自然哲学思想在玻尔量子物理学中的分析

文/贾治邦

自然哲学思想在玻尔量子物理学中的分析

文/贾治邦

波尔的微观物理学互补原理为近代哲学家提供了有关自然哲学理论研究的经验支持，同时从理论与实践两方面回答了自然哲学中认识与自然间的关系，为今后自然哲学实践与研究开辟了新道路。

玻尔哲学一直停留在互补性原理中不确定性研究领域，它是一门自然科学，特别是在探索微观领域过程中，发挥经验支持作用，是具有自然哲学理论价值的。本文主要探讨玻尔量子物理学中所体现出的自然哲学思想。

1 玻尔量子物理学中的互补原理

玻尔量子物理学可以证明物质本质不确定性，互补性思想是玻尔量子物理学中的重点理论，应为研究环境的不同，导致对同一物质的本质定义也不同。在进行量子观测的过程中发现，物自体与物体的属性、实验者所进行的活动及观测者所认为理论视角都有某种关系。另外，在微观领域，实验对象与主体是不能完全分割的。然而在不受外界影响的时候，量子的本质是否仍然确定或不确定的问题存在疑惑，这些都与自然哲学有关，首先自然哲学对这些问题试图去解决，并试图给出答案；其次作用都是相互的，探讨这些问题也可以很好地推动自然哲学的发展。

2 量子物理学的自然哲学前提

自然哲学研究者们试图探索世界的本原，试图将其中一种物质作为世界的本原，作为解释世界的理论基础。古希腊哲学家的这些自然哲学理论被科林伍德概括为“建立在自然界浸透或充满着心灵的原理之上”。以上所说这些自然哲学研究者关注的都是外在世界的对象，自然哲学试图提出“物质世界的本原”及“表象背后隐藏的规律”等问题，并试图给出答案。经历了这些过程之后，使得人类对外在世界的认识不断加深，同时使得人们探索外在世界被这样解释的原因。与以往苏格拉底及其后的哲学家不同，古希腊自然哲学家认为自然界是受自然界本身逻辑支配的。

近代哲学时期，古希腊自然哲学家们再次提出与以往不同的论题。论述外在世界是不能脱离主体认识的，也就是说，人类认识外在自然不能脱离人本身的存在，更不可能脱离。这一阶段仍然以确定性科学为主要研究任务，但是量子物理学从内部对科学的确定性进行了瓦解，此时因果决定论既不能解释观测条件的影响，也不能对不同结论合理性提问给出答案。波尔已经发现了认识与物自体本质间的关联性，为今后相关自然科学奠定了基础。

3 互补原理中的自然哲学思想

1928年波尔论述了量子理论与经典理论的不同，发现了经典理论中关于时空描写与因果关系间的矛盾，事实上，两者是不能同时发生的。在波尔的这一论述中，波尔对量子的不确定性是否是因为现有技术水平的制约所引发的进行了否定，也就是说量子的不确定性是本来就存在的，与外界因素无关。另外，波尔也对理想状态下，“客体物理属性的创造”是否能够脱离观察进行了否定，也就是说，客体的物理属性无论什么情况下都是可以被观察到的。但波尔并未回答量子在不受外界观察扰乱影响的情况下，本质是否确定的问题。即便波尔并未回答量子确定性或不确定性的问题，但笔者认为在“零扰动”的情况下，量子观测也是不能获得量子本质的，也就是说量子的不确定性。人们可以通过创造理想环境无限接近量子的本质，但却无法真正获得量子的本质。量子的本质事实上是带有主观性的，因为不同的人、不同的环境、不同的技术手段，所观测到的是不同的。所有对事物属性的叠加并不是事物的本质，只是对事物本质的描述而已。所以笔者认为，从自然物自身来讲，其是不具有本质的，我们所说的“本质”，只不过是人类对事物某一方面的强调罢了。

波尔互补原理体现自然哲学思想，具体如下：（1）将物自体的本质与认识关系引入科学实践中；（2）借助不同观察结果，证明对象本质的属性不是单一的，而是受观察条件的影响；（3）没有脱离观察条件的物质本质存在。

波尔量子物理学林论从经验角度对物质属性受观察条件影响进行了论证，同时论述了不同理论背景下的科学家对物质本质属性的认识是不同的。量子是具有双重属性的，从经验观察中得出结论，即时空描述与因果描述是不可能同时存在的，其更倾向于统计学特性。

4 结语

1938年，波尔在《自然哲学与人类文化》为题的演讲中，明确提到：“自然哲学与人类文化是不可能的”。互补原理说明了对量子本质的定义要遵循相对性的原则，这是从观察的扰动性与观察理论的先验性两方面论述的，这也是自然哲学的具体实践。量子哲学思想反映了认识与宏观世界的关系，即在不同理论前提下，决定了物质自然本质的不同定义。

尽管自然哲学中并未给出互补原理对自然哲学影响的书面表述，但杜威提出的自然主义哲学思想中，已经强调了自然与经验的联系与作用。总之，波尔互补原理说明了自然哲学的不确定性，并将其引入实践中，为今后研究奠定了研究范式基础。

（作者单位：安徽省舒城县舒城中学高三年级）