物理科学的哲学
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第四章  认识论方法的范围

第一节

在物理科学领域,其很大一部分恰当地由经典物理学所涵盖。人们在近年来所取得的进步移植到这个古老的知识领域,通常表现为对这种知识的修正。我们在上一章已经看到,认识论探究已经揭示,这种经典体系关于量的定义存在某些骗局,并揭露出其中包含的某些逻辑谬误。通过以这种方式来表现那些结论,我们可以从否定方面来表现认识论——通过消除阻碍物理学发展道路的各种错误,就可以推进物理学的发展。

一般地说,同经典物理学相比较是展示这种新进步最简单和最有用的方法,然而,我们还应当竭尽全力,注意把握以这种认识论为基础的理论具有哪些积极方面,并把其作为物理学自我控制的发展。如果从一开始就这样追求,由于我们已经预先对这种错误有所考虑,物理学的进步将会畅通无阻。

以这种方式来看,认识论的物理学所具有的特征,是它直接地研究知识,而经典物理学研究的或者致力于探究的是所谓知识描述的实体(外部世界)。因此,现代物理学家设计的技术适合于研究物理学中所承认的知识;而经典物理学家所设计的技术则适合于研究他认为是外部世界的存在。如果从一开始我们就明白我们所分析的就是这种观察性知识——这些数学符号代表的是知识的要素,而不是外部世界的实体——除非有意识地把它当作数学中附加的量,否则,就不可能引入不可观察物。人们经常责备现代物理学家,说他们有假定,因为他们对不存在的事物不可能有任何知识。但是,这是一种错误概念;对于我们没有直接或间接知识的事物,我们没有必要做出任何假定,因为它们不可能出现在我们关于知识的分析之中。

这个差别最明显地表现在现代量子理论之中。根据经典的微观物理学概念,我们的任务是要发现一种能把粒子在一个瞬间的位置、运动等与下一个瞬间的位置、运动等相互联系起来的公式体系。现在已经证明,这个问题相当令人气馁;我们没有理由相信存在着任何确定的解决方案,因此这种研究已经被人明确地抛弃了。现代量子理论已经致力于另一项任务,这就是要发现一些方程式,这些方程式能把一个瞬间的位置、运动等知识同下一个瞬间的位置、运动等知识相联系。对这个问题的这一解决方案似乎恰恰在我们的力量范围之内。

数学符号论描述着我们的知识,而数学公式则追溯着这种知识随时间而发生的变化。我们关于物理量的知识或多或少总是不精确的;但是,概率理论可使我们对不精确的知识给出精确的说明,包括对其不精确性的说明。概率引入物理理论所强调的事实是,它是已经得到处理的知识。因为概率是我们关于事件的知识的一种属性;它不属于事件本身,事件本身必定会确定地出现或者不出现。

波动力学研究概率随着时间的消逝而再分布自身的方式,它把概率分析为波,并确定这些波的传播规律。一般地说,这些波倾向于扩散;我们关于一个系统(或者任何其他特征的)的肯定知识,做出观察的时间消失得越长久,越会变得更模糊。知识的突然增加——我们意识到了新观察的结果——是概率-波的“世界”的间断;这种概率被重新集中,从这种新的分布重新开始传播。某些微观系统特征还有另外一些概率分布形式,它们不会扩散,或者扩散得很慢;因此,我们对这些属性的知识不会如此迅速地过期。对于这些“稳定的陈述”和决定它们的公式,人们慷慨地给予很多特殊关注,因为它们为长期的大范围预见提供了基础。

这种习以为常的陈述容易引人误解,因为根据现代理论,电子并不是粒子而是波。“波”表现着我们关于电子的知识。然而,这个陈述是一种不确定的强调方式,它强调了这种知识而不是实体本身是我们直接的研究对象;并且也许因下列事实可以对它加以原谅:量子理论的术语如今已经完全被弄乱,因此几乎不可能对其做出清晰的陈述。除了被不严格地应用于概率波本身以外,“电子”一词通常在量子理论中的用法至少有三种不同的意义。注13

波动力学能立刻向我们表明,可观察物和不可观察物的区分为何是本质性的区别。对一个量的“恰当”观察,虽然并不会精确地确定这个量,却会缩小其可能存在于其中的范围。它会在这种量的概率分布中造成压缩,或者如我们通常所说,会在其中形成波包。波动力学的方法就是要研究支配从这样一种源泉产生的波的传播的波动公式。但是,如果这种量是不可观察的,就不会形成这些波包。研究一种没有办法产生的波的传播,这对物理学来说可能根本无法应用;而如果一种理论宣称能推导出通过观察可以证实的分析结论,那么,这种理论显然会受到错误的身份认同的损害。