我们的“物理学哲学研究”的核心理念，本文主要内容关键词为：物理论文,核心理念论文,学哲学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：N02 文献标识码：A 文章编号：1674－7062（2010）03－0001－07
我们的《物理学哲学研究》①，是笔者所主持的一系列“物理学哲学”研究项目成果的再总结，包括：（1）《哥本哈根科学哲学思想研究》（1990）；（2）《物理学哲学研究》（2000）；（3）《现代物理学前沿的哲学问题——规范场论的哲学意义》（2002）。
这项成果的得来，是与笔者所发起的武汉“量子哲学共同体”[1]（约从1998年算起）在开放的、多元主义氛围中的长期讨论和争论分不开的。这个“研讨班”取得了多赢的积极结果：与我结盟的武钢的赵国求研究员大大推进了他所创作的“量子力学曲率解释”；我的博士生团队得到了磨炼，完成了三篇物理学哲学博士论文，翻译出版了物理学哲学和物理学史专著等等；万小龙独立出版量子力学哲学专著，并且迅速成长为新的博士生团队和科学哲学学科的带头人，他的弟子已经完成和正在完成“量子力学多种解释”和“EPR悖论”的博士论文。
笔者研究科学哲学的基本纲领和口号是“分科化的科学哲学”。拉卡托斯说得好：“没有科学史的科学哲学是空洞的，没有科学哲学的科学史是盲目的”。遵此嘱咐，笔者主张将狭义的、本真的科学哲学所提供的通用原理，分别应用于物理学、生物学、计算机科学等等，与科学思想史所展示的各个学科的经验内容密切结合起来，依次做出物理学哲学、生物学哲学与计算机科学哲学乃至经济学方法论来，以为这样的科学哲学才是活生生的，有血有肉的。
笔者在科学思想史著作《科学思想的源流》[2]中曾经提出，古希腊自然哲学为近现代科学和科学哲学留下的思想遗产，主要可以归结为原子论、毕达哥拉斯主义和有机体论或目的论的自然观这样三大研究传统。原子论纲领主张“世界以‘不可分粒子’为基元”的观点，一直处于强势地位。与此相互竞争的“场论”思想纲领，即“世界以连续物质为基质”的“以太自然观”纲领在历史上曾经处于弱势地位，但是潜力极大。最终，量子场论以“生成与湮灭”的方式终于将“粒子论”与“场论”融合了起来。原子论思想和毕达哥拉斯主义传统[3]对近现代科学的建立发挥了巨大的作用，然而目的论自然观却在相当长时期内基本被排除在科学之外，不过由于20世纪中叶系统科学的兴起它终于又重新复活了。
如果在“分科化的科学哲学”的视野中进行比较分析，用总体性观点对诸“分科”的核心理念进行定性和定位，那么，我们物理学哲学研究纲领的核心理念在于，科学实在论与毕达哥拉斯主义这样两种理念的整合。笔者在《规范场论的哲学探究——它的概念基础、历史发展与哲学意蕴》[4]中已经提出这一点。我们是科学实在论者，深信成熟的科学理论中的科学定律所表征的正是物理世界的近似真理。无论原子论传统下的“粒子本体论”或者场论传统下的“场的本体论”都不违背科学实在论（而且两者可以融合）。同时我们又深信，物理世界基本结构及其相互作用的奥秘都深藏于数学和谐（尤其是基本对称性，既包括外部对称性，也包括内禀对称性）之中。
笔者在《生物科学的哲学》[5]中提出的核心理念是，整个生物学哲学的奥秘在于能阐明自组织演化规律的系统科学，系统科学是生物学理论背后的元理论，经过复杂性系统科学重新解释的“目的论自然观”对于理解生命现象有特殊价值。在这总纲领之下，相互竞争的诸子纲领（如渐变说与灾变说，生存竞争与协同合作等等）应当互补地进行整合。
与上述思想一脉相承，笔者在《计算机科学哲学研究》[6]和《计算机科学哲学研究的核心理念》[7]中提出，毕达哥拉斯主义和有机体论或目的论自然观的整合，将是理解计算机科学哲学奥秘的一把金钥匙。这是新纲领的核心理念，并与这一领域中的“计算主义”（弱论题）相呼应的。人工生命、机器智能等等都能在这一框架中得到合理解释。
以上是在“分科化的科学哲学”的视野中，用总体性观点阐明我们的物理学哲学的核心理念。以下则是具体论述本研究课题各部分的基本思想要点：
1.近代科学革命新解——从伽利略、笛卡尔到牛顿。笔者虽然十分推崇拉卡托斯的科学史与科学哲学相结合的“内史”观点，但是又以关注“科学的社会历史因素”的“外史”观点来补充：（1）在科学史家A·柯依列《伽利略研究》的思想启迪之下，通过对比伽利略与牛顿、笛卡尔与牛顿的思想关联，就他们对近代科学革命的不同贡献，作出新的“社会建构”意味的解读。（2）我们认为，以往的近代科学革命史存在一种夸大伽利略、弱化笛卡尔的历史作用的错误倾向，这种倾向直接揭示了科学史被“异化”这样一种事实。（3）从哲学背景角度说，这种夸大或弱化（“异化”）与欧洲哲学史上英国经验论传统与欧洲大陆唯理论传统的对立直接相关。（4）进一步深入说，科学史的“异化”源自哲学、心智、地域、媒介、政治上的偏见，而这些偏见在深层又折射了科学历史以及科学的社会建构性。
2.物理学史上的毕达哥拉斯主义研究传统。（1）在科学哲学中，其要旨是，认为物理世界的奥秘在于数学和谐或基本对称性。（2）通过科学史的考察表明，追寻数学和谐与基本对称性的思想，不仅对近代天体力学中行星运动定律的发现有决定性意义，而且对理解现代原子光谱学、相对论、规范场论和粒子物理学等都有启示价值。（3）伽利略的话被看做毕达哥拉斯主义的宣言：宇宙这部宏伟的书是用数学语言写的，它的文字是三角形、圆以及其他几何图形。（4）在近代科学中，开普勒行星三大定律的发现应当看做毕达哥拉斯主义的胜利，因为正是追求宇宙数学奥秘的思想，才引导他最终成功地使用数学语言、公式来表述物理世界的定律。（5）韦斯科夫在《20世纪物理学》中说：毕达哥拉斯的观念在氢原子光谱线中再生，“天体谐音”又重新出现在原子世界之中。（6）海森伯在《20世纪物理学中概念的发展》中强调说，现代物理学中的“粒子”，不是德谟克利特的原子，却是基本对称性的数学抽象。（7）爱因斯坦很想把握“宇宙设计”的基本思路，而不是枝节问题。大部分物理学家都追随爱因斯坦的理性主义思路。自然的基本设计是“寻求内在的对称性与和谐之美”，这一信念已经深入物理学家们的骨髓。（8）直至超弦理论——宇宙的琴弦，大自然的琴弦，仍然是毕达哥拉斯式的琴弦。
3.解读狭义相对论的思想渊源。（1）从科学思想的历史渊源和深层哲学根据的视角来分析狭义相对论。爱因斯坦的深层思想是一贯的：坚信物理世界的建构应当遵循和谐秩序的原则，坚信“自然定律的普遍有效性，应当不随坐标系变换而变”的哲学理念，从狭义到广义相对论的进展，这始终是探寻新理论时最重要的启发性原则。（2）爱因斯坦独具慧眼，他用“理性的眼睛”洞察到：如果电磁学的麦克斯韦方程组只对“以太”这个绝对参照系才有效，则就违背了相对性原理。大自然绝不允许这样做，不允许破坏和谐秩序！伽利略的相对性原理已经表明，力学规律对一切惯性系都同等有效，不随参照系而变；那么，电磁学规律也应当如此。（3）如果真有“以太”这个绝对参照系，那么就可以在地球上测定“以太漂移速度”。可是，实验反复所得到的只是令人意外的“零结果”。对此，经典物理学旧体系的竭力维护者和激进的革新者作出了完全不同的反应和解读。（4）爱因斯坦与洛伦兹及彭加勒存在根本区别：尽管在相对论的先驱者中，率先提供数学表达式的是洛伦兹，率先找到普遍原理的是彭加勒，可惜他们最终还是没有摆脱旧观念（“以太”、绝对参照系等）的束缚，未能把工作进行到底。洛伦兹可说是旧理论体系中技艺最精湛的修补匠，“长度收缩”、“局域时间”都是应付反常的绝妙之计，可惜只是限于特设性假设。然而，在相对论革命家爱因斯坦那里，则另有一番景象，“同时性是相对的”成为突破口，彻底批判绝对时空观，摧毁其核心原理，确立了“光速不变”和“狭义相对性原理”等全新的第一原理，“长度收缩”、“局域时间”都真正成为从第一原理导出的自然结果。
4.解读广义相对论的思想渊源。（1）爱因斯坦坚信物理世界的和谐秩序原则，坚信“自然定律的普遍有效性，应当不随坐标系变换而变”。对于惯性系是那样，推广到非惯性系也应当是那样。在进行推广时，架构的桥梁是等效原理和广义协变性原理。（2）分析广义相对论的创立过程中，新物理思想与新数学工具之间的能动相互作用。特别是一旦认识到在弯曲时空中必须采用“柔性标尺”，也就借助于黎曼几何与张量分析工具取得了关键性的突破。（3）马赫对绝对时空观的大胆怀疑和有力批判，给予爱因斯坦无穷的启发性力量。通过对“马赫原理”的重新解读，还可以看出它对寻找广义相对论的引力场方程的启发性作用。（4）从新的角度讨论了广义相对论时空观，指出引力场的时空相对性之中仍包含着某种绝对性。探讨了爱因斯坦与马赫的相对性纲领的微妙差异，分析了物理上广义相对性与数学上广义协变性的区别与联系。
5.海森伯与量子革命。（1）量子革命是20世纪三大革命之一。慕尼黑学派、哥廷根学派、哥本哈根学派这三大学派在量子革命中起决定性作用。这些不同的学派、科学共同体各有各的特色，各有各的研究纲领、方针路线和战术部署。（2）索末菲：史称“量子工程师”，他所领导的是慕尼黑学派。纲领性目标是，根据有关原子光谱的最新实验数据，运用精致的数学技巧来改良玻尔的原子模型，属于量子革命前夜的改良派。该学派的特色是量子光谱学；启发性思想方法：毕达哥拉斯的数学和谐。（3）玻恩：史称“量子数学家”，他所领导的是哥廷根学派。哥廷根的氛围相当于数学王国。初级阶段（1922年）推出的“行星原子力学”纲领仍然是改良主义的，即企图弥补玻尔理论的缺点，建构一个在逻辑上更一致又在数学上更严密的行星原子模型。该学派的特色是微扰方法；启发性思想方法：类比天文学的摄动方法。（4）量子危机孕育着量子革命。旧量子论的反常事实层出不穷，各种特设性假说、权宜之计都无补大局。1924年进入新阶段，为了摆脱危机，玻恩终于下决心提出革命性纲领：要求建立全新的公理化量子力学，拥有自己的基本运动方程，原子客体的一切性质可以从这“第一原理”自然地推演出来。（5）玻尔：史称“量子哲学家”，他所领导的是哥本哈根学派。这里所谓的“量子哲学”，不是思辨的形上学，而是从量子物理学实际内容中提炼出来的最普遍的原则性问题，但决非技术性的细节。玻尔所特有的是，对于物理学概念的整体性把握和哲理性思考。哥本哈根学派的特长有：一是以辐射量子论作为范例；二是对应原理的熟练应用，即以量子－经典类比为指针，来寻找新定律、新公式。（6）海森伯从“量子工程师”索末菲那里学到了物理学，从“量子数学家”玻恩那里学到了数学，从“量子哲学家”玻尔那里学到了哲学。他是慕尼黑学派、哥廷根学派与哥本哈根学派这三个科学共同体联合培育的结果，具有人才学意义上的“杂交优势”，因此能成为量子革命的先锋与主将。[8]
6.玻尔的互补性哲学之真谛——一种量子力学的科学哲学。[9]（1）玻尔早年所接受的独特的辩证思维教育：每个人进入智慧之门都有特殊的途径，玻尔并不例外。丹麦哲理诗人摩勒的小说，采用轻松而幽默的方式表述了黑格尔的“反思辩证法”，居然对青年玻尔的哲学理解力起到了顿开茅塞的决定性作用。（2）以老玻尔克里斯蒂安为轴心，有一个喜欢自由争鸣的生理学家共同体，“机械论与目的论”的关系之争成为他们的热门话题。这件事无论就“喜欢自由争鸣”习性的培养，或者是日后对“互斥又互补”的关系的理解上，都对青年玻尔的心灵具有潜移默化的作用。（3）通过好友罗宾，玻尔了解到詹姆斯《心理学原理》中关于“思想流的整体不可分性”和“自我”与“非我”划界的相对性。这些概念对于理解量子世界的本性，具有启发性价值。（4）对于互补性独特的物理内涵，恐怕许多人都没有抓住其要害。那么，其特异性究竟何在？最本质的特征究竟何在？从前，在对宏观世界的处理中，“主体＝观察者”与“客体＝被观察者”，两者可以严格划分。前提是经典力学有两种理想化：“观察”——不会对客体产生真正的干扰；“物理客体”——可以与外界的相互作用隔绝（原来是什么样就什么样，可以严格界定其孤立状态）。现在，在量子力学对原子世界的处理中，相互作用不可忽略，观察者与被观察者的两者关系已经变得难分难舍，“既相互排斥，又相互补充”的了。换句话说，观察者（主体）与物理系统（客体）划界虽然仍是必不可少，但由于相互作用和量子纠缠无所不在，绝对的孤立状态并不存在，严格划界不再可能。（5）互补性与一般辩证法的联系：尽管“互补性”概念来自对量子世界本性独特的“互补又互斥”或“相反相成”的抽象，但它一旦从量子力学语境中抽象出来它也就获得了普遍意义。重要的是，这种“互补又互斥”以科学的精确性来刻画，没有任何逻辑矛盾。（6）对罗森菲尔德互补性辩证法研究的再分析。玻尔的密友罗森菲尔德从辩证哲学观点出发，就互补性与经验的关系、量子规律的几率特征、互补性与决定论的关系、互补性与客观性、科学实在论以及互补性本身的界限等六个方面，为互补观点作出了有力的辩护。在此基础上，我们再分析并集中地阐发了玻尔思想中的辩证法内涵。（7）罗森菲尔德所说的“互补性是量子力学的毕加索艺术”，言无虚发，它不只是一种隐喻，而且还是形象化模型。实际上，毕加索的立体主义让人物的正面、侧面或背面互补起来，奇特地结合成整体，这与玻尔的互补性的语义模型（即“黎曼面模型”）确实很一致[10]。
7.因果与机遇或决定论与非决定论的两极张力——从玻尔、玻恩到玻姆。（1）对玻尔的因果观分析的再分析。决定论描述是经典物理学体系和相对论的基本特征，量子力学虽然抛弃了完全的“决定论描述”，但保留了“因果性要求”。“互补描述”将成为量子领域刻画新型因果关系的概念构架，经典描述方式则退缩为它的一种极限情况。决定论描述，因果描述，概率描述与互补性描述，各自都可以有其确切的分析性定义。（2）玻恩的因果观：量子世界是因果与机遇联合支配的；量子粒子具有内禀不确定性，几率解释应当是终极解释；机遇律是终极律，即最基本的自然律。从某种意义上说，几率、机遇的概念比因果更为基本。（3）玻姆的量子势因果观又超越了前人：自然界存在“质的无穷性”，根本不存在终级自然律，而且每一层次都突现独特的规律。因果性只是必然性的特殊形式，即相对的必然性。尤其值得赞赏的是，偶然性被认为总是出现在多种不同因素、可能趋势的交叉点上，而其中每一分支仍然是一条因果链。量子势因果解释乃是最彻底的因果性解释的一种表现，它是因果决定性与概率统计的某种整合。它在物理上有清晰的直观模型；在哲学上有明确的本体论基础。（4）科学哲学家卡尔·波普尔的因果观：人类理性需要完全的偶然性和完全的决定论之间的某种中间物，即处于完全的云（“云”象征不确定性）和完善的钟（“钟”象征确定性）之间的某种中间物。（5）我们的因果观，是以上各家之言中合理要素的整合，可称为“非完全决定论”。我们主张，“作为自组织系统的世界，在整体上是由因果律与机遇律共同决定的”。关于偶然性，值得一提的是，我们的新论点在于强调，偶然性是客观的，它被看做自然本体运行的一种内在机制和基本方式，因而具有相应的本体论地位[11－13]。
8.充实的真空观（a plenum view of the Vacuum）：量子场的实在论与生成辩证法。（1）回顾了科学思想史上场论与粒子论纲领之间的对立竞争，肯定了亚里士多德和笛卡尔关于“虚空不可能”、“连续的充实”和反超距作用观点的积极含义。（2）在量子场论多种解释中“场的实在论”和曹天予的“结构实在论”（知识论版本）最有合理性，其结构甚至还可以有形象模型（如双缝量子势分布图）。但是，法兰奇的取消“实体”而以结构为终极本体的“形上学的结构实在论”则是不可接受的。我们认为，无形无象的场物质才是终极实体、第一性实在，结构或概念之网的节点则无法胜任此重任。（3）爱因斯坦首先发现“场的实在性”的深刻内涵，从而认识到“以太”、空间、真空与场，四个名称所指称的是同一个物理实在。（4）狄拉克的量子真空图像，初步揭示了微观物理世界中场与粒子的相互作用和相互转化，即初步揭示了场量子的生成—湮没的辩证法。
9.再论量子场的实在论与生成辩证法——从生成论与构成论对比的眼光看。（1）生成论和构成论是两种相互对立的哲学观，量子场论的“产生”、“湮灭”概念真正的逻辑基础在于生成论。（2）虚粒子“跃迁”假说只是一种过渡时期的特设性假说，是从“粒子本体论”转换到“场的本体论”的前奏曲。它对构成论、粒子论的背离并不彻底。若挖掘其背后深层次的预设，结果居然是：粒子仍然被看做是第一性物质，它本身是永固不变的，只是通过“跃迁”，既可以显现出来，也可以隐藏起来。（3）然而，一旦正式进入量子场论的语境，用真正建立在生成论基础上的“场的本体论”立场去替代“粒子本体论”，库恩所说的范式转换和科学革命就真正发生了。在新的眼光下，一切都变了，场才是第一性实体，粒子只是派生的，是可生可灭的。“产生与湮灭”这才成为名副其实的科学概念。（4）真空不空。由于真空相当于一个粒子也没有，因此“粒子本体论”不可能成为“真空”的逻辑基础。又由于真空是连续的充实（plenum）而不是空无一物，换句话说，“真空不空”，这就成为确立“场的本体论”的转机。（5）这里的目的就是要在前文分析的基础上，对由量子场论所蕴含的场的本体论、结构实在论（知识论版本）和生成辩证法思想，以及概念革命的主要历程作一种更加深入的补充分析。笔者发现，在认知的中间阶段作为权宜之计的特设性假说，也具有独特的认识论意义。
10.EPR悖论、量子远程关联及其判决性实验。（1）EPR悖论是量子力学领域中的一个著名悖论：爱因斯坦等人借助于理想实验和极为精致的EPR论证，结果发掘出了量子力学背后在元理论层次的奇特的“非定域性假设”，从表面上看，显然违背了相对论的定域性要求。（2）从逻辑上看，所谓悖论是：从“公认正确的背景知识”出发，通过“精密无误的逻辑推导”，最终推出了违背共识的奇异结论。悖论的正确定位是一种语用现象，它总是相对于特定时代的背景知识的。悖论产生的要害或根源在于，背景知识是“有缺陷的”却又被公认为正确的。（3）所谓判决性实验，是要对相互对立的假说或理论作出生死判决，给一方决定性支持，给另一方决定性反驳。其实它也是相对于特定时代的背景知识的。贝尔不等式的实验检验属于“判决性实验”的范畴，其目标是想判定在EPR悖论之争中谁对谁错。（4）纽拉特的“船上修船”与波普尔的“沼泽地”隐喻都生动地说明科学理论可以有相对可靠的经验基础。同样道理，“可错的背景知识”有资格成为“判决性实验”的相对可靠的逻辑基础，因此判决性实验的判决效力也是相对确定的。（5）那么，在EPR悖论之争中，爱因斯坦与玻尔究竟谁对谁错？在分析中我们得出了也许令人意外的结论：量子整体性或远程关联性是前所未有的新颖真理，当然不容忽视，但是在另一方面，爱因斯坦想维护实在论和非超距作用并不错。矛盾如何消解？（6）我们的最新思路是，采用并引申发挥关于“全同粒子相对可分离的整体性”的理念（参考万小龙观点），来消解EPR悖论疑难。用“相对可分离的个体性”来解释和捍卫弱化了的爱因斯坦“定域实在论”（弱化到与量子力学不相矛盾的程度）。我们说，在量子领域全同粒子的“个体性”并没有完全丧失，粒子还是相对独立的粒子，仍然在很大程度上具有定域性。这就是“定域实在论”相对有效的根据。然而，这种定域性并不彻底，个体性（弱个体性）也不彻底，相反，整体性则体现在量子态的全域相关性上。因此，这种有限定的个体性／定域性，也就并不真正排斥远程关联，看起来水火不容的定域性条件和非定域性结果之间也就可以协调起来了。悖论问题也就得以解决。[14]
11.量子消相干是否还原论的终结？（1）量子纠缠导致量子整体论：两个甚至更多的量子系统的态能够互相处于称做量子纠缠的叠加态之中。在量子纠缠下，多个量子系统组成为一个整体。（2）消相干理论其实就是有关环境对物理系统的影响的研究。量子系统与经典系统不同，无法建立起过分理想化的隔绝模式，因为系统与热库的相互作用再也不能忽略。（3）量子消相干在哲学上也为整体论、突现论带来了新的支撑。从表面上看，“量子消相干”即量子纠缠的消失，正好是“量子纠缠”的反题。为什么也支撑了整体论呢？其实，量子消相干就是量子系统的纠缠态与其外在环境（常被人理解为一种经典系统）的纠缠，只是扩展了的纠缠性而已。由此，有关量子纠缠导致量子整体论的主张，同样可以适用。（4）不过，量子消相干所导致的整体论是存在适应范围的，在超出微观量子领域的宏观世界，量子整体论未必具有普适性；而对于量子消相干所引发的突现论也有可能受反驳的余地。（5）整体论与还原论的关系决不是非此即彼的。整体论的旗开得胜，并不意味着还原论已经简单地被抛弃了。其实，消相干自身的理论创建进路，仍然蕴涵着还原的进路，尤其是“问题还原”的研究进路。
12.规范场论的研究纲领述评——按照毕达哥拉斯模式解读。（1）物理世界的基本结构及其相互作用的奥秘都深藏于数学和谐的规律之中，但这种数学和谐并非人为的而是世界本身所固有。（2）这种整合型的毕达哥拉斯主义的基本理念，分别体现在现代物理学的三大研究纲领之中：①第一个纲领：物理学的几何化纲领。根据这一纲领，引力场弯曲空间的奥秘需要通过黎曼几何、微分几何与张量分析来解读。黎曼关于“度规、距离法则决定了一种几何学”的思想，对于广义相对论的创建有着特殊的启发力。正如爱丁顿所指出，物理世界的自然几何就是黎曼几何。②第二个纲领：量子场论纲领。根据这一纲领，场理论的“产生和湮灭”算符，能方便而精确地表征和重构相关的微观作用机制；“场的本体论”和“生成辩证法”思想同时得到体现。③第三个纲领：规范场论纲领。根据这一纲领，自然界四种相互作用的奥秘都深藏于“规范对称性”之中。第三纲领相当于前两个纲领的整合。在“规范不变性”的思想中所体现的“变中不变性”是，客观的物理事件独立于我们所选择的描述框架，即物理学规律具有某种深刻的内在不变性。从爱丁顿所要求的“世界结构的几何”的眼光看，杨振宁规范场论这一物理学理论在几何上的根本特点，就在于“外部时空”与“内部空间”的整合，恰与陈省身微分几何中的“纤维丛”不谋而合[15]。
13.超弦——物理世界的琴弦。（1）超弦理论的基本思路：超弦乃是宇宙万物结构与功能的最小单元，即超级微小尺度上振动着的一根闭合的弦或环。日常生活中的琴弦都有共振频率，弦所倾向的振动频率，即所听的各种音调与和声。现在，超弦理论里的弦也将会有类似的性质，各种“基本粒子”实质上都可归结为振动着的超弦的不同形式。（2）古希腊的毕达哥拉斯学派认为，自然界的秩序之所以富有意义，是因为自然规律中包含着数学核心，并认为音乐的和声与弦振动的数字规律相关，就是其鲜明而典型的证据。（3）从古希腊原子到粒子物理学的夸克是科学认识的巨大进步。（4）古希腊的原子论：物理世界上复杂多样的事件，从根本上都可以用原子的不同排列和运动来解释，正如无论古希腊的悲剧或喜剧都是用24个希腊字母写成的那样。（5）现代原子论：1913年玻尔提出量子论的原子模型，1932年发现中子，就即产生原子核＝质子＋中子的模型，两者相结合，全部元素的原子可归结为小型太阳系；电子、质子、中子被看做基本单元。到1964年盖尔曼提出夸克模型，进一步认识到质子、中子是由夸克所组成的。原来，夸克和电子（轻子的代表）成为宇宙的基本砖块。（6）四种基本的相互作用。自然界所有各种相互作用都可以还原到四种最基本的力：引力、电磁力、强力与弱力。上世纪60～70年代格拉肖、温伯格、萨拉姆为建立电弱统一理论作出贡献，于1979年分享诺贝尔奖。此后的大统一理论，则要将电磁力、弱力和强力进行整合。其成功的关键在于，它们应满足规范对称性SU（n）。例如有探索SU（3）和SU（5）对称性等各种尝试。（7）根据毕达哥拉斯主义的理念，抽象的数学对称性对于揭示物理世界的奥秘往往有示向作用，因此探索新的对称性已经成为一种重要研究手段。1968年，从纯粹数学角度发现富有对称性的欧拉函数一下子就描述了核内强力的大量性质。到1970年，南部阳一郎等人就揭开了其中所隐含的物理奥秘。原来，欧拉函数只是微观弦振动的数学表示。弦好比两个夸克小球之间的橡皮筋，但橡皮筋比两端的夸克更重要（这就是超弦观点与粒子论的区别所在）。（8）第一次超弦革命：1984年，格林与施瓦兹在奠基性论文中创建了超对称的十维弦理论，现在简称为超弦理论，曾让早期弦理论困惑的矛盾可以消解。进一步研究表明，以往标准模型的许多特征，在统一理论中将会作为逻辑的结果而推导出来。对称性原理，对把握宇宙结构之奥秘提供了富有洞察力的工具。第二次超弦革命：在后来的超弦修订版中，惠藤的超弦理论最为引人注目，在他的“对偶性”研究进路的指引下，五个不同的超弦理论有望统一。[16]
14.量子逻辑概述。（1）就量子逻辑的内涵、历史演变、数学背景、形式系统的基本框架、几个典型类别，以及所涉及的争议进行一些梳理和评论。（2）量子逻辑的基本内涵。量子逻辑是一种新的非经典逻辑，它在语义和句法上由一种独特的代数结构所确定。量子逻辑不是直接言说量子世界的，而是关于量子理论的语言逻辑。尽管如此，它的逻辑联结词、基本命题及其关系的演算，都以有关希尔伯特空间的科学推理为原型，归根结底都以量子实体的行为和量子世界的经验内容为背景。（3）与经典的逻辑代数不同，量子逻辑（以冯·诺伊曼版本为代表）作为一种非经典逻辑，其根本性特征在于：它不遵守分配律和交换律。然而，却有适合于“非分配格”的、新的较弱的“律”和规则起支撑作用。（4）三值量子逻辑的历史渊源可以追溯到1908年的布劳维，1920年的卢卡西维奇以及1931年的查维尔斯基。不过，直至1944年，赖欣巴赫才成功地发展了三值量子逻辑。（5）1936年伯克霍夫与冯·诺伊曼发表了《量子力学的逻辑》，这标志着量子逻辑的正式诞生。其目标是要在格论基础上找出那些内蕴于量子力学、并且迥异于经典逻辑的逻辑结构。（6）其中提出一个定理，认为内含1和0的希尔伯特子空间集及其运算形成了一个“正交补格”，它不可分配、不可模化、不可类模化。这样就为量子命题逻辑奠定了初步的基础。然而，当时格论本身还不够完善。（7）1957年，马基在物理上以“可观察量”和“态”作为原始概念，提出每一个量子系统都对应于格论中的“半序的正交有补集”。那时，数学上“正交模格理论”的发展已经得到完善。正是这种更加精细化的“正交模模型”，现已发展为普遍认可的一种量子逻辑的基本结构模型，意义极为深远。（8）在量子世界里，非决定性和不确定性成为本质的和不可或缺的角色。不确定性已经不只是诠释问题，更应该看成是由理论所描述的真实状态的本质特征。既然量子逻辑是用来表征现实原型的，既然存在着不同的量子结构类型，那么所对应的逻辑形式也就可以细分为几种不同的类型。[17][18]
［收稿日期］2010－02－25
注释：
① 桂起权，沈健：《物理学哲学研究》，武汉大学出版社2010年将出版。
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