义。”a叫慨然如此,我1在下而将尽处避免使H!“哥本哈根学派”或 “本哈根解释”这些称呼,也不拟分析其中的街学意义。我有 时提到批子力学的“传统解释”,指的是在五十年代初期以前,在大 多数流行的景千力学教科里所习惯采用的具体讲法。 当然,任何人都不可能完全弃绝哲学思维。一般说来,一位自 然科学家如果不热心信奉什么哲学观点,那么在他正确地处理科 学丁作的时候,所使用的就是一种朴崇的哲学。用辩证唯物主义 大师的话说来,就是自然科学家的“白发唯物主义”或者“自然科学 的唯物主义”4。这种门然科学家的自发而朴素的哲学观点,经常 波哲学家们视为“庸俗哲学”,即不那么精细、不那么深刻的哲学。 其实“庸俗”一词,撇开指低级趣味的贬义不谈,它的本义就是平庸 和通俗,平庸和通俗固然失之粗浅,但却是大量存在着的东西。譬 如,就是“下里巴人”,只要是正派而健康的,例如有些流行音乐,不 也是大量存在着并且受到普通群众的欢迎吗? 对量下力学的樗学观点的分歧,集中表现在对制盘问题的看 法上。按照Bunge的分类1,他把人多数物理学家对这一问题所持 的朴素面自然的态度称之为“教科书拆学”即“朴素操作论”,或者 更直接的“朴素实在论”(这一名称听起来同“自发的唯物主义”差 不多)。这两种观点都认为微观物弹学的测量过程是白明的而不需 要专门的测量理论。Bunge把他A己的系统观点称为“批判实在 论”,与其相对立的则是以Bohr为代表的“严格哥木哈根观点” 和以von Neumann为代表的“标稚观点”等等。 测量理论是一块尚未成熱且远未取得一致意见的研究领城。 除了已臻成熟的量子力学数学程式所必需的一些基本假设之外, 不同的测景理论必定要加上各种额外的假设。例如,在“标准”的 测量理论甩,就需要有“波包编缩”这个独立丁是子力学所必需的 基本假设之外的附加假设。因为在教科书里常常提到波包编编这 年14●
令可题,我将在第六在里对它做箭币的讨论。除此以外,我们 在本书里基本上不涉及测量理论。 我不想武断地说测量理论是徒劳尤益的,但我们觉得那是 深入一步的钻研,在一定的程度上是可以而且戍当同现阶段的量 子物舆学区分乐来的。绕开这一块还没有弄清楚的研究领城,并 不妨碍我们就量子力学教科书上所涉及的内容,或者说对物理学 所研究的绝大多数问题,进行理论和实验这两方面的比较。上面 说过了,广大的物理学家凭着他们朴素的实在论信念或者还有直 觉的实证论方法,一直就是这样走过来的。事实上,在测量理论里 讨论的常常是一些虚拟的“思想实验”或者专门设计米检验某些基 本假设的物理实验。还没有听说因为未曾学过测量理论,而对运 用量子力学所解决的实际问题,发生过理论同实验错误比较的例 子。关于这个问题,Wichmann就曾经讲过:“公正地说,物理学 家,除了他们讲授关于这一主题的引论教材外,很少想过量子力学 中的湖量理论。”[4] 其实,大多数物理学家不仅持有平庸而通俗的哲学观点,而日, 也运用斧平庸而通俗的数学方法。例如,对付…个无穷级数,数学 家首先要证明其收敛性,否则是无意义的;而物理学家只要看到这 级数一项比一项小,就禁不住先拿前面几项甚至一项“领头项”去 同实验比较。又等1,对一种方程,数学家首先要弄清楚它的解的 存在性和唯一性等等,而物理学家更关心的是找到它的合乎需要 的解所以,如果数学家指责物哩学家用的是“肃俗数学”的话,物 呷学家」也不必为此感到差愧。历史上,象Dirac的δ函数,就曾 经历过不被数学家承认的无定义的地位上升为严格的'·义函数 的进程。应当看到,数学和物理学虽然从不同的角度研究问题,何 两者确有互相补充和互柑促进的关系。 物塑学同哲学也应当有这种关系。然科学木身有它的发展 ·15
观律利和检验标准,不语发学来允当裁判员辩护人。哲学应当 从ⅱ然科学的发展吸取丰富的养料,不衡进行新的概括,才能保持 自身的活力。自然科学无疑应当从正确的哲学原则中得到启迪和 指引。但这种指引不应当是教条式的。Born在评论关于光的二 象性的一种看法时说道:“Newton的正命题(“光是由微粒所组 战”),和wygens的反命题(“光是由波所组成”)构成了对立面,直 到两者在量子力学这个综合体中统一起来。这都是很好而无所争 论的,虽则有点浅薄。"[]我们不准备在本书里把物理学问题概括 成这种“浅薄”的哲学论断。我们宁可采取接近于就事论事的方法 去阐明有关的物理学内容,不怕被认为只有平庸的哲学。 总之,象纯粹数学的研究很值得尊敬一样,对于量子力学测量 理论的研究和对其中哲学问题的研究,也是很值得尊敬的。特别 是,怎么样正确运用辩证唯物主义的观点,剖析现代物理学所揭示 的自然界的新规律,这方面的工作迫切需要物理学家和哲学家的 合作。这是一项严肃的任务,超出了本书的范围,这乃是我们不在 这方面展并讨论的主要原因。 另一方面,如果哲学家们要谈论物理学的哲学向题,特别是谈 论现代物理学的哲学问题的话,那么只了解庸俗的物理学是肯定 不行的。事实上,上文提到的一些有造诣的科学哲学研究者,如 Popper,Margenau,Bohm和Bunge等人,都受过严格的物理学训 练,大多得过物理学的高级学位,本身就已经是够资格的物理学 家,然后再去从事哲学研究。如果只凭对物理学的一知半解就去 大发议论,其结果只能是既糟蹋了物理学,又败坏了哲学。 所以,作者希望,本书讲的首先不是庸俗的物理学。这样,除 了可以对量子力学这门课程的教学有所裨益之外,还可以帮助物 理学界以外的读者,弄清楚最于力学到底是怎么回事。 16
参考文献 [17W.E.Lamb,R.C.Retherford,Pny.em.72(1947),24i。此处数 踞H有:D.A.Andrews,G.Newton,Phy3.Re".Lett.37(976), 1234. [z;写引自:C.Cohen-Tannoudji,B.u,F.Lalo,Qeaa6 m Mechanics, Jchn Wiley (1977),p.1232. [3 Particle Data Group,Ps.Lett.170B(1986).1. [4]金:D.Rogovin,M.Scully,Pnys.Reports25(1976),175;曹烈 兆,物理7(1978),198;庞小峰,自然杂志5(1982,251;管惟炎,物 14(1985),193. [5.h.M,Foley,P.Kusch,Py8.rem.73〔1948),412;此处数据引自:3 [6据M.Bordog,Pys.Iel1.171B(J986),J13,所jT.Kinoshita和 w.B.Lindquist的结果。 [7J参以:F,M.Pipkin,in Advances in Alomic and Molecular Phy- scs,Vo1.14(1978),pp.281-340. 【.马克息恩格斯全华,第20卷,人民出版社(1971),96页。 「9,参看A1.Bort,Physics in my(encration,P:rgamon(1956);中文 版:我这·代的物理学,族德彭等译,商务印书馆(1964),147一157, 169-181页。 [10】又参看:M.Jammer,The Philo.8 ophy of Quantum碰echanics John Wiley (1974),pp.24-33. L111参吞[10],Chapters2、7,9,10. L12:见19,15页。 [13)爱因斯坦文集,第一卷,许良英$编译,商务印书馆(1976),366一367 贝。 [143 The Born-Einstein Letters,Walker(1971),p.210. [15]儿.H.BaoxxHue,量子力学原理,叶第理等泽,高第教育出版社,上册 (1956);下册(J959)。据1949年文版译出。 [16]K.Popper,The Logic of Scientific Discovery,Basic Books 1959)。诺1935年德文版译l。中文本:科学发现的逻辑,住汝强, ·17
邱仁宗译,科学出版社(198G)。 [171 K.Popper,Quantum Tkeory and the Sohism in Physics,Row- man and Littlefield(1982). 18防见L1w]。 19]L.E.Ballentine,Rev.Mod.Phys.42(1970),358. [20 F.J.Bclinfante,Measurement and Time Reversal in Objective Quantum Theory,Pergamon1975),Chapter 1. [21.A.P.French,E.F.Taylor,An Introduction to Quantum Physics, Thomas Nelson(1978). L22]L.D.Landau,E.M.Lifshitz,Quantum Mechanies,Pergamon (158);中文版:盘子力学,上,下册,严肃译,人民教育出版社(1980). [23]W.Pauli,General Principles of Quantum Mechanics,Springer (1980)。据1958年德文版译出。 [24]P.A.M.Dirac,The Principles of Quantum Mechanies,Oxford (1930);中文版:量子力学原理,陈减宁译,科学出版社(1965),据1958 年英文第四版译出。 [25,L.I.Schiff,Quantum Mechanics,McGraw-Hil(1968)i中译本:量 子力学,人民教育出版社(1982),510. [26]见[2],Chapter III. [27]W.Heisenberg,量子论的物理原恩,王正行等译,科学出版社(1983), 92页,据1930年德文版译出。 [28]P.A.M.Dirac,Proc.Roy.Soe.A114(1927),243. 29]P.A.M.Dirac,Leotures on Quantum Field Theory,Yeshiva Univ.(1966),$2. 30]P.A.M.Dirac,Fields and Quanta,3(l972),139;又载:The Past Decade in Particle Theory,E.C.G.Sudarshan,Y.Ne'eman ed., Gordon and Breach(1973),pp.747-772。中译文载:现代物理学参 考资料,第三集,科学出版社(1978),37一44页,许良英译。 [31]W.Heisenberg,in The Physictst's Conception of Nature,J. Mchra ed.,D.Reidel(1973),pp.264一274;中译文载:现代物理学 参考资料,第三集,科学H版社(1978),9-15页,侯德彭译。 32J R.P.Feynman,Rev.Mod.Phys.20(1948),267. :18