第三章  不可观察之物

第一节

就其不同于19世纪的经典物理学观念而言，现代物理学的根本观念包含在两种综合性的理论——相对论和量子理论之中。相对论达到了两个阶段，即爱因斯坦在1905年提出的狭义相对论和在1915年提出的广义相对论；此外还有韦尔（Weyl）在1918年提出的规范相对论^注9，这个理论如今是相对性概念的基本组成部分。量子理论是由普朗克（Planck）于1901年在一篇论文中提出的，因而在这两个理论中量子理论属于较早提出来的理论，但是它离成熟还相差甚远。相对论从一开始就同一种新的哲学观相联系，而量子理论则直到1925年除了令人迷惑不解以外对哲学毫无贡献。海森堡（Heisenberg）在1925年提出一种非常重要的新观念，并且在随后一两年内通过一些人的帮助，使这种理论达到了其现在的形式，一般地说叫作“波动力学”。它不再完全是一种经验魔法的集合，并且虽然依旧相当地模糊不清，却包含着某些内在一致的思想路线，这种思想路线包含的哲学意义，其重要性不亚于相对论的意义。

这两种物理学的主题被人们大致地区分为微观物理学和摩尔物理学，微观物理学研究原子尺度的系统，而摩尔物理学则研究我们的一般感官可以感知到的那个尺度的系统，这些系统是由大量微观成分构成的。一般而言，我们会说相对论适用于摩尔系统，而量子理论适用于微观系统。这并不是说自然界本身是相分离的。在接受相对论原理或量子原理时，我们对它们的接受是为整个物理学所接受的；但是，它们可能对一个分支的实际应用要比另一分支更为直接。量子的“不确定性原理”对摩尔系统来说根据假定也是有效的；但是，要形成一个摩尔系统样本，使其中的不确定性可以被检测到，这是困难的。“狭义相对性原理”，由于断定最初等同于与不同速率相对应的时间框架，在微观物理学中也是有效的；但是，它不能直接应用于原子内部或原子核内部，因为作为内部结构的参照物，原子或原子核中的时间系统在整体上处于运动之中，它不同于处于静止状态的系统。相对论和量子原理在整个物理学中都是有效的；但是，通常认为构成相对论和量子理论的定理和公式集合，则分别非常紧密地隶属于摩尔物理学和微观物理学的区分。

物理学的微观（量子）规律和摩尔规律之间的关系是由尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）在其“对应原理”一文中阐述清楚的。摩尔规律是在所考察的粒子数量或量子数量非常巨大时微观规律所收敛的简化形式。这意味着理想地说微观规律本身就足以涵盖整个物理学领域，摩尔规律只是把这些规律改编为方便的具体形式而已，但是这经常会出问题。因此，我们不得不经常地处理数量巨大的粒子集合体，因而以压缩形式宣称应用于这种系统的那些微观规律的结果是有用的，在允许平均数时便可利用这种简化形式。摩尔规律便是微观规律的压缩和简化版本。

因此，根据表现的逻辑程序，微观规律应当先于摩尔规律。但是，实际经验表现出来的问题恰恰相反，因为我们的感官本身属于摩尔系统中的存在。因此，科学研究首先发现的是摩尔规律；并且这些已经在相对论中形成一个完整的逻辑体系。微观理论内在地更为困难，其开端稍晚一些；更为重要的与量子理论有关的现象在1900年之前几乎不为人知。在当前这个时代对物理知识的观察中，不可能不给摩尔规律一个偶然的显著位置（从假设上看它并不占显著地位），因为我们熟知完整的摩尔规律体系，但是，我们仍然艰难地力求完善部分地显现出来的微观规律体系。

普通民众进行的心理学研究并不是一种令人满意的人类心灵理论的基础。物理学的摩尔规律或者民众规律同样会令人不满地引入个体的或者原子化的行为理论。因此，一旦我们似乎达到了对摩尔规律的自然方式的理解，一种崭新的自然方式概念就会出现在微观规律之中。我马上要说，个体的与民众的类比是不完善的。我们的进步所具有的有趣特征之一是，我们已经发现这种类比是不完善的。这是因为在物理学中，个体粒子或者存在概念要比古老的原子论理解的概念更加难以捉摸不定。但是依然真实的是，大多数对恰当地理解物理宇宙至关重要的东西都是通过我们的肉体感官过于平稳的效果不能观察到的；而恰恰那种自然规律模式已被证明为不同于根据我们对它在其有限形式面对大量存在时的第一印象所形成的概念。