解构科学发展模式，重建哲学研究思路——EPR案例的哲学意蕴，本文主要内容关键词为：哲学论文,意蕴论文,思路论文,案例论文,模式论文，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。
内容提要 本文通过对EPR论证案例的考察，主要阐述了下列观点：作为假设演绎体系的物理学理论必然蕴含着一定的哲学思想，不同的物理学理论蕴含着不同的物理假设和哲学假设；物理学研究与形而上学观念之间的整体性依存关系，很难用某一种教条的理论发展模式所涵盖，这正是当代科学哲学研究陷于构造科学发展模式而不能自救的原因所在。
关键词 EPR论证 形而上学观念 物理实在
一 问题所在
在物理学史上，通常把1935年由爱因斯坦（A.Einstein）、玻多尔斯基（B.Podolsky）和罗森（N.Rosen）在美国有影响的《物理评论》上发表的对量子力学的不完备性问题进行的论证，[1]称之为EPR论证。
文章中，三位作者首先明确了作为推理依据的两个形而上学的判据，即实在性判据（要是对于一个体系没有任何干扰，我们能够确定地预测（即几率等于1）一个物理量的值，那末对应于这一物理量，必定存着一个物理实在的元素）和完备性判剧（只有当物理实在的每一元素都必须在这物理理论中的有它的对应时，这个物理量才是完备的）。其次，他们综述了用波函数所作的量子力学描述，并接着考察了两粒子体系的量子力学描述，最后，参照文章设定的前提条件，推理得出波函数所提供的关于物理实在的量子力学描述是不完备的结论。
EPR论证的观点从它发表之日起就在各国物理学界引起了强烈的反响，物理学家争先恐后地从各个不同的立场出发，进行了形形色色的评论和进一步的理论和实验研究。在六十年代贝尔不等式产生之前，对EPR的研究和评论一般处在形而上学的观念争论阶段。贝尔不等式产生之后，对EPR的研究才走向了以事实为依据的科学研究阶段。目前这种研究还在进行之中。
如果我们以贝尔不等式的提出为分界线，那么实验实施之前，对EPR论证所提出的困难的解决方案大致可归纳为下列几种类型：
（1）具有工具主义哲学倾向的解决方案。这种方案认为EPR论证的本质在于对物理学中的“实在”一词赋予什么意义，而这种工作与其说在进行物理学研究，不如说是在进行形而上学的哲学研究。所以，他们认为EPR论证所讨论的问题与物理学家的工作是不相干的，物理学家大可不必顾及EPR论证的结论，物理学的研究只注重对经验的整理，根本不必受任何先验原则的限制。[2]
（2）试图通过对传统观念的某种修正来解决EPR论证的困难。这种作法首先来自玻尔（N.Bohr）。玻尔认为，EPR的实在性判据中所讲的“不受任何方式干扰系统”的说法，包含着一种本质上的含混不清。为此，玻尔从量子测量的整体性出发，强调指出EPR论证所揭示的，是按照经典物理学中传统的自然哲学观点在合理阐述量子力学中所涉及的新的物理现象时，存在着本质上的不适用性。事实上，EPR论证中的两个粒子虽然在空间上分割开来，但它们既然共处于同一个系统，就必须看作是整体，而不是独立的两上部分。[3]玻尔指出这种新的自然哲学强烈要求改变我们过去对待物理实在的先验态度。
（3）以传统观念为基础解决EPR困难的尝试。例如，爱因斯坦在1936年发表的“物理学与实在”一文中，公布了他对物理学的哲学见解，认为要消除EPR论证的困难，必须将波函数看作是对系综行为的描述，而不是像哥本哈根学派那样认为波函数是与微观个体相联系的。
薛定谔（E.Schodinger）在从数学观点分析了EPR论证之后，以著名的“薛定谔猫”的理想实验为案例，提出了一个不同于EPR论证，但支持EPR论证观点的新的论证方式。
此外，当代著名的科学哲学家波普尔（K.Popper）和普特南（H.Putuam）从量子力学的概念结构出发也发表了自己的不同见解。[4]
（4）立足于经典物理学的研究传统，试图通过寻找各种“隐参量”来重建量子理论体系的解决方案。其中最为引人注目的一条研究思路是，玻姆（D.Bohm）和贝尔（J.S.Bell）对EPR论证的重新表述及其发现。1964年，贝尔在玻姆工作的基础上，发现所有的定域隐变量理论都隐含着一种并非是不证自明的定域性假定，并且冯·诺伊曼（J.von Neumann）早在三十年代关于隐变量理论不可能性的证明是不成立的，在逻辑上存在着循环论证。在这种思想的指导下，贝尔讨论了两个自旋为1／2的粒子所组成的自旋单态体系，由此得出了一个举世闻名的贝尔不等式。[5]量子力学的计算结果不符合这一不等式。这种差异性的存在，终于有能力把观念上的争论推向由实验审判的阶段。或者说，贝尔不等式的提出，至少能够在原则上提供实验检验现行量子力学理论是否完备的方案。
在贝尔不等式问世后的数年间，为了尽快付诸实验，维格纳（E.P.Wigner）等人对贝尔不等式进行了推广，并在许多人的努力下，贝尔不等式的实验方案终于产生了。这样，从六十年代之后，物理学界对EPR论证的关注，转向了对贝尔不等式的实验检验及其对物理学理论基础的深入探索。到目前为止，这方面的实验可大致归纳为三种类型：
其一，设计利用原子级联辐射的相关粒子对作为研究源的贝尔不等式方案，在这一组实验中，以1982年阿斯帕克特（Aspect）等人的实验最为著名。[16]从实验结果所得出的倾向性结论是，实验结果有利于量子力学，而不满足贝尔不等式。
其二，通过计算自旋组合纯态相应的相关函数所进行的EPR实验。
其三，以回归EPR原始设想为目的，设计以连续谱变量为研究对象的贝尔不等式实验。这类实验是在九十年代才开始的，目前仍在进行之中。
目前的实验结果大多数支持了量子力学的结论。这一案例在物理学的发展史上极其有代表性。实验前的EPR争论是在形而上学观念支配下的物理学研究，实验后的发展则是在物理事实支持下的对形而上学观念的进一步修正。从物理学的发展来看，一切都已成为历史，但从科学哲学研究的视角来看，这段历史蕴含着值得深思的许多问题。
在当代科学哲学的发展中，自逻辑实证主义衰落以来，历史主义学派试图为科学的发展寻找一般的发展模式，从波普尔的不断革命模式、库恩（T.Kuhn）的范式论、拉卡托斯（I.Lakatos）的研究纲领直到费耶阿本德（P.V.Feyeraband）的无政府主义方法论，都是围绕着如何调节形而上学观念在科学研究中的地位而展开的。就连近几十年来的科学实在论与反实在论的争论也未能摆脱这一难题的困扰。
从EPR案例来看，这种困扰在自身设定的哲学研究框架内根本就是无法解决的。由于强调形而上学观念在科学研究中的地位，而走向工具主义的真理观的作法，不过是对科学研究的一种狭隘理解。
其实，EPR论证不仅涉及到深刻的物理学基础问题和哲学信仰问题，而且为澄清形而上学观念在科学研究中的地位提供了好的范例。本文就此问题发表一孔之见，意在抛砖引玉，以求推动科学哲学的进一步发展。
二 哲学反思
如果我们撇开EPR争论的正面交锋，深入到物理学家为阐述和辩护各自观点的现实活动过程之中，我们可以看到，对于物理学家而言，实验前关于EPR论证的各种见解，实际上是把物理学问题镶嵌在已经经过内化了的哲学信仰之上的。确立什么样的实在观，对物理实在的本性作出什么样的理解，是讨论问题的逻辑起点。特别是当研究领域延伸到远离人类的直观感觉经验层次的时候，对于物理学基础问题的研究，其实根本不可能游离于已有的理论和信念的框架之外。
物理学史上，在一定的历史时期，任何一个成熟的物理学理论毫无例外地都蕴含着自身演绎体系所要求的物理学假设和哲学假设。在哲学假设中，既有本体论的假设，即涉及研究对象存在状态的假设；也有认识论的假设，即涉及到研究者和研究对象关系的假设。
EPR论证的两个判据正是经典物理学中的哲学假设的具体化。而量子力学的公理体系前所未有地设立了全新的哲学假设和物理学假设，因此也确立了对物理实在理解的新基点。EPR论证的逻辑结论，所体现的不过是运用经典观念来理解微观物理实在时所存在的本质上的不协调。对于微观粒子而言，全同粒子之间存在着的非定域性的统计关联，是没有因果关系的。[7]
物理学家所具有的哲学修养或哲学素质，是通过他们研究问题的行为方式和物理直觉体现出来的。当一个物理学见解处在能够被付诸于实验的前实验阶段时，关于物理学问题的争论，在很大程度上贯穿着形而上学信念的较量。但是，实验后的事实说明，这种较量绝对不是无意义的观念语言游戏，或难以定论的自由价值判断。争论本身不仅沉淀和伴随着物理思想的演进，而且孕育着新的实验领域或思路的开拓。
因此，逻辑实证主义者，以拒斥形而上学为己任，试图把科学的发展限定在可确证性知识的范围内的努力是不可能成功的。因为，如果抛弃实验前EPR论证的同时，事实上，也就等于抛弃了对由逻辑论证所反映的物理学基本问题的研究，失去了开拓EPR实验领域的机会。
玻尔从量子测量的整体性出发，对量子力学的无备性问题进行辩护的观点，虽然在长达四十多年之久才得到了实验上的支持。但是这却说明，纯粹思维确实能够把握实在；物理学理论不只是整理经验的一种工具，而且是对物理实在的一种理解。这种理解只能通过建立在经验基础上的，一种形而上学的观念形式体现出来。
EPR实验的倾向性结论，已经从根本上修正了物理学家对微观物理实在的理解方式，并确认了新的形而上学观念，从而使旧的形而上学观念受到了限制或改造。然而，这种由于经验的丰富所造成的对旧观念和旧理论的改造甚至放弃，绝不是对一种失败的认可，相反，历史事实恰恰反映出，它是当人类的认识上升到另一个新的综合时，对一种固有成见的扬弃。正如罗森费尔德（L.Rosenfeld）所说的，新的假设是在“密切地适应着我们和外部世界的真实关系而使科学的整个结构离实在更近了。”[8]
可见，物理学的研究总是以求真为目标的。但是，求真并不等于对客体的终极属性或终极规定的追求。而只代表一定条件下的一种认识。EPR论证所依据的基本前提，在经典物理学的研究范围内是毫无疑问的，而把它扩张到理解微观物理实在的时候，就失去了前提作用。随着物理学家对实验事实的确认，量子力学中的新前提得到了更多的支持。
EPR的案例还反映出，自从近代物理学从自然哲学的思辨体系中分离出来之后，二十世纪的物理学的发展和当代科学哲学的发展已在更深层次上走向了统一。有所区别的是，这种统一同古代的思辨整体性所不同，它是经过了否定之否定的发展环节之后，在新的层次上回到了起点。
在物理学研究中，理论的形成由经典物理学中盛兴的归纳主义的过程论，转向了二十世纪以来以假设——演绎为主的建构论；在当代科学哲学的研究中，分析哲学家由关注语言、命题的静态逻辑分析，转向了历史主义所关注的动态历史研究。假设——演绎的建构论使物理理论体系始终隐藏了形而上学的哲学信条；动态历史的哲学研究使科学哲学的成果越来越扎根于以科学事实为参考集的基础之上。
不仅物理学的研究离不开形而上学观念的支配，而且形而上学的观念又需要自然科学的长期发展来证明或修正。EPR历史案例正体现出了物理学与哲学研究的这种相长并进趋向。EPR实验前的观念争论，和实验后以事实为依据的观念调整，把人的认识直接根植到了现实的实践活动之中。说明离开了实践，一切研究都将成为无本之木，无源之水。
物理学研究与形而上学观念之间的这种须臾不可分的整体性关系，很难用某一种教条的理论发展模式所涵盖。这也正是当代科学哲学陷于构造模式而不能自救的原因所在。EPR案例体现出，物理学家对物理实在的理解是以建构模式为起点，并且总是囿于某种概念的经验框架之内的；而哲学研究所倡导的形而上学观念却应该以解构模式为起点，从历史案例中寻找思维的突破点，以把握和预言科学发展的新趋势。
其实，早在一个世纪之前恩格斯就指出：“不管自然科学家采取什么样的态度，他们还是得受哲学的支配。问题只在于：他们是愿意受某种坏的时髦哲学的支配，还是愿意受一种建立在通晓思维的历史和成就的基础上的理论思维的支配。”[9]EPR案例无疑为恩格斯的上述断言提供了科学依据。
在此，我们应该指出的是，不管是以本体论为核心的古代哲学研究、以认识论为核心的近代哲学研究，还是以语言学为核心的现代哲学研究，都离不开自然科学所提供的现实依据。问题只在于，哲学家应该从哪个视角、哪个侧面来关注科学的发展，应该在何种层次上消化吸收科学成果，以把握好哲学研究的现实方向是非常值得思考的。从EPR案例的发展来看，哲学研究只有和现实的实践活动结合起来，才能体现出它的生命活力。
三 不成为定论的结论
综上所述，从EPR论证发展的历史案例，我们可以得出下列不成为定论的结论。
（1）在物理学的发展史上，表面上看来是观念层次的争论，其实内在地孕育着对物理学基础问题的澄清和对基本哲学观念的革新。或者，反过来说，关于物理学基础问题的研究在本质上必将受到哲学信仰的束缚。实验前的EPR争论体现了这一论点。
（2）任何一个成熟的物理学理论都不是由纯粹经验能够归纳产生的，而是一种假说——演绎的公理体系。这样公理体系不仅提供了物理学家在现阶段所认可的，描述经验世界的语言概念框架，而且预设了他们理解物理实在的哲学前提。牛顿力学为宏观物理实在的理解提供了前提；量子力学为微观物理实在的理解提供了前提。随着科学的发展，附着在理论公设之内的形而上学观念必然会变成一种成见。而如何消除或抛弃这种成见，并不是完全靠观念的争论所能解决的。实验事实始终是确立新观点的“仲裁者”。实验后对EPR的新理解和对新观念的最终认可说明了这一论点。
（3）纯粹的不涉及任何哲学思想的物理学理论是不存在的。物理学知识本身是对感性材料进行了思维加工、分析归纳、消化吸收之后，上升到思维领域内的具有普遍性的知识。当物理学家在阐述自己的观点和见解的同时，他们实际上已经不可避免地大量摘取了被物理学语言外衣所掩盖了的哲学思想。EPR论证的立论依据所反映的就是这个论点。
（4）在当代科学哲学的发展中，任何一种试图通过建构模式，来把科学的发展限定在一个固定方向上的种种作法都是片面的。正是在这一方面，后现代哲学思潮倡导的以分离、解构、消除和非中心化为特征的哲学研究风范，表现出哲学研究的生命力。哲学研究与自然科学研究应该具有互补性。EPR案例正是支持这一论点的一个现实论据。
（5）物理学作为研究自然界一般运动及其规律的一门学科。它只能以建构的方式，完善物理学家对自然界的根本观点；而哲学作为一种世界观和方法论，是一种特殊的思维形式，它的发展应该具有开放性。正是这种建构和解构的辩证统一，把物理学研究和哲学研究紧密联系在一起。在实验前EPR争论中，玻尔的高明之处正是能够及时摆脱了经典实在观的束缚，运用对实在的新的理解方式，从概念上把握了后来被实验结果所支持了的结论。可见，如何随着时代的发展，来调整哲学的研究方向是永远值得思考和探讨的重要课题。
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