解释和描述——从微观认识的角度看，本文主要内容关键词为：微观论文,角度看论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
[中图分类号]B023
[文献标识码]A [文章编号]1004—518X（2000）09—0012—05
由于被认为标志着认识的最终成果，解释理所当然地受到人们的普遍青睐；由于被看作是认识的前期工作，描述则自然而然地为人们所长期忽视。
然而，随着人类认识深入到微观领域，这对概念的相对变化已在不知不觉中展露出哲学发展的一种新的趋势。这一发展趋势具有十分重要的认识后果。
一、解释的困境和理解的危机
量子理论的发展，把人类认识带进了一个非同寻常的尺度。人类认识一深入到微观领域，便面临着一个与以往完全不同的处境。
在经典物理学中，由于所研究的宏观对象是与人类的感官特性相匹配的，宏观现象可以用经典概念来描述；而经典概念本身具有解释功能。任何一个成功的理论体系本身都包含着对自身的说明，或者说是“自明的”，人们根本用不着对这一理论体系本身另外再进行解释。
随着经典物理学走向成熟，人们根据自己的感官特性建立起具有人类学特征的概念体系——经典概念，又依据这些经典概念建立起了一种与人类感官特性相匹配，从而同样具有人类学特征的世界图景。这样，一方面，经典物理学本身作为一门经验科学，其与经验的联系不言自明；另一方面，人们对世界的合理解释最终必须建立在这些实证科学的基础之上，因而只存在根据经验事实去理解世界，不存在科学理论适应已经建立起来的世界图景的问题。
但是，当人类认识进入微观领域，微观客体与宏观主体的感官特性不再象宏观领域那样相匹配。人们依据微观认识所建立起来的量子力学，首先是一种抽象的形式体系。这种形式体系完全不象是在经典物理学中的数学体系那样只是形相内容的形式化，而是对于非形相因而为人们所不能想象的内容的抽象描述系统。面对这样一个与人类感觉特性不相匹配的形式体系，人们发现对它本身还必须作出进一步的理论解释。而且这种解释必须具有两种基本功能：经验化功能和世界观功能。前者在量子力学的数学形式体系和物理世界之间建立起一种联系。也就是阐述数学形式体系的物理意义，以使量子力学形式体系不只是没有物理背景的纯粹抽象数学。后者则对量子力学理论如何处理不可观测的客体提供阐释。也就是根据量子力学的形式体系描述这个整体世界，以使它既不会有内在矛盾，也不会与已有经验或其它已经建立起来的科学理论相冲突。
隐变量解释是量子力学解释中侧重世界观功能的典型代表，它代表着微观认识中人们对世界穷根究底的探索。这种探索无疑非常重要。对于人类认识的终极目的而言，它是必不可少的。只要有人类认识，它就永远不会终止。但是，隐变量解释到目前为止仍在经验化功能方面存在严重不足。
的确，从隐变量理论看微观事件，正如从经典物理学看宏观事件一样，也是完全确定的。它给出了关于世界的一个十分完满的解释。但是，隐变量理论所提供的解释，至今未能取得与物理经验的直接联系。隐变量似乎很难与可观察量联系起来。隐变量解释的这些实际困难，都是其经验化功能不足所造成的。隐变量解释在经验化功能方面所缺少的东西，至少到现在为止只能在量子力学的哥本哈根解释中找到。
哥本哈根解释是一种以经验化功能为本的量子力学解释，在解决实际的物理问题时它非常有效并能给出正确的答案。正因为如此，在所有的量子力学解释中，哥本哈根解释居于一个独特的地位。它一直被看作是量子力学的正统解释。
在一些量子物理学家眼里，量子力学的哥本哈根解释是唯一正确的解释。但是，在许多物理学家和哲学家看来，哥本哈根解释却在世界观功能方面存在严重不足。一种十分中肯的普遍看法是：它并不是一组具有明确定义的观念，而更象是各种互有联系的实用观点的组合。人们有理由认为，这个学派并没有提供对于量子力学的真正解释。
哥本哈根学派之所以没有提供对量子力学的真正解释，是因为它没有达到对微观世界的真正理解。而这一解释之所以没有提供对于量子力学的真正理解，则与其说是由于哥本哈根学派物理学家们的主观局限性，不如说是因为在微观认识领域发生了宏观认识领域所没有的理解危机。
自然科学的建立和发展，向来是以人们对自然界的理解不断深化为重要标志的。但是，当人类认识从宏观领域进入微观领域之后，人们对自然界的理解却出现了空前的危机。
自然科学的抽象发展，表现出人类巨大的理性力量。它使人们能够把各种本来处于“割据”状态的广大经验领域整合在一起，从而给自然界描绘出一幅不断简化的统一图景。这是自然科学发展中一个不得不令人赞叹的基本事实。这一事实在量子力学中达到了令人眩目的地步。从这个角度看，自然科学的发展过程，同时就是人们对自然界的把握的不断强化过程。
但与此同时，自然科学的抽象发展还伴随着另一个基本事实，那就是：随着自然科学的发展，随着我们给自然界所描绘的那幅统一图景越来越简化，我们对自然界各种现象的生动理解也在不断丧失。在量子力学中，这种丧失达到了令人惶恐的程度。从这个角度看，自然科学的发展过程同时又是人们对自然界的理解的逐渐放弃过程。
在量子力学的建立过程中，物理学家们遇到了空前的理解困难。早在1926年，量子力学的数学表达形式就已经基本完成。量子力学的数学形式十分成功地表达了微观领域的复杂关系，可是与以往的科学体系完全不同，它对于我们理解现实过程几乎没有任何帮助。面对这种不能有直观理解的理论体系，物理学家们不能不感到不安。即使一些现代物理学家也仍然有同样的感觉。直到现在，在各种各样的量子力学解释中，人们总是很难将其经验化功能和世界观功能令人信服地结合起来。正是解释与经验的这种隔绝状态，引发出关于量子理论理解问题本身的一种非常理解：对量子力学不能也不要进行理解。这种理解，意味着人类认识在微观领域发生了一种意义深远的转变。
量子领域的理解危机，是微观认识中的一种重要现象。它是具有宏观性质的认识主体在微观认识领域的特定处境，一种不能不接受的处境。这种特定处境，预示着人类认识中对自然的解释和对自然的描述的相对变化。
二、解释的退隐和描述的突现
人们向来认为，科学的目的是描述和解释我们所生活的这个世界，但随着人类认识的深入，“解释”这一概念的意义却日渐狭窄，而与此相应，“描述”这一概念的地位则越来越不由得人们不给以特别的关注。
在西方思想史上亚里士多德占统治地位的漫长历史中，人们普遍认为科学理论的目的就是解释事物“为什么”发生。结果，古代科学理论始终沉浸在完全的思辨之中。直到现代力学和实验物理的创始人伽利略，人们才开始用实验方法探索事物“如何”发生。这样，才有了现代科学的萌芽。
伽利略以及以后牛顿的发现，使人们得以建构出一个理想的机械力学式的世界。在这个世界中，所有的自然过程似乎都可以用日常经验来描述，用具体范例来表明，而且更为重要的是，都可以用牛顿那些非常准确的机械定律来测定。然而，当人类历史走近20世纪的门槛时，这一精心建构起来的力学世界模型露出了致命的弱点；牛顿的整个力学理论体系开始崩溃。正是在19世纪和20世纪之交，人们对于科学是否真的能够解释事物如何发生已表现出深刻的怀疑；而科学理论究竟是不是——甚至能否接触到世界的“真实”，这个以前看来毋庸置疑的“事实”，自那以后也成了问题。
20世纪初以来相对论和量子力学的创立和发展，使这一问题更显尖锐。正如牛顿定律所要解答的，已经不再是亚里士多德派科学家的“为什么”，相对论和量子力学所要解答的，也已不再是牛顿派科学家的“如何”。作为现代科学思想的两大理论支柱，相对论和量子力学给人们所提供的只是各种抽象的方程式。要接受科学家对自然界所作出的数理解释，就不得不放弃我们依据日常经验建立起来的平常宇宙模型，不得不放弃我们依据基于特定感官特性的感觉来理解的形象世界。科学的发展，日益明显地表现出一种描述从解释游离的重要趋势。在经典力学体系中，描述和解释处于浑然一体的状态，对事物过程的描述包含在对事物过程的解释中。由于事物过程（确切地说应当是人们所涉及的事物层次）比较简单，无论对已经实现的过程还是对事物未来进程的描述，都同时是对事物过程本身的解释。在那时，对事物过程的描述和对事物过程的解释可以看作是一回事，甚至完全等价的。随着科学的发展，人们所涉及的事物对象的复杂化使这种情景逐渐发生了变化。
在复杂的多体系统中，情况就有所不同。原则上说，对多体系统已经实现的过程的描述，仍然可以等同于对事物过程本身的真实解释。但对事物未来进程的描述却不再是如此，而只能是对事物可能进程的主观把握。在这种情况下，描述者所面对的是一个存在多种可能性的未来空间，因而对事物未来进程的描述就不能是完全确定而只能是统计性的。引入修正性的经验常数来描述一些次要因素的实际影响，以及从规律的实际应用的各种偏差中寻求某种统计平均，日益成为处理复杂因素体系的常用方法。事物过程越是复杂，描述便越是如此。因为作为特定的宏观主体，总是具有自己的局限性。描述既然是统计性的，就不再能等同于对事物过程的真实解释。因为事物过程本身不会是统计性的；或者说，统计性不会是事物过程本身的性质。在这里，描述开始从解释游离，或者说，描述开始探出解释的迷雾露出真相。而当量子力学建立起来以后，描述从解释的这种游离表现得尤为明显。
现代物理学特别是量子力学中的解释和描述，具有与以往完全不同的性质。
在微观领域，即使是对过去的描述，也只能是统计性的。因为对过去的描述必须借助现在的观测进行，而观测量子世界本身对已经发生的微观事物过程的宏观主体感知有不可忽略的影响。就量子级甚至亚量子级的相互作用不可能通过宏观观测仪器测定而言，这种影响是不可控制的。因而，即使对过去也只能进行统计的描述。而且在这种情况下，量子力学不能描述自然界本身而只是一种人为实验所产生的情景。因而，“描述”在这里不具有对客体的解释的性质，它们完全是两回事。这就意味着，对事物及其过程的描述已经与其解释完全游离开来。
量子力学中描述从解释的游离，根源于这一领域经典力学描述的失效。在量子力学中，描述和解释不可能像在牛顿力学中那样可以看作是一回事了，因为量子领域的经典力学描述具有根本的局限性。
自然现象力学描述的根本限制，是由原子论本身的发展揭示出来的。当时，量子力学方法已经达到一种高度完善的状态，而且已经在大量应用中显示了它们的富有成果。但是，关于这些方法的物理解释却出现了意见分歧，而且这种分歧曾经引起很多讨论。由于没有意识到解释的退隐和描述的突现这一不可避免的趋势，甚至一些著名的科学家，都对哥本哈根量子理论中对终极解释的放弃产生了深深的疑虑。
自古以来，解释一直是人类的一种根深蒂固的癖好。这一点在量子理论的哥本哈根解释中表现得尤为有趣。本来，量子力学本身作为一种与解释游离的描述，是科学的抽象化发展使解释虚化的结果。这本来对哥本哈根学派极为有利，但这个学派的量子物理学家们却偏偏要千方百计地寻求对量子力学的解释，从而惹来了没完没了的无端争论（只是从直接意义上说，至于对于这一争论的间接意义的评价是无论怎么高都不会过分的）。由于哥本哈根学派的物理学家们自己也对解释的退隐趋势缺乏自觉，因而对自己所打开的“潘多拉的盒子”中所放出来的“幽灵”，也怀有深深的疑虑甚至不同程度的迷惑不解。
对新的量子理论的理解，是在这个理论得到充分发展以后才开始的。人们把量子这一发现本身推得很高，但却不知道它到底具有什么样的意义。量子物理学家们在自己的工作中，一方面感觉到处处是重大事件，但对他们自己所做出的这些新发现的意义却几乎没有任何预见。直到量子力学的实际应用成果遍地开花，量子理论的解释能力充分展示出来，对它的理解才刚刚起步。事实上，有理由认为，量子理论所蕴含的深义直到现在也没有为人们所完全领会。
一个理论建立那么久以后才开始有所理解，是史无前例的。也许量子理论的基本概念的确太离奇，太让人难以接受了。如果不是由于它们与一系列不可置疑的确凿证据相联系，人们根本不可能接受它们。在某种意义上说，这些古怪的概念正是理论和实验的天衣无缝强加给人们的。甚至对于量子理论的奠基者们来说，这一点也是历史事实。
量子理论中解释的退隐和描述的突现，正是集中表现在对量子理论形式体系解释的缺失上。这是在科学发展的以往历史中从未真正出现的。作为一种描述，量子力学成功地建立起了一个数学形式体系，但这个形式体系可能具有的真正意义一点也不清楚。对于宏观主体来说，高度抽象的数学语言完全不象经典物理学语言。由于与人类的感官特性不相匹配，数学描述不能为人们展示出一个可想像的生动世界；由于与经验没有必然联系，抽象的数学描述并不一定意味着对现实世界的某种理解。当数学描述没有经验的现实对应时，人们所面对的就是典型的解释缺失状态。
解释的缺失，直接导致一种用“描述自然”去代替“解释自然”的重要趋势。
三、从“自然的解释”到“自然的描述”
的确，在哥本哈根学派的一些物理学家中，至少对于波尔来说，解释仍然是研究的重要目的。但是，由于量子力学中理解危机的存在，即使波尔也不得不承认微观领域理解的局限性。波尔追求对自然解释的主观努力，最后也只是得到了一种走向描述的客观效果。这一点，在其互补理论中得到了典型的表现。
科学越是发展，人们知道得越多，便越不得不从傲慢的对自然的解释，走向更谦逊的对自然的描述。这一过程不是由于某种暂时的无知造成的，而恰恰是知之更多的结果。
微观认识领域理解的相对丧失以及由此而来的解释向描述的转移，根植于微观客体的本性和人类思维的本性——确切地说是宏观主体与微观客体相互关系的本性之中。这是微观认识的一种必然处境，具有被迫的性质，因而必定会留下不足之感。但这是必要的。事实上，自然科学就是这样一步步逐渐发展过来的。人类认识就是由于这种发展而在宏观认识和微观认识的过渡区域，经历了一个重要的历史转折，从而使量子理论从象传统科学理论那样对自然的解释，转变为对自然的单纯描述。
由于量子理论从解释到描述的转变，量子力学本身事实上只是一种描述而不再是经典意义上的解释。这种描述由于具有一定的合法性（与客观实在“相符”），因而具有对认识主体而言极为重要的实践效果。但当原子物理学家对量子现象进行解释（如哥本哈根解释）时，并没有由于量子力学本身的这种合法性而使其解释具有相应的合理性。从哥本哈根解释可以清楚地看到，这是量子理论本身并非对自然的解释的自然结果。
作为对自然的描述，量子理论具有两个最基本的特征：微观客体本质的悬置和语言学取向。哥本哈根量子理论不是一种对实在的解释，它只是把客观实在当作自己的当然基础而搁置在一边。对于波尔和海森堡来说，粒子的基本特性，比如它的位置和动量，并不仅仅是对我们来说具有不确定性，事实上倒不如说是在超出海森堡原理所设定的限制之外，我们没有办法给它们以一种意义。以波尔为首的一些哥本哈学派量子物理学家们认为，这是由于粒子的存在状态本身具有一种内在的意义不明。 这就意味着，在量子水平的精确度上，没有办法说电子是什么和它做了什么。这些概念只能在宏观条件下应用。在量子水平，作用量子的不可分性意味着被观察客体和观测仪器之间区分的一种含糊性。在那里，没有办法无矛盾地谈论这样一个过程。从波尔的研究的确可以推得：关于量子本体论，人们所能说的极为有限。
从对量子实在的关注到对微观客体本质的悬置，是哥本哈根学派的一大理论特点。在波尔那里，这一点表现得非常典型。他尽力避免使用“原理”之类的概念，而宁肯说“观点”，甚至用“论证”以指一种推理路线；他也很少提到“自然定律”，而宁愿谈论“现象的规律性”。在波尔看来，科学的任务只能是一种合理描述的任务。他认为量子理论形式体系的全部目的，在于推导出对在给定的实验条件下得到观察的预期。这一看法，明显意味着对微观客体本质的悬置。
从缘起上看，微观客体本质的悬置和量子理论研究中的语言学取向具有相同之处：经典物理学概念描述量子现象的局限性。
由于作用量子h的存在， 当经典物理学的描述方式及其语言应用到微观领域时，不可避免地具有原则上的局限性。这种局限性的具体限度，是由海森堡不确定性原理给出的。只有运用抽象的数学语言，才能超出普朗克常数所加的这种限制，对微观事件进行有效的描述。
由于在微观客体的量子描述和宏观观测体系的经典解释之间没有一个明确的理论上的联系，波尔等哥本哈根学派的物理学家们从来不追问“到底一个微观粒子是不是同时具有坐标和动量的真实值？”这样的问题，而是强调“观测”，强调“描述”。因为他们很清楚，量子理论只是借助经典物理学中的“粒子”和“波动”等概念来近似地描述微观客体。事实上，他们非常注重描述的语言问题，甚至做了不少关于描述的语言学研究。事实上应该说，哥本哈根学派有些物理学家的哲学兴趣，与其说是由于物理学问题激起的，不如说是由描述问题——由描述中的语言问题激起的。
量子理论的单纯描述性质，集中地表现在量子力学体系只能用数学语言才能进行完备描述这一点上。
数学语言与经典物理学语言的重要区别之一，是后者不仅具有描述功能，而且具有解释功能；而前者却只有描述功能（当然是就特定的宏观主体而言）。抽象的数学语言本身没有解释功能而只具有描述功能这一特点，使我们看到量子理论研究中从解释到描述的转变在语言上的深刻表现。从解释到描述的转变的这种语言学表现是十分重要的，它不仅可以说明量子理论中描述从解释的游离和量子理论研究从解释到描述的转变，而且能够说明量子理论的描述性质。当波尔谈到我们试图对所经验和观察到的东西提供无歧义的描述时，曾经把我们描述为“被悬置在语言中”。作为波尔观点的关键之点，这一说法无疑为量子理论描述性质的语言学表现作了再形象不过的阐述。在不少量子理论的哲学论著中，人们可以看到这样一种表述：“不存在量子世界，只存在抽象的物理描述。认为物理学的任务是去发现自然是如何存在的是错误的，物理学所涉及的是我们关于自然界能说些什么。”许多人认为这是波尔观点的陈述，但它不是出自波尔之口，而是其助手彼得森（Aage Petersen ）在试图总结波尔的哲学时讲述的。十分耐人寻味的是，人们在引用彼得森的这句话时，常常把它描述为“典型的波尔陈述”；但最近也有人认为，出自其助手的陈述与波尔本人的陈述不能混为一谈，忽略这一点或故意含糊其词是不合适的。如果这的确是典型的波尔陈述，为什么在波尔卷帙浩繁的著作中找不到这样的陈述呢？我认为，人们普遍把上述表述看作是典型的波尔陈述是有道理的。尽管这话不是出自波尔本人之口，但其所表达的观点与波尔的思想逻辑密切相符合。这句话，最为典型地表明波尔观点的描述论背景，表明哥本哈根量子理论的描述论性质。只是比这种直接的表述远为丰富和深刻的，是他们对量子理论中的具体描述问题的系统探索。
量子理论中解释和描述的这种相对变化表明：描述不再能被看作是理所当然、不言而喻的；它由于触及我们认识的人类学特征而涉及哲学研究的一个更深的层面。
经典科学认识最终都直接仰赖于诉诸主体的感觉器官，以人的感性为最后依据。它能够对客体做出符合人类感性特点的解释。而传统哲学则把人们对客体的描述视为客体本身，或把二者看作是完全等效的。因而对描述结果的解释便被等同于对客体本身的解释。这种情形，使传统认识只注重——也只需注重解释。
然而，由于经典科学中的“实证”最终总是建立在人的感官基础之上，当随着认识的发展，随着所涉及的客体层次的深化，认识对象离人类感官越来越远，在看不见听不到、不能尝不能嗅的微观领域，直接的经验验证便变得越来越不可能。在量子领域，由于对量子现象不再能进行时空描述，对其理解便不能建立在主体感官的基础上，其结果是不可能对客体进行具体的解释，而只能对其进行抽象的描述。
由于随着科学的深入发展解释日见困难甚至在某种程度上不再可能，关于描述的研究就显得越来越重要。描述和解释虽然在许多方面具有某种难以分割的密切联系，但它们的一个具有重要意义的区别在于：描述出来的东西可以是基于一定的解释的，但它也可以是没有解释承诺的。解释和描述的这一区别，无疑具有非常深刻的哲学意蕴。它深层次地表明了当代哲学发展的一个新的趋向：描述论研究。
[收稿日期]2000—06—18
标签：数学论文; 量子理论论文; 经典物理学论文; 量子意识论文; 世界语言论文; 量子力学论文; 理论体系论文; 语言描述论文; 物理论文; 科学论文; 量子论文;