論上述三值中的任何一個(gè)都是決定論的結(jié)果,因?yàn)樽匀唤绮⒉淮嬖跓o(wú)果之因。態(tài)決定論基于事件發(fā)生前的歷史,是有預(yù)言性的,也即過(guò)去“態(tài)”對(duì)事物的發(fā)展方向是有所影響的;而將來(lái)“態(tài)”的不確定性同樣對(duì)事物的發(fā)展方向產(chǎn)生一定的影響,對(duì)將來(lái)“態(tài)的預(yù)期”可能會(huì)引導(dǎo)態(tài)的演進(jìn)方向。態(tài)決定論自然觀的歷史演變呈現(xiàn)出否定之否定的發(fā)展過(guò)程,即從原始人的偶然性的混沌自然觀,中經(jīng)各種決定論自然觀(如拉普拉斯決定論自然觀),再回到現(xiàn)代的確定性混沌自然觀。

3.超越中西思唯模式的哲學(xué)認(rèn)識(shí)

基于態(tài)決定論的哲學(xué)認(rèn)識(shí)意義在于超越西方的二元論思維模式和東方的一元思維模式,單純的經(jīng)典科學(xué)中的波動(dòng)與粒子、有序與無(wú)序、確定性與不確定性等對(duì)非線性系統(tǒng)的描述是不完備的,而一元思維模式又不能體現(xiàn)過(guò)程的具體性。當(dāng)代科學(xué)研究中的成果體現(xiàn)出的更多是多元思維的成就。同時(shí),在具體的科學(xué)研究活動(dòng)中,不論是東方的一元思維模式還是西方的二元思維模式,仍然發(fā)揮著不可替代的作用。非線性系統(tǒng)是形下學(xué)世界與形上學(xué)世界綜合客觀體現(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)

我們沒(méi)必要在決定論與非決定論之間作出選擇。因?yàn)槿绻覀円詻Q定論觀點(diǎn)看待這一切,那么無(wú)序、偶然性、不確定性只是有序、必然性、確定性中的偏差,但實(shí)際上這不僅是偏差的問(wèn)題,甚至有可能背離。不作這樣的選擇,并非意味著我們的研究工作毫無(wú)意義,如果我們以非決定論觀點(diǎn)看待這一切,那么“組織化和有序化僅僅是大混亂中的一時(shí)的偏差和波動(dòng)” [16],這樣科學(xué)事實(shí)就失去了重現(xiàn)性,我們的所有研究也就隨之失去了意義。辯證的原則提醒我們不要選擇,因?yàn)槿魏我环N選擇都會(huì)導(dǎo)致偏執(zhí)。非線性的復(fù)雜性要求我們,超越選擇并避免偏執(zhí)。非線性既不能停留于非決定論的迷茫中,亦不能以決定論的偏執(zhí)遮蔽世界的本質(zhì)。

參考文獻(xiàn):

[1]李士勇.非線性科學(xué)與復(fù)雜性科學(xué)[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2006:14-15.

[2]許國(guó)志.系統(tǒng)科學(xué)[M].上海:上?？萍冀逃霭嫔?2000:299.

[3]拉普拉斯.論概率[J].自然辯證法研究,1991,(2):59-63.

[4]馬克思恩格斯全集:第21卷[M].北京:人民出版社,1997:320.

[5]鄭玉玲.偶然性與科學(xué)[M].北京:中國(guó)社會(huì)科學(xué)出版社,1990:30.

[6]J. Feder. Fractals,New York and London: Plenum Press, 1988.

[7]B. B. Mandelbrot. The Fractal Geometry of Nature,San Francisco: Freeman, 1977.

[8]林夏水.混沌對(duì)機(jī)械決定論自然觀的沖擊[J].自然辯證法研究,1998,(1):7-11.

[9]戴維•米勒編.開(kāi)放思想和社會(huì)――波普爾思想精粹[M].南京:江蘇人民出版社,2000:264-285.

[10]愛(ài)因斯坦晚年文集[M].北京:北京大學(xué)出版社,2008:48-78.

[11]埃德加•莫蘭.復(fù)雜思想:自覺(jué)的科學(xué)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2001:137-138.

[12]讓保羅•薩特.他人就是地獄[M].西安:陜西師范大學(xué)出版社,2003:171-174.

[13]黎明.試論唯物辯證法的擬化形式[M].北京:中國(guó)社會(huì)科學(xué)出版社,1981:6.

[14]曾謹(jǐn)言.量子力學(xué):卷I[M].北京:北京科學(xué)出版社,2007:35-39.

[15]孫訓(xùn)方,方孝淑,關(guān)來(lái)泰.材料力學(xué):下冊(cè)[M].北京:高等教育出版社,1994:121-156.

[16]埃德加•莫蘭.方法:天然之天性[M].吳泓緲,馮學(xué)俊,譯.北京:北京大學(xué)出版社,2002:47-48.

The Determinism and Indeterminism On Non-Linear System

HUANG Jun-ping1,2

(1.College of Resources and Environmental Science Chongqing University, Chongqing400044,china;2.Chongqing Vocational Institute of Engineering, Chongqing 400037,China)

篇6

關(guān)鍵詞：世界;可知性;闡釋

思維與存在的同一性是一個(gè)古老的哲學(xué)問(wèn)題,世界是可知的,抑或不可知?不同的哲學(xué)家有不同的解釋。這種種解釋推動(dòng)著人們對(duì)這一問(wèn)題的思索,但很難令人信服地說(shuō)已有一個(gè)相對(duì)合理完滿的答案。本文試圖通過(guò)對(duì)這一闡釋歷史過(guò)程的演進(jìn)的分析,揭示這一問(wèn)題的內(nèi)涵及解決之道。

一本體論闡釋

近代哲學(xué)以前,對(duì)世界可知性問(wèn)題的闡釋,是構(gòu)建在獨(dú)立于人之外的世界本體的預(yù)設(shè)基礎(chǔ)之上的.人們追問(wèn)的問(wèn)題是:世界是否可知?如果可知,其理?yè)?jù)何在?世界是否徹底可知?如果不是徹底可知,其界限何在?古希臘人最早提出了思維與存在的同一性問(wèn)題.巴門(mén)尼德認(rèn)為,“能被思維者和能存在者是同一的”[1],蘇格拉底、柏拉圖都堅(jiān)信人類(lèi)的心靈、靈魂可以把握事物的本質(zhì),得到真正的知識(shí).但懷疑論者指出,人類(lèi)的理解力只能把握現(xiàn)象中已有的東西,一切理性的東西都離不開(kāi)感覺(jué)經(jīng)驗(yàn).人是依賴感覺(jué)去把握存在的,而感覺(jué)的主觀性、不確定性說(shuō)明思維并不能絕對(duì)地反映存在。因此高爾吉亞認(rèn)為即使有物存在,也不可知。盡管人心可以設(shè)想關(guān)于實(shí)在的觀念,但這種觀念畢竟不等同于實(shí)在本身。形而上學(xué)借經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比推測(cè)超驗(yàn)的實(shí)在,從思想觀念推證存在本質(zhì),根源在于對(duì)絕對(duì)確定性的追求。事實(shí)上,對(duì)確證性的渴望只能以或然性的假設(shè)而告終。

近代唯理論和經(jīng)驗(yàn)論都肯定思維與存在的同一性,但為認(rèn)識(shí)可靠性的基礎(chǔ)是理性還是經(jīng)驗(yàn)而爭(zhēng)論不休。休謨認(rèn)為,“我們憑什么論證能夠證明人心中的知覺(jué)是由和它們相似(如果這是可能的)而實(shí)際完全差異的一些外物所引起的呢?”[2]事實(shí)上,人的認(rèn)識(shí)只能建立在經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,它不能超出經(jīng)驗(yàn)。但經(jīng)驗(yàn)的證據(jù)有兩重性:一方面,作為知識(shí)來(lái)源的原始經(jīng)驗(yàn)是可靠的,只真不假;另一方面,由原始經(jīng)驗(yàn)出發(fā)做出的經(jīng)驗(yàn)推理是可錯(cuò)的,它只能提供或然性的知識(shí),不具有普遍必然性。也就是說(shuō),原始經(jīng)驗(yàn)的可靠性決定了它可以作為一切科學(xué)認(rèn)識(shí)唯一牢固的基礎(chǔ),經(jīng)驗(yàn)推理的不確定性決定了經(jīng)驗(yàn)體系范圍是有限的,它不能達(dá)到終極的原則。

休謨認(rèn)為,在經(jīng)驗(yàn)范圍之內(nèi)的事情是可知的,超出經(jīng)驗(yàn)的事情是不可知的。只有將認(rèn)識(shí)限制在合理的范圍內(nèi),才能反對(duì)一切獨(dú)斷的迷信。休謨劃分可知與不可知界限的做法給康德以深刻啟示。在思維與存在同一性問(wèn)題上,關(guān)鍵問(wèn)題不在于思維和存在是否同一,在何基礎(chǔ)上同一的問(wèn)題,而是思維和存在同一性的界限問(wèn)題,或者說(shuō)“我們能認(rèn)識(shí)什么”的問(wèn)題。在康德看來(lái),理性以其先天知識(shí)形式在綜合統(tǒng)一后天感覺(jué)材料中創(chuàng)造自己的認(rèn)識(shí)對(duì)象———自然界,從而獲得知識(shí)的有效性;但理性為自然所立的法只適用于現(xiàn)象界,而不適用于作為現(xiàn)象基礎(chǔ)的物自體,因而人只能認(rèn)識(shí)現(xiàn)象而不能認(rèn)識(shí)物自體,物自體存在而不可知。這一思想遭到黑格爾的嚴(yán)厲抨擊。黑格爾認(rèn)為,給認(rèn)識(shí)的有效性劃定一個(gè)范圍,認(rèn)為認(rèn)識(shí)只能把握有限相對(duì)的事物,至于絕對(duì)無(wú)限的東西則被否認(rèn)或推到不可知的領(lǐng)域,實(shí)際上就否認(rèn)了思維與存在的同一性。康德形而上學(xué)的錯(cuò)誤在于割裂了現(xiàn)象與本質(zhì)、有限與無(wú)限、相對(duì)與絕對(duì)、實(shí)在和概念的有機(jī)的辯證的統(tǒng)一。在黑格爾看來(lái),存在即思維,沒(méi)有思維以外的客觀存在,思維是存在的本質(zhì),存在是思維的內(nèi)容;思維與存在的同一不是絕對(duì)的,僵死的,而是一個(gè)矛盾發(fā)展的過(guò)程,是由自在到自為,由有限到無(wú)限,由相對(duì)到絕對(duì),由直觀的多樣性到多樣性的統(tǒng)一,由表面的現(xiàn)象到深刻的本質(zhì)的過(guò)程。作為認(rèn)識(shí)不是一成不變的,而是一個(gè)由感性直觀到思維概念的發(fā)展,是一個(gè)越來(lái)越深入地把握對(duì)象真理性的過(guò)程。

黑格爾試圖通過(guò)揭示思維和存在的辯證性質(zhì)克服認(rèn)識(shí)的界限問(wèn)題,從而最終解決思維和存在的同一性或者說(shuō)認(rèn)識(shí)的可知性問(wèn)題,但由于其客觀唯心主義基礎(chǔ),這種分析仍不盡合理。黑格爾預(yù)設(shè)絕對(duì)精神,把認(rèn)識(shí)看作是對(duì)絕對(duì)知識(shí)愈來(lái)愈全面的把握,依然是構(gòu)建在主客二分,絕對(duì)本質(zhì)的先驗(yàn)預(yù)設(shè)的本體論基礎(chǔ)之上的?，F(xiàn)代科學(xué)如量子力學(xué)等科學(xué)的最新發(fā)展都證明,“絕對(duì)精神”,事物的絕對(duì)全面的本質(zhì)是不存在的,假定客觀世界獨(dú)立于觀察者,并且不受主體對(duì)它的認(rèn)識(shí)所影響,即有一個(gè)自在自為的客觀世界和獨(dú)立于認(rèn)識(shí)對(duì)象之外的“超然觀察者”,這是不成立的,世界可知性問(wèn)題要求新的闡釋。

二語(yǔ)言論闡釋

現(xiàn)代西方哲學(xué)在現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)上,排斥作為傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)論基礎(chǔ)的主客、心物、思有的二元分立,實(shí)現(xiàn)了“語(yǔ)言學(xué)的轉(zhuǎn)向”。他們認(rèn)為,語(yǔ)言是存在的家,世界只有進(jìn)入語(yǔ)言,才能表現(xiàn)為人的世界;世界的視域就是語(yǔ)言的視域,我們都是在語(yǔ)言中認(rèn)知,世界可知性問(wèn)題可以歸結(jié)為語(yǔ)言論問(wèn)題。胡塞爾認(rèn)為,傳統(tǒng)的本體論闡釋的一個(gè)根本缺點(diǎn)是沒(méi)有考慮認(rèn)識(shí)如何可能的問(wèn)題。既然我們關(guān)于世界的一切知識(shí)都是通過(guò)認(rèn)識(shí)獲得的,那么在對(duì)認(rèn)識(shí)的可能性問(wèn)題反思之前就不能認(rèn)為世界是可知的。人們要問(wèn):意識(shí)之外是否存在獨(dú)立于意識(shí)之外的對(duì)象?意識(shí)如何能越出自己達(dá)到對(duì)象,何從知道由認(rèn)識(shí)所描述的對(duì)象與事物本身狀態(tài)相符合?認(rèn)識(shí)的主體在認(rèn)識(shí)對(duì)象過(guò)程中究竟起什么作用?胡塞爾反思的結(jié)果是追溯到語(yǔ)言研究,認(rèn)知之所以可能,在于意識(shí)自身建構(gòu)的意義,意義指向語(yǔ)言,語(yǔ)言規(guī)定了認(rèn)知理解的限度。維特根斯坦則直接把世界可知還是不可知轉(zhuǎn)換為世界可說(shuō)還是不可說(shuō)的問(wèn)題。在他看來(lái),世界概念并不僅僅包含現(xiàn)實(shí)世界,更重要的是包含一切邏輯上的可能世界,“世界是事實(shí)的總和,而不是事物的總和”[3],現(xiàn)實(shí)世界只是邏輯上的可能世界中的一種而已。

一旦有了這種對(duì)世界的清晰認(rèn)識(shí),我們就可以用邏輯來(lái)分析語(yǔ)言命題,發(fā)現(xiàn)語(yǔ)言表達(dá)中潛在的邏輯形式,并以此確定語(yǔ)言的界限或者說(shuō)認(rèn)識(shí)的界限.也就是說(shuō),我們描述世界的語(yǔ)言限制著我們對(duì)世界的認(rèn)知,語(yǔ)言的界限和世界的界限是同一的。所謂能夠說(shuō)的東西是指語(yǔ)言命題在一定邏輯架構(gòu)中可以真實(shí)地表達(dá)事實(shí)。用來(lái)述說(shuō)事物的語(yǔ)言基本單位是命題,一個(gè)命題作為一個(gè)邏輯圖像說(shuō)某些事情,它有確定的含義,命題的含義在于它是一個(gè)可能事態(tài)的圖像,一經(jīng)分析,普通語(yǔ)言就顯示出邏輯形式。真命題就是描述存在結(jié)構(gòu)的命題,存在事態(tài)的總和構(gòu)成事實(shí),真命題的總和形成科學(xué);世界作為事實(shí)的總和,語(yǔ)言邏輯保證只要能說(shuō)的都能說(shuō)清楚。所謂不能說(shuō)的東西,是指對(duì)象世界不能用語(yǔ)言表達(dá)的東西。一切能夠表達(dá)的東西都能用邏輯形式加以描述,但邏輯是有限度的,不可能表達(dá)一切東西,如邏輯形式的地位,哲學(xué)本質(zhì),生命意義和對(duì)世界的神秘感覺(jué)都是不可說(shuō)的。這些東西不可說(shuō),但理智本性卻總想說(shuō)出它們,傳統(tǒng)形而上學(xué)錯(cuò)誤正是試圖說(shuō)出這些不可說(shuō)的對(duì)象。因此,維特根斯坦告訴我們必須在語(yǔ)言中劃清界限,“凡是能夠說(shuō)的東西,都能說(shuō)清楚,凡是不能談?wù)摰?就應(yīng)該保持沉默?！盵4]但是能夠說(shuō)的東西是什么樣的對(duì)象世界?這演變?yōu)楫?dāng)代語(yǔ)言哲學(xué)中的實(shí)在論與反實(shí)在論之爭(zhēng)。實(shí)在論者認(rèn)為對(duì)象世界是獨(dú)立于人的存在而存在的,語(yǔ)言陳述的真假與主體的認(rèn)識(shí)能力無(wú)關(guān),科學(xué)理論是表述客觀世界的,決定科學(xué)陳述真假的,不是人的主觀感覺(jué),也不是人們的內(nèi)心結(jié)構(gòu)或語(yǔ)言,而是外在的世界,語(yǔ)句的真假值取決于該命題和該命題所描述的外在世界是否一致;反實(shí)在論者則認(rèn)為認(rèn)知活動(dòng)是一種構(gòu)造和想象,“人們總是通過(guò)這樣或那樣的概念的透鏡來(lái)了解自然,而且這些概念框架以及嵌在框架之內(nèi)的語(yǔ)言,可能給我們所認(rèn)知的事場(chǎng)染上一種不可避免的色彩”。[5]人們沒(méi)有理由相信語(yǔ)言解釋反映了真實(shí)世界,語(yǔ)句的真假值總是和認(rèn)知者的價(jià)值系統(tǒng),語(yǔ)言架構(gòu)甚至個(gè)人興趣密切相關(guān)。

如此,世界可知性問(wèn)題的闡釋集中在以下的問(wèn)題上:可知的世界是什么?世界可知的理?yè)?jù)是什么?或者說(shuō)世界在什么意義上是可知的?哲學(xué)在實(shí)踐基礎(chǔ)上對(duì)此進(jìn)行了科學(xué)的分析。

三實(shí)踐論闡釋

篇7

關(guān)鍵詞：物理學(xué)；人文文化

物理學(xué)是一門(mén)最基本的自然學(xué)科，它是探討物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科，所以人們往往認(rèn)為物理學(xué)只是包含一些枯燥的理論公式，而忽視了物理學(xué)中包含的人文因素諸如人文哲學(xué)思想、美學(xué)、道德等方面。實(shí)際上，物理學(xué)在產(chǎn)生、形成、發(fā)展的過(guò)程中，人們不是為了物理學(xué)而研究物理學(xué)，而是為了有助于人類(lèi)、社會(huì)以及個(gè)體人的發(fā)展而研究物理學(xué)，所有這些都涉及到了人與人的關(guān)系、人與自然的關(guān)系，這些關(guān)系中都蘊(yùn)含著豐富的人文文化。

著名物理學(xué)家吳健雄曾指出：為了避免出現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中的危機(jī)，當(dāng)前一個(gè)刻不容緩的問(wèn)題是消除現(xiàn)代文化中兩種文化，即科學(xué)文化和人文文化之間的隔閡，而加強(qiáng)這兩方面的聯(lián)系。沒(méi)有比大學(xué)更加適合的場(chǎng)所了。只有當(dāng)兩種文化的隔閡在大學(xué)園里加以彌合之后，我們才能對(duì)世界給出連貫而令人信服的描述。所以我們有必要去討論科學(xué)文化中的人文思想。

下面從文化角度去剖析物理學(xué)中的人文思想，主要有以下幾方面：

1　物理學(xué)中的唯物辯證法思想

物理學(xué)在古代被稱(chēng)為自然哲學(xué)，物理學(xué)作為一門(mén)精密的學(xué)科進(jìn)行研究是從1687年牛頓發(fā)表的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》開(kāi)始的。隨著學(xué)科的發(fā)展與不斷完善，物理學(xué)才從哲學(xué)中分化出來(lái)，形成獨(dú)立的學(xué)科，但物理文化中蘊(yùn)含的哲學(xué)思想是不會(huì)被分離的。

1.1　實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)

物理學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)既是建立物理理論的基礎(chǔ)又是檢驗(yàn)物理理論真理性的方法。楊振寧教授說(shuō)“物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為本的學(xué)科”，物理學(xué)上很多理論都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)論證的結(jié)果，體現(xiàn)了唯物辯證法的認(rèn)識(shí)論觀點(diǎn)——實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

1.2　物質(zhì)是普遍聯(lián)系的

物理發(fā)展史上，很多地方體現(xiàn)了物質(zhì)是普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)。比如人們?cè)?jīng)把電和磁孤立起來(lái)，物理學(xué)家?jiàn)W斯特接受自然力統(tǒng)一的哲學(xué)思想。堅(jiān)信電和磁之間存在某種潛在聯(lián)系，經(jīng)過(guò)多年研究，終于發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，并由此開(kāi)創(chuàng)了電磁學(xué)的新紀(jì)元。把電和磁聯(lián)系了起來(lái)，這正體現(xiàn)了唯物辯證法的特征——物質(zhì)是普遍聯(lián)系的。

1.3　事物發(fā)展過(guò)程中的“否定之否定”規(guī)律

人們對(duì)物理現(xiàn)象及其本質(zhì)的認(rèn)識(shí)是不斷地發(fā)展和完善起來(lái)的，每一種理論的建立過(guò)程都體現(xiàn)了“實(shí)驗(yàn)(事實(shí))——理論假設(shè)——實(shí)驗(yàn)(新的事實(shí))——修正理論”，遵循著辯證唯物主義中的“否定之否定”規(guī)律。比如在整個(gè)光學(xué)的發(fā)展史中對(duì)光本質(zhì)這個(gè)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，先是牛頓的微粒說(shuō)；再是惠更斯的彈性波動(dòng)說(shuō)；接著麥克斯韋提出電磁波動(dòng)說(shuō)；到20世紀(jì)愛(ài)因斯坦提出光量子說(shuō)。最終人們認(rèn)識(shí)到光具有波粒二象性，人類(lèi)對(duì)光本性的認(rèn)識(shí)就正是遵循著“否定之否定”認(rèn)識(shí)規(guī)律的反映。

1.4　主要矛盾與次要矛盾的辯證關(guān)系

物理學(xué)中為了方便研究問(wèn)題，經(jīng)常抓住物體的主要特征，忽略物體的次要特征，而抽想出一些理想模型。如“質(zhì)點(diǎn)”這個(gè)理想模型保留了實(shí)際物體的質(zhì)量和存在的位置，而忽略了物體本身的大小形狀，體現(xiàn)出辯證唯物主義中的“主要矛盾與次要矛盾之間的辯證關(guān)系”。

1.5　運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性和時(shí)空的相對(duì)性

近代物理學(xué)的一大理論—愛(ài)因斯坦的相對(duì)論中涉及的哲學(xué)問(wèn)題很多。最突出的就是相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相對(duì)的時(shí)空觀念。相對(duì)論指出：相對(duì)性原理的本質(zhì)在于運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性這一事實(shí)，而不存在絕對(duì)運(yùn)動(dòng)。相對(duì)論否定了絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的存在，就否定了絕對(duì)時(shí)空的概念。它通過(guò)不變的光速把時(shí)間和空間聯(lián)合為一個(gè)整體，由洛倫茲變換建立起各個(gè)慣性系之間的時(shí)空關(guān)系。

可見(jiàn)，不論是物理文化知識(shí)本身，還是物理文化形成、發(fā)展的過(guò)程都蘊(yùn)含著豐富的哲學(xué)思維方法，對(duì)人類(lèi)的自然觀和哲學(xué)思想有重大的影響。

2　物理學(xué)中的美學(xué)文化

2.1　物理理論的美學(xué)特征

2.1.1　簡(jiǎn)單深刻美

在一個(gè)藝術(shù)家眼里簡(jiǎn)單是一種美。自然現(xiàn)象錯(cuò)綜復(fù)雜，物理學(xué)則力求用簡(jiǎn)單的方程或定律去概括自然規(guī)律，但其反映的內(nèi)在規(guī)律確是非常深刻的。如能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律反映了各種不同形式的能量的轉(zhuǎn)化，牛頓的三大定律更是概括了宏觀低速條件下各種機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，麥克斯韋電磁方程組將復(fù)雜的電磁現(xiàn)象統(tǒng)一其中，愛(ài)因斯坦相對(duì)論中的基本原理簡(jiǎn)單凝練，但其中內(nèi)涵確是豐富而深刻的。

2.1.2　對(duì)稱(chēng)守恒美

對(duì)稱(chēng)是自然界中廣泛存在的也是人們很樂(lè)于接受的一種美學(xué)形式，物理學(xué)在對(duì)自然的表述中處處顯現(xiàn)出了這種對(duì)稱(chēng)的美：引力和斥力，“電生磁”與“磁生電”，粒子與反粒子，物質(zhì)與反物質(zhì)、圓孔或單縫衍射圖樣的對(duì)稱(chēng)、無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線周?chē)艌?chǎng)的軸對(duì)稱(chēng)等等。物理定律對(duì)某種規(guī)范變換的不變性、守恒性更是貫穿于整個(gè)物理學(xué)的一種對(duì)稱(chēng)形式，物理學(xué)中有許多守恒定律如：動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒等等。實(shí)際上，對(duì)稱(chēng)性已經(jīng)成為當(dāng)代物理學(xué)家研究物理理論的一種方法。

2.1.3　統(tǒng)一和諧美

物理理論的和諧統(tǒng)一美實(shí)際上是自然界和諧統(tǒng)一美的理論形態(tài)。如麥克斯韋電磁場(chǎng)理論把電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)統(tǒng)一了起來(lái)，量子力學(xué)把波動(dòng)性和粒子性統(tǒng)一了起來(lái)，愛(ài)因斯坦的相對(duì)論把時(shí)間、空間、物質(zhì)和運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來(lái)，把經(jīng)典物理學(xué)都包容在他的理論框架之內(nèi)，創(chuàng)造了程度更高范圍更大的和諧統(tǒng)一理論。

2.2　物理學(xué)家與美學(xué)思想

世界著名物理學(xué)家狄拉克認(rèn)為：讓一個(gè)方程具有美感要比符合實(shí)驗(yàn)更為重要。法國(guó)科學(xué)家彭加勒曾說(shuō)：“科學(xué)家研究自然，是因?yàn)樗麖闹心艿玫綐?lè)趣，他之所以能得到樂(lè)趣，是因?yàn)樗馈?。著名物理學(xué)家楊振寧曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“物理學(xué)的原理有它的結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)有它的美跟妙的地方，而各個(gè)物理學(xué)工作者對(duì)于這個(gè)結(jié)構(gòu)的不同的美跟妙的地方的感受，有不同的了解，因?yàn)榇蠹矣胁煌母惺?，所以每一個(gè)工作者會(huì)發(fā)展他自己獨(dú)特的研究方向跟研究方法，形成他自己的風(fēng)格?！?/p>

許多著名的物理學(xué)家都有感知美的奇異本領(lǐng)，美學(xué)思想在許多物理學(xué)家創(chuàng)立與評(píng)價(jià)物理學(xué)理論時(shí)起著重大的啟發(fā)與指導(dǎo)作用。追溯人類(lèi)科學(xué)源頭，科學(xué)美始終被作為一種人文理想而追求，成為科學(xué)家們獻(xiàn)身科學(xué)、潛心研究的直接動(dòng)力之一。

3　物理學(xué)中的科學(xué)道德精神

3.1　對(duì)未知的好奇與探索精神

好奇心是一種情感，是一種人文精神，也是最重要的科學(xué)精神?？茖W(xué)進(jìn)步的真正動(dòng)力是許多物理學(xué)家對(duì)了解未知事物的欲望。牛頓看到蘋(píng)果落地，就去想蘋(píng)果為什么會(huì)從樹(shù)上掉下來(lái)，從而想到了萬(wàn)有引力；阿基米德從浴桶洗澡中得到啟示，發(fā)現(xiàn)水面上升與他身體侵入部分體積之間的內(nèi)在聯(lián)系，找到了鑒別金質(zhì)王冠是否摻假的方法，產(chǎn)生阿基米德原理，發(fā)現(xiàn)浮力定律等。這種對(duì)未知的好奇與探索精神，對(duì)物理學(xué)的發(fā)展與人類(lèi)的文明有很重要的作用。

3.2　實(shí)事求是、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神

實(shí)事求是認(rèn)知的基礎(chǔ)，而創(chuàng)新則是科學(xué)精神的核心。20世紀(jì)物理學(xué)的革命告訴我們：科學(xué)的發(fā)展道路上科學(xué)家要?jiǎng)?chuàng)立一種新理論的時(shí)候，都必須要有敢于向已有的舊理論、舊思想提出質(zhì)疑的勇氣。例如：伽利略正是因?yàn)閷?duì)亞里士多德“力是產(chǎn)生物體運(yùn)動(dòng)的原因”的懷疑，才建立了正確的力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。以至于后來(lái)的牛頓運(yùn)動(dòng)定律的產(chǎn)生。著名物理學(xué)家楊振寧和李政道正是因?yàn)槊翡J的覺(jué)察到了從未被人懷疑過(guò)的宇稱(chēng)守恒定律的適用范圍，大膽提出了弱相互作用中宇稱(chēng)不守恒的論斷，才使物理學(xué)理論有了一個(gè)突破性的進(jìn)展。

3.3　合作與寬容精神

篇8

十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初，經(jīng)典物物學(xué)的各個(gè)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(jì)力學(xué)的建立以及麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的建立，經(jīng)典物理學(xué)達(dá)到了它的頂峰，當(dāng)時(shí)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(huà)，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(shí)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(duì)物理世界的解釋已經(jīng)達(dá)到了終點(diǎn)。物理學(xué)的一些基本的、原則的問(wèn)題都已經(jīng)解決，剩下來(lái)的只是進(jìn)一步精確化的問(wèn)題，即在一些細(xì)節(jié)上作一些補(bǔ)充和修正，使已知公式中的各個(gè)常數(shù)測(cè)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(shí)驗(yàn)卻發(fā)現(xiàn)了許多經(jīng)典物理學(xué)無(wú)法解釋的事實(shí)。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(wàn)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(shí)驗(yàn)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(jī)”。由此引起了物理學(xué)的一場(chǎng)偉大的革命。愛(ài)因斯坦創(chuàng)立了相對(duì)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(gè)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(duì)論和量子力學(xué)建立起來(lái)以后，現(xiàn)代物理學(xué)經(jīng)過(guò)七十多年的發(fā)展，已經(jīng)達(dá)到了成熟的階段。人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界規(guī)律的認(rèn)識(shí)達(dá)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(shuō)，現(xiàn)代物理學(xué)的大廈已經(jīng)建成。在這一點(diǎn)上，目前有情況與上一個(gè)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(huì)有革命性的進(jìn)展了，物理學(xué)的根本性的問(wèn)題、原則問(wèn)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(duì)現(xiàn)有的理論作一些補(bǔ)充和修正。然而，由于有了一百年前的歷史經(jīng)驗(yàn)，多數(shù)物理學(xué)家并不贊成這種觀點(diǎn)，他們相信物理學(xué)遲早會(huì)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(gè)世紀(jì)之交的情況不同。在上一個(gè)世紀(jì)之交，經(jīng)典物理學(xué)發(fā)生了“嚴(yán)重的危機(jī)”；而在本世紀(jì)之交，現(xiàn)代物理學(xué)并無(wú)“危機(jī)”。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(gè)世紀(jì)之交的情況不同。在上一個(gè)世紀(jì)之交，經(jīng)典物理學(xué)發(fā)生了“嚴(yán)重的危機(jī)”；而在本世紀(jì)之交，現(xiàn)代物理學(xué)并無(wú)“危機(jī)”。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(shuō)來(lái)，每個(gè)層次中的體系都由大量的小體系（屬于下一個(gè)層次）構(gòu)成。從一定意義上說(shuō)，宏觀與微觀是相對(duì)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(yùn)動(dòng)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(gè)方向上前進(jìn)的。在二十一世紀(jì)，物理學(xué)也將在這三個(gè)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(gè)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(yùn)規(guī)律，建立了核物理學(xué)和粒子物理學(xué)，認(rèn)識(shí)到強(qiáng)子是由夸克構(gòu)成的。今后可能會(huì)有新的進(jìn)展。但如果要探索更深層次的現(xiàn)象，必須有更強(qiáng)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(gè)方向上難以有突破性的進(jìn)展。

2）在宏觀方向上拓展開(kāi)去。1948年美國(guó)的伽莫夫提出“大爆炸”理論，當(dāng)時(shí)并未引起重視。1965年美國(guó)的彭齊亞斯和威爾遜觀測(cè)到宇宙背景輻射，再加上其他的觀測(cè)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?gòu)┖兔绹?guó)的古斯同時(shí)提出暴脹理論。八十年代以后，英國(guó)的霍金[2,3]等人開(kāi)始論述宇宙的創(chuàng)生，認(rèn)為宇宙從“無(wú)”誕生，今后在這個(gè)方向上將會(huì)繼續(xù)有所發(fā)展。從根本上來(lái)說(shuō)，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(yuǎn)處觀測(cè)的新結(jié)果，這需要人類(lèi)制造出比哈勃望遠(yuǎn)鏡性能更優(yōu)越得多的、各個(gè)波段的太空天文望遠(yuǎn)鏡，這是很艱巨的任務(wù)。

我個(gè)人對(duì)于近年來(lái)提出的宇宙創(chuàng)生學(xué)說(shuō)是不太信的，并且認(rèn)為“大爆炸”理論只是對(duì)宇宙的一個(gè)近似的描述。因?yàn)楝F(xiàn)在的宇宙學(xué)研究的只是我們能觀測(cè)到的范圍以內(nèi)的“宇宙”，而我相信宇宙是無(wú)限的，在我們這個(gè)“宇宙”以外還有無(wú)數(shù)個(gè)“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。現(xiàn)代宇宙學(xué)只研究我們這個(gè)“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(yuǎn)的未來(lái)，則失誤更大。

3）深入探索各層次間的聯(lián)系。

這正是統(tǒng)計(jì)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(jì)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(lái)了。近年來(lái)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(gè)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(ài)因斯坦、海森堡等天才科學(xué)家努力探索“統(tǒng)一場(chǎng)論”；直到1967、1968年，美國(guó)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(qiáng)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(lái)的“超統(tǒng)一理論”，他們的探索能否成功尚未定論。

愛(ài)因斯坦當(dāng)初探索“統(tǒng)一場(chǎng)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(méi)有成功。我對(duì)此有不同的觀點(diǎn)，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(diǎn)。因?yàn)椤霸诮^對(duì)的總的宇宙發(fā)展過(guò)程中，各個(gè)具體過(guò)程的發(fā)展都是相對(duì)的，因而在絕對(duì)真理的長(zhǎng)河中，人們對(duì)于在各個(gè)一定發(fā)展階段上的具體過(guò)程的認(rèn)識(shí)只具有相對(duì)的真理性。無(wú)數(shù)相對(duì)的真理之總和，就是絕對(duì)的真理?！薄叭藗?cè)趯?shí)踐中對(duì)于真理的認(rèn)識(shí)也就永遠(yuǎn)沒(méi)有完結(jié)?！盵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(gè)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(jué)是：將來(lái)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(yùn)動(dòng)和變化實(shí)在太奧妙了，我們沒(méi)有認(rèn)識(shí)的問(wèn)題實(shí)在太多了，我們今天對(duì)于生命科學(xué)的認(rèn)識(shí)猶如亞里斯多德時(shí)代的人們對(duì)于物理學(xué)的認(rèn)識(shí)，因此在這方面取得突破性的進(jìn)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(diǎn)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(duì)真理，而不是絕對(duì)真理。應(yīng)該通過(guò)審思現(xiàn)代物理學(xué)理論基礎(chǔ)的不完善性來(lái)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(diǎn)。

三、現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)是完美的嗎？

相對(duì)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(lái)審思一下這個(gè)問(wèn)題。

1）對(duì)相對(duì)論的審思

當(dāng)年愛(ài)因斯坦就是從關(guān)于光速和關(guān)于時(shí)間要領(lǐng)的思考開(kāi)始，創(chuàng)立了狹義相對(duì)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(shí)空的概念入手。愛(ài)因勞動(dòng)保護(hù)坦創(chuàng)立狹義相對(duì)論是從講座慣性系中不同地點(diǎn)的兩個(gè)“事件”的同時(shí)性開(kāi)始的[4]，他規(guī)定用光信號(hào)校正不同地點(diǎn)的兩個(gè)時(shí)鐘來(lái)定義“同時(shí)”，這樣就很自然地導(dǎo)出了洛侖茲變換，進(jìn)一步導(dǎo)致一個(gè)四維時(shí)空（x，y，z，ict）（c是光速）。為什么愛(ài)因勞動(dòng)保護(hù)擔(dān)提出用光信號(hào)來(lái)校正時(shí)鐘，而不用別的信號(hào)呢？在他的論文中沒(méi)有說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，其實(shí)這是有深刻含意的。

時(shí)間、空間是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式，不能脫離物理質(zhì)運(yùn)動(dòng)談?wù)摃r(shí)間、空間，在定義時(shí)空時(shí)應(yīng)該說(shuō)明是關(guān)于什么運(yùn)動(dòng)的時(shí)空?，F(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(guò)一定的場(chǎng)傳遞過(guò)去，傳遞需要一定的時(shí)間，時(shí)間、空間的定義與這個(gè)傳遞速度是密切相關(guān)的。如果這種場(chǎng)是電磁場(chǎng)，則電磁相互作用傳遞的速度就是光速。因此，愛(ài)因斯坦定義的時(shí)空實(shí)際上是關(guān)于由電磁相互作用引起的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)空，適用于描述這種運(yùn)動(dòng)。

愛(ài)因斯坦把他定義的時(shí)間應(yīng)用于所有的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)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(wú)實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明c＇等于c。愛(ài)因斯坦因他的“物質(zhì)世界統(tǒng)一性”的世界觀而在實(shí)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(diǎn)，再加之電磁力和引力的強(qiáng)度在數(shù)量級(jí)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(yùn)動(dòng)的四維時(shí)空（x，y，z，ict）和關(guān)于由引力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)空（x＇，y＇，z＇，ic＇t＇）是不同的。如果研究的問(wèn)題只涉及一種相互作用，則按照現(xiàn)在的理論建立起來(lái)的運(yùn)動(dòng)方程的形式不變。例如，愛(ài)因斯坦引力場(chǎng)方程的形式不變，只需把常數(shù)c改為c＇。如果研究的問(wèn)題涉及兩種相互作用，則需要建立新的理論。不過(guò)，首要的事情是由實(shí)驗(yàn)事實(shí)來(lái)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(kāi)始形成上述觀點(diǎn)，當(dāng)時(shí)測(cè)量引力波是眾所矚目的一個(gè)熱點(diǎn)，我曾對(duì)那些實(shí)驗(yàn)寄予厚望，希望能從實(shí)驗(yàn)結(jié)果推算出c＇是否等于c。令人遺憾的是，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)斯的努力引引力波實(shí)驗(yàn)沒(méi)有獲得肯定的結(jié)果，隨后這項(xiàng)工作冷下去了。根據(jù)愛(ài)國(guó)斯坦理論預(yù)言的引力波是微弱的，如果在現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)能夠達(dá)到的測(cè)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(cè)到的話，長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)得不到肯定的結(jié)果似乎暗示了害因斯坦理論的缺點(diǎn)。應(yīng)該從c＇可能不等于c這個(gè)角度來(lái)考慮問(wèn)題，如果c＇和c有較大的差異，則可能導(dǎo)出引力波的強(qiáng)度比根據(jù)愛(ài)因勞動(dòng)保護(hù)坦理論預(yù)言的強(qiáng)度弱得多的結(jié)果。

弱力、強(qiáng)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(zhǎng)程力。不同的相互作用是通過(guò)傳遞不同的媒介粒子而實(shí)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(qiáng)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(ài)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(qiáng)相互作用引起的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，定義慣性系中不同的地點(diǎn)的兩個(gè)“事件”的“同時(shí)”，是否應(yīng)該用

弱力或強(qiáng)力信號(hào)取代光信號(hào)呢？我對(duì)核物理學(xué)和粒子物理學(xué)是外行，不想貿(mào)然回答這個(gè)問(wèn)題。如果應(yīng)該用弱力或強(qiáng)力信號(hào)取代光信號(hào)，那么關(guān)于由弱力或強(qiáng)力引起的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)空和關(guān)于由電磁力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)空（x，y，z，ict）及關(guān)于由引力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)空（x＇，y＇，z＇，ic＇t＇）

有很大的不同。設(shè)弱或強(qiáng)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(qiáng)力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)空為（x＇＇，y＇＇，z＇＇，Ic＇＇t＇＇），時(shí)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(lái)考慮問(wèn)題：關(guān)于由弱力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)空，在定義中應(yīng)該以規(guī)范粒子的靜質(zhì)量取作零時(shí)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(lái)了，因此有可能c1=c，則關(guān)于由弱力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)空和關(guān)于由電磁力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)空是相同的，同為（x，y，z，ict）。關(guān)于由強(qiáng)力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(shí)際上沒(méi)有靜質(zhì)量為零的介子）時(shí)的速度c＇＇取代光速c，c＇＇可能不等于c。則關(guān)于由強(qiáng)力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)空（x＇＇，y＇＇，z＇＇，Ic＇＇t＇＇）不同于（x，y，z，ict）或（x＇，y＇，z＇，ic＇t＇）。無(wú)論上述兩種考慮中哪一種是對(duì)的，整個(gè)物質(zhì)世界的時(shí)空將是高于四維的多維時(shí)空。對(duì)于由短程力（或只是強(qiáng)力）引起的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，如果時(shí)空有了新的一義，就需要建立新的理論，也就是說(shuō)需要建立新的量子場(chǎng)論、新的核物理學(xué)和新的粒子物理學(xué)等。如果研究的問(wèn)題既清及長(zhǎng)程力，又涉及短程力（尤其是強(qiáng)力），則更需要建立新的理論。

1）對(duì)量子力學(xué)的審思

從量子力學(xué)發(fā)展到量子場(chǎng)論的時(shí)候，遇到了“發(fā)散困難”[6]。1946——1949年間，日本的朝永振一郎、美國(guó)的費(fèi)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(méi)有徹底克服這一困難?！鞍l(fā)散困難”的一個(gè)基本原因是粒子的“固有”能量（靜止能量）與運(yùn)動(dòng)能量、相互作用能量合在一起計(jì)算[6]，這與德布羅意波在υ=0時(shí)的異性。

現(xiàn)在我陷入一個(gè)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(duì)使新的理論滿足相對(duì)論協(xié)變性的難題。是否有解決問(wèn)題的其他途徑呢？我認(rèn)為這個(gè)問(wèn)題或許還與時(shí)間、空間的定義有關(guān)?，F(xiàn)在的量子力學(xué)理論中時(shí)寬人的定義實(shí)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(shí)間、空間都不是嚴(yán)格確定的，決定論的時(shí)空要領(lǐng)不再適用。在時(shí)間或空間的間隔非常小的時(shí)候，描寫(xiě)事情順序的“前”、“后”概念將失去意義。此外，在重新定義時(shí)空時(shí)還應(yīng)考慮相關(guān)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的類(lèi)別。模糊數(shù)學(xué)已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟了，把這個(gè)數(shù)學(xué)工具用到微觀世界時(shí)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(gè)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(kāi)去；（3）深入探索各層次間的聯(lián)系，進(jìn)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(guò)審思相對(duì)論和量子力學(xué)的理論基礎(chǔ)，重新定義時(shí)間、空間，建立新的理論

3）由于現(xiàn)代物理學(xué)尚未發(fā)生“危機(jī)”，因此目前發(fā)生現(xiàn)代物理學(xué)革命的條件也許還不成熟，物理學(xué)的發(fā)展和物理學(xué)革命都有賴于在物理實(shí)驗(yàn)和對(duì)客觀物質(zhì)世界的觀測(cè)中獲得新的結(jié)果，實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)是發(fā)展物理學(xué)的量重要手段，這是我們要關(guān)注的首要問(wèn)題。然而，科學(xué)的發(fā)展和物理學(xué)的發(fā)展有本身的邏輯，符合客觀規(guī)律的、有真知灼見(jiàn)的思維也是一個(gè)關(guān)鍵。

篇9

一、易學(xué)自然觀

《周易》包括《易經(jīng)》和《易傳》兩部分，實(shí)際上是上古巫文化化出的符號(hào)、周初時(shí)期占筮驗(yàn)詞集錦和戰(zhàn)國(guó)末年理性詮釋的統(tǒng)合。作為《易傳》的十篇釋文已經(jīng)完全脫離卜筮，建立起一套以陰陽(yáng)為綱闡釋變化的理論體系。漢興，《周易》作為官學(xué)傳習(xí)和研究的對(duì)象，被尊稱(chēng)為“五經(jīng)”之首；漢易已經(jīng)納入陰陽(yáng)五行學(xué)說(shuō)，隋唐時(shí)期易學(xué)即以其理性向科學(xué)領(lǐng)域滲透；進(jìn)而逐漸形成以符號(hào)系統(tǒng)與以陰陽(yáng)為綱紀(jì)相結(jié)合的范疇體系和理論結(jié)構(gòu)。

易學(xué)對(duì)宇宙的基本觀點(diǎn)是：陰陽(yáng)相涵相因、流變會(huì)通，構(gòu)成一個(gè)合諧互補(bǔ)的有機(jī)整體。

張立文教授在《王船山易學(xué)思想略論》〔1-191〕中指出：船山的本體哲學(xué)，統(tǒng)體會(huì)通于和合。所謂和合者，就是“陰陽(yáng)未分，二氣合一，氤氳太和之真體”。《易傳》有言“形而上者謂之道，形而下者謂之器”，作者認(rèn)定道器是虛實(shí)范疇，虛與實(shí)的主要差異在于隱與顯。“形而上者是隱也”，隱不是無(wú)，而是潛在，是形而下所以存在的根據(jù)。“形而下者是顯也”，指有形質(zhì)的東西，“即形之成乎物而可見(jiàn)可循者也”。即此可知，顯指可見(jiàn)可循的事物和現(xiàn)象，隱指寓于“器”而起作用的現(xiàn)象背后更本質(zhì)的東西；而隱又不是虛無(wú)，“道不虛生，則凡道皆實(shí)也”。從而推定道乃實(shí)存之體，得出道器交與為體、相涵相因、流變會(huì)通的兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論。

道和器的關(guān)系究竟如何？就邏輯上講，“形上者乃形之所自生”，因?yàn)榉财鹘杂行?，由“形”邏輯上得出?duì)應(yīng)于“形下”必然存在著“形上”。就二者的主從關(guān)系講，“當(dāng)其未形而隱然有不可喻之天則，天以之化”，依此概括二者的關(guān)系為：道是器存在的依據(jù)；道通過(guò)器而表現(xiàn)自己，一切顯性的運(yùn)動(dòng)變化之因皆源之于道。再就孰先孰后的角度講，是“理不先而氣不后”，二者既不存在先后、本末之別，也就從根本上排除了天理、神創(chuàng)的觀念。

張教授立足于人文（兼及自然）闡述問(wèn)題，認(rèn)為“王船山道器、氣關(guān)系，充分體現(xiàn)和貫徹了《周易》和合人文的精神”，本文專(zhuān)門(mén)討論自然而不涉及人文。依據(jù)形上學(xué)本體哲學(xué)，自然界的物理客體應(yīng)該分兩類(lèi)，即“形之已成乎物”和“未形”，二者的本質(zhì)區(qū)別在于形下之“顯”和形上之“隱”。

小結(jié)：易學(xué)自然觀是兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論。從靜態(tài)角度講，“萬(wàn)物（包括宇宙自身）負(fù)陰而抱陽(yáng)，沖氣以為和”；從動(dòng)態(tài)角度講，“陰變陽(yáng)，陽(yáng)變陰，其變無(wú)窮”。所謂的易，就是講陰陽(yáng)變化之理的學(xué)問(wèn)，即“易以道陰陽(yáng)”。

二、兩種物理學(xué)理論

物理學(xué)作為一門(mén)學(xué)術(shù)的名稱(chēng)，是從亞里士多德的希臘文著作延續(xù)下來(lái)的，這個(gè)希臘詞的意思是探討自然的秩序和原理的“自然學(xué)”，亞氏又稱(chēng)其為自然哲學(xué)。大約到18世紀(jì)中葉，由于學(xué)科內(nèi)容的分化，自然史和化學(xué)從物理學(xué)中獨(dú)立出來(lái)，18世紀(jì)后半葉法國(guó)討論過(guò)留下的物理學(xué)意味著什么，結(jié)果是把物理學(xué)分為一般物理學(xué)和特殊物理學(xué)。前者指牛頓力學(xué)或由《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》導(dǎo)出的以數(shù)學(xué)描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的傳統(tǒng)，后者包括聲、光、電、磁等廣泛領(lǐng)域。通常都把這種劃分說(shuō)成是數(shù)學(xué)科學(xué)傳統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的分離。

1829年，泊松把當(dāng)時(shí)法國(guó)物理學(xué)的思想傾向歸為兩類(lèi)：物理力學(xué)和解析力學(xué)。他把前者的特征描述為“它的唯一的原理是把一切還原為分子運(yùn)動(dòng)，而這些分子是把力的效果從一點(diǎn)傳到另一點(diǎn)并保持這些力之平衡作用的核心”，即期望用天體運(yùn)動(dòng)的牛頓平方反比定律數(shù)學(xué)格式，精密地描述宇宙一切現(xiàn)象，稱(chēng)牛頓范式；而后者則強(qiáng)調(diào)現(xiàn)象的解析格式，輕視對(duì)物理原因進(jìn)行討論，稱(chēng)非牛頓范式。1840年以后，牛頓范式的地位被非牛頓范式所取代；與之同時(shí)，拉格朗日原理被泊松和哈密頓予以發(fā)展，使力學(xué)成為完全分析的形式，并且以能量取代力的概念體系。本應(yīng)該由之意識(shí)到“根本不存在純粹的力學(xué)現(xiàn)象，實(shí)際上運(yùn)動(dòng)總是結(jié)合著熱和電磁的變化，它們也規(guī)定運(yùn)動(dòng)”〔2-9〕，從而結(jié)束牛頓的“力學(xué)神話”，可惜的是西方哲學(xué)沒(méi)有能夠?yàn)槲锢韺W(xué)提供合適的自然觀，以后的物理學(xué)就在迷茫中走了許多彎路。對(duì)兩種范式的本質(zhì)差異，一般都視為用幾何法還是用解析法的數(shù)學(xué)問(wèn)題。

19世紀(jì)30年代之后，隨著實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的成熟，出現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)物理學(xué)和理論物理學(xué)之區(qū)分；物理學(xué)的理論又分原理理論和構(gòu)造理論兩類(lèi)。前者是先使用分析法在經(jīng)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)自然過(guò)程的普遍特征（即原理），然后給出各種過(guò)程必須滿足的數(shù)學(xué)形式的判據(jù)，比如牛頓力學(xué)；后者又叫“假說(shuō)—演繹”法，即先確立“想象的原理”（即“假說(shuō)”），然后采用反證法通過(guò)由原理導(dǎo)出的結(jié)論對(duì)原理進(jìn)行證明，給出的內(nèi)容與經(jīng)驗(yàn)所顯示的現(xiàn)象吻合得愈多愈一致，特別是能夠從假說(shuō)來(lái)預(yù)言現(xiàn)象并得到證實(shí)，這種構(gòu)造理論就愈成功。依據(jù)這種分類(lèi)方法，一般都承認(rèn)17世紀(jì)牛頓的《原理》和惠更斯的《論光》就分別代表了原理理論和構(gòu)造理論。對(duì)這兩種理論劃分的依據(jù)主要在于思維方式，即前者采用分析法而后者采用綜合法。

三、兩類(lèi)物理客體

牛頓的《原理》和惠更斯的《論光》，從近代物理學(xué)奠基開(kāi)始，兩種截然不同的理論分別傳承為兩種體系，即牛頓范式——原理理論，惠更斯范式——構(gòu)造理論，其本質(zhì)差異不在思維方式和數(shù)學(xué)形式之不同，也不在是采用數(shù)學(xué)方法還是實(shí)驗(yàn)方法之別，而在于研究的客體分屬于根本不同的兩類(lèi)。

以質(zhì)量對(duì)物體進(jìn)行計(jì)量，并假定質(zhì)量都集中在一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，以相互傳遞力的作用描述運(yùn)動(dòng)，是牛頓范式的核心觀念；非牛頓范式研究的光、熱、電、磁等現(xiàn)象，都不能以質(zhì)量進(jìn)行計(jì)量，最終認(rèn)識(shí)到了這種現(xiàn)象都與“能量”直接相關(guān)，并且以能量取代了力學(xué)概念體系。

而今首當(dāng)其沖應(yīng)該明確的是物理學(xué)根本就不直覺(jué)研究“物質(zhì)”，正象無(wú)法品嘗水果一樣，因?yàn)槎叨际浅橄蟮念?lèi)概念。物理學(xué)只研究質(zhì)量、能量、電量、時(shí)間和空間之間的關(guān)系，兩種理論的適用范圍不同，前者是關(guān)于質(zhì)量系統(tǒng)的理論，后者則適用于能量系統(tǒng)。以往不適當(dāng)?shù)匕涯芰空f(shuō)成是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的形式（如“能即運(yùn)動(dòng)”）〔3-526〕，是產(chǎn)生混亂的肇端?，F(xiàn)代物理學(xué)已經(jīng)確認(rèn)物理客體分兩類(lèi)：宇觀上有分立的天球和連續(xù)輻射，微觀上分粒子和場(chǎng)，粒子物理學(xué)分費(fèi)米子和玻色子，理論物理學(xué)稱(chēng)其為物質(zhì)粒子和相互作用；物理學(xué)理論也分用質(zhì)量計(jì)量和時(shí)空描述、用能量計(jì)量和位形描述兩個(gè)系統(tǒng)。“我們首先把宇宙的物質(zhì)內(nèi)容分成兩個(gè)部分：“物質(zhì)”即諸如夸克、電子和繆介子等粒子，以及“相互作用”諸如引力和電磁力等等”〔4-38〕。當(dāng)代著名物理學(xué)家霍金居然會(huì)說(shuō)出如此不合邏輯的荒唐話，不難看出“物質(zhì)”這個(gè)誤用概念帶來(lái)的混亂是何等嚴(yán)重。

物理客體不能用“物質(zhì)”這個(gè)概念進(jìn)行抽象和概括，而應(yīng)該分為質(zhì)量和能量?jī)蓚€(gè)系統(tǒng)，二者的本質(zhì)差異有3：1、分立和連續(xù)；2、有無(wú)靜質(zhì)量；3、量傳遞時(shí)物理客體僅只振動(dòng)而不發(fā)生運(yùn)動(dòng)方向的位移。確認(rèn)能量系統(tǒng)存在的依據(jù)有5：1、德西特從廣義相對(duì)論場(chǎng)方程得出沒(méi)有物質(zhì)的宇宙時(shí)空解；2、無(wú)限的（負(fù)能電子）海的發(fā)現(xiàn)；3、愛(ài)因斯坦說(shuō)：“依據(jù)廣義相對(duì)論沒(méi)有以太的空間是不可思議的”；4、3K微波背景輻射證明“空間”不空；5、粒子物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)粒子為瞬息億變的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

“全〖ZZ(〗空間〖ZZ)〗充滿著相互作用著的各種不同的場(chǎng)”〔2-387〕，這種分布著某種物理量的空間，不同于經(jīng)典物理學(xué)中作為參量的空間?！皥?chǎng)從數(shù)學(xué)上表述了能量局域性概念”，“是一個(gè)具有無(wú)窮多自由度的動(dòng)力系統(tǒng)”〔2-353〕。即此可知，一切自然現(xiàn)象雖表現(xiàn)為質(zhì)量系統(tǒng)單元個(gè)體的運(yùn)動(dòng)和變化，動(dòng)變之因卻源于能量系統(tǒng)的作用；而能量系統(tǒng)本身不通過(guò)作用于質(zhì)量系統(tǒng)的效應(yīng)也根本就無(wú)法觀測(cè)。物理學(xué)早已將物理客體分為彌散態(tài)粒子和凝聚態(tài)物體，3K微波輻射發(fā)現(xiàn)之后，就應(yīng)該從分類(lèi)學(xué)的角度再增添一種連續(xù)態(tài)網(wǎng)絡(luò)；進(jìn)而將彌散態(tài)粒子分為質(zhì)量子和能量子，如此一來(lái)，物理世界圖象就會(huì)變得非常清晰。

物理客體分物體、粒子、網(wǎng)絡(luò)三類(lèi)，分別用質(zhì)量、電量（或荷質(zhì)比）、能量計(jì)量；人類(lèi)生活的現(xiàn)實(shí)世界屬于質(zhì)量系統(tǒng)（從天球到原子乃至質(zhì)子、電子），能量系統(tǒng)則是一切運(yùn)動(dòng)變化的動(dòng)力之源；所有的共振態(tài)、復(fù)合態(tài)粒子均屬于能量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，只有那些穩(wěn)定的能量子才有現(xiàn)實(shí)意義；不同能量子的有序組合構(gòu)成信息（從質(zhì)量系統(tǒng)講，傳遞信息必須有載體，而對(duì)能量系統(tǒng)，信息和載體則合而為一，于此無(wú)暇展開(kāi)討論），可以用于操作質(zhì)量系統(tǒng)的變化和存儲(chǔ)一切自然現(xiàn)象。

小結(jié)：物理客體分兩個(gè)系統(tǒng)三種態(tài)。質(zhì)量系統(tǒng)和能量系統(tǒng)確實(shí)屬于“負(fù)陰而抱陽(yáng)，沖氣以為和”的狀態(tài)；作為兩系統(tǒng)“中介”的彌散態(tài)，是演繹世間萬(wàn)象的“大舞臺(tái)”；何以產(chǎn)生質(zhì)量和電量，是現(xiàn)實(shí)世界存在的最根本機(jī)制。

四、時(shí)間和空間

無(wú)論哲學(xué)還是物理學(xué)，時(shí)間和空間都是一對(duì)非常重要的范疇，同時(shí)又是亙古至今爭(zhēng)論最多直到今天還沒(méi)有取得共識(shí)的兩個(gè)概念。16世紀(jì)之前，基本上沒(méi)有留下多少值得關(guān)注的重要論點(diǎn)；牛頓為了創(chuàng)立完整的力學(xué)體系，不得不提出人類(lèi)歷史上第一個(gè)時(shí)空構(gòu)架。他認(rèn)為物質(zhì)是在絕對(duì)空間中運(yùn)動(dòng)，時(shí)間不跟任何物質(zhì)對(duì)象相關(guān)、自身等速地在那里流；時(shí)間和空間各自獨(dú)立互不相關(guān)。亦即是說(shuō)時(shí)間和空間僅只是描述運(yùn)動(dòng)的參量。

現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)現(xiàn)則是：“廣義相對(duì)論用空時(shí)結(jié)構(gòu)的幾何性質(zhì)來(lái)表示引力場(chǎng)”〔2-328〕，場(chǎng)不但“是某種物理量的空間分布”，還是“一個(gè)具有無(wú)窮多自由度的動(dòng)力系統(tǒng)”〔2-353〕。很顯然，時(shí)空結(jié)構(gòu)應(yīng)該被理解為改變物體或帶電粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的作用量。

依據(jù)質(zhì)能兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論看待，即使在牛頓力學(xué)體系中，時(shí)空結(jié)構(gòu)也是作用量而不是描述運(yùn)動(dòng)的參量。比如牛頓力學(xué)的第一號(hào)自然力——重力G=mg，如果沒(méi)有g(shù)作用于m，物體就不會(huì)自由下落，很顯然g是使m自由下落的作用量。如果用電磁作用相類(lèi)比，g可以被稱(chēng)為引力場(chǎng)強(qiáng)，其作用效應(yīng)跟電場(chǎng)作用于電量沒(méi)什么兩樣。自從發(fā)現(xiàn)了動(dòng)量和能量守恒之后，牛頓力學(xué)方程基本上已經(jīng)不再使用，足以說(shuō)明牛頓力學(xué)非常片面，能夠溝通三個(gè)領(lǐng)域最基本的物理量只有動(dòng)量和動(dòng)能，根本就不需要力這個(gè)概念。

時(shí)間和空間究竟指什么？答曰：二者分別是對(duì)能量系統(tǒng)單元個(gè)體持續(xù)性和廣延性的計(jì)量，恰如用質(zhì)量計(jì)量物體、用電量計(jì)量帶電粒子那樣。

“空間一時(shí)間未必是一種可以認(rèn)為離開(kāi)物理實(shí)在的實(shí)際客體而獨(dú)立存在的東西。物理客體不是在空間之中，而是這些客體有著空間的廣延性”〔5-112〕。愛(ài)因斯坦如果對(duì)中國(guó)古典哲學(xué)稍有理解，就會(huì)再說(shuō)一句：這些客體還有著時(shí)間的持續(xù)性。這種“物理實(shí)在的實(shí)際客體”即指能量系統(tǒng)而言。

能量系統(tǒng)雖是連續(xù)態(tài)，探究其具體作用時(shí)卻需要量子化。假定其最小單元為h，由ε＝hν＝h/T可知，只要測(cè)出周期T，即可以知道具體的能量值，同理測(cè)出波長(zhǎng)即可知?jiǎng)恿?。故而可以說(shuō)時(shí)間和空間是對(duì)能量系統(tǒng)兩種屬性的計(jì)量。

董光璧教授猜想對(duì)于不同的相互作用，應(yīng)該“各有其時(shí)空結(jié)構(gòu)”，是有道理的。用于電動(dòng)力學(xué)的時(shí)空結(jié)構(gòu)已經(jīng)非常成功，“對(duì)于電磁相互作用，相對(duì)論提供的時(shí)空結(jié)構(gòu)和量子論提供的能量結(jié)構(gòu)，既在邏輯上自洽又與經(jīng)驗(yàn)相符”〔2-429〕；而對(duì)于質(zhì)量，發(fā)揮作用的時(shí)空結(jié)構(gòu)有ι2t-2和ιt-1兩種，對(duì)行星的運(yùn)行則有R3/T2＝K。

小結(jié)：時(shí)空不是獨(dú)立的存在，而是用于計(jì)量能量系統(tǒng)屬性的概念構(gòu)架。對(duì)于物體或帶電粒子，不同的時(shí)空結(jié)構(gòu)作用于質(zhì)量和電量可得能量和動(dòng)量；對(duì)于能量系統(tǒng)，只需要用T和λ對(duì)基本單元個(gè)體計(jì)量，即是能量和動(dòng)量。

五、兩種運(yùn)動(dòng)

討論過(guò)物理學(xué)不應(yīng)該使用“物質(zhì)”這個(gè)哲學(xué)范疇，明確了物理客體分質(zhì)量、能量?jī)蓚€(gè)系統(tǒng)，確立了質(zhì)量、電量、能量和時(shí)空是基本的物理量，并且弄清了時(shí)（T）空（λ）可以直接作為計(jì)量能量和動(dòng)量的基本量，不同時(shí)空結(jié)構(gòu)又分別是驅(qū)動(dòng)質(zhì)量或電量的基本作用量之后，還應(yīng)該討論一下運(yùn)動(dòng)形式問(wèn)題。

亞里士多德很早就提出自然運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)區(qū)分之必要，物理學(xué)界至今都沒(méi)有認(rèn)真對(duì)待。所謂自然運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該是不受人的干預(yù)，不準(zhǔn)附加任何人為條件的運(yùn)動(dòng)，比如自由落體、自組織系統(tǒng)的變化和行星運(yùn)轉(zhuǎn)等（下文稱(chēng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)）；所謂的強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)當(dāng)指人為增添了特設(shè)條件的運(yùn)動(dòng)，比如將物體抬高、擺鐘和日常生活中經(jīng)常發(fā)生的許多運(yùn)動(dòng)。

牛頓力學(xué)除自由落體之外，幾乎都有附加條件，將運(yùn)動(dòng)定義為一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的位移，運(yùn)動(dòng)的基點(diǎn)建立在物體對(duì)物體的作用（即力）之上，并將物體看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)等，基本上都屬于質(zhì)量系統(tǒng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)現(xiàn)的因果關(guān)系被破壞，基本上都產(chǎn)生于對(duì)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用機(jī)制之混淆。

“一個(gè)鐘所處的引力勢(shì)越低（深），它走得越慢，而那里發(fā)出的光在引力勢(shì)較高處去接收就會(huì)發(fā)生紅移”〔5-92〕，亦即是說(shuō)原子鐘在那里發(fā)出的光頻率較小，周期變大。如果是擺鐘，依據(jù)T＝2πL/g，由于g變大，周期就必然變小。兩種鐘的結(jié)果居然完全相反，基于什么原因呢？這就恰好能夠說(shuō)明相對(duì)運(yùn)動(dòng)和絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用機(jī)制不同，顯示的結(jié)果就必然會(huì)適得其反。由于原子鐘的頻率直接決定于能量子的頻率，屬于絕對(duì)運(yùn)動(dòng)；而擺鐘的周期則由作用量g與彈性勢(shì)的平衡決定，屬于相對(duì)運(yùn)動(dòng)，g變大時(shí)相對(duì)而言等于固定不變的彈性勢(shì)變小，故而鐘的周期亦隨之變小。“量子理論和每一種合理的真實(shí)世界觀念都沖突”〔6-127〕；“量子力學(xué)改變了古典物理學(xué)的因果觀和實(shí)在論”〔2-328〕。這些觀念產(chǎn)生于發(fā)現(xiàn)了絕對(duì)運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)效果迥異，感到困惑的原因是沒(méi)有樹(shù)立起時(shí)間和空間“不再是事件在其中發(fā)生的被動(dòng)的背景”，“相反的，它們現(xiàn)在成為動(dòng)力學(xué)的量”〔4-53〕，根源在于沒(méi)有突破“物質(zhì)”一元論的樊籬。

問(wèn)起廣義相對(duì)論場(chǎng)方程的意義，通常的回答是：“物質(zhì)和能量要使時(shí)空向其自身彎曲”〔4-60〕，反過(guò)來(lái)彎曲時(shí)空的曲率又決定著物體運(yùn)動(dòng)的路徑。這種表述本來(lái)存在一個(gè)因果互易的邏輯循環(huán)，只需要將誤用概念“物質(zhì)”去掉，就變成了非常明晰的單因（能量）決定單果（質(zhì)量運(yùn)動(dòng)路徑）的關(guān)系。再如“勢(shì)函數(shù)V表示質(zhì)量系統(tǒng)對(duì)空間任意點(diǎn)的引力作用”〔2-361〕，實(shí)質(zhì)上則是勢(shì)函數(shù)表示任意時(shí)空點(diǎn)對(duì)質(zhì)量的趨動(dòng)作用。作用和被作用的因果關(guān)系弄顛倒的原因，許多都出在用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的觀念去解釋絕對(duì)運(yùn)動(dòng)；產(chǎn)生這種觀念的根源又非常久遠(yuǎn)和牢固，先是哲學(xué)上把物質(zhì)說(shuō)成第一性，繼而近代科學(xué)一開(kāi)始就決定只研究屬于第一性的質(zhì)量和重量，外加擔(dān)心宗教神學(xué)找麻煩，所有物理學(xué)理論就都必須把物質(zhì)或質(zhì)量說(shuō)成是運(yùn)動(dòng)變化的起因。依據(jù)兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論，動(dòng)因僅來(lái)源于能量系統(tǒng)。

宇觀上的星體都是絕對(duì)運(yùn)動(dòng)，很早很早之前就受到許多哲人的關(guān)注，他們的不少觀點(diǎn)由于跟相對(duì)運(yùn)動(dòng)的理論不合，都受到了冷遇。歐拉認(rèn)為“一切物理過(guò)程都是以太與物質(zhì)相互作用的結(jié)果”〔2-180〕，歐多克斯認(rèn)為“日、月和行星分別固定在想象的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的天球上，星體本身不動(dòng)，它們隨著天球運(yùn)動(dòng)”〔2-51〕，笛卡爾的觀點(diǎn)更明確：“宇宙空間充滿媒質(zhì)的旋渦運(yùn)動(dòng)，天體被媒質(zhì)的旋渦推動(dòng)”〔2-145〕；最直觀形象的描述莫過(guò)于那個(gè)陰陽(yáng)互動(dòng)的太極圖，那是華夏先民無(wú)數(shù)代人仰觀俯察智慧的結(jié)晶。天空中所有星系或星系團(tuán)無(wú)不都是一個(gè)渦旋，其中不少渦旋的中心根本就找不到質(zhì)量（被稱(chēng)為質(zhì)量丟失的暗物質(zhì)）。很顯然這些渦旋都是能量積累形成的畸變時(shí)空，那些特定的R3/2＝K的不同旋線上，都可能會(huì)有星體在做自然運(yùn)動(dòng)，根本就不需要什么引力作為向心力，自然也就沒(méi)有必要去找切線力的源。

易學(xué)中雖說(shuō)沒(méi)有“自組織”這個(gè)詞，王船山卻早就講清了自組織的作用機(jī)制?！瓣?yáng)變陰合，乘機(jī)而為動(dòng)靜”，“二氣之動(dòng)，交感而生，凝滯而成物我之萬(wàn)象”，如果將質(zhì)量子和能量子類(lèi)比為陰陽(yáng)，這種說(shuō)法還滿有道理的。

小結(jié)：運(yùn)動(dòng)有相對(duì)和絕對(duì)之別。因果關(guān)系被破壞的原因大都生之于用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的理論去解釋絕對(duì)運(yùn)動(dòng)，根源在于物質(zhì)一元論不能作為物理學(xué)的哲學(xué)基礎(chǔ)。

六、唯物宇宙觀

科學(xué)思想作為文化的一部分，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)世界各地都是沿著自己的傳統(tǒng)在發(fā)展；從16世紀(jì)開(kāi)始，隨著西方殖民主義的掠奪，希臘傳統(tǒng)的科學(xué)逐漸傳播到世界各地。如今所說(shuō)的近代科學(xué)，主要指希臘科學(xué)傳統(tǒng)的擴(kuò)展，其間也不乏阿拉伯、中國(guó)和印度等地科學(xué)成果的積累。物理學(xué)思想的發(fā)展在很大程度上跟古希臘哲學(xué)有著非常密切的關(guān)系，古希臘哲學(xué)的自然觀主張人與自然分離。

在古希臘文化傳統(tǒng)中，從公元1世紀(jì)基督教創(chuàng)立開(kāi)始，就出現(xiàn)了理性和信仰、哲學(xué)和神學(xué)的紛爭(zhēng)，科學(xué)思想的發(fā)展亦被打上深深的烙印?；浇坛蔀閲?guó)教之后，“知識(shí)服從信仰”成為教會(huì)的基本準(zhǔn)則之一，于是就有人提出“學(xué)問(wèn)來(lái)源于經(jīng)驗(yàn)”與之抗衡。

基督教創(chuàng)立不太久，某些護(hù)教派發(fā)現(xiàn)那些愚昧貧乏的教義抵抗不住古希臘、羅馬文化，特別是哲學(xué)，就開(kāi)始從古希臘、羅馬哲學(xué)中尋找為教義辯護(hù)的依據(jù)，從而發(fā)展出貌似科學(xué)的神學(xué)，進(jìn)而宣布真正的哲學(xué)和真正的宗教是同一的和信仰先于理性的原則。中世紀(jì)的歐洲幾乎一切學(xué)術(shù)都在宗教神學(xué)的桎梏之下，自然科學(xué)也不例外，布魯諾被活活燒死，伽利略遭受終生監(jiān)禁，都因?yàn)樗麄兊睦碚搶?duì)神學(xué)不利。

唯物主義宇宙觀針對(duì)信仰先于理性提出物質(zhì)第一性、意識(shí)第二性，自然科學(xué)總算找到了哲學(xué)基礎(chǔ)。由于近代科學(xué)確定只研究屬于第一性的質(zhì)量和重量，而不研究與感覺(jué)有關(guān)的第二性，即把意識(shí)范疇留給宗教，總算爭(zhēng)得了一席之地。當(dāng)我們立足于現(xiàn)代科學(xué)的成果和困惑，去反思物理學(xué)發(fā)展的歷史時(shí)發(fā)現(xiàn)，把物質(zhì)和意識(shí)的關(guān)系視為全部、特別是近代哲學(xué)重大基本問(wèn)題的唯物主義哲學(xué)，根本就不能作為物理學(xué)的理論基礎(chǔ)。為了從神學(xué)桎梏下掙脫出來(lái)，選擇第一性、第二性之分的哲學(xué)雖說(shuō)必要，終歸總逃不掉為臨時(shí)應(yīng)付而“舉債”付出更高的代價(jià)。

物質(zhì)和意識(shí)對(duì)立，對(duì)立的雙方是自然和人，這是古希臘自然與人分離自然觀的延續(xù)。這種哲學(xué)適用的范圍應(yīng)該是人天系統(tǒng)，即探討的中心課題是人與自然的關(guān)系；而物理學(xué)則屬于純客觀地探討自然界的秩序和原理的學(xué)問(wèn)，亦即是說(shuō)它只研究物質(zhì)和物質(zhì)之間的聯(lián)系、相互作用和運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律等問(wèn)題，絲毫不涉及物質(zhì)與意識(shí)關(guān)系的內(nèi)容。故而我們認(rèn)為，唯物主義宇宙觀雖說(shuō)使物理學(xué)擺脫了宗教神學(xué)的束縛，而成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，卻不能做為物理學(xué)的哲學(xué)基礎(chǔ)。

自然界是一個(gè)有機(jī)整體，要探討其運(yùn)動(dòng)變化的規(guī)律，就不應(yīng)該將所有的物理客體用“物質(zhì)”一個(gè)概念概括。因?yàn)樽兓荒馨l(fā)生在至少兩種客體之間，如MN和NM；而MM則是永遠(yuǎn)無(wú)法觀測(cè)的。

“科學(xué)史界越來(lái)越多的學(xué)者認(rèn)識(shí)到，站在現(xiàn)代科學(xué)的立場(chǎng)尋找歷史來(lái)龍去脈的做法有誤入歧途的危險(xiǎn)，轉(zhuǎn)而采取從原來(lái)的境況中重新闡釋科學(xué)思想”〔7-2〕，不少人發(fā)現(xiàn)了《周易》中保留著自然學(xué)的原初形式，可以為科學(xué)發(fā)展提供有益的哲學(xué)啟迪。本人沿著這條進(jìn)路摸索多年，學(xué)習(xí)探尋的心得是，物理學(xué)只有依據(jù)兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論的自然觀，才可以討論變與不變。

易以道陰陽(yáng)；萬(wàn)物負(fù)陰而抱陽(yáng)，沖氣以為和；陰變陽(yáng)，陽(yáng)變陰，其變無(wú)窮；陽(yáng)變陰合，乘機(jī)而為動(dòng)靜；二氣之動(dòng)，交感而生，凝滯而成物我之萬(wàn)象——僅依據(jù)上述五句富涵哲理的格言，對(duì)物質(zhì)、時(shí)間、空間、運(yùn)動(dòng)和因果關(guān)系等重要概念做一些簡(jiǎn)要的剖析，就可以理出一條新的思路。如果依據(jù)兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論，對(duì)物理學(xué)的概念和理論進(jìn)行一次新的整合與梳理，極有可能會(huì)將物理學(xué)帶出當(dāng)前的困境。不當(dāng)之處，敬請(qǐng)各位師長(zhǎng)、同仁指正。

參考書(shū)目：

1、朱伯昆主編《國(guó)際易學(xué)研究》第三輯，華夏出版社1997年版

2、董光璧等著《世界物理學(xué)史》吉林教育出版社1994年版

3、《馬克思恩格斯選集》第三卷人民出版社1972年版

4、(英)霍金著《霍金講演錄》湖南科技出版社1995年版

5、倪光炯等著《近代物理》上海科技出版社1979年版

篇10

(一)地位與作用。

復(fù)數(shù)的概念是復(fù)數(shù)的第一課時(shí),在實(shí)數(shù)的基礎(chǔ)上;進(jìn)一步研究X=-1而得到復(fù)數(shù)系。

復(fù)數(shù)在近、現(xiàn)代科學(xué)中發(fā)揮著極其重要的作用。如,流體力學(xué)、熱力學(xué)、機(jī)翼理論的應(yīng)用;滲透到代數(shù)學(xué)、數(shù)論、微分方程等數(shù)學(xué)分支。復(fù)數(shù)在理論物理、彈性力學(xué)、天體力學(xué)等方面得到了廣泛應(yīng)用,是現(xiàn)代人才必備的基礎(chǔ)知識(shí)之一。

復(fù)數(shù)在高考中的地位逐漸下降:題量減少,難度降低。通常就考一題,或者是客觀題,或者是主觀題,均為中低檔難度題。復(fù)數(shù)的概念與代數(shù)的運(yùn)算是本章的基礎(chǔ)知識(shí),也是高考的必考內(nèi)容。

(二)教學(xué)目標(biāo)。

1.知識(shí)要求。

(1)了解引入復(fù)數(shù)的必要性,理解復(fù)數(shù)的有關(guān)概念。

(2)使學(xué)生初步體會(huì)i=-1的合理性。

(3)使學(xué)生會(huì)對(duì)復(fù)數(shù)系進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類(lèi)。

2.能力要求。

在培養(yǎng)學(xué)生類(lèi)比、轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想方法的過(guò)程中,提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力。

3.育人因素。

培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索精神和辯證唯物主義思想。

(三)教學(xué)重、難點(diǎn)。

1.重點(diǎn)。

復(fù)數(shù)的有關(guān)概念。

2.難點(diǎn)。

對(duì)i和復(fù)數(shù)定義的理解。

二、學(xué)生分析

由于復(fù)數(shù)是從實(shí)數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)充數(shù)系。因此,學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)復(fù)數(shù)的概念存在有不同于實(shí)數(shù)概念的差異。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下能基本掌握本節(jié)知識(shí)。

本班學(xué)生層次為理科基礎(chǔ)班、基礎(chǔ)較差,所以講解過(guò)程不宜較多展開(kāi),要簡(jiǎn)明扼要地讓學(xué)生掌握復(fù)數(shù)的概念,特別是i的規(guī)定。

三、教學(xué)法

(一)教法。

目標(biāo)教學(xué)法、討論法;學(xué)法:歸納―討論―練習(xí)。

(二)教學(xué)手段。

多媒體電腦與投影機(jī)。

四、教學(xué)過(guò)程

(一)引入部分。

1.教師引入內(nèi)容:因生產(chǎn)和科學(xué)發(fā)展的需要數(shù)集在逐步擴(kuò)充,數(shù)集的每一次擴(kuò)充,對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科本身來(lái)說(shuō),也解決了在原有數(shù)集中某種運(yùn)算不是永遠(yuǎn)可以實(shí)施的矛盾,分?jǐn)?shù)解決了在整數(shù)集中不能整除的矛盾,負(fù)數(shù)解決了在正有理數(shù)集中不夠減的矛盾,無(wú)理數(shù)解決了開(kāi)方開(kāi)不盡的矛盾。但是,數(shù)集擴(kuò)到實(shí)數(shù)集R以后,像x=-1這樣的方程還是無(wú)解的,因?yàn)闆](méi)有一個(gè)實(shí)數(shù)的平方等于-1。由于解方程的需要,人們引入了一個(gè)新數(shù)i,叫做虛數(shù)單位,并由此產(chǎn)生的了復(fù)數(shù)。

由意大利米蘭學(xué)者卡當(dāng)在十六世紀(jì)首次引入,經(jīng)過(guò)達(dá)朗貝爾、棣莫弗、歐拉、高斯等人的工作,此概念逐漸為數(shù)學(xué)家所接受。復(fù)數(shù)有多種表示法,諸如向量表示、三角表示、指數(shù)表示等。它滿足四則運(yùn)算等性質(zhì)。它是復(fù)變函數(shù)論、解析數(shù)論、傅里葉分析、分形、流體力學(xué)、相對(duì)論、量子力學(xué)等學(xué)科中最基礎(chǔ)的對(duì)象和工具。

2.學(xué)生對(duì)此部分內(nèi)容在了解的基礎(chǔ)上要能夠產(chǎn)生學(xué)習(xí)復(fù)數(shù)的興趣和好奇心。

(二)概念講解部分(此過(guò)程應(yīng)按部就班,層層遞進(jìn))。

1.虛數(shù)單位i。

(1)它的平方等于-1,即i=-1。

(2)實(shí)數(shù)可以與它進(jìn)行四則運(yùn)算,進(jìn)行四則運(yùn)算時(shí),原有加、乘運(yùn)算律仍然成立。如:ai+bi=(a+b)i,ai-bi=(a-b)i,aibi=abi=-ab,ai/bi=a/b(b≠0)。

2.與-1的關(guān)系。

i就是-1的一個(gè)平方根,即方程x=-1的一個(gè)根,方程x=-1的另一個(gè)根是-i。

3.i的周期性。

i=i,i=-1,i=-i,i=1。此部分由學(xué)生發(fā)現(xiàn)得到。

4.復(fù)數(shù)的定義。

形如a+bi(a,b∈R)的數(shù)叫復(fù)數(shù),a叫復(fù)數(shù)的實(shí)部,b叫復(fù)數(shù)的虛部全體復(fù)數(shù)所成的集合叫做復(fù)數(shù)集,用字母C表示。

5.復(fù)數(shù)的代數(shù)形式。

復(fù)數(shù)通常用字母z表示,即z=a+bi(a,b∈R),把復(fù)數(shù)表示成a+bi的形式,叫做復(fù)數(shù)的代數(shù)形式。

6.復(fù)數(shù)與實(shí)數(shù)、虛數(shù)、純虛數(shù),以及0的關(guān)系。

對(duì)于復(fù)數(shù)a+bi(a,b∈R),當(dāng)且僅當(dāng)b=0時(shí),復(fù)數(shù)a+bi(a、b∈R)是實(shí)數(shù)a;當(dāng)b≠0時(shí),復(fù)數(shù)z=a+bi叫做虛數(shù);當(dāng)a=0且b≠0時(shí),z=bi叫做純虛數(shù);當(dāng)且僅當(dāng)a=b=0時(shí),z就是實(shí)數(shù)0。

7.復(fù)數(shù)集與其它數(shù)集之間的關(guān)系(由學(xué)生討論得到)。

N?芴Z?芴Q?芴R?芴C.

8.兩個(gè)復(fù)數(shù)相等的定義。

如果兩個(gè)復(fù)數(shù)的實(shí)部和虛部分別相等,那么我們就說(shuō)這兩個(gè)復(fù)數(shù)相等。

這就是說(shuō),如果a,b,c,d∈R,那么a+bi=c+di?圳a=c,b=d。

復(fù)數(shù)相等的定義是求復(fù)數(shù)值,在復(fù)數(shù)集中解方程的重要依據(jù)。一般的,兩個(gè)復(fù)數(shù)只能說(shuō)相等或不相等,而不能比較大小。如3+5i與4+3i不能比較大小。

現(xiàn)有一個(gè)命題:“任何兩個(gè)復(fù)數(shù)都不能比較大小”對(duì)嗎?不對(duì)如果兩個(gè)復(fù)數(shù)都是實(shí)數(shù),就可以比較大小只有當(dāng)兩個(gè)復(fù)數(shù)不全是實(shí)數(shù)時(shí)才不能比較大小。如3+5i與4+3i不能比較大小。

復(fù)數(shù)不能比較大小的一種解釋:例如:i與0能不能比較大小?

(1)如果i>0,那么i•i>0•i,即-1>0。

(2)如果i0,(-i)>0•(-i),即-1>0。

(三)典例剖析(重引導(dǎo),由學(xué)生比較概念得到結(jié)論)。

例1.請(qǐng)說(shuō)出復(fù)數(shù)2+3i,-3+i,-i,--i的實(shí)部和虛部,有沒(méi)有純虛數(shù)?

答:它們都是虛數(shù),它們的實(shí)部分別是2,-3,0,-;虛部分別是3,,-,-;-i是純虛數(shù)。

例2:實(shí)數(shù)m取什么值時(shí),復(fù)數(shù)z=m+1+(m-1)i是:(1)實(shí)數(shù);(2)虛數(shù);(3)純虛數(shù)。

解:(1)當(dāng)m-1=0,即m=1時(shí),復(fù)數(shù)z是實(shí)數(shù);

(2)當(dāng)m-1≠0,即m≠1時(shí),復(fù)數(shù)z是虛數(shù);

(3)當(dāng)m+1=0,且m-1≠0時(shí),即m=-1時(shí),復(fù)數(shù)z是純虛數(shù)。

例3:已知(2x-1)+i=y-(3-y)i,其中x,y∈R,求x與y。

解:根據(jù)復(fù)數(shù)相等的定義,得方程組2x-1=y,1=-(3-y),所以x=,y=4。

(四)練習(xí)(達(dá)標(biāo))。

課后練習(xí)1、2。

(五)小結(jié)。

這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了虛數(shù)單位i及它的兩條性質(zhì),復(fù)數(shù)的定義、實(shí)部、虛部,以及有關(guān)分類(lèi)問(wèn)題,復(fù)數(shù)相等的充要條件,等等?；舅枷胧?利用復(fù)數(shù)的概念,聯(lián)系以前學(xué)過(guò)的實(shí)數(shù)的性質(zhì),對(duì)復(fù)數(shù)的知識(shí)有較完整的認(rèn)識(shí),以及利用轉(zhuǎn)化的思想將復(fù)數(shù)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為實(shí)數(shù)問(wèn)題。

五、課后反思的三個(gè)方面

(一)學(xué)生對(duì)概念的掌握。

(二)數(shù)的發(fā)展和完善過(guò)程給學(xué)生的啟示。