物理学和哲学

物理学和哲学,哲学到底是否会有益于物理学的研究,作为物理学家是否应该读哲学书,拥有一定哲学素养等等。这些都是充满了口水的问题。

关于物理学和哲学,从历史上讲物理学起源于古希腊的哲学。古希腊和近代的德国是哲学思维最发达的两个地方,古希腊讲人应全面发展,德国讲知识是个整体系统。这在高度分工和专业化的今天,听起来都有点异类。再有就是著名德国物理学家海森堡写了一本很有名的书《哲学和物理学》,这些都是物理学可能和哲学存在某种内在联系的线索。


海森堡喜欢读哲学,他的父亲是古典学教授。他自小是熟读古希腊哲学的。那么古希腊哲学里的原子理论和海森堡构建的量子力学有何关系呢?

柏拉图曾经用数学-几何学构想了第一个“原子模型”,“水、气、土、火”四种元素是由两种三角形拼成的几种正多面体。海森堡很讨厌这种想象中的直观,貌似直观但无法和实验现象建立联系。

“我悲哀地发现一个拥有柏拉图那样的敏锐判断力的哲学家会屈服这样的空想。”

从这个意义上来说,海森堡是从背离柏拉图的哲学开始构建近代原子理论的。反其道而行,从跃迁法则,跃迁几率等实验可观测量出发构建量子力学,最终得到了量子力学的矩阵表示。


应当读哲学吗,或应当思考哲学问题吗,或人应当有一些哲学素养吗?恐怕很少有人会作出否定的回答。人多多少少要读一些哲学,多多少少应该思考一些终极问题,否则我们恐怕很难生存在这个世界上。从这个角度作为人的物理学家肯定是要读一些哲学的,但问题是哲学是否会有益于物理学的研究呢?这多少有点功利色彩。类似地,我们还可以问,读哲学书是否会有益于艺术创作呢?

有些艺术家会给出肯定的回答,有些艺术家会说这是扯淡,哲学和创作有什么关系呢。强悍的说法是在这里立刻打断说,你得到这一结论,不被这一问题困扰,本身就是需要有哲学素养的。傻呵呵地,对哲学一无所知就高喊哲学与创作无关其实是禁不住拷问的。相反,有一定哲学素养后,至少会不被这类问题困扰,经验告诉我那些说哲学与创作无关的人往往都深入地思考过这一问题。而使问题消解正是哲学的主要功用。

类似地我们会发现,爱因斯坦一会儿夸马赫是深刻的哲学家,一会儿又说马赫对自己提出狭义相对论没有直接的影响。那些希望能够从哲学书里面找物理答案的人更会斩钉截铁地说,读哲学对物理无用。能这么底气十足地说话的大多都是读过一些哲学的人,他们已能分辨哪些是哲学问题,哪些是物理问题,从而使自己讨论物理问题时不被哲学问题困扰,其实这已经是哲学素养对物理研究的帮助了,而这种帮助往往在最原初的问题上对人的帮助最大。


爱因斯坦对马赫的态度经历了一个转变,简单说就是从马赫对领取狭义相对论之思想先驱不感冒开始的。

马赫的冷屁股

哲学思维帮助引发原初物理问题的最好例子也许是爱因斯坦在EPR文章中对实在性的讨论,爱因斯坦对这一问题本身所采纳的哲学立场其实无关紧要,关键是爱因斯坦是从某种很哲学化的陈述出发,并熟练地把这一陈述翻译为某种物理陈述。爱因斯坦为什么能做很多原创性工作,和他的这 种工作方式有关,他能把泡利看来属于经院哲学式的讨论翻译为物理问题,并给出物理上的判据等等。当然他的具体答案可能是错的,但不能否认爱因斯坦确实给物理学带来了很多原初的问题和思维。可以说没有爱因斯坦,物理学的发展会因此而滞后10年甚至几十年,这正是我们认为爱因斯坦是最伟大物理学家的原因,而泡利这样的物理学家就只能称作是伟大的。爱因斯坦和所有其他20世纪伟大物理学家的区别何在呢?也许就在于他独特的工作方式吧。

换个角度物理学家具有哲学素养在上个世纪的欧洲并非个别现象,而是某种普遍现象。不管你承认不承认,工作于黄金年代的物理学家们普遍具有不错的哲学素养,受过良好的哲学教育。上世纪初的德国是最典型的,导致近代物理学诞生的一半左右的物理学家都是德国人。而德国在上世纪初哲学、物理和数学都有划时代的大师,按照德国的传统,知识是被看作统一的体系的,聪明的学生徜徉在哲学、物理和数学之间是很正常的。所以我们知道的那些德国大物理学家们他们当年都曾深受某个名教授的哲学影响,或有相当哲学素养。甚至亥姆霍兹这样的科学权威本身就是哲学家,类似地法国的彭加勒也是那个时代的大哲学家。

近代科学的重镇英国也是如此,虽然英国哲学传统上不同于欧陆哲学,重视经验,提倡实用等等。但这种态度也是哲学,而且恰恰就是近代哲学的特征,近代以来哲学如果用一句话概括,就是反形而上学。从这个角度沉默寡言的狄拉克也有不错的哲学素养,狄拉克本人及其著作可看作是对维特根斯坦所言“凡是不可说的东西,必须对之沉默。”的最佳诠释。 (有趣的是这两位都是学工程出身,维特根斯坦虽然是奥地利人,但后期主要在英国。)

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