金觀濤：“客觀存在” 存在的條件 | 雙體實(shí)驗(yàn)室

雙體實(shí)驗(yàn)室接著《金觀濤：理性在困境中》《金觀濤：建構(gòu)主義的嘗試》《金觀濤：量子力學(xué)的黑箱解釋和魚龍混雜的哲學(xué)遺產(chǎn)》《金觀濤：對(duì)經(jīng)驗(yàn)可靠性標(biāo)準(zhǔn)的重新考察》《金觀濤：同一性疑難和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性》《金觀濤：我們?nèi)栽诨\中談?wù)軐W(xué)》系列文章給大家推薦金觀濤老師所著《人的哲學(xué)》第四章前兩節(jié)內(nèi)容。

我們通常認(rèn)為，世界是客觀存在的。在哲學(xué)上，對(duì)“客觀存在”的承認(rèn)與否是唯物論和唯心論的根本分歧，兩派對(duì)此存在絕對(duì)的對(duì)立。然而，金老師提出：客觀既非無(wú)條件地存在，也并非如唯心論認(rèn)為是人的虛構(gòu)，它只是需要滿足條件的“存在”。也就是說(shuō)，“客觀”在某些條件具備的情況下是“存在”的。判定“客觀存在”需要考察兩個(gè)事物是否無(wú)關(guān)，從而確定一方的“客觀”。

在這個(gè)判定過(guò)程中，我們無(wú)法忽視觀察者發(fā)揮的作用。什么是觀察者？我們?cè)撊绾味x觀察者？觀察者能全然理性地認(rèn)識(shí)事物嗎？依賴觀察者的存在和客觀的存在又有何區(qū)別？金老師認(rèn)為，人力圖成為近乎上帝的觀察者。

“客觀存在”存在的條件

文/金觀濤

本章一開始就碰到一個(gè)奇怪的問(wèn)題，我們竟然認(rèn)識(shí)為有必要去探討“客觀存在”存在的條件。在直觀的唯物主義哲學(xué)那里，客觀存在不需要條件，它是第一性的，是用于說(shuō)明其他一切的前提。而主觀唯心論卻視客觀為無(wú)意義。今天，我們終于可以超越長(zhǎng)期來(lái)這無(wú)望的爭(zhēng)論和對(duì)立，提出第三種觀點(diǎn)：客觀既非無(wú)條件地存在，也并非如唯心論認(rèn)為是人的虛構(gòu)，它只是需要滿足條件的“存在”。在某種條件下，它確實(shí)存在，在某些條件下，它又不存在。

首先我們必須準(zhǔn)確地定義什么是客觀存在？眾所周知，所謂客觀是指獨(dú)立于觀察者?！蔼?dú)立”的含義是兩者無(wú)相互關(guān)系。在科學(xué)上我們常說(shuō)兩個(gè)變量或事件是互相獨(dú)立的，其意義是說(shuō)，一個(gè)變量的取值不會(huì)影響另一個(gè)變量的取值。因此我們可以用兩組狀態(tài)是否相關(guān)來(lái)給客觀以一個(gè)準(zhǔn)確定義：當(dāng)某一個(gè)觀察對(duì)象(或集合)O(i)與相應(yīng)的觀察者b(i)所處的一切狀態(tài)(行為)無(wú)關(guān)，則O(i)可以認(rèn)為是獨(dú)立于觀察者b(i)的客觀存在。

必須注意，我們這里對(duì)客觀的定義與唯心論是不同的，在主觀唯心論看來(lái)，當(dāng)作為觀察者的我不存在，我對(duì)世界的所有知覺(jué)和印象都消失了，因而當(dāng)b(i)不存在時(shí)，O(i)是否受影響永遠(yuǎn)是一個(gè)不可知的問(wèn)題。如果我們總是停留在這種靠主觀思辨設(shè)制的魔障中，那么研究的深入是不可能的。

現(xiàn)在讓我們改變問(wèn)題提法，我們讓一個(gè)新的觀察者b(i)來(lái)研究觀察者b(i)觀察某一對(duì)象的過(guò)程。對(duì)于這個(gè)研究觀察過(guò)程的觀察者b(i)來(lái)說(shuō)，他顯然比觀察者b(i)高了一個(gè)層次。他如何判斷觀察者b(i)觀察的對(duì)象不是b(i)的建構(gòu)而是獨(dú)立于b(i)的客觀存在的呢？毫無(wú)疑問(wèn)他只能用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：這就是O(i)和b(i)是否相關(guān)。當(dāng)它們不相關(guān)時(shí)，O(i)就是獨(dú)立于觀察者b(i)的。我認(rèn)為，無(wú)論是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)封閉性來(lái)說(shuō)明視覺(jué)機(jī)制，還是建構(gòu)主義哲學(xué)分析，都恰好是用類似方法來(lái)研究客觀性問(wèn)題的，所以他們的出發(fā)點(diǎn)是科學(xué)的，而不是思辨的。

我們已經(jīng)詳細(xì)討論過(guò)，建構(gòu)主義在分析O(i)是否客觀之前，首先必須描述某一由觀察者b(i)和對(duì)象O(i)組成的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)當(dāng)然是對(duì)類似于b(i)這種更高層次的觀察者而言的。由于b(i)和認(rèn)知對(duì)象O(i)構(gòu)成封閉認(rèn)知結(jié)構(gòu)，而觀察者b(i)對(duì)對(duì)象的認(rèn)識(shí)是本征態(tài)，它必須滿足如下本征方程：

So＝F(So，b(i))

其中So為本征態(tài)，b(i)是和觀察者神經(jīng)系統(tǒng)有關(guān)以及其它規(guī)定這個(gè)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的參數(shù)。顯然b(i)發(fā)生變化，意味著整個(gè)認(rèn)知結(jié)構(gòu)改變，功能函數(shù)F形式必然變化，方程的解So也必然不同。這樣建構(gòu)主義推出，對(duì)于b(i)有關(guān)對(duì)象的認(rèn)識(shí)和b(i)本身結(jié)構(gòu)有關(guān)，所以純客觀是不存在的，人對(duì)一切的認(rèn)識(shí)都包含了人的建構(gòu)和發(fā)明。

十分有趣的是，這里，正因?yàn)榻?gòu)主義是用我上面提出的有關(guān)客觀性的定義來(lái)科學(xué)地研究獨(dú)立于觀察者的客體是否可以存在，雖然表面上，建構(gòu)主義得到了否定的即和主觀唯心論相差無(wú)幾的結(jié)論，但由于出發(fā)點(diǎn)不同，它又使我們可以超出主觀唯心論和建構(gòu)主義本身。因?yàn)槲覀兛梢钥疾爝@樣一個(gè)特定的命題：對(duì)于什么樣的認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)，O(i)可以和b(i)無(wú)關(guān)呢？這就是客觀性存在的條件。

表面上看，對(duì)于任何一種認(rèn)知結(jié)構(gòu)，只要它具有封閉性，那么它總是本征態(tài)，因而總是不能獨(dú)立于觀察者的。而人從來(lái)是在改造世界中認(rèn)識(shí)世界的，觀察者為了得到研究對(duì)象的信息，必須和研究對(duì)象耦合起來(lái)，對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象進(jìn)行某種操作(輸入)，然后收集有關(guān)對(duì)象對(duì)這一輸入的反應(yīng)(輸出)的信息，從輸出與輸入的關(guān)系來(lái)認(rèn)識(shí)研究對(duì)象。因此認(rèn)知結(jié)構(gòu)的封閉性無(wú)法打破。

其實(shí)，我們已經(jīng)簡(jiǎn)單談到過(guò)打破認(rèn)知結(jié)構(gòu)封閉性的辦法。我們?cè)赋觯?dāng)如下兩個(gè)條件滿足時(shí)，觀察者b(i)收到的信息已不再是這個(gè)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的本征態(tài)：

條件1：b(i)在研究某一對(duì)象時(shí)，使所有輸入保持恒定，即把我們?yōu)榱双@得信息的所有操作(輸入)保持固定不變，這樣可以中斷由b(i)和輸出之間的封閉性構(gòu)成的對(duì)輸入的連續(xù)變換。

條件2：輸入對(duì)研究對(duì)象的作用可以忽略不計(jì)，即作為觀察對(duì)象的黑箱狀態(tài)O(i)是與輸入不相關(guān)的變量。

當(dāng)這兩個(gè)條件滿足時(shí)，認(rèn)知結(jié)構(gòu)封閉性只是表面的，與b(i)耦合的黑箱變成一個(gè)由輸入和與b(i)無(wú)關(guān)狀態(tài)O(i)決定輸出的系統(tǒng)。這時(shí)本征方式不再滿足，b(i)收到的信息不再是本征態(tài)。這時(shí)我們可以認(rèn)為黑箱狀態(tài)O(i)與b(i)互相獨(dú)立，即是某種客觀存在。下面我們用嚴(yán)格的推導(dǎo)來(lái)證明這一點(diǎn)。

首先我們來(lái)考察一下，使所有的輸入保持恒定是什么意思？顯然，觀察者b(i)為了獲得黑箱信息，必須進(jìn)行某種輸入，我們用變量系{A(i)}來(lái)刻畫它。保持輸入為恒定無(wú)非是意味著我們?cè)趯?shí)驗(yàn)時(shí)控制{A(i)}為內(nèi)穩(wěn)態(tài)(圖4.1)。由于我們可以把內(nèi)穩(wěn)態(tài)集合{A(i)}等價(jià)于認(rèn)知結(jié)構(gòu)的某種參數(shù)集，這樣我們馬上可以發(fā)現(xiàn)，第一個(gè)條件相當(dāng)于我們?cè)谧瞿撤N特殊的受控實(shí)驗(yàn)，或者說(shuō)條件(1)只是說(shuō)我們必須用某種受控實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得對(duì)象O(i)的有關(guān)信息。

把圖(4.1)和圖(3.3)進(jìn)行比較，可以看到它們是相同的。而第二個(gè)條件(我們下面統(tǒng)稱為條件②)則意味著對(duì)受控實(shí)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步限定，它要求代表認(rèn)知結(jié)構(gòu)的參數(shù){A(i)}(或?qū)ρ芯繉?duì)象進(jìn)行觀察時(shí)的條件變量)不干擾黑箱狀態(tài)(或?qū)谙錉顟B(tài)的影響可以忽略不計(jì))。

我們知道，在大多數(shù)受控實(shí)驗(yàn)中第二個(gè)條件是不可能滿足的，雖然{A(i)}保持恒定不變，但由于{A(i)}和O(i)之間有互相作用，這種互相作用必定帶來(lái)O(i)狀態(tài)的變換。例如一開始{A(i)}對(duì)O(i)的影響使O(i)變到O(i+1)，而一旦黑箱狀態(tài)處于O(i+1)時(shí){A(i)}對(duì)它仍有影響。這種影響可能使O(i+1)變到O,(i+2)，一直變到某一個(gè)特定狀態(tài)O(k)，這個(gè)狀態(tài)就是{A(i)}和黑箱耦合時(shí)黑箱的內(nèi)穩(wěn)態(tài)(它是{A(i)}和黑箱耦合系統(tǒng)的本征態(tài))。這時(shí)觀察者b(i)得到的信息都是有關(guān)本征態(tài)O(k)的信息。顯然這個(gè)本征態(tài)是取決于{A(i)}的，而{A(i)}又是那個(gè)和b(i)耦合系統(tǒng)的內(nèi)穩(wěn)態(tài)，只要b(i)選擇不同的{A(i)}，馬上會(huì)影響O(i)，因此，這時(shí)黑箱的狀態(tài)必定和b(i)有關(guān)，我們?cè)谝话闶芸貙?shí)驗(yàn)中，不能說(shuō)黑箱狀態(tài)與觀察者無(wú)關(guān)的客觀存在。

但一旦條件二滿足，情況就不同了！條件二已規(guī)定了{(lán)A(i)}集對(duì)黑箱狀態(tài)O,(i)沒(méi)有影響(或影響可忽略不計(jì))。而我們?cè)谑芸貙?shí)驗(yàn)中已經(jīng)預(yù)先設(shè)計(jì)好了實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，使得b(i)只能通過(guò){A(i)}對(duì)O(i)發(fā)生影響，雖然{A(i)}是和b(i)有關(guān)的，但O(i)卻和{A(i)}無(wú)關(guān)，這樣就證明了0(i)與b(i)是獨(dú)立的，O(i)可以看作一種獨(dú)立于觀察者b(i)建構(gòu)的客觀存在。

上面僅僅是一種理論分析，在實(shí)際情況中，是否真的存在著滿足條件二的受控實(shí)驗(yàn)?zāi)兀咳绻@種受控實(shí)驗(yàn)根本不可能存在，那么建構(gòu)主義之籠仍無(wú)法突破。我們發(fā)現(xiàn)，至少在某一類受控實(shí)驗(yàn)中，條件二一定滿足，這就是觀察者之名符其實(shí)地去觀察“宏觀”對(duì)象——我們用光來(lái)照亮宏觀物體，然后根據(jù)反射回來(lái)的光來(lái)獲得研究對(duì)象的信息。

我們知道，要觀察某一對(duì)象，至少要用光來(lái)照亮它。當(dāng)我們控制輸入{A(i)}——即光的強(qiáng)度和頻率——為內(nèi)穩(wěn)態(tài)，并排除觀察者用其它途徑對(duì)被觀察物體進(jìn)行影響時(shí)，S表示觀察者收到的信息。顯然，b(i)可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于宏觀物體——例如月球——{A(i)}對(duì)它的狀態(tài)的影響可以忽略不計(jì)，因此他可以得到月球是不依賴于他的建構(gòu)的客觀存在這一結(jié)論。于是我們終于有可能突破建構(gòu)主義的局限，認(rèn)識(shí)到控制論更為廣闊的哲學(xué)基礎(chǔ)。

總之，我們可以在認(rèn)知結(jié)構(gòu)分析中建立一條新的認(rèn)識(shí)論原則。根據(jù)我在第三章提出的鑒別經(jīng)驗(yàn)可靠性的基本原理(它們也是建構(gòu)主義哲學(xué)的基礎(chǔ))：人只有在受控實(shí)驗(yàn)中才能得到可靠的知識(shí)，而對(duì)于受控實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)必然有滿足條件二和不滿足條件二兩種情況。只有當(dāng)它滿足條件二，客觀性必然是存在的。

人可以把客觀性當(dāng)作一種可靠而真實(shí)的基本經(jīng)驗(yàn)。因此我認(rèn)為在有關(guān)客觀性問(wèn)題上，無(wú)論是古典理性主義的唯物論還是建構(gòu)主義都犯了片面性的錯(cuò)誤，把局部當(dāng)作全體。建構(gòu)主義對(duì)認(rèn)知結(jié)構(gòu)封閉性的分析過(guò)于籠統(tǒng)，他們沒(méi)有考慮受控實(shí)驗(yàn)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)的關(guān)系，因而也不能將分析精確化，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這一條件，結(jié)果錯(cuò)誤地把某些觀察對(duì)象是離不開觀察者建構(gòu)這一結(jié)論推廣到一個(gè)全稱命題，這樣就給本來(lái)嚴(yán)格清澈的科學(xué)討論帶進(jìn)了主觀唯心論的濁流，因而也妨害了建構(gòu)主義者在控制論科學(xué)成果上建起一種真正合理的哲學(xué)。

我發(fā)現(xiàn)，精確地闡述“客觀存在”存在的條件，可以使我們理解為什么幾百年來(lái)古典理性主義會(huì)犯這樣的錯(cuò)誤：把在觀察過(guò)程中可以排除個(gè)別觀察者誤認(rèn)為可以排除一切觀察者。顯然，當(dāng)受控實(shí)驗(yàn)滿足條件二時(shí)，排除個(gè)別觀察者必定等價(jià)于排除任何觀察者，由于O(i)是不依賴觀察者b(i)的(由b(j)和b(i)等價(jià)，它也可以認(rèn)為是不依賴b(j)的)，則O(j)是不依賴任何觀察者的。因而O(i)不是觀察者的建構(gòu)而是某種純客觀。

我們知道，二三百年以前，當(dāng)近代科學(xué)剛剛興起時(shí)，當(dāng)時(shí)科學(xué)研究的主要對(duì)象還限制在力學(xué)和天文學(xué)，或者說(shuō)，當(dāng)時(shí)整個(gè)科學(xué)的軸心是力學(xué)和天文學(xué)。而在這兩個(gè)領(lǐng)域中，受控實(shí)驗(yàn)的確立完全可以滿足條件二。因而當(dāng)時(shí)的科學(xué)家自然可以認(rèn)為我們可以用排除個(gè)別觀察者的辦法來(lái)排除一切觀察者。哲學(xué)家沒(méi)有必要去嚴(yán)格地分清排除個(gè)別觀察者和排除一切觀察者之間微妙的差別，不加思考地把客觀性當(dāng)作整個(gè)哲學(xué)的基礎(chǔ)。一直到20世紀(jì)，科學(xué)長(zhǎng)驅(qū)而入到微觀世界，在有關(guān)電子、生物、生態(tài)、心理等領(lǐng)域(甚至某些化學(xué)實(shí)驗(yàn))中，條件二不再滿足，于是古典理性主義的錯(cuò)誤才暴露出來(lái)。這就造成了唯物主義哲學(xué)被近一個(gè)世紀(jì)科學(xué)新發(fā)現(xiàn)所震撼的局面。

什么是觀察者？

現(xiàn)在我們?cè)賮?lái)分析電子——月球悖論，一切就十分清楚了！據(jù)說(shuō)，把月球和蘋果相比較曾幫助牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律。但把電子和月球進(jìn)行比較卻使某些二十世紀(jì)物理學(xué)家犯了錯(cuò)誤。這里問(wèn)題的關(guān)鍵在于，觀察都能與月球和蘋果構(gòu)成同樣的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，因?yàn)橛霉庥^察它們帶來(lái)的干擾可以忽略不計(jì)。但觀察者與電子耦合起來(lái)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)卻和月球必然不同。

觀察者無(wú)論用光還是用其它儀器認(rèn)識(shí)電子時(shí)，由于{A(i)}對(duì)黑箱狀態(tài)干擾不可忽略，觀察者在受控實(shí)驗(yàn)中觀察到的必然是本征態(tài)。本征態(tài)和觀察者控制的條件{A(i)}有關(guān)，因此電子的狀態(tài)取決于觀察者b(i)對(duì)受控實(shí)驗(yàn)條件集{A(i)}(某種儀器)的選擇。當(dāng)觀察者b(i)在選擇某種條件時(shí)，電子的某種性質(zhì)(確定的規(guī)定性)確實(shí)是不存在的，但這個(gè)結(jié)構(gòu)對(duì)月球卻不成立。科學(xué)哲學(xué)家無(wú)條件地將電子推廣到月球，最后得到荒謬的結(jié)論。一旦我們搞清了客觀存在的條件，馬上發(fā)現(xiàn)月球和電子之間根本沒(méi)有什么悖論。這一切就如亞歷山大一刀砍斷那個(gè)哲學(xué)家解不開的繩結(jié)一樣，答案居然簡(jiǎn)單得出奇！

月球是不依賴于觀察者的客觀存在，這本是常識(shí)，在這個(gè)悖論中最難理解的是為何電子的性質(zhì)是與觀察者有關(guān)的。雖然我們之前對(duì)微觀粒子的本征態(tài)以及為何這個(gè)本征態(tài)依賴于觀察者對(duì)儀器的選擇作了詳細(xì)論述。這個(gè)結(jié)論人們聽起來(lái)總有巨大的荒誕感。人們情不自禁地要問(wèn)一個(gè)問(wèn)題：當(dāng)觀察者不存在時(shí)，或者當(dāng)我們不觀察電子時(shí)，電子是什么樣的呢？我們既然認(rèn)為電子是構(gòu)成一切原子和分子的基本磚塊之一，觀察者在某種程度上就是由電子組成的，當(dāng)觀察者不存在或不觀察時(shí)，電子的某些確定的性質(zhì)居然可以不存在，這不是十分荒謬嗎？

究竟什么是觀察者？我們對(duì)電子進(jìn)行某種觀察這是什么意義？長(zhǎng)期以來(lái)，哲學(xué)和形而上學(xué)都是從心靈、思維等思辨玄學(xué)的角度來(lái)定義觀察者的。而在我們的認(rèn)知結(jié)構(gòu)模式中，觀察者的真正面目開始暴露出來(lái)。雖然作為有意識(shí)、有情感、有思想的人很難有一個(gè)準(zhǔn)確的科學(xué)定義，但在由受控實(shí)驗(yàn)定義的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，我們說(shuō)電子的狀態(tài)依賴于觀察者的建構(gòu)卻有著清晰的意義，這就是指實(shí)驗(yàn)條件{A(i)}集合對(duì)電子狀態(tài)的控制作用。

因此，在這里我們又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)本來(lái)是十分簡(jiǎn)單的事實(shí)：觀察者的建構(gòu)作用實(shí)際上和選擇(維持)某種條件處于內(nèi)穩(wěn)態(tài)等價(jià)！因此，所謂討論電子某些狀態(tài)在不觀察它時(shí)不存在實(shí)際上只是說(shuō)，電子的某種性質(zhì)(確定的規(guī)定性)在某些條件不滿足時(shí)，必定不存在！

在120℃和一個(gè)大氣壓下水是蒸氣，而不可能是冰，在-10℃和一個(gè)大氣壓條件下水是冰，而不是蒸氣；純凈的水不能同時(shí)是冰又是蒸氣。通常人們可以看到冰與水蒸氣共存，這就因?yàn)樗鼈円巡皇菃谓M分系統(tǒng)，而是雙組份(水和空氣)或多組分系統(tǒng)。物理化學(xué)證明，如果容器中只有純凈的水，在確定的溫度壓力下(只要它們不是雙相共存的條件)，水只有一個(gè)相。酚酞在酸性溶液中時(shí)是無(wú)色的，在堿性溶液中是紅色的，在某一種溶液中酚酞不可能同時(shí)是無(wú)色又是紅色的。這些都是一些被視為常識(shí)的廢話。

其實(shí)，電子的動(dòng)量的確定性在某些條件下不存在，正如水蒸氣在某些條件下不存在一樣，它們符合同一哲學(xué)原理。電子某些規(guī)定性的存在依賴于觀察者的觀察這個(gè)結(jié)論聽起來(lái)很玄，其真正意義卻十分簡(jiǎn)單，電子具有某種確定的性質(zhì)是需要條件的，這就是{A(i)}集。因此，離開{A(i)}的存在談電子是什么就沒(méi)有意義，當(dāng)內(nèi)穩(wěn)態(tài){A(i)}變化時(shí)，電子具有什么性質(zhì)必然是不同的，當(dāng)兩個(gè){A(i)}集互不相容時(shí)，電子兩種性質(zhì)就不能同時(shí)作為確定的存在。

在日常生活中，人們?cè)缇褪煜ぴ谀承l件下，某物具有某一種性質(zhì)，而在另一種條件下，它可以具有另一種性質(zhì)。當(dāng)事物具有性質(zhì)A和具有性質(zhì)B的條件互相矛盾(互不相容)時(shí)，A和B是不能同時(shí)存在的，任何人都不認(rèn)為這里有什么荒誕的地方。但一當(dāng)把這個(gè)命題換成電子的動(dòng)量和位置，人們就覺(jué)得很奇怪了。

其實(shí)，電子之所以不可能同時(shí)具有確定的位置和動(dòng)量(這在量子力學(xué)中稱為測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系)也是出于同樣的理由。無(wú)非在這里作為存在的條件是復(fù)雜的測(cè)量裝置。我們只要去詳細(xì)地分析測(cè)量電子動(dòng)量和位置的裝置，確實(shí)可以發(fā)現(xiàn)它們互相排斥或互相干擾(不相容)。測(cè)量電子的動(dòng)量需要用法拉第圓筒，而測(cè)量電子的位置需用類似于讓電子束穿過(guò)一個(gè)確定的小孔(或用晶格來(lái)當(dāng)小孔)。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)條件本身就包含了對(duì)變量選擇的不相容！

總之，人們?cè)缇褪熘粋€(gè)事實(shí)，宇宙任何一種確定的具體事物的存在都需要條件，電子的存在也不違反這一人們熟知的原則。于是我們可以進(jìn)一步將其概括為一個(gè)最普遍的哲學(xué)公理——條件性公理。即：任何一種確定的規(guī)定性都是在某些條件下成立的。月球、太陽(yáng)、樹木、空氣等等一切存在都需要滿足特定的條件。無(wú)非對(duì)于象月球和太陽(yáng)這樣的天體，它們存在的條件是人們至今還不能加以影響，或者說(shuō)其存在的條件集不是人可以控制的變量。電子具有某些確定性質(zhì)的存在的條件則是人可以控制的。

在很多時(shí)候，客觀存在和依賴于觀察者建構(gòu)的存在的差別僅僅在于，那些代表客觀存在的事物存在所需要的條件觀察者至今尚不能控制，而那些依賴于觀察者建構(gòu)的事物存在所需要的條件是觀察者可以控制的變量！

在條件性公理看來(lái)，當(dāng)我們?nèi)?wèn)，人不觀察電子時(shí)，電子是什么？它處于什么狀態(tài)？它具不具有確定的位置和動(dòng)量？這并不是去問(wèn)那個(gè)無(wú)條件的客觀實(shí)在是什么(形而上學(xué)的直觀唯物主義經(jīng)常問(wèn)這類問(wèn)題，其實(shí)這個(gè)問(wèn)題是沒(méi)有意義的。正如你問(wèn)溫度不存在時(shí)，水是什么狀態(tài)？)，而是問(wèn)在自然條件下(不是我們?nèi)藶樵O(shè)置的受控實(shí)驗(yàn)中)電子是什么狀態(tài)；正如問(wèn)在自然條件下水處于什么狀態(tài)一樣！

因此，當(dāng)我們考察觀察者不存在時(shí)，被觀察的對(duì)象是否存在，它以什么狀態(tài)存在？這實(shí)際上只是在實(shí)行一種條件的變換。把人為控制的條件集{b(i)}變換成一個(gè)與人無(wú)關(guān)的自然條件集{N(i)}(4.2)。我們可以把一切條件的集合{C,(i)}分為如下幾類，一類是人不可控制的變量，一類是人可控制的變量，可控變量中又可以分為人正在進(jìn)行控制的變量(表明觀察者是在做實(shí)驗(yàn))集合{b(i)}和觀察者沒(méi)有進(jìn)行控制的變量。只有條件{b(i)}代表觀察者的建構(gòu)，而集合{C(i)}－{b(i)}＝{N(i)}就相當(dāng)于事物處于自然狀態(tài)的條件。當(dāng)我們問(wèn)當(dāng)觀察者不觀察電子時(shí)，電子處于什么狀態(tài)，實(shí)際上是把條件集{b(i)}轉(zhuǎn)化成{N(i)}來(lái)考察電子的狀態(tài)。

實(shí)際上，物理學(xué)家和化學(xué)家是經(jīng)常處理類似問(wèn)題的。例如在固體物理和量子力學(xué)(或量子化學(xué))中一大類需要回答的問(wèn)題就是求電子的定態(tài)——它們往往就是自然狀態(tài)。例如我們必須計(jì)算在原子核周圍、在某一類化合物中以及在某一特定的力場(chǎng)中電子的狀態(tài)。眾所周知這時(shí)物理學(xué)家必須首先去解如下本征方程：

Hψ＝ Eψ （4.2）

（4.2）式中H代表能量算符，ψ代表本征態(tài)——即電子可能處于的自然狀態(tài)并非一切具有確定能量的狀態(tài)都是電子的自然定態(tài)，下面我們馬上要證明，自然狀態(tài)是能量處于極小的狀態(tài)。E代表電子相應(yīng)狀態(tài)具有的能量。為什么求電子的自然狀態(tài)要去解(4.2)方程？我們已證明過(guò)方程4.2和通過(guò)某一儀器觀察電子時(shí)形成的自耦合系統(tǒng)的本征方程是等價(jià)的，例如(2.4)式等價(jià)于(4.2)式。

但我們必須指出，一談到儀器，人們就會(huì)下意識(shí)地想到人為控制條件，其實(shí)算符H的意義僅在于某一個(gè)宏觀系統(tǒng)(可以是儀器)和微觀粒子耦合起來(lái)的自耦合系統(tǒng)的功能算子，因此，H一方面可以看作儀器對(duì)電子作用的描述，同時(shí)又可看作電子所處的宏觀環(huán)境。

人對(duì)算符的選擇既可以表示人把電子放在人為的儀器中觀察，也可以代表我們確定電子所處的某種特定的環(huán)境(自然條件集{N(i)})。這樣根據(jù)(2.4)式，方程(4.2)的意義相當(dāng)于：我們用某種特定的測(cè)量電子能量的儀器對(duì)電子進(jìn)行觀察，控制電子處于本征態(tài)。但也可以說(shuō)電子的自然定態(tài)必定要從某一類特定宏觀環(huán)境的本征態(tài)中來(lái)選擇。電子的自然定態(tài)必定是具有確定能量的狀態(tài)。我認(rèn)為解這個(gè)方程正表示了自然條件集{N(i)}對(duì)電子狀態(tài)的限制。

為什么科學(xué)家要把具有確定能量的狀態(tài)當(dāng)作電子自然狀態(tài)必須滿足的第一個(gè)條件呢？其理由是深刻而又簡(jiǎn)單的。我們知道，某物處于自然定態(tài)一般都要求這個(gè)狀態(tài)處于能量曲線的洼之中(即能量極小)(圖4.3)，即要求這個(gè)狀態(tài)的鄰近狀態(tài)能量均比它高。因?yàn)樽匀粻顟B(tài)往往意味著系統(tǒng)和它存在的環(huán)境有著人不加控制的相互作用。如果系統(tǒng)不處于能洼之中，只要微小干擾就會(huì)使系統(tǒng)離開這個(gè)狀態(tài)，如果它不達(dá)到能量極小狀態(tài)，這種變換會(huì)在干擾作用下不斷進(jìn)行下去，這樣它就不會(huì)以自然的定態(tài)存在。

因此，為了求得電子的自然狀態(tài)，一定先要求出電子具有確定能量的狀態(tài)，只有算出電子在特定算符中具有確定能量的一切狀態(tài)后，我們才能對(duì)每個(gè)狀態(tài)的能量大小進(jìn)行比較，最后找到那個(gè)能量極小狀態(tài)，即求出能洼(例如圖4.3中的S(1)，S(2)，S(3)等)。因此，求電子自然狀態(tài)的第一步首先必定是解本征方程(4.2)。即必須把具有確定能量看作自然定態(tài)的必要條件，然后再在滿足必要條件的狀態(tài)中找到那個(gè)自然狀態(tài)。熟悉量子力學(xué)的人馬上會(huì)發(fā)現(xiàn)上述尋找自然定態(tài)的程序是量子化學(xué)家求電子云形狀以判定某種化合物能否存在時(shí)必須遵循的規(guī)則。

一般說(shuō)來(lái)，在量子力學(xué)中，由于算符代表儀器對(duì)微觀粒子的作用，它代表微觀粒子所處的宏觀環(huán)境，只要算符所代表的宏觀環(huán)境(或某種條件)不是人為選擇和控制的結(jié)果，它們相應(yīng)的微觀狀態(tài)ψ都代表自然狀態(tài)。只要寫出有關(guān)算符，就相當(dāng)于明白了電子存在的條件集，就可以用本征方程算出電子存在的狀態(tài)以及它有哪些確定的性質(zhì)。

總之，雖然量子力學(xué)的哲學(xué)家可以一再?gòu)?qiáng)調(diào)當(dāng)觀察者不存在時(shí)電子的某種性質(zhì)不存在，但這并不妨害量子力學(xué)整個(gè)內(nèi)容實(shí)際上都是討論某種和觀察者無(wú)關(guān)的客觀狀態(tài)。長(zhǎng)期來(lái)，量子力學(xué)科學(xué)內(nèi)容是以抽象的數(shù)學(xué)公理出現(xiàn)的，它一直沒(méi)法與哥本哈根的哲學(xué)解釋進(jìn)一步聯(lián)系起來(lái)。這也許是哥本哈根哲學(xué)解釋不夠深入和不夠清晰造成的。然而，只要我們認(rèn)識(shí)到觀察者的建構(gòu)實(shí)際上和對(duì)條件的選擇(控制某物存在的條件為內(nèi)穩(wěn)態(tài))等價(jià)，不僅籠罩著哥本哈根解釋的神秘的主觀唯心主義迷霧被驅(qū)散了，從而使得整個(gè)量子力學(xué)和科學(xué)成果顯得合理而清晰，甚至那復(fù)雜的數(shù)學(xué)公理也能得到簡(jiǎn)明的解釋。

本文節(jié)選自《人的哲學(xué)》第四章。為方便閱讀，本文在原文基礎(chǔ)上有刪減。相關(guān)學(xué)術(shù)討論，請(qǐng)參閱原文。配圖源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系后臺(tái)刪除。