自然哲學思想在玻爾量子物理學中的分析

文/賈治邦

自然哲學思想在玻爾量子物理學中的分析

文/賈治邦

波爾的微觀物理學互補原理為近代哲學家提供了有關自然哲學理論研究的經驗支持，同時從理論與實踐兩方面回答了自然哲學中認識與自然間的關系，為今后自然哲學實踐與研究開辟了新道路。

玻爾哲學一直停留在互補性原理中不確定性研究領域，它是一門自然科學，特別是在探索微觀領域過程中，發揮經驗支持作用，是具有自然哲學理論價值的。本文主要探討玻爾量子物理學中所體現出的自然哲學思想。

1 玻爾量子物理學中的互補原理

玻爾量子物理學可以證明物質本質不確定性，互補性思想是玻爾量子物理學中的重點理論，應為研究環境的不同，導致對同一物質的本質定義也不同。在進行量子觀測的過程中發現，物自體與物體的屬性、實驗者所進行的活動及觀測者所認為理論視角都有某種關系。另外，在微觀領域，實驗對象與主體是不能完全分割的。然而在不受外界影響的時候，量子的本質是否仍然確定或不確定的問題存在疑惑，這些都與自然哲學有關，首先自然哲學對這些問題試圖去解決，并試圖給出答案；其次作用都是相互的，探討這些問題也可以很好地推動自然哲學的發展。

2 量子物理學的自然哲學前提

自然哲學研究者們試圖探索世界的本原，試圖將其中一種物質作為世界的本原，作為解釋世界的理論基礎。古希臘哲學家的這些自然哲學理論被科林伍德概括為“建立在自然界浸透或充滿著心靈的原理之上”。以上所說這些自然哲學研究者關注的都是外在世界的對象，自然哲學試圖提出“物質世界的本原”及“表象背后隱藏的規律”等問題，并試圖給出答案。經歷了這些過程之后，使得人類對外在世界的認識不斷加深，同時使得人們探索外在世界被這樣解釋的原因。與以往蘇格拉底及其后的哲學家不同，古希臘自然哲學家認為自然界是受自然界本身邏輯支配的。

近代哲學時期，古希臘自然哲學家們再次提出與以往不同的論題。論述外在世界是不能脫離主體認識的，也就是說，人類認識外在自然不能脫離人本身的存在，更不可能脫離。這一階段仍然以確定性科學為主要研究任務，但是量子物理學從內部對科學的確定性進行了瓦解，此時因果決定論既不能解釋觀測條件的影響，也不能對不同結論合理性提問給出答案。波爾已經發現了認識與物自體本質間的關聯性，為今后相關自然科學奠定了基礎。

3 互補原理中的自然哲學思想

1928年波爾論述了量子理論與經典理論的不同，發現了經典理論中關于時空描寫與因果關系間的矛盾，事實上，兩者是不能同時發生的。在波爾的這一論述中，波爾對量子的不確定性是否是因為現有技術水平的制約所引發的進行了否定，也就是說量子的不確定性是本來就存在的，與外界因素無關。另外，波爾也對理想狀態下，“客體物理屬性的創造”是否能夠脫離觀察進行了否定，也就是說，客體的物理屬性無論什么情況下都是可以被觀察到的。但波爾并未回答量子在不受外界觀察擾亂影響的情況下，本質是否確定的問題。即便波爾并未回答量子確定性或不確定性的問題，但筆者認為在“零擾動”的情況下，量子觀測也是不能獲得量子本質的，也就是說量子的不確定性。人們可以通過創造理想環境無限接近量子的本質，但卻無法真正獲得量子的本質。量子的本質事實上是帶有主觀性的，因為不同的人、不同的環境、不同的技術手段，所觀測到的是不同的。所有對事物屬性的疊加并不是事物的本質，只是對事物本質的描述而已。所以筆者認為，從自然物自身來講，其是不具有本質的，我們所說的“本質”，只不過是人類對事物某一方面的強調罷了。

波爾互補原理體現自然哲學思想，具體如下：（1）將物自體的本質與認識關系引入科學實踐中；（2）借助不同觀察結果，證明對象本質的屬性不是單一的，而是受觀察條件的影響；（3）沒有脫離觀察條件的物質本質存在。

波爾量子物理學林論從經驗角度對物質屬性受觀察條件影響進行了論證，同時論述了不同理論背景下的科學家對物質本質屬性的認識是不同的。量子是具有雙重屬性的，從經驗觀察中得出結論，即時空描述與因果描述是不可能同時存在的，其更傾向于統計學特性。

4 結語

1938年，波爾在《自然哲學與人類文化》為題的演講中，明確提到：“自然哲學與人類文化是不可能的”。互補原理說明了對量子本質的定義要遵循相對性的原則，這是從觀察的擾動性與觀察理論的先驗性兩方面論述的，這也是自然哲學的具體實踐。量子哲學思想反映了認識與宏觀世界的關系，即在不同理論前提下，決定了物質自然本質的不同定義。

盡管自然哲學中并未給出互補原理對自然哲學影響的書面表述，但杜威提出的自然主義哲學思想中，已經強調了自然與經驗的聯系與作用。總之，波爾互補原理說明了自然哲學的不確定性，并將其引入實踐中，為今后研究奠定了研究范式基礎。

（作者單位：安徽省舒城縣舒城中學高三年級）