经验与理性在量子诠释中的嬗变关于量子力学多世界解释的哲学审视的进一步阐释

第29卷，第1期科学技术哲学研究Vol．29No．1 2012年2月Studies in Philosophy of Science and Technology Feb．，2012经验与理性：在量子诠释中的嬗变———关于《量子力学多世界解释的哲学审视》的进一步阐释贺天平，卫江（山西大学科学技术哲学研究中心，太原030006）摘要：量子力学是20世纪非常重要且成功的物理学理论，导致了经验的支配地位的衰弱，量子力学诠释的演化凸显了理性的作用和价值。

通过对量子测量诠释中经验和理性嬗变的分析，为二者最终完美融合找到了一个对话平台，多世界解释将成为量子力学哲学研究的热点。

关键词：多世界解释；经验；理性中图分类号：N02文献标识码：A文章编号：1674－7062（2012）01－0021－06量子力学是20世纪非常重要且成功的物理学理论，引发了物理学的伟大革命，颠覆了300多年来经典物理学的统治地位，动摇了传统物理学家的世界观。

然而，伴随量子力学始末的测量难题一直是物理学家和科学哲学家挥之不去的“梦魇”和“灾难”。

为了排除测量难题所带来的困惑，物理学家一直在努力寻求着合理的方案。

根据埃里则的研究表明，截止2005年有影响的量子力学诠释至少有13种之多［1］，但却没有一种诠释有足够的影响力和说服力能够成为量子力学测量难题的终极答案，因而对量子力学各种诠释进行梳理，挖掘出其本体论、认识论和方法论层面经验和理性的发展脉络，便显得十分重要。

经验与理性始终是科学发展中的一对孪生概念，二者在科学哲学中也经历了长期的角逐。

作为《中国社会科学》2012年第1期的拙文《量子力学多世界解释的哲学审视》的进一步阐释，本文认为测量难题的发展实质上也是经验与理性反复检验的过程。

一经验在量子力学中地位的衰弱经验在科学哲学中发挥着至关重要的作用。

尤其是在正统科学哲学学派逻辑经验主义那里，经验是检验真理的唯一标准，是判断认知有无意义的唯一手段；批判理性主义同样重视经验的作用，只有可以被经验证伪的理论才是科学的理论。

经验在科学哲学中曾占有绝对支配的地位。

测量是经验映射到自然科学中的具体表现之一。

在物理学史上，测量是一个经典的且意义深远的概念，同时又是科学家检验真理最常用的科学行为方式。

可以说，测量对物理学以及自然科学的发展有着不可磨灭的贡献。

经典物理学家通过测量准确地得出物理过程的实验数据和经验依据，并和物理学理论的预言完美吻合，在对客观世界的探索和对真理的追求中大步地向前迈进，在经典物理学的范畴内，测量一直扮演着一种直观、清晰、准确无误的桥梁和纽带的角色，连接着作为主体的观察者和相对于主体的研究对象【收稿日期】2011－10－21【基金项目】国家社会科学基金项目（10BZX023）；教育部新世纪优秀人才支持计划项目（KCET－08－0884）；教育部人文社会科学重点研究基地重大项目（07JJD720050）；山西省高校人文社科基地项目（2011303）；山西省回国留学基金项目（1105909）【作者简介】贺天平（1976－），男，山西蒲县人，山西大学科学技术哲学研究中心教授，研究方向为物理学哲学；卫江（1986－），男，山西运城人，山西大学科学技术哲学研究中心硕士研究生，研究方向为物理学哲学。

12即客体，使客观世界清晰地呈现于人类的眼前，形成了一种物理学大厦已被完美建构起来的假象，并造就了主客二分、因果决定等哲学观念。

在经典物理学语境下，无论是语义学中无歧义的测量概念，还是语用意义下的测量行为，都是自然科学以及哲学中追求真理不可或缺且不可动摇的理论和实践工具。

然而，量子力学的出现打破了经验和测量在科学哲学和物理学中占有绝对支配地位的格局。

量子力学诞生之初，依然继承了经验在科学中的神圣地位。

但是，很快科学家意识到测量难题并非是测量工具和手段的落后所造成的偶然问题，而是物理学研究的领域由以前的宏观尺度深入到量子层面的微观尺度所造成的必然结果，对认识论和方法论中经验的支配性地位提出了严重挑战。

首先，微观系统自身的不可经验性造成了量子力学本体论上经验的缺失。

量子力学的研究对象是微观客体，其自身的微观属性决定了量子力学的学科特性，即不可直接经验的特性。

经典物理学是以大量的可经验的实验或者物理事实作为理论基础的，失去了可经验的事实和实验，经典物理学就失去了赖以生存的根基，将土崩瓦解，这源自经典物理学的研究对象是宏观的、可经验的客观实体，从而造就了经典物理学家所持有的不证自明的经验至上原则。

然而量子力学的研究对象则是微观的、不可经验的客体，这对量子论初期持有经验至上原则的物理学家来说是不可理解的，以至于多位量子论的创立者（普朗克、爱因斯坦等）都曾经质疑过缺少经验支持的量子理论的科学性。

然而，在极度缺少经验支持的情况下，量子力学却势如破竹，迅速地成长为一个完整的、成熟的且极具影响力的学科。

面对完全无法经验到的微观世界，物理学家运用大量数学工具，建立起一套成熟的量子理论，包括多种不同的却很优美的形式体系，是量子力学成功的标志。

微观世界的规律可以由量子理论很好地说明，却不能被直接经验，这直接导致了经验在量子力学中地位的衰弱，不再像在经典物理学中那样占有绝对支配的地位。

无论如何，量子力学的成功已经明显地撼动了经验在科学中的地位，微观客体的不可经验性直接导致了经验在量子力学本体论上地位的衰弱。

其次，测量难题的出现在认识论层面宣告了经验地位的衰弱。

测量难题伴随着量子力学的诞生而出现，一直以来都是物理学家为之头疼的关键问题。

而测量难题的出现正是由于量子力学的研究对象无法被直接经验所造成的。

经典物理学家认识客观世界以及检验理论都是通过实验的手段，运用理论预测和实验结果的符合程度来判断理论的正确与否，这种真理符合论在经典物理学中没有什么问题，然而在量子力学中却完全失去了其应有的作用和价值，成为测量难题出现的罪魁祸首。

同时，量子力学数学形式体系先于理论诠释的认识过程对经验的作用和价值提出了严重的考验。

量子力学的诞生路径不同于经典物理学的发展路径，是数学形式体系先于理论诠释的，这种反常行为影射了经验在科学中支配地位衰落的命运，同时为测量难题的出现埋下了伏笔。

1925年海森堡、玻恩、约当在粒子性的基础上提出了矩阵力学，1926年德·布洛意和薛定谔在波动性的基础上提出了波动力学，两条不同路径的发展不约而同地运用了大量的数学语言和公式体系，1930年狄拉克用一个简洁且优美的数学形式体系融合了波动力学和矩阵力学，量子力学的诞生完全是始于数学形式体系的建立。

除了这些精通数学的物理学家对量子力学的建构之外，还有多位具有深邃物理眼光的数学家对量子力学形式体系的完善，1932年冯·诺依曼通过《量子力学的数学基础》［2］一书，用希尔伯特空间对量子力学的形式体系进行了进一步的完善。

经典物理学在宏观层面的发展已经达到相对完备的地步，经验的观察和物理数据的测量给物理学家提供大量研究与思考的经验材料，即使是需要复杂的测量仪器与操作过程，也是在宏观的可操作、可控制的领域进行，不会影响到被测量系统的动力演化过程，因此，经验观察和测量被赋予了崇高的物理地位和哲学意义；然而，经典物理学的测量仪器和方法对微观系统却无能为力，微观系统的不可直接观察和测量的特性给物理学家带来了极大的难题，测量为物理学家所带来的仅仅是用来检验数学形式体系演绎出来的结果，这种功能上和地位上的转变必然会导致经验观察和微观系统的种种不协调，于是经验观察的可靠性受到了科学家和哲学家的质疑，并引发了大量的物理学和哲学的争论。

最后，基于本体论和认识论的量子力学方法论的演变，彻底宣告了经验支配地位的衰落。

微观系统的特殊属性促使科学家和哲学家改变进行微观领域研究的方法论，从还原论发展到整体论。

经典的还原论伴随着经典物理学走过了漫长的统治过程，整体论伴随着量子力学的出现而变得更加突出，逐渐成为量子力学方法论的主流。

22还原论和整体论之争并不代表经验和理性之争，二者之间并不具有直接的对应关系，但是，却有着不可分割的关联，关系着经验支配地位的走向。

还原论主张把研究对象进行分解，在可经验的层面把特定的部分拿出来进行分析、理解，最后再将所经验各个部分整合，成为一个完整的实体或者理论，可见，经验在还原论那里是占有着绝对的支配地位。

整体论则不然，将微观系统作为一个不可分割的整体来研究，同时考虑所有具有影响的层面，在此过程中，经验、理性、逻辑、非理性等各种不同的认识论和方法论具有同等的重要地位，经验从此失去其特有的支配地位。

这种方法论的演变体现了整体性的优势，彻底宣告经验单一的、绝对的支配地位的丧失。

量子力学自身研究对象的微观特性构成了经验衰弱的基础，认识过程的特殊性否定了经验的绝对性地位，方法论的演变宣告了经验支配地位的彻底丧失。

从而，经验的绝对支配地位在量子力学中荡然无存，这为理性在量子力学中的恢复打下了基础，同时为经验和理性更好地在量子力学中融合、发挥强大的整体作用迈出了第一步。

二理性在量子力学诠释中的凸显在经验不能很好地解决问题的量子领域，理性便自然而然地成为科学家诉求的最佳对象。

理性是波普尔在批判理性主义中大力宣扬的方法，是科学哲学中重要的概念，也是科学家从事科学活动必备的能力。

理性的概念具有非常遥远的历史，从哲学诞生之时起，便有了代表理性的逻辑一词，因此有人将理性划分为逻辑意义上的理性、认识论意义上的理性以及实践层面的理性，［3］其中逻辑层面的理性也就意味着本体论层面的理性，实践层面的理性意味着方法论层面的理性。

量子力学的各种诠释理论的发展过程是物理学家和哲学家在不断追求对测量难题的求解过程，同时也是理性的作用和地位在量子力学中逐渐凸显的过程。

面对测量难题对经验的诘难，物理学家在不断寻求对量子力学的合理解释，将对测量难题的理性求解放到了极其重要的地位，并取得了很大的成功。

测量难题的出现和发展有其逻辑的必然性，科学研究的领域向微观层面深入，在经典的宏观理论术语和实验方法陷入困境的时候，科学家和哲学家面对问题并没有退缩，而是主动寻求各种各样的解决方案。

从爱因斯坦－玻尔的争论，到玻尔的量子理论被普遍接受，再到以玻尔为首的哥本哈根解释的没落，出现了多种各具特色、相互争鸣的量子力学诠释理论，体现了量子力学学科的发展与成熟，同时在更广泛的意义上体现了科学研究的视域以及实验方法的发展与成熟。

量子力学解释至今已经发展成为一个庞大的群体，各种解释理论都具有各自的特色和优势，也有各自不同的视域和方法，但是各个不同的解释理论都有一个共同的主旨：对量子力学形式体系进行理论诠释———即对测量难题进行合理的解决，以弥补人们对微观系统所缺失的经验信息和完善人们对微观系统在可接受层面的理解。

对科学问题进行理性求解，表现在多个方面，“随着当代自然科学越来越远离经验的发展，科学理论的构造、解释和评价问题便在科学哲学研究中愈来愈具有了突出的地位。