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爱因斯坦上述理论本身极富张力,在启发了量子力学的同时也引发了关于量子力学的理论解释的著名争论。
从哲学来看,量子力学的基础是其关于物理实在、微观物理实在的概念及其本性问题。
在量子力学产生以前,在这个问题上,人们多持有素朴实在论或客观实在观的立场,即认为物理实在是不依赖于认识主体及其观察活动的客观实在,比如上述爱因斯坦的立场就是这样。
这种立场的核心就是古希腊德谟克利特的原子论哲学,虽然作为世界本源的本源物随历史和科学的发展而不断变化更新,从原子到电子、质子、中子等等不一而足,但其实质和思考此一问题的思维方式依然没有什么根本性的变化,直到量子力学的出现。
著名物理学家、诺贝尔物理学奖获得者海森伯详细描述了量子力学的出现所带来的巨大变化:“原子物理学的基础发生了一些根本的变化,使我们不得不抛弃古代原子哲学的世界观。
情况已颇为清楚:用基本粒子这种人们所期望的客观实在性来说明真实情况未免过于粗糙、过于简单化了,它必须让位给更加抽象的观念。
因为如果我们想勾画出这些基本粒子的性质的图景,就再也不能无视我们赖以得到这些知识的各种物理过程。
观察日常事物时,观察所涉及的物理过程仅起次要的作用,而在观察构成物质的最小粒子时,每一观测过程却产生很大的干扰作用。
我们已不能独立于观测过程之外去谈论粒子的行为属性了。
其最终结果是,量子论中表述成数字形式的自然定律所涉及的已不是基本粒子本身,而是我们关于这些粒子的知识。
我们也不可能再提出这些粒子是否客观地存在于时空中之类的问题,因为我们可称之为发生着的唯一过程是那些表现着粒子与其他一些物理系统(例如测量仪器)相互作用的过程。
……于是,基本粒子这种客观实在性已经离奇地消失了,它不是消失在某种新的、朦胧的或者至今尚未得到解释的实在观念的迷雾之中,而是消失在不再描述基本粒子的行为而只描述我们对这些行为的知识的数学的透彻的明晰性之中。
原子物理学家不得不服从这一事实:他的这门科学不过是人与自然界的争论的这一无限长链中的一个环节,并且不能简单地谈论自然界‘本身’。
科学永远以人的存在为前提,正如玻尔说过的,我们必须意识到,在生活的舞台上,我们不仅仅是观众,而且也是演员。”
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这段长长的引文完整地说明了海森伯甚至整个哥本哈根学派关于物理实在以及微观物理实在的观念,其内在逻辑是:研究客体与观测仪器等其他物理系统之间的相互作用是不可避免的,并且构成了微观客体之宏观实验现象的不可分割的一部分;因此,离开人的观测手段来谈论基本粒子在时空中的客观存在问题是不可能的,而量子论描述的与其说是基本粒子本身的性质,还不如说是我们关于这些基本粒子的知识。
[8]很明显,爱因斯坦思想中的某些部分(比如上述第2点)会直接通向上述立场,但爱因斯坦本身却是反对这种立场的。
爱因斯坦认为,哥本哈根学派的上述立场无疑是“实证主义”
的,因而是不可接受的:“从原则的立场来看,这理论中不能使我满意的,是它对于那个在我看来是全部物理学的纲领性的目标的态度,这个目标就是:要对任何(单个的)实在状况(假定它是不依赖于任何观察者或者证实动作而存在的)作完备的描述。
那些具有实证论倾向的现代物理学家,一听到这样一种说法,总要报以遗憾的微笑。”
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与此相对的则是,哥本哈根学派对爱因斯坦的量子力学的诠释的不可理解。
哥本哈根学派的另一重要成员波恩就曾经这样说过:“我不能想象老年爱因斯坦的思想竟会两样。
他曾把他的相对论建立在这样的原则上,即涉及不能观察到的事物的那些概念在物理学中是没有地位的……当海森伯把这个原则用于原子的电子结构时,量子理论就产生了。
这是一个大胆而根本的步骤,我立即领会其意义,它使我集中全力为这个观念做出贡献。
因此,显然我不可思议,爱因斯坦竟会拒绝承认他自己极其成功地使用过的原则对量子力学的有效性,并且坚持理论应当对于‘针尖上能够坐多少个天使’这类问题提供信息。”
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从马克思主义自然观的角度来看待这场颇具哲学意味的争论,爱因斯坦的立场无疑是更为正确的。
一方面,爱因斯坦承认离开人而独立存在的外在世界的客观实在性及其在整个科学研究中的基础性地位,坚持了唯物主义的基本原则,否定了各种唯心主义哲学的各种各样的先验时空论;另一方面,爱因斯坦又没有囿于旧唯物主义的机械性和形而上学性,坚持认为对时间、空间、物质以及运动的测量是相对的,但它们的存在却是绝对的,也就是说坚持认为物理实在是绝对和相对的统一,从而在这个问题上坚持了辩证的立场。
所有这些观念和马克思主义的自然观都十分符合,是对马克思主义自然观的光辉证明。
但是,我们也不能不看到,爱因斯坦在与哥本哈根学派的这场争论中似乎一直处于被动地位。
爱因斯坦自己就曾说过,当他表明自己对那个“不依赖于任何观察者或者证实动作而存在的”
单个的实在状况表示信仰时,人们总会报以遗憾的微笑,似乎是认为:那么过时的理论还有人在极其认真地坚持,真是不可思议!
为什么会出现这种情况呢?为什么正确的原则却变得那样难以坚持?依我看来,问题的关键在于,爱因斯坦无法找到连接上述张力极大的两个方面的有效的中间环节,即那个早就为马克思所发现的实践概念,而哥本哈根学派则从主观的方面极大地扩大了这个实践概念。
爱因斯坦无法找到连接其唯物主义基础和辩证思维方式的中间环节,只能像那些蹩脚的剧作家一样,在剧情发展无法继续下去的时候求助于“机械降神”
——爱因斯坦也只能求诸上帝。
他说:“我无论如何深信上帝不是在掷骰子。”
[11]于是,一方面欣喜于量子理论为理论物理学的发展带来的重大进展,一方面又忧虑哥本哈根学派对量子力学解释的贝克莱倾向,爱因斯坦在这样的左右摇摆中度过了他的后半生。
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