第三十三章 量子力學和趨向性
對20世紀的學術思想的影響,幾乎沒有一個偉大人物可與恩斯特·馬赫相比擬。他影響了物理學、生理學、心理學、科學哲學以及純哲學。他影響了愛因斯坦、玻爾、海森堡、威廉·詹姆士、伯特蘭·羅素——這裏隻提及幾個人的名字。馬赫不是一個偉大的物理學家,但他是一個偉大的人物、一個偉大的科學史家和科學哲學家。作為一個生理學家、心理學家和科學哲學家,他持有我所同意的許多重要的和具獨創性的觀點。例如他在知識理論上、在心理學和生理學領域,尤其是在感覺的研究方麵,是一個進化論者。他批判形而上學,但他對承認甚至強調形而上學思想必須成為物理學家甚至實驗物理學家的指路燈又持十分容忍的態度。因此他在《熱學原理》中關於焦耳寫道:
當涉及一般問題時,焦耳幾乎沉默不語。但是隻要他發言,他的意見就同邁耶的十分相似。而且確實人們無可懷疑,這些多方麵的實驗研究,全都具有相同的目的,隻有一個受偉大的和哲學上最深刻的世界觀啟發的人才能進行。
這一段話是十分引人注目的,因為馬赫先前出版了一本書:《感覺的分析》,他在其中寫道,“我的方法清除了全部形而上學問題,”而且“我們所能知道的世界的一切必然表現在感覺中”
不幸的是,無論是他的生物學觀點,還是他對形而上學的容忍,對我們世紀的思想都沒有很大影響,大有影響的——尤其是對原子物理學——是他的反形而上學偏執。這種偏執與他的感覺理論結合在一起。馬赫對新的一代原子物理學家的影響變得如此令人折服,確實是曆史的嘲弄。因為他是一個原子論和物質“粒子”理論的激烈反對者,他和貝克萊一樣認為這種理論是形而上學的。
馬赫實證主義的哲學影響主要是通過青年愛因斯坦傳播的。但是愛因斯坦離開了馬赫實證主義,部分是因為他對馬赫實證主義的某些推斷感到震驚;而下一代才華橫溢的物理學家,其中有玻爾、泡利和海森堡,不僅看出了而且熱情地接受了這些推斷:他們成了主觀主義者。但是愛因斯坦從馬赫實證主義撤離得太遲了。物理學已成為主觀主義哲學的堡壘,並且一直如此。
然而在這種發展後麵,有兩個與量子力學和時間理論有關的嚴重問題,以及一個我認為不那麼嚴重的問題,即主觀主義的熵理論問題。
隨著量子力學的興起,大多數年輕的物理學家深信,量子力學與統計力學不一樣,它不是係統的理論,而是單個基本粒子的力學理論。另一方麵,他們也深信,量子力學與統計力學一樣,它是概率的理論。作為基本粒子的力學理論,量子力學有客觀的方麵。作為概率理論,它又有主觀的方麵。因此量子力學是一種把客觀方麵和主觀方麵結合起來的完全新型的基本理論。這就是量子力學的革命性質。
愛因斯坦的觀點則與此不同。他認為,像統計力學那樣的概率理論是極有趣、極重要也極優美的。但是概率理論既不是基本的物理理論,也不是客觀的,而是帶有主觀性的理論,是由於我們知識的不完備性質而必須引入的理論。由此得出結論,量子力學盡管有它卓越之處,它不是一個基本的理論而是一個不完備的理論,而我們必須探索的客觀的或完備的理論不是一種概率的理論,而是一種決定論的理論。
可以看出這兩種觀點有一點是共同的。它們都認為,一種概率的或統計學的理論由於某種原因利用我們的主觀知識或知識的缺乏。
如果我們考慮到那時討論的惟一客觀主義的概率詮釋是頻率詮釋,對此就能夠很好理解了。頻率理論認為,存在著有關大量現象的客觀問題和相應的客觀答案。但是他們不得不承認,每當我們談到作為某一大量現象要素的單個事件的概率時,客觀性就成問題了;因此完全可以斷言,就單個事件而言,例如一個光子的發射,概率隻是對我們無知的評價。因為如果這類事件重複許多次的話,客觀概率告訴我們的隻是平均發生的事,關於單個事件本身,客觀的統計性概率什麼也沒有說。