量子力學的核心理論精選(九篇)

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第1篇：量子力學的核心理論范文

人們通常把愛因斯坦與玻爾之間關于如何理解量子力學的爭論，看成是繼地心說與日心說之后科學史上最重要的爭論之一。就像地心說與日心說之爭改變了人們關于世界的整個認知圖景一樣，愛因斯坦與玻爾之間的爭論也蘊含著值得深入探討的對理論意義與概念變化的全新理解以及關于世界的不同看法。有趣的是，他們倆人雖然都對量子力學的早期發展做出了重要貢獻，但是，愛因斯坦在最早基于普朗克的量子概念提出并運用光量子概念成功地解釋了光電效應，以及運用能量量子化概念推導出固體比熱的量子論公式之后，卻從量子論的奠基者，變成了量子力學的最強烈的反對者，甚至是最尖銳的批評家。截然相反的是，玻爾在1913年同樣基于普朗克的量子概念提出了半經典半量子的氫原子模型之后，卻成為量子力學的哥本哈根解釋的奠基人。愛因斯坦對量子力學的反對，不是質疑其數學形式，而是對成為主流的量子力學的哥本哈根解釋深感不滿。這些不滿主要體現在愛因斯坦與玻爾就量子力學的基礎性問題展開的三次大論戰中。他們的第一次論戰是在1927年10月24日至29日在布魯塞爾召開的第五屆索爾未會議上進行的。這次會議由洛倫茲主持，其目的是為討論量子論的意義提供一個最高級的論壇。在這次會議上，愛因斯坦第一次聽到了玻爾的互補性觀點，并試圖通過分析理想實驗來駁倒玻爾—海森堡的解釋。這一次論戰以玻爾成功地捍衛了互補性詮釋的邏輯無矛盾性而結束；第二次大論戰是于1930年10月20日至25日在布魯塞爾召開并由朗子萬主持的第六屆索爾未會議上進行的。在這次會議上，關于量子力學的基礎問題仍然是許多與會代表所共同關心的主要論題。愛因斯坦繼續設計了一個“光子箱”的理想實驗，試圖從相對論來玻爾的解釋。但是，在這個理想實驗中，愛因斯坦求助于自己創立的相對論來反駁海森堡提出的不確定關系，反倒被玻爾發現他的論證本身包含了駁倒自己推論的關鍵因素而放棄。

當這兩個理想實驗都被玻爾駁倒之后，愛因斯坦雖然不再懷疑不確定關系的有效性和量子理論的內在自洽性。但是，他對整個理論的基礎是否堅實仍然缺乏信任。1931年之后，愛因斯坦對量子力學的哥本哈根解釋的質疑采取了新的態度：不是把理想實驗用作正面攻擊海森堡的不確定關系的武器，而是試圖通過設計思想實驗導出一個邏輯悖論，以證明哥本哈根解釋把波函數理解成是描述單個系統行為的觀點是不完備的，而不再是證明邏輯上的不一致。在這樣的思想主導下，第三次論戰的焦點就集中于論證量子力學是不完備的觀點。1935年發表的EPR論證的文章正是在這種背景下撰寫的。從寫作風格上來看，EPR論證既不是從實驗結果出發，也不再是完全借助于思想實驗來進行，而是把概念判據作為討論的邏輯前提。這樣，EPR論證就把討論量子力學是否完備的問題，轉化為討論量子力學能否滿足文章提供的概念判據的問題。由于這些概念判據事實上就是哲學假設，這就進一步把是否滿足概念判據的問題，推向了潛在地接受什么樣的哲學假設的問題。例如，EPR論證在文章的一開始就開門見山地指出：“對于一種物理理論的任何嚴肅的考查，都必須考慮到那個獨立于任何理論之外的客觀實在同理論所使用的物理概念之間的區別。這些概念是用來對應客觀實在的，我們利用它們來為自己描繪出實在的圖像。為了要判斷一種物理理論成功與否，我們不妨提出這樣兩個問題：（1）“這理論是正確的嗎？”（2）“這理論所作的描述是完備的嗎？”只有在對這兩個問題都具有肯定的答案時，這種理論的一些概念才可說是令人滿意的。”〔3〕從哲學意義上來看，這段開場白至少蘊含了兩層意思，其一，物理學家之所以能夠運用物理概念來描繪客觀實在，是因為物理概念是對客觀實在的表征，由這些表征描繪出的實在圖像，是可想象的。這是真理符合論的最基本的形式，也反映了經典實在論思想的核心內容；其二，如果一個理論是令人滿意的，當且僅當，這個理論既正確，又完備。那么，什么是正確的理論與完備的理論呢？EPR論證認為，理論的正確性是由理論的結論同人的經驗的符合程度來判斷的。只有通過經驗，我們才能對實在作出一些推斷，而在物理學里，這些經驗是采取實驗和量度的形式的。〔4〕也就是說，理論正確與否是根據實驗結果來判定的，正確的理論就是與實驗結果相吻合的理論。但文章接著申明說，就量子力學的情況而言，只討論完備性問題。言外之意是，量子力學是正確的，即與實驗相符合，但不一定是完備的。為了討論完備性問題，文章首先不加證論地給出了物理理論的完備性條件：如果一個物理理論是完備的，那么，物理實在的每一元素都必須在這個物理理論中有它的對應量。物理實在的元素必須通過實驗和量度來得到，而不能由先驗的哲學思考來確定。基于這種考慮，他們又進一步提供了關于物理實在的判據：“要是對于一個體系沒有任何干擾，我們能夠確定地預測（即幾率等于1）一個物理量的值，那末對應于這一物理量，必定存在著一個物理實在的元素。”

文章認為，這個實在性判據盡管不可能包括所有認識物理實在的可能方法，但只要具備了所要求的條件，就至少向我們提供了這樣的一種方法。只要不把這個判據看成是實在的必要條件，而只看成是一個充足條件，那末這個判據同經典實在觀和量子力學的實在觀都是符合的。綜合起來，這兩個判據的意思是說，如果一個物理量能夠對應于一個物理實在的元素，那么，這個物理量就是實在的；如果一個物理理論的每一個物理量都能夠對應于物理實在的一個元素，那么，這個物理學理論就是完備的。然而，根據現有的量子力學的基本假設，當兩個物理量（比如，位置X與動量P）是不可對易的量（即，XP≠PX）時，我們就不可能同時準確地得到它們的值，即得到其中一個物理量的準確值，就會排除得到另一個物理量的準確值的可能，因為對后一個物理量的測量，會改變體系的狀態，破壞前者的值。這是海森堡的不確定關系所要求的。于是，他們得出了兩種選擇：要么，（1）由波動函數所提供的關于實在的量子力學的描述是不完備的；要么，（2）當對應于兩個物理量的算符不可對易時，這兩個物理量就不能同時是實在的。他們在進行了這樣的概念闡述之后，接著設想了曾經相互作用過的兩個系統分開之后的量子力學描述，然后，根據他們給定的判據，得出量子力學是不完備的結論。EPR論證發表不久，薛定諤在運用數學觀點分折了EPR論證之后，以著名的“薛定諤貓”的理想實驗為例，提出了一個不同于EPR論證，但卻支持EPR論證觀點的新的論證進路。出乎意料的是，愛因斯坦卻在1936年6月19日寫給薛定諤的一封信中透露說，EPR論文是經過他們三個人的共同討論之后，由于語言問題，由波多爾斯基執筆完成的，他本人對EPR的論證沒有充分表達出他自己的真實觀點表示不滿。從愛因斯坦在1948年撰寫的“量子力學與實在”一文來看，愛因斯坦對量子力學的不完備性的論證主要集中于量子理論的概率特征與非定域性問題。他認為，物理對象在時空中是獨立存在的，如果不做出這種區分，就不可能建立與檢驗物理學定律。因此，量子力學“很可能成為以后一種理論的一部分，就像幾何光學現在合并在波動光學里面一樣：相互關系仍然保持著，但其基礎將被一個包羅得更廣泛的基礎所加深或代替。”顯然，愛因斯坦后來對量子力學的不完備性問題的論證比EPR論證更具體、更明確。EPR論證中的思想實驗只是隱含了對非定域性的質疑，但沒有明朗化。但就論證問題的哲學前提而言，愛因斯坦與EPR論證基本上沒有實質性的區別。因此，本文下面只是從哲學意義上把EPR論證看成是基于經典物理學的概念體系來理解量子力學的一個例證來討論，而不準備專門闡述愛因斯坦本人的觀點。

二、玻爾的反駁與量子整體性

玻爾在EPR論證發表后不久很快就以與EPR論文同樣的題目也在《物理學評論》雜志上發表了反駁EPR論證的文章。玻爾在這篇文章中重申并升華了他的互補觀念。玻爾認為，EPR論證的實在性判據中所講的“不受任何方式干擾系統”的說法包含著一種本質上的含混不清，是建立在經典測量觀基礎上的一種理想的說法。因為在經典測量中，被測量的對象與測量儀器之間的相互作用通常可以被忽略不計，測量結果或現象被無歧義地認為反映了對象的某一特性。但是，在量子測量系統中，不僅曾經相互作用過的兩個粒子，在空間上彼此分離開之后，仍然必須被看成是一個整體，而且，被測量的量子系統與測量儀器之間存在著不可避免的相互作用，這種相互作用將會在根本意義上影響量子對象的行為表現，成為獲得測量結果或實驗現象的一個基本條件，從而使人們不可能像經典測量那樣獨立于測量手段來談論原子現象。玻爾把量子現象對測量設置的這種依賴性稱為量子整體性（whole-ness）。

在玻爾看來，為了明確描述被測量的對象與測量儀器之間的相互作用，希望把對象與儀器分離開來的任何企圖，都會違反這種基本的整體性。這樣，在量子測量中，量子對象的行為失去了經典對象具有的那種自主性，即量子測量過程中所觀察到的量子對象的行為表現，既屬于量子對象，也屬于實驗設置，是兩者相互作用的結果。因此，在量子測量中，“觀察”的可能性問題變成了一個突出的認識論問題：我們不僅不能離開觀察條件來談論量子現象，而且，試圖明確地區分對象的自主行為以及對象與測量儀器之間的相互作用，不再是一件可能的事情。玻爾指出，“確實，在每一種實驗設置中，區分物理系統的測量儀器與研究客體的必要性，成為在對物理現象的經典描述與量子力學的描述之間的原則性區別。”〔8〕海森堡也曾指出，“在原子物理學中，不可能再有像經典物理學意義下的那種感知的客觀化可能性。放棄這種客觀化可能性的邏輯前提，是由于我們斷定，在觀察原子現象的時候，不應該忽略觀察行動所給予被觀察體系的那種干擾。對于我們日常生活中與之打交道的那些重大物體來說，觀察它們時所必然與之相連的很小一點干擾，自然起不了重要作用。”

另一方面，作用量子的發現，揭示了量子世界的不連續性。這種不連續性觀念的確立，又相應地導致了一系列值得思考的根本問題。首先，就經典概念的運用而言，一旦我們所使用的每一個概念或詞語，不再以連續性的觀念為基礎，它們就會成為意義不明確的概念或詞語。如果我們希望仍然使用這些概念來描述量子現象，那么，我們所付出的代價是，限制這些概念的使用范圍和精確度。對于完備地反映微觀物理實在的特性而言，描述現象所使用的經典概念是既相互排斥又相互補充的。這是玻爾的互補性觀念的精神所在。有鑒于此，玻爾認為，EPR論證根本不會影響量子力學描述的可靠性，反而是揭示了按照經典物理學中傳統的自然哲學觀點或經典實在論來闡述量子測量現象時存在的本質上的不適用性。他指出：“在所有考慮的這些現象中，我們所處理的不是那種以任意挑選物理實在的各種不同要素而同時犧牲其他要素為其特征的一種不完備的描述，而是那種對于本質上不同的一些實驗裝置和實驗步驟的合理區分；……事實上，在每一個實驗裝置中對于物理實在描述的這一個或那一個方面的放棄（這些方面的結合是經典物理學方法的特征，因而在此意義上它們可以被看作是彼此互補的），本質上取決于量子論領域中精確控制客體對測量儀器反作用的不可能性；這種反作用也就是指位置測量時的動量傳遞，以及動量測量時的位移。正是在這后一點上，量子力學和普通統計力學之間的任何對比都是在本質上不妥當的———不管這種對比對于理論的形式表示可能多么有用。事實上，在適于用來研究真正的量子現象的每一個實驗裝置中，我們不但必將涉及對于某些物理量的值的無知，而且還必將涉及無歧義地定義這些量的不可能性。”其次，就量子描述的可能性而言，玻爾認為，我們“位于”世界之中，不可能再像在經典物理學中那樣扮演“上帝之眼”的角色，站在世界之外或從“外部”來描述世界，不可能獲得作為一個整體的世界的知識。玻爾把這種描述的可能性與心理學和認知科學中對自我認識的可能性進行了類比。在心理學和認知科學中，知覺主體本身是進行自我意識的一部分這一事實，限制了對自我認識的純客觀描述的可能性。用玻爾形象化的比喻來說，在生活的舞臺上，我們既是演員，又是觀眾。因此，量子描述的客觀性位于理想化的純客觀描述與純主觀描述之間的某個地方。

為此，玻爾認為，物理學的任務不是發現自然界究竟是怎樣的，而是提供對自然界的描述。海森堡也曾指出，在原子物理學領域內，“我們又尖銳地碰到了一個最基本的真理，即在科學方面我們不是在同自然本身而是在同自然科學打交道。”愛因斯坦則堅持認為，在科學中，我們應當關心自然界在干什么，物理學家的工作不是告訴人們關于自然界能說些什么。愛因斯坦的觀點是EPR論證所蘊含的。這兩種理論觀之間的分歧，事實上，不僅是有沒有必要考慮和闡述包括概念、儀器等認知中介的作用的分歧，而且是能否把量子力學納入到經典科學的思維方式當中的分歧。EPR論證以經典科學的方法論與認識論為前提，認為正確的科學理論理應是對自然界的正確反映，認知中介對測量結果不會產生實質性的影響；而玻爾與海森堡則以接受量子測量帶來的認識論教益為前提，認為量子力學已經失去了經典科學具有的那種概念與物理實在之間的一一對應關系，認知中介的設定成為人類認識微觀世界的基本前提。第三，就主體與客體的關系問題而言，EPR論證認為，認知主體與客體之間存在著明確的分界線。這意味著，所有的主體都能對客體進行同樣的描述，并且他們描述現象所用的概念與語言是無歧義的。無歧義意味著對概念或語言的意義的理解是一致的。而對于量子測量而言，對客體的描述包含了主體遵守的作為世界組成部分的描述條件的說明，從而顯現了一種新的主客體關系。為此，我們可以把主體與客體之間的關系劃分為三類：其一，能夠在主體與客體之間劃出分界線，所有的主體對客體的描述都是相同的，EPR論證屬于此類；其二，能夠在主體與客體之間劃出分界線，但主體對客體的描述是因人而異的，人們對藝術品的欣賞屬于此類；其三，不可能在主體與客體之間劃出分界線，主體對客體的描述包括了對測量條件的描述在內，玻爾對EPR論證的反駁屬于此類。顯然，EPR論證隱含的主客體關系與玻爾所理解的量子測量中的主客體關系之間存在著實質性的差別。EPR論證是沿襲了經典實在論的觀點，而玻爾的觀點代表了他基于量子力學的形式體系總結出來的某種新的認識。在這里，就像不能用歐幾里得幾何的時空觀來反對非歐幾何的時空觀一樣，我們也不能用經典意義上的理論觀反對量子意義上的理論觀。因此，可以說，物理學家關于如何理解量子力學問題的爭論，在很大程度上，蘊含了他們關于科學研究的哲學假設之間的爭論。

三、實驗的形而上學

EPR論證不僅引發了量子物理學家關于物理學基礎理論問題的哲學討論，而且還創立了“實驗的形而上學”，提供了物理學家如何基于形而上學的觀念之爭，最終探索出通過實驗檢驗其結論的一個典型案例。這一過程與尋找量子論的隱變量解釋的努力聯系在一起。量子力學的隱變量解釋的最早方案是德布羅意在1927年提出的“導波”理論。1932年，馮•諾意曼在他的《量子力學的數學基礎》一書中曾根據量子力學的概念體系提出了四個假設，并且證明，隱變量理論和他的第四個假設（即，可加性假設）相矛盾，認為通過設計隱變量的觀念來把量子理論置于決定論體系之中的任何企圖都注定是失敗的。馮•諾意曼的這一工作在為量子論的隱變量解釋判了死刑的同時，也極大地支持了量子力學的哥本哈根解釋。有意思的是，曾是量子力學的哥本哈根解釋的支持者與傳播者的玻姆，在1951年基于量子力學的哥本哈根精神出版了至今仍然有影響的《量子理論》一書，并在書的結尾，以EPR論證為基礎，提出了“量子理論同隱變量不相容的一個證明”之后，從1952年開始反而致力于從邏輯上為量子力學提供一種隱變量解釋的研究。

玻姆闡述隱變量理論的目標可以大致概括為兩個方面，一是試圖用能夠直覺想象的概念為量子概率和量子測量提供一種可理解的說明，證明為量子論提供一個決定論的基礎是可行的；二是希望從邏輯上表明，隱變量理論是有可能的，“不論這種理論是多么抽象和‘玄學’。”玻姆的追求顯然是一種信念的支撐，而不是事實之使然。在這種信念的引導下，玻姆在1952年連續發表了兩篇闡述隱變量理論的文章，在這些文章中，他用經典方式定義波函數，假定微觀粒子像經典粒子一樣總是具有精確的位置和精確的動量，闡述了一種可能的量子論的隱變量解釋，最后，用一個粒子的兩個自旋分量代替EPR論證中的坐標與動量，討論了EPR論證的思想實驗，并運用量子場與量子勢概念解釋了測量一個粒子的位置影響第二個粒子的動量的原因。

貝爾在讀了玻姆的文章之后，認為有必要重新系統地研究量子力學的基本問題。貝爾試圖解決的矛盾是：如果馮•諾意曼的證明成立，那么，怎么會有可能建立一個邏輯上無矛盾的隱變量理論呢？為了搞明白問題，貝爾首先重新剖析了馮•諾意曼的關于隱變量的不可能性的證明和EPR論證中設想的思想實驗，然后，抓住了隱變量理論的共同本質，于1964年發表了“關于EPR悖論”的文章。在這篇文章中，貝爾引述了用自旋函數來表述EPR論證的玻姆說法，或者說，從EPR—玻姆的思想實驗出發，以轉動不變的獨立波函數描述組合系統的態，推導出一個不同于量子力學預言的、符合定域隱變量理論的關于自旋相關度的不等式，通常稱為貝爾不等式或貝爾定理，然后，用歸謬法了量子力學的預言和貝爾不等式相符的可能性，說明任何定域的隱變量理論，不論它的變數的本性是什么，都在某些參數上同量子力學相矛盾。貝爾還假設，如果所進行的兩個測量在空間上彼此相距甚遠，那么，沿著一個磁場方向的測量，將不會影響到另一個測量結果。貝爾把這個假設稱為“定域性假設”。從這個假設出發，貝爾指出，如果我們可以從第一個測量結果預言第二個測量結果，測量可以沿著任何一個坐標軸來進行，那么，測量的結果一定是已經預先確定了的。但是，由于波函數不對這種預先確定的量提供任何描述，所以，這種預定的結果一定是通過決定論的隱變量來獲得的。貝爾后來申明說，他在“關于EPR悖論”一文中假設的是定域性，而不是決定論，決定論是一種推斷，不是一個假設，或者說，貝爾的這篇文章是從定域性推論出決定論，而不是開始于決定論的隱變量。從邏輯前提上來看，貝爾的假設更接近于愛因斯坦的假設，他們都把“定域性條件”看成是比“決定論前提”更基本的概念。因此，貝爾的工作比馮•諾意曼和玻姆的工作更進一步地推進了關于量子力學的根本特征的理解。貝爾的這篇文章具有劃時代的意義。它不僅成為20世紀下半葉物理學與哲學研究中引用率最高的文獻之一，而且為進一步設計具體的實驗來澄清量子力學的內在本性邁出了決定性的一步。粒子物理學家斯塔普（HenryStapp）甚至把貝爾定理的提出說成是“意義最深遠的科學發現。”

同EPR論證一樣，貝爾的這一發現也不是從實驗中總結出來的，而是基于哲學信念的邏輯推理的結果。此后，量子物理學界進一步推廣貝爾定理的理論研究與具體實驗方案的探索工作并行不悖地開展起來。而這些工作都與EPR論證相關。就實驗進展而言，物理學界承認，阿斯佩克特等人于1982年關于“實現EPR-玻姆思想實驗”的實驗結果，支持了量子力學，針對這樣的實驗結果，貝爾指出：“依我看，首先，人們必定說，這些結果是所預料到的。因為它們與量子力學預示相一致。量子力學畢竟是科學的一個極有成就的科學分支，很難相信它可能是錯誤的。盡管如此，人們還是認為，我也認為值得做這種非常具體的實驗。這種實驗把量子力學最奇特的一個特征分離了出來。原先，我們只是信賴于旁證。量子力學從沒有錯過。但現在我們知道了，即使在這些非常苛刻的條件下，它也不會錯的。”

雖然EPR論證的初衷是希望證明量子力學是不完備的，還沒有提出量子測量的非定域性概念，但是，物理學家則通常運用EPR思想實驗的術語來討論非定域性問題。經過40多年的發展，具體的實驗結果使EPR論證失去了對量子力學的挑戰性。一方面，這些實驗證實了非定域性是所有量子論的一個基本屬性，要求把在同一個物理過程中生成的兩個相關粒子永遠當作一個整體來對待，不能分解為兩個獨立的個體，其中，一個粒子發生任何變化，另一個粒子必定同時發生相應的變化，這種相互影響與它們的空間距離無關；另一方面，這些實驗也表明了EPR論證提供的哲學假設不再是判斷量子力學是否完備的有效前提，而是反過來提醒我們需要重新思考玻爾在反駁EPR論證的觀點中所蘊含的哲學啟迪。總而言之，EPR論證盡管是基于哲學假設，運用思想實驗，來駁斥量子力學的完備性，但在客觀上，物理學家圍繞這一論證的討論，最終在思想實驗的基礎上出乎意料地發展出可以具體操作的實驗方案，并且獲得了有效的實驗結果。這一段歷史發展不僅證明，無論在哲學假設的問題上，還是在物理概念的意義理解的問題上，量子力學都不是對經典物理學的補充和擴展，是一個蘊含有新的哲學假設的理論。正是在這種意義上，物理學家玻恩得出了“理論物理學是真正的哲學”的斷言。

四、認識論的思維方式

如前所述，EPR論證—玻姆—貝爾這條發展主線是把對物理學問題鑲嵌在哲學信念中進行思考的。這一歷史片斷揭示出，基于哲學信念的邏輯推理在物理學的理論研究與實驗研究中起到了積極的認知作用。一方面，在這些探索方式中，不論是EPR論證的真理符合論假設，玻姆的決定論假設，還是貝爾的定域性假設，它們的初衷都是希望能夠把量子力學納入到經典物理學的概念框架或哲學信念之中。另一方面，檢驗貝爾不等式的物理學實驗結果對量子力學的支持和對貝爾不等式的違背意味著，我們不應該依舊固守經典物理學的哲學假設來質疑量子力學，而是應該顛倒過來，積極主動地揭示量子力學蘊含的哲學思想，以進一步明確經典物理學的哲學假設的適用范圍。

但是，這種視域的逆轉不是簡單地倡導用量子力學的哲學假設取代經典物理學的哲學假設，也不是武斷地主張用玻爾的理論觀替代EPR論證所蘊含的理論觀，而是提倡擺脫習以為常的自然哲學的思維方式，確立認識論的思維方式。自然哲學的思維方式是一種本體論化的思維方式。這種思維方式是從古希臘延續下來的，追求概念與實在之間的直接的一一對應關系，忽視或缺乏對認知過程中不可避免的認知中介和理論框架的考慮。從起源上來講，這種無視認知中介的本體論化的思維方式，源于常識，是對常識的一種延伸外推與精致化。近代自然科學的發展進一步強化與鞏固了這種思維方式。EPR論證也是基于這種思維方式使經典科學蘊含的哲學假設以具體化的判據形式呈現出來。然而，與過去的物理學理論所不同的是。量子力學不再是關于可存在量（beable）的理論，而是關于可觀察量（observable）的理論，“是理論決定我們的觀察內容”這一句話，既是愛因斯坦創立相對論的感想，也為海森堡提出不確定關系提供了觀念啟迪。就理論形式而言，量子力學的理論描述用的是數學語言，而不是日常語言。用數學語言描述的微觀世界是一個多位空間的世界，而我們作為人類，很難直觀地想象這樣的世界，更不可能直接“進入”這個世界來“觀看”一切。人類感知的這種局限性是原則性的，從而限制了我們對微觀世界的知識的全面獲得。用玻爾的話來說，我們對一個微觀對象的最大限度的知識不可能從單個實驗中獲得，而只能從既相互排斥又相互補充的實驗安排中獲得。用玻恩的話來說，在量子測量中，觀察與測量并不是指自然現象本身，而是一種投影。

第2篇：量子力學的核心理論范文

關鍵詞：　科學實在論　內在實在論　帶人面的實在論

美國當代著名科學哲學家希拉里．普特南（Hilary Putnam ）作為科學實在論的主要代表人物之一，原本是一個唯物主義的科學實在論者，然而由于受到自尼采以來興起的，人本主義、后現代主義即非理性主義、多元主義、相對主義、懷疑主義和認識論的無政府主義的哲學思潮的影響，尤其是經過80年代科學實在論與反實在論的激烈爭論，使他開始逐漸對科學實在論立場產生懷疑，并最終由強實在論轉變為弱實在論，由科學實在論向人本主義實在論退讓。《帶人面的實在論》一書就集中體現了他的這一根本立場的動搖。那么，普特南又為什么僅僅表現為一種立場上的轉變，而不放棄實在論，卻堅持捍衛一種內在實在論，并進一步從人的立場給予闡釋呢？

一、從科學實在論立場退卻

眾所周知，W．塞拉斯作為美國科學實在論的創始人，因受其父R．塞拉斯的物理實在論的薰陶，具有堅定的唯物主義立場。正是這一基本立場對普特南的強烈影響，使他成為繼W． 塞拉斯之后最具代表性和感染力的科學實在論者。概括普特南的哲學，主要在如下方面突出了“科學實在論”的基本觀點和思想：

在科學觀上，他認為成熟的科學理論近于真實，前后相繼的理論擁有共同的指稱，這證明科學研究的對象是客觀存在的。基于這種客觀實在性，他反對庫恩的范式信念、不可通約性和科學革命的理論；堅持認為科學知識通過逐漸累積的方式而增長是科學的基本特征。庫恩所反對的傳統累積觀的錯誤在于：原來用于辨認一個實體或自然種類的那些屬性不必一定屬于該實體或種類；人們也許會在后來發現那些屬性并不是決定性的；也可能在其它的實體或自然種類中發現。因此，我們必須拒絕認為最初給某一實體或自然種類所指定的屬性就構成了指稱它們的那些名詞的“意義”。實際上，在科學發展的不同時期的連續性中和不同的科學理論之間的可比較性中，以及不同概念的變化中保持的某些共同的東西，不是傳統理論所主張的構成名詞或概念的不可改變的意義，而是固定的指稱。換句話說，盡管人們對于一個事物所說的話不同，但都是談的“相同的事物”。這是根據最初一次“命名”的因果關系得到的邏輯保證。以后所談的有關屬性便都必然地歸屬于那個最初指稱者。另外，既然科學是逐漸累積而增長的，是對客觀對象的認識，因此科學進步也是無可懷疑的。新的科學理論總是比舊的科學理論能提供更正確的預言、更好的控制自然界的方法和更接近于科學真理。

在本體論上，雖然他聲稱自己的實在論既不是唯物主義實在論，也不是形而上學實在論，而是趨同實在論，但是他的唯物主義立場卻是顯而易見的。比如他說：“如果給出適當的條件（包括適當語言的其它方面），‘有電子流經導線’這個陳述可以和‘房間里有一把椅子’的陳述，或‘我頭痛’這個陳述同樣在客觀上是真的。在椅子（或感覺）存在的任何意義上，電子都存在著。”（〔1〕，第848頁）即在他看來，任何一個科學術語都是有所指的，即便是“電子”這樣的術語也如同“椅子”一類的詞匯一樣具有客觀實在的指謂對象。

在認識論上，普特南堅持“真理符合說”；強調科學理論的任務就是表述外部世界；決定科學陳述的真假，既不是人們的主觀感覺，也不是人的內心結構或語言，而是外部事物。他說：“如果沒有一個描述性術語有所指謂，那么在理論科學中，真理的概念會出現什么問題呢？也許所有的理論句子都是‘假的’；或者當謂詞無所指謂時，就代之以為指定真值所作出的某種約定。總之，對于包括理論術語的句子來說，‘真值’概念會變得沒有什么意思。所以也就無所謂真理了。”（[2]，p.25）為此，他認為只有堅持科學實在論的真理符合論才能把科學研究 引上正確軌道。只是這種符合不是絕對的符合，而是存存一種趨同現象，即較新的理論總比較舊的理論更逼進真理。

但是，在長期的理論研究中，尤其是面對反實在論的激烈挑戰，使他逐漸發現自己的科學實在論立場中存在許多疑點。一是“詞和特定客體之間”、“表達與實在之間”是否一致的問題。他認為自己過去把追求概念與實在之間的吻合與一致看作是實在論的目的，認為概念或符號表達式可以通過指謂世界中的事物和事件而獲得意義，是將問題過分簡單化了。這種“一致性”理論實質上是一種樸素的常識觀念，而“常識在這個世界中已經沒有任何地位”。二是如果人們僅僅從反對“證實原則”的角度來批判分析哲學，那只是簡單地把自己描繪成為一個實在論者。事實上，具有組織信息功能的大腦，所能夠熟練操作和把握的只是對某物的“感覺”、有關某物的“信息”、“符號”等等，而不是某物本身。換句話說，人的認識只能局限于感覺和影像方面，而與客觀性無關。這個長期存在的、而且從未被真正解決的主體和客體、觀察者和觀察對象之間的矛盾性是動搖實在論的基礎。三是當代的科學觀不在于研究所謂的“主客觀相符合的真理”是什么，而在于真理的價值、真理的意義，如何產生真理，如何從事科學發現、科學應用，即主要是認識論、方法論和價值觀的問題，是生活、行為慣例和社會實踐的問題；方法、實踐和價值問題不解決，“真理”問題就不能夠解決。他說，他提出有關真理的合理性標準的最終目的是為了說明我們如何才能夠認識到真理，以及如何才能夠理解這個世界。這種反思的結果使他從早期的強實在論立場撤退，力圖以弱實在論的形式來擺脫科學實在論面臨的困境。其具體做法是：

1．他以糾正實證主義的“證實原則”和證實方法為前提， 從以客觀實在為基礎的本體實在論轉向以感覺經驗為基礎的認識實在論。由于比早期更自覺地注重邏輯問題，更傾向于對真理概念進行邏輯思考，故他從注重本體論上的“一致性”立場轉變到認識論上的“邏輯性”立場上來看待和分析真理。在轉變后的普特南看來，真理主要是語言、意義和實用價值的問題；一切概念和符號只有在使用中才有意義，不論它們是個人心理的還是公眾性的，“它們本身如果不被使用就不是概念。符號本身并不內在地指稱什么。”（[3]，p．18）只有在人們進行認識活動時，才能夠將它們同特定的對象相對應。在這里，普特南實際上繼承了維特根斯坦后期哲學的實用主義觀點，突出了“指稱問題上的語境的重要作用”；暗示了符號和概念的意義都是社會地和歷史地被確定的，因而也都是變化的和相對的，確立了一種文化上和概念上的相對主義觀點。

2．他放棄了“真理符合說”，提出了真理是理想化的， 是邏輯地被證實了的可能性的思想。他說，真理是在理想化的證實意義上與證實相一致的。它與靠現存證據的證實是對立的。這種理想化的證實和真理發展的可能性是多種多樣的。那種機械的和僵化的真或假的“二價原則”只能是對具有各種可能性的真理發展的約束和限制，因為真理在本質上不是直觀地、外在地可參照的，而是理性范圍內的、邏輯的、抽象的、內在的相互關系。真理不涉及。直接外在的經驗證實。比如一位具有實在論思想的科學家，如果他擁有某種邏輯，他就會認為有某種行為在保護著真理。這樣，“如果他認為理論T1是真的，而且認為理論T2也是真的，那么從邏輯上，他就會認為T1和T2，即T1和T2的結合也是真的。”（[4]，p．90）為此，他非常欣賞康德的自在之物和不可知論的觀點，認為康德是最先提出內在真理觀的人，認為“康德不僅放棄了我們的觀念和物自體之間的相似的概念，甚至還放棄了任何抽象同構的概念。這就意味著他的哲學中不存在真理符合理論”。他說，從康德的著作中能夠引出的唯一答案是：“一種知識，即一個‘真陳述’，是這樣一個陳述，它能夠在一和我們的本性實際上可能具有的充分的經驗基礎上被有理性的東西所接受。而在其它任何意義上，‘真理’都無法為我們接受和理解，真理就是最完善的適合性。”（[3]，p．64）這也就是普特南的有關真理的“合理性”的構想。

3． 他認為真正具有邏輯性的真理概念是概率的或非決定論的實在論觀點，即非傳統的形而上學的決定論觀點。傳統的所謂“與實在一致”是一種非認識論關系。為此他表明：在經典邏輯和決定論的本體論的意義上，他不是一個實在論者。他說，傳統的兩分法將事實判斷與價值判斷完全割裂開來是太絕對了。判斷是不是事實的唯一標準就是看接受它是不是合理的。“事實陳述本身，以及我們據以決定什么是事實和什么不是事實的科學探究實踐，都預設了價值。”（[3]，p．128 ）沒有價值，也就沒有事實和世界。“我們必須具有理性的可接受性標準，才能有一個經驗的世界，這些標準展示了我們理想思辨的理智概念的一部分。簡言之，我主張‘實在世界’依賴于我們的價值，當然后者也依賴于前者。”（[3]，p．134）再一方面，他也反對在多種現象之后， 總存在一個反映共同的和終極本質的單一的“實在”的形而上學假定。他認為，在現實中并不存在任何特定的意向性現象的一切情形共同具有的可以科學地描述的性質。因此，也不要企圖探察現象背后的實在和本質。但是，在量子力學所展示的非決定論的本體論的意義上，他仍然堅持自己是一個科學實在論者。

4．在堅持真理是一種極限，因而具有趨向性的基礎上， 他又進一步把真理看作是一種可能性、而非現實性，真理不是已經達到，而只是趨向，而且可能有多種趨向。因此一個陳述被證實，只是說它有成為真理的可能性，不等于它就是真理。比如，牛頓的萬有引力理論以及根據這一理論所作出的一些預言，雖然已經多次得到證實，但并不等于說它就是真理，因為“這里的困難是，起到真理作用的謂詞，即導致成功預測的謂詞并不具有真理的性質。”（[4]，p．90）再一方面，一個命題或句子的證實條件總是隨著人類的整個知識體系的變化而變化；它不可能永遠被固定。我們不僅可以發現現在認為被已經證實了的一些命題或理論是錯的，而且可以發現現在認為是正確的程序也是不正確的，而其它的程序則更好。所以，當下被證實的命題或理論可能是假的，而導致我們相信這個命題或理論的檢驗也可能是非常不可靠的。既然真理只是一種可能性和理想化的證實，而非完全現實的證實，所以真理是多維的。這種多維性能夠更好地反映世界復雜的內在結構。只堅持一種真理的觀點是狹隘的和站不住腳的。

二、保衛內在實在論

面對反實在論的不斷沖擊，普特南并沒有完全退出實在論的陣地，相反在1990年出版的《擁有人面的實在論》一書中又公開提出“保衛內在實在論”的口號。那么究竟何謂“內在實在論”呢？普特南解釋說，以前的“形而上學實在論”主要有三種：其一主張世界是由總量恒定的非精神客體構成的，即樸素的唯物主義或客觀主義；其二主張只存在一種有關這個世界的實際情形的真實而完整的描述，即經驗主義或真理一元論；其三主張真理只涉及一致性，即觀念與實在之間的符合論或一致論。這三種觀點除了擁有一套華而不實的東西外，并沒有什么清楚明白的內容。離開一種哲學傳統，所謂“客體”、“總量恒定”、“非精神的”、“有關世界的唯一真實而完整的描述”都沒有確切的性質與含義。所以，依照內在實在論的觀點，這三種形而上學實在論，實質上都不是各自獨立的，而是內在地相互聯系、相互依存的，并依賴于各種進一步的假設和概念，否則必將陷入自相矛盾。比如一個形而上學實在論者，如果他承認“存在一種構成世界的總量恒定的非精神物質”，那么他就不能不接受真理符合論；如果他說，“存在一種構成世界的總量恒定的非精神物質”，但這種物質只有在“內在真理”的意義上，即在構成認識主體的一部分的意義上，才可以被當作真，這樣，也就等于否定了物質的客觀實在性。而內在實在論既不否定物質世界的客觀實在性，也不否定真理的絕對性。它認為“真理是一種性質，這一性質不同于論證、或現存證據的或然性；它不是僅僅取決于說話者的現存記憶和經驗，而是我們不應該拋棄的對實在的一種洞察。”（[5]，p．32）

那么在內在實在論看來，應該怎樣理解抽象層次上的詞和概念的指謂或理論描繪的世界圖象呢？普特南說，一般科學上的術語、概念都有確定不移的指謂，從而顯示了它們的客觀實在性。比如最有爭議的“電子”，反實在論者總是否定它的真實存在，然而科學家們卻堅信其存在已經得到證明。否則為什么我們會認為玻爾在1900年和1934年使用的同一個詞“電子”是合理的，并認定他的兩種截然不同的理論是描述同一個對象？

“雖然玻爾在1900 年的主觀概率度規（subjectiveprobability metric）并不是他在1934年的主觀概率度規：但這并不是說，在玻爾的習用語匯中‘電子’這個詞，或是任何其它的德語詞，是否改變了它的指謂（reference）”。（[5]，p．33）在這種情況下， 假設為真的原理告訴我們，應當采納玻爾一貫指稱過的那個被稱之為電子的東西。我們應該說，我們有了一個關于相同實體的不同理論，而不應該說，有多少種理論就有多少種實體。所以不論是詞和概念，還是理論的辯護和解釋都存在客觀性。

當然不能否定解釋具有主觀性，但是這并不意味著指謂也是主觀的；不能說只存在“理性重建”或“經驗建構”的事實，不存在有關科學和日常實踐中說話者所指謂的客觀事實。恰好相反，“我們擁有一種獨立于一般程序和實踐的指謂概念；我們一直是通過這種程序和實踐認定處于不同地位，擁有不同信念背景的人們，其所作所為實際上涉及的是同一事物。”（[5]，p．34）以人類對植物的認識為例，毫無疑問我們都會認為200年前人類稱作“植物”的東西， 與今天人類叫做“植物”的東西是一類（或近似于我們今天叫做“植物”的東西）。盡管我們不同意200年前人類對植物的本質特征持有的觀念，因為200年來人類語言中絕大多數的常用詞都或多或少地改變了它們的指謂含義，但是如果所有這些都被認為是主觀的，如果翻譯實踐也是主觀的，那么我們就看不到任何有關指謂和真理的理論之間或語言之間的概念能夠完全保留下來。

但是如果認為所有的指謂都是客觀的，那么又怎么樣為客觀辯護？是否在大家都作了一致理解的情況下就是客觀的，在理解不一致的地方就是主觀的？如果是這樣，那么決定于人們確立的“多數”一致的標準有多高，也取決于時間、地點和文化。比如在宗教領域，教皇的一貫正確性，早就被作為客觀證明了的東西。這樣一來，就必然使人想到這一點，“證實了的東西不一定是指人們實際上說已得到證實的東西，而是人類中某種理想的有‘能力’的成員所要說的東西得到辯護。”（[5] ，p．35）這種為客觀性提出的論據， 實際上與街上那些把所有哲學當作主觀的東西的人們所提出的論據并無二致。因此，為客觀辯護的標準也不應是大家認為的“一致”，客觀就是指指謂對象的實在性。不論是翻譯的概念、解釋的概念還是辯護的概念，只要擁有指謂對象就具有客觀性。

所以，“我相信存在一種真理的概念，或說得普通一點，存在正確的概念。這種概念，我們經常使用，而且完全不是形而上學實在論者用以描述‘符合’本體事實狀況的概念。”（[5]，p．40）比如從日常生活與理智實踐的觀點上看，把點作為個體的理論和把點作為極限的理論在適當的環境中，兩者都是正確的。根據超距作用描述物體間的相互作用的理論和根據場的概念描述同樣情況的物理學理論，兩者也都可以是正確的。這也就是說，在人們的日常生活中包含著真理的認識；在精確的理性思維和實踐中也包含著真理的認識；在科學的、數學化的認識形態中有真理，在非科學的、非數學化的認識中也有真理。對象是一個，而承擔真理的知識形態和科學理論卻可以是多種多樣的。

普特南說，每一位哲學家都為自己構繪出一幅有關外部世界的哲學概念圖，這并不是件壞事。壞的是忘記它們是圖，并把它們看作就是“這個世界”。與其他哲學家一樣，普特南也有一幅概念圖，在他的圖中，從理論的兩種不相容的本體論，即唯物主義和唯心主義的本體論都可以是正確的意義上看，客體是與理論相依賴的。說這些本體論都是正確的，并不是說存在著與擁有廣延性的實體一樣的“在那里頭”的場以及邏輯建構意義上的場；也不是說同時存在絕對時空點和僅僅作為界限的點。而是說各種表述和各種理論在一定場合下都同樣是適宜的。在實用主義的傳統中，它是說，各種手段在其為之設計的關系中，如果功能是相同的話，那么它們在我們所能控制的各方面都是等效的。

既然客體是與理論相依賴的，所謂真理是根據某一語言中各分項間以及固有的非理論化實體中各分項間的“對應聯系”而定義或解釋的思想就必須被放棄，而確立這樣一種觀念或認識論的圖景：“真理不過是觀念理性化的可接受性。”那些被認定為“真”的東西，在賦有“理性和可感覺性”的生物擁有的經驗與智力的基礎上，應被認為是有保證的。但是我們卻不能草擬一種有關“實在”的保證理論（即一種有關保證的“本質”的理論），更不用說一種觀念化的保證理論了。在實踐中，我們實際上也沒有建構起一種有關世界的獨一無二的理論，只是建構起各種不同的理論，而且不是所有的理論都是等效的。因為我們實踐的多元論必然導致理論的多元論。所以在普特南的概念圖中，存在許多個世界，而不是一個世界；這個世界作為描繪的對象當然有客觀性，但也有多面性和模糊性。不過模糊的謂項并沒有什么錯誤，錯誤的是在特定場合中太模糊，這常常是一些實在論者忽略或錯誤表述的另一個事實。

三、人本主義傾向

在科學實在論與反實在論的激烈爭論中，普特南雖然沒有完全拋棄實在論，并力圖保衛它，但是在實在論的內涵方面，他已從早期的客觀實在的立場轉向客觀實在對人的依賴性立場，即從外在實在論轉向內在實在論；從科學知識的獨立性轉向對認識主體、認識工具的依存性；從科學理論的辯護和證明轉向科學理論的解釋；從真理的趨同性和符合論轉向真理的多元論和實用論；從欣賞唯物主義轉向欣賞唯心主義和操作主義；從注重本體論研究轉向到注重認識論和方法論研究，繼而又轉向到注重人類的日常生活和社會實踐的研究。而所有這一切，尤其是他的內在實在論立場集中地反映了他的實在論日益帶有人本主義色彩。這種帶人性的實在論色彩可以從如下方面證明：

首先在對待科學和世界的態度問題上，他對尼采所謂的“隨著科學范圍的日益擴大，它所觸及的悖論的地方也就越多”的觀點表示欣賞，并進一步考察：是否隨著科學知識范圍的不斷擴大，科學和這個世界本身也變得愈來愈自相矛盾。以只有少數人理解和熟悉的量子力學為例，一方面，它與經典物理學相區別的獨特性就在于：有關這一理論的任何應用都需要沒有被包括在這一理論系統之內的“科學儀器”或“觀察者”的存在；另一方面，“原則上又沒有關于整個宇宙的量子力學理論”。許多量子力學的創始人都已經注意到：在理論系統和觀察者的切面之間，用來測量和檢驗理論應用的儀器最終是靠在觀察者一邊的。以至玻爾在他的所謂“哥本哈根解釋”中明確表示：“只有與特殊的實驗場景中的特殊的測量儀器相聯系，該系統中的每一種性質才被認為是有意義的和存在的。”（[5]，p．4 ）這也正是許多人認為量子力學與經典物理學不可比較的原因所在。然而要想利用測量儀器獲得滿意的描述和結果，就必須利用同樣存在于經典物理學中的語言和數學公式。這樣，在玻爾看來，量子力學又沒有簡單地使經典物理學廢棄不用。

從上述量子力學和經典物理學的關系上看，這好象是足夠悖謬的，但是普特南卻證明：量子物理學對于經典物理學的依賴性卻不是悖論。在他看來，所謂的量子力學理論只不過是“牛頓的想象力所要求的一部分”。因為牛頓的物理學擁有一種特殊的感染力；它對幾個世紀以來的神學、哲學、心理學、乃至整個文化都產生了巨大的影響；它給予我們的是“上帝的視野”，是上帝對整個宇宙的洞察。這個宇宙是一架巨大的機器。如果你是一個唯物主義者，就會認為我們自身就是這架巨大機器的一個分系統。如果你是一個二元論者，就會認為只有我們的身體才是這架機器的一部分。迄今以來，我們對于這架機器的測量、觀察和物理學上的描繪，只不過是整個事物內部的相互作用。這幅完美的宇宙圖的夢，即實際上包括描繪這個宇宙的理論家—觀察者在內的宇宙圖的夢，既是物理學的夢，也是形而上學的夢，甚至象笛卡爾這樣的二元論者也夢想構繪一幅完美的宇宙圖。值得注意的是，所有夢想繪制一幅宇宙圖的人都感覺到需要一門額外的基礎科學，即一門與描述“靈魂、思維或智力”的心理學有關的基礎科學，以實現自己的美夢。自十七世紀以來，整個西方文化一直在做著這種美夢，而且凡是借助一種真正的科學理論，利用實驗或數學方法從事過這種工作的人都一定感覺到這是一場夢。

但是，玻爾的哥本哈根解釋卻恰恰放棄了這種夢想。象康德一樣，玻爾感覺到這個世界“本身”是超越描繪它的人類思維的能力的。即便是一個“經驗的世界”，即我們的經驗的世界也不能只憑借一幅圖就實現其完整的描繪，而常常需要的是不同類型圖的互補。在一些實驗場合中必須繪制一幅波動圖，在另一些實驗場合中又必須繪制一幅粒子圖。要放棄只利用一種描繪來說明所有場合的觀念；要確立物理學概念與實驗場合相互依存的思想；要認識到在觀察者與觀察對象，即整個宇宙系統之間存在一個不可逾越的鴻溝，這是量子力學的核心，是與經典物理學不同的本質所在。但是，卻不能由此說量子力學與經典物理學是完全對立的。只能說量子力學在本質上涵蓋了經典物理學的應用。比如馮諾依曼（Von Neumann ）的經典著作就向我們表明了如何利用純粹的量子力學術語來分析測量的案例。所以，量子力學與經典物理學之間具有一種依存關系和包含關系，并不相互矛盾。只是經典物理學認為它所描繪的世界是唯一真實的世界，而量子力學則認為人類只能描繪包含自身在內的世界，而且這個世界因實驗場合的變化而變化，人類理智無能力認識一個“自在”的世界。

這是不是說，普特南已經成為一個地地道道的不可知論者和康德意義上的形而上學實在論者？關于形而上學，普特南說，“作為人類生活中的一種事實，在一種意義上，哲學的任務是克服形而上學；而在另一種意義上，它的任務又是持續形而上學的討論。每一個哲學家都會一面在叫喊，“這項事業是徒勞的、輕薄的、瘋狂的——我們必須說：停止！”，而另一面又叫喚，“這項事業完全是最一般、最抽象層次上的反映，停止它將是對理性的一種犯罪。”當然，哲學問題是不可解決的，但是正如S.卡威爾（Stanley Cavell）曾經論述的，“存在有關它們的或是更好或是更壞的思考方式。”不論有多少人認為哲學作為一種認識論和方法論是如何的無益和帶來了怎樣災難性的失敗，但“我還是想展示一些原理，這些原理在我們面對一些叫做形而上學的事情以及一些叫做認識論的事情遭受失敗而感到失望的時候不應當拋棄。”（[5]，p．19）哲學雖然不能構成存在、知識和文化得以確立的基座， 但是作為一種講話和思維的方式對于人類的實踐和精神無疑有著重要價值。當然哲學的重要性不在于說“我拒絕實在論者與反實在論者的爭論”，但是它卻可以表明實在論者和反實在論者都歪曲了我們借助概念而生活的生命。一場爭論是無益的，并不意味著相互競爭的圖象是不重要的。因為哲學所編造的幻覺屬于人類生活自身的本性，而且需要進一步闡明。

那么普特南究竟展示了哪些不應當拋棄的哲學原理呢？1 ）在一般情況下，人們所作的陳述不管是否有根據，都是事實，但是其中多數事實都是“價值事實”。2 ）一個陳述的意義不管是否有根據都不取決于處于一種文化中的多數公民的口頭評判，而是取決于一定的社會、文化背景和實際功用。3）有根據的斷言的規范和標準是社會歷史的產物；它們是隨時間而演變著的。4 ）這些規范和標準總是反映我們的興趣和價值，而我們的理智興趣圖通常只是人類興趣圖的一部分。5 ）一切事物（包括有根據的斷言）的規范和標準都能夠改變。存在著更好或更壞的規范和標準。這五條原理概括到一點：評判一切陳述和命題都取決于人們的興趣和價值；人們的興趣和價值觀念變了，一個陳述或命題是否有根據和理由也就變了。這既是一種實用主義的哲學觀點，也是一種人本主義的哲學觀點。一切有無、真偽、好壞都以人而論。

既然如此，普特南雖然一再強調要保護內在實在論，然而他的“實在論”已經完全人本主義化了。這正象他自己所陳述的，“如果說我們所說的和我們所做的就是一個‘實在論者’，那么我們最好都是實在論者——用小r代表這類實在論者。 但是關于‘實在論’的形而上學說法卻超出擁有小r的實在論之外，而具有某種哲學幻想的特征。”（[5]，p．26）對于小r的實在論來說，它不需要回答形而上學實在論者渴望解答的問題。諸如：“一個具體客體（空—時域）的存在怎么可能是一種約定？A（椅子）和B（空—時域）的同一性怎么可能是一種約定？”等問題。在小r看來，這些恰恰是生活中的一種事實。他能夠感覺到它。 那對于其他人是一種壓力的東西，對于他來說，則可能是一種有趣的東西。而形而上學實在論的基本特征則集中體現在這一觀念中，即主張“解決哲學問題的方式是構造一個比較好的科學的世界圖景”（[6]，p．107）為此他們總是竭力描繪一幅巨大的先驗論的圖畫； 在這幅圖中存在一套固定的“獨立于語言”的客體（其中一些是抽象的，另一些是具體的），以及術語與它們的附加物之間的一種“關系”。普特南認為，形而上學實在論的宇宙圖景只是部分地與它意欲解釋的常識觀點相一致。從常識的觀點上看，形而上學實在論所描繪的圖象是非常模糊的。“我們抓牢哲學家們的擁有小r的實在論，放棄擁有大R的實在論（形而上學實在論）完全沒有任何錯。”（[5]，p．28）

作為結論，普特南所描繪的有關這個世界的圖象是：“一方面沒有任何東西能為之辯護，只能夠通過成功來證明它正當；而成功又要通過人的興趣和價值來判斷，而人的興趣和價值不僅在進化著，并同時獲得改造，而且與我們的有關這個世界本身的進化著的圖象相互作用。正象必須拋棄‘約定和事實’的絕對兩分法一樣，基于類似的理由，也必須拋棄‘事實和價值’的絕對兩分法。另一方面，它又畢竟是這個世界本身的圖象的一部分，而這個世界既不是我們意志的產物，也不是我們以某種方式講話的氣質的產物。”（[5]，p．29）換句話說，既不是我們制造了這個世界，也不是我們的語言或文化制造了這個世界；這個世界不是從無中生有的；它不是一種產品，而是：“世界就是世界”。但是，我們所認識的這個世界卻是與理論相依賴的，是與我們的興趣、價值觀念和最后的審視緊密相關的。

參考文獻

[1]　劉放桐主編：《現代西方哲學》，人民出版社，1990。

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[3]　Hilary　Putnam， Reason， Truth　 and　 History，　CambridgeUniversity Press，1981.

[4]　A.Baruch，Readings in the　Philosophy　of　Science， 3ed，New Jersey，1989.

第3篇：量子力學的核心理論范文

然而，三維目標的提出已歷時多年，筆者通過對十幾所高等學校物理學師范生的培養計劃的調查了解到，我國不少高等學校物理學師范生的課程設置還是跟不上基礎課程改革的步伐，尤其在西部，有的一般綜合大學物理學師范生的課程設置還停留在學科知識本位的傳統課程觀上。本文將選取西部某一般綜合大學（以下簡稱X大學）與東部某985大學（以下簡稱D大學）2012年物理學師范生的教學計劃進行具體的比較分析，以期給落后的課程設置以良好的啟示。

一比較分析

從整體上看，不含學校統一的公選課，D大學共開設68門課，共210.5學分，共4843學時，大于4年的總學時4320學時（每周按30學時計算），學生有選擇的空間，由于實行了完全學分制，學生必須修滿160學分；X大學共開設48門課，共150學分，共3148學時，小于4年的總學時4320學時，由于未實行學分制，學生只要修完安排的課程考試及格就行，除學校統一的公選課外，學生沒有選擇的余地。

1通識課程設置的比較分析

兩大學通識課程開設情況如表一。學生處理社會關系及交往合作的能力的培養是由通識課程來實現的。D大學與X大學在這一模塊的學分比例分別為36.9%和32.9%，主要區別是X大學開設了“某省省情”的課，它是地方政策，對培養地方建設人才具有十分重要的意義；但在計算機方面的培養力度不夠，只開了三門有關計算機的課，共計144學時。現代人稱不懂電腦不能使用電腦進行學習、交流和管理的人是文盲，而大多數學生進大學時所具有的計算機知識不多，有的甚至是零，D大學正是根據這一實際情況和社會對人才的要求，共開了7門有關計算機的課，共計414學時，加強計算機方面的能力培養。

2學科課程設置的比較分析

兩大學學科課程開設情況如表二。從事中學物理教學必備的學科知識能力的培養是由學科課程來實現的。D大學與X大學在這一模塊區別最大，學分比例分別為40%和51.3%，X大學學分比例超過了一半，偏重學科知識的培養，折射出課程設置者的學科知識本位思想，反映了課程設置者固步自封、懶于改革的落后思想。D大學則根據基礎課程的改革，勇于探索。首先，D大學將力學、熱學、電磁學、光學實驗整合為便于管理、分層次教學的《大學物理實驗》，它比傳統的按知識板塊劃分實驗課程更有利于知識板塊之間的橫向聯系，有利于學生對物理學知識整體的全面認識，有利于學生全面看問題的能力的培養。它針對傳統實驗課程中經典物理實驗偏多而缺少綜合性、設計性等實驗而增設了這幾方面的實驗，有利于學生的綜合能力、獨立能力、創新能力、科研能力的培養。而《近代物理實驗》重在進一步培養學生的創新能力，使學生從實驗技術型向實驗研究型方向轉型，相比較，X大學在這一點的培養力度顯得不足。其次，當代社會需求的是知識面廣、綜合能力強的復合型教師，學校的教育和課程設置要為學生畢業后不斷的進行知識和能力的更新打下寬厚的基礎，能力全面的要求和科學技術的飛速發展使得教學內容不斷的增加，而教學時數有限，這一矛盾也是課程設置所面臨的問題。D大學不僅將《理論力學》、《熱力學》、《電動力學》、《量子力學》整合為一門《理論物理》課，縮短了教學時數，從各類大學的師范專業主要是向社會輸送合格的中小學教師，培養應用型人才這點來說，這種整合是合理的，同時也將《力學》、《電磁學》、《熱學》、《光學》、《原子物理》的學時相應的減少。而X大學按知識板塊開設四大力學的主要原因是有學生要考研，但X大學物理系自建校多年來總共才考上了5個碩士生，為滿足少數學生考研的需求，應用開設選修課的方法，而不應用一刀切的方法重小頭失大頭。從學生自身的知識水平來看，尤其是X大學這類層次的學生，由于數學知識的缺乏和理解能力的不足，讓他們分知識板塊的對這四大力學更深層次的學習是一件痛苦的事情，“學了一學期的《量子力學》，半點也不懂！”這是X大學的一個學生對《量子力學》學習的感嘆，這種現象不是個別的，而是普遍的。將四大力學整合為一門《理論物理》課，即重視了理論物理不同于普通物理的研究方法的培養，也降低了知識內容的難度，這種整合對層次較低的學生來說也是有必要的。另外，不少教師在教學中感覺到學生的數學知識掌握得不牢固，根據這一具體情況，D大學增加了《高等數學》的學時數。還有，D大學開設了23門選修課供學生選學，以拓寬學生學科知識面。

3教育課程設置的比較分析

兩大學教育課程開設情況如表三。組織有效的物理教育教學活動的能力的培養是由教育課程來實現的。D大學與X大學兩大學在這一模塊的學分比例分別為23.1%和15.8%，區別也很大。

（1）必修課的比較分析

D大學與X大學這部分的學分比例分別為20.6%和5.1%。組織有效的物理教育教學活動的能力包涵了教育內容的編制能力、分析教材的能力、表達能力、應用實踐能力、創新能力、綜合研究能力、集體指導能力、溝通能力、靈活應變能力等等。從表三可看出，D大學通過開設有關的課程來培養學生的組織有效的物理教育教學活動的能力。而X大學除了教育實習、畢業論文，沒有其它教育專業的必修課，這是十分不合理的，有什么樣的課程設置就有什么樣的學生，X大學這樣的課程設置培養出來的學生在組織有效的物理教育教學活動的能力方面先天不足。

（2）選修課程的比較分析

首先，D大學開設了3門選修課，共6學分，選修4學分；而X大學開設了9門選修課，共17學分，選修17學分，學生沒有選擇的空間，選修課不是讓學生選修的，而是由管理者選開的，有些課尤其是選修課被隨意停開，例如09級第七學期的《物理學史》就沒開，甚至《教育學》也被停開過。其次，雖然說選修課與必修課同樣重要，但事實上由于種種原因，選修課被受輕視，學生中流傳著一句話：“必修課選逃，選修課必逃”，課程設置具有導向性，《教育學》、《心理學》、《物理教學論》等這些物理師范專業的核心課程得不到X大學學生的重視。另外，“什么知識最有價值？”―――斯賓塞提出的這個問題，是課程編制論的首要問題。X大學有些課的開設不是最有價值的，例如，教師的語言修養在極大的程度上決定著學生在課堂上的腦力勞動的效率，為培養學生的表達能力，D大學開設《教師口語》，X大學開設《普通話》，誠然，普通話是教師口語的基礎，但這應是小學階段要完成的培養任務。因此，在學校學時數有限的情況下，對師范專業開設《教師口語》更合理更有價值。

二拋磚引玉提建議

1整合物理課程，整改物理教材

一方面將內容重復、研究方法相同的物理課程進行整合；另一方面重建概念，建立物理學知識的統一結構，從根本上解決物理知識總量不斷增加，而教學時數有限的矛盾，這一點，德國已走在了前面，值得借鑒學習。

2重視專業英語，實現英語分層次教學，增設其它語種的外語課

在中小學受到良好的英語教育的學生，應該具有良好的聽、讀、寫、查能力。提高詞匯量，學習《專業英語》應是非英語專業的學生在大學期間的學習任務。針對我國不同區域的中小學英語教育水平存在著較大差異，學生進大學時的英語能力良莠不齊的實際情況，將英語分層次教學，以滿足不同層次的學生的不同需求。同時，增設其它語種的外語課程供學生選修，外語學分控制在4至6學分。

3取消必修與選修之別

從根本上同等重視每一門課程。必修意味著強制性，取消這種強制性，讓學生根據自身的需求、興趣愛好、教師的教育教學能力的影響力度來自主選擇課程修滿所規定的學分。為讓學生各方面的能力得到平衡發展，可將總學分按通識課程、學科課程、教育課程模塊平均分配，即限制學生在每一課程模塊上所要修滿的學分即可。

4加強物理教育教學能力及其研究能力的培養力度

增設師范性、理論性較強的課程，以提高學生物理教育教學能力及其研究能力。例如將師范性不強的《心理學》改為《物理教學心理學》，強調物理學習的心理過程和特點以及社會心理對物理教學的影響；增設《物理教育研究方法》提高學生撰寫物理教育教學論文的能力，等等。

5科學分配開課時間的先后次序，進校開始做畢業論文，實習分兩階段進行

傳統的一通二學三教四實論的開課時序，同類課程開課時間太過集中，使學生學習枯燥乏味，學習興趣缺乏，學習效率不高。將通識課程、學科課程、教育課程根據課程間的相互依賴科學搭配，科學分配開課時間的先后次序，提高學習效率。例如，第一學期就開始進行畢業論文的選題研究工作，這樣學生有較長的研究時間，更重要的是可以促使學生改變“中小學不做探究，大學也就不習慣研究”的不良習慣；勒溫說：“沒有無研究的行動，也沒有無行動的研究。”教育實習可分兩階段進行，第一階段安排在二年級，第二階段安排在四年級。第一階段結束后，在《中學物理實踐教學技能研究》教學中實施“課程行動研究”，學生在“課程行動研究”中檢討教學過程的實際問題，并加以反思、評價、改變對問題的先前理解，改變教法，改進教學品質，從而使學生的教學能力、研究能力得到切實的培養，相信再經歷第二階段的實習后學生可自信的走上工作崗位，學校為社會輸送的是合格的人才。

參考文獻

第4篇：量子力學的核心理論范文

關鍵詞：數學建模；力學實踐；科學思維；創新能力

數學模型是解決各種實際問題的過程，是將數學應用于力學等現代自然科學的重要橋梁。數學建模不僅是數學走向力學應用的必經之路，而且也是科學思維建立的基礎。通過數學建模分析力學問題，將數學應用于實際的嘗試，親歷發現和創造的過程，可以取得在課堂里和書本上無法獲得的寶貴經驗和親身感受，不斷深化科學思維，培養學生的創新意識和實踐能力。數學建模對力學教學思維的建立具有重要的指導作用。

一、數學建模與數學建模教學的發展

數學建模最早出現于公元前3世紀，歐幾里得所寫的《幾何原本》為現實世界的空間形式構建了數學模型。可以說，數學模型與數學是同時產生的。數學建模的發展貫穿近代力學的發展過程，兩者互相促進，相互推動。開普勒總結的行星運動三大規律、牛頓的萬有引力公式、電動力學中的Maxwell方程、流體力學中的Navier-Stokes方程與Euler方程以及量子力學中的Schrodinger方程等等，無不是經典的數學建模。

1985年，美國開始舉辦國際大學生數學建模競賽，至此數學建模的教育開始引起廣泛的重視。數學建模在我國興起并被廣泛使用是近三十年的事。從1982年起我國開設“數學建模”課程，1992年起舉辦全國大學生數學建模競賽，現在已經成為我國高校規模最大的課外科技活動。2002年，開展“將數學建模的思想與方法融入數學類主干課程”的教改實踐，2012年，《數學建模及其應用》雜志創辦。

二、數學建模對力學教學的指導作用

1.數學建模是將數學應用于力學實踐的必要過程

數學建模（Mathematical Modeling）是通過對實際問題的抽象、簡化，建立起變量和參數間的數學模型，求解該數學問題并驗證解，從而確定能否用于解決問題多次循環、不斷深化的過程。數學模型（Mathematical Model）是指為了一個特定目的，對于一個現實問題，發掘其內在規律，通過積極主動的思維，提出適當的假設，運用數學工具得到的一個數學結構。

數學建模幾乎是一切應用科學的基礎，用數學來解決的實際問題，都是通過數學建模的過程來進行的。而力學是應用科學的一個重要分支，一種力學理論往往和相應的一個數學分支相伴產生，如：運動基本定律和微積分，運動方程的求解和常微分方程，彈性力學及流體力學和數學分析理論，天體力學中運動穩定性和微分方程定性理論等。因此，有人甚至認為力學應該也是一門應用數學。

2.數學建模是培養科學思維的基礎

科學思維是以科學知識為基礎的科學化、最優化的思維，是科學家適應現代實踐活動方式和現代科技革命而創立的方法體系。科學思維的其他重要研究者Dunbar立足心理學視角指出，科學思維過程是建構理論、實驗設計、假設檢驗、數據解釋和科學發現等階段中的認知過程。這個過程與數學建模完全吻合，因此數學建模是培養科學思維的基礎。

許多的力學家同時也是數學家，他們在力學研究工作中總是善于從復雜的現象中洞察問題本質，又能尋找合適的解決問題的數學模型，逐漸形成一套特有的思維與方法。數學建模不單單是對某個問題或是某類問題的研究和解決，更重要的是一種思維的培養。科學思維的培養是科學素養的重要組成，是科學教學的核心內容。

3.數學建模對培養學生的創新能力具有重要作用

數學建模是一個分析問題和解決實際問題的過程，從數學理論到應用數學，再到應用科學，它為培養學生從實踐到理論再從理論回到實踐的能力，創造了十分有利的條件。數學建模的過程是一個不斷探索的過程，因此，數學建模競賽是培養學生綜合能力和發揮創新能力的有效途徑。

創新可以是前所未有的創造，也可以是在原有基礎上的發展改進，即包含創造、改造和重組等意思。數學模型來源于錯綜復雜的客觀實際，沒有現成的答案和固定的模式，因此學生在建立和求解這類模型時，從貌似不同的問題中抓住其本質，常常需要打破常規、突破傳統。可以說，培養學生的創造能力始終貫穿在數學建模的整個過程。在數學建模的過程中體現了知識的創新、方法的創新、結果的創新和應用的創新。

三、數學建模在力學教學中的現狀

數學建模教育在我國取得了長足的發展，越來越多的本科、專科和高職學院開設了數學建模課程，但普及率并不高，并且大部分學校只針對特殊專業開設，如中南大學物理升華班，湖南師范大學數學與應用數學專業等。

在學習力學之前，學生對數學建模的了解主要來自于高校對數模競賽的宣傳，所知有限。教師應在本科第一堂力學課上幫助學生樹立正確的數學建模概念，將數學建模貫穿整個教學過程。在教學過程中重視數學建模思維的培養，聯系實際力學問題培養學生的創新能力。

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第5篇：量子力學的核心理論范文

自二十世紀九十年代以來，意識問題受到高度關注，眾多的哲學家、心理學家與神經科學家在此領域開展深入的研究工作。與此同時，人們也開始使用計算方法試圖讓機器裝置擁有意識能力。這類研究逐漸被稱為“機器意識”的研究。早期有關機器意識的研究比較初步，研究工作較少得到學術界的認同，甚至早些年提到“機器意識”還有不合時宜的顧慮。

盡管哲學上關于“機器意識”有著不同觀點的爭論，但隨著研究工作的不斷深入，一些有遠見的專家學者開始充分認識到開展機器意識研究的重要意義，并專門撰文進行了精辟論述。比如，英國皇家學院電子工程系的Aleksander教授根據學術界從上世紀九十年代到本世紀對機器意識態度的轉變，指出機器意識的影響與日俱增，并預計了機器意識對科學與技術發展的潛在影響，特別是在改變人們對意識的理解、改進計算裝置與機器人概念等方面的貢獻尤為重大。

無獨有偶，美國伊利諾伊大學哲學系Haikonen教授則專門撰文強調機器意識是新一代信息技術產業發展的新機遇，他認為新產品與系統的發展機會起因于信息技術的發展，而現有的人工智能基于預先編程算法，機器與程序并不能理解其所執行的內容。顯而易見，不考慮意識就沒有對自身行為的理解，而機器意識技術的涌現可以彌補這一缺失，因此機器意識技術可以為信息技術產業的發展提供新的契機。意大利巴勒莫大學機器人實驗室的Chella教授則指出，開展機器意識不僅是一種技術挑戰，也是科學和理論上開展人工智能和機器人研究的新途徑。最近，土耳其中東技術大學的G?k和Sayan兩位學者進一步認為，開展機器意識的計算建模研究還有助于推進對人類意識現象的理解，推動構建更加合理的意識理論。

上述這些學者的論述，無疑說明，機器意識研究不但對深化人工智能的研究有著重要的推動作用，對從科學上解釋神秘的意識現象也同樣具有非同尋常的意義。正因為機器意識研究有著如此重要的科學意義和推動未來信息技術革新的潛在價值，隨著最近十年的研究發展，該領域已經成為學界廣泛關注的熱點。與此同時，數量相當可觀的研究成果和實驗系統已逐步形成，有些成果已經被運用到實際機器認知系統的開發之中。機器意識研究已經成為了人工智能最為前沿的研究領域。

機器意識研究的現狀分析

2006年之前的有關機器意識的研究狀況，英國皇家學院電子工程系的研究團隊已經做過了比較全面的綜述。因此，我們這里主要就在此之后國際上有關機器意識的研究概況和發展趨勢進行分析。據我們的文獻檢索，截止到2015年底，在機器意識研究領域發表過的學術論文超過350余篇，其中最近十年發表的論文占了一半以上。歸納起來，由于對意識的哲學解釋不同，目前機器意識方面的主流研究往往是以某種意識科學理論為出發點的具體建模研究和實現。由于涉及到的文獻過多，無法一一列舉，我們僅就一些影響較大的典型研究進行分析。

在意識科學研究領域，一種較早的理論觀點是用量子機制來解釋意識現象，這樣的出發點也波及到有關機器意識建模的研究。利用量子理論來描述意識產生機制的有效性并不是說物質的量子活動可以直接產生意識，而是強調意識產生機制與量子機制具有跨越尺度的相似性。近年來，意識的量子模型發展又有了新的動向。比如，作為量子意識理論的進一步發展，中國科學院電子學研究所的高山(Gao Shan)提出了意識的一種量子理論，研究了量子塌縮與意識之間的關系，假定量子塌縮是一種客觀的動態過程。日本Akita國際大學的Schroeder另辟蹊徑，在構建統一意識模型中不涉及量子力學的量子相干性方面做出了全新的探索，主要目標是說明現象意識能夠依據量子力學的物理解釋，用量子力學的形式化代數性質來描述。此外，俄羅斯Lebedev物理研究所的Michael B. Mensky利用意識的量子概念提出了一種主觀選擇的數學模型，說明意識和超意識的特性如何能夠通過簡單的數學模型給出。當然，更多的是有關意識量子機制描述的可能性爭論，正反兩方面的觀點都有。特別是在2012年的Physics of Life Reviews第9卷第3期，以Baars和Edelman所著論文“Consciousness， biology and quantum hypotheses”為核心，10余名相關領域的學者分別撰文對是否能夠通過量子機制來描述意識現象展開了多方位的辯論。最近，Susmit Bagchi從分布式計算的角度，較為全面地討論了生物演化與量子意識之間的關系。遺憾的是，迄今為止，學術界對此問題尚未達成一致的結論。

在機器意識研究中，第二種有重大影響的理論觀點就是全局工作空間理論。全局工作空間理論(Global workspace theory)是由美國加利福尼亞大學圣地亞哥分校神經科學研究所的Baars研究員1988年提出的意識解釋理論。在該理論的指導下，由Baars、Franklin和Ramamurthy等人組成的研究團隊開展了長達20多年的機器意識研究工作，最終開發完成了LIDA認知系統。

LIDA(Learning Intelligent Distribution Agent)是在該研究團隊等人早期開發的IDA(Intelligent Distribution Agent)基礎上發展起來的，主要依據Baars全局工作空間理論，采用神經網絡與符號規則混合計算方法，通過在每個軟件主體建立內部認知模型來實現諸多方面的意識認知能力，如注意、情感與想象等。該系統可以區分有無意識狀態，是否有效運用有意識狀態，并具備一定的內省反思能力等。從機器意識的終極目標來看，該系統缺乏現象意識的特征，比如意識主觀性、感受性和統一性均不具備。

指導機器意識研究的第三種重要理論觀點是意識的信息整合理論。意識的信息整合理論是美國威斯康星—麥迪遜大學精神病學的Tononi教授1998年提出的。自該理論提出以來，不少研究團隊以信息整合理論為依據，采用神經網絡計算方法來進行機器意識的研究工作。其中，典型代表有英國Aleksander教授的研究團隊和美國Haikonen教授的研究團隊所開展的系統性研究工作。英國皇家學院的Aleksander教授領導的研究團隊長期開展機器意識的研究工作，發表相關論文30余篇。早期的研究主要給出了有關意識的公理系統及其神經表征建模實現，比較強調采用虛擬計算機器來建模意識。最近幾年，Aleksander研究團隊采取仿腦策略，強調信息整合理論的運用，建立了若干仿腦(brain-inspired)意識實現系統，更好地實現了五個意識公理的最小目標。美國伊利諾伊大學哲學系Haikonen教授的研究團隊則主要采用聯想神經網絡來進行機器意識系統的構建工作。自1999年以來，該團隊開展了富有成效的研究工作。Haikonen教授在所提出的認知體系模型的基礎上，構建了一個實驗型認知機器人XCR-1系統。應該說，雖然Haikonen所開展的機器意識研究的出發點是為了揭示意識現象本性，但他的成果卻是目前機器意識研究領域最為典范的工作之一。

在意識科學研究中，也有學者將人類的意識能力看作是一種高階認知能力，提出意識的高階理論。在機器意識研究中，以這樣的高階理論為指導，往往會采用傳統的符號規則方法來建立某種具有自我意識的機器系統。其中，一個比較系統的研究工程就是意大利巴勒莫大學機器人實驗室的Chella教授用10年時間開發的Cicerobot機器人研究項目。該機器人實現了一種自我意識的認知結構機制，該機制主要由三個部分構成：亞概念感知部分、語言處理部分和高階概念部分。通過機器人的高階感知(一階感知是指對外部世界的直接感知，高階是對機器人內部世界的感知)，就形成了具有自我反思能力的機器人。這項研究工作的主要特點是將邏輯形式化方法與概念空間組織相結合，強調對外部事物的一種心理表征能力，并對外部環境進行內部模擬。在高階認知觀點的自我意識建模研究方面，另一個做出突出貢獻的是美國喬治梅森大學的Samsonovich教授率領的研究團隊。該團隊經過10余年的研究，開發了一個仿生認知體系GMU-BICA(George Mason University-Biologically Inspired Cognitive Architecture)。在該系統中定義的心理狀態不但包含內容，還包含主觀觀察者，因此該系統擁有“自我”意識的主觀能力。系統實驗是利用所提出的認知結構模型來控制虛擬機器人完成一些簡單的走迷宮活動，機器人可以表現出具有人類意識所需要的行為。相比而言，與Cicerobot機器人強調自我意識是反思能力的概念不同，GMU-BICA系統則將自我意識理解為“自我”的意識。當然，不管是Cicerobot還是GMU-BICA，這樣的高階認知模型往往對心理掃視、主觀體驗與統一意識等意識本質方面的表現兼顧不足。

除了上述介紹的這些有代表性的研究外，對于機器意識研究而言，還有如何判定機器具有意識能力的檢驗問題，這是目前機器意識研究領域十分重要的一個方面。顯然，要判斷開發的機器意識系統是否真正具備預期的意識能力，就需要開展相應的意識特性分析、評判標準建立以及檢測方法實現等方面的研究工作。在這方面，由于目前對意識現象的認識存在許多爭議，對于意識評測特性分析方面也難以有統一的認識。因此，目前的機器意識特性需求分析也比較零散。倒是在評判標準的建立方面，西班牙卡洛斯三世馬德里大學計算機科學系Arrabales教授的研究團隊做出了比較系統的研究。該團隊自2008年開始就在這方面開展意識特性分析，給出了計算人工意識的一種量化測量方法ConsScale以及對感受質的功能性刻畫。之后，該團隊又進一步提出了ConsScale的修訂版，并討論了在機器中產生感受質和現象意識狀態的可能性。最終，該團隊成功構建了CERA-CRANIUM認知體系(采用意識全局工作空間理論建模)來檢驗產生的視覺感受質以及實現的內部言語。所有的這些成果為機器意識能力的初步檢測提供了一種實用的標準。當然，也有將鏡像認知看作是機器擁有自我意識能力的一種檢測標準，該理論的依據是人類和其他一些動物能夠在鏡子中認出自己，這一能力被看作是擁有自我意識的明證。因此，Haikonen認為在鏡像中的自我識別，即鏡像測驗，也可以用來確認機器潛在的自我意識能力。于是，在意識能力檢測方法的研究中，許多研究工作都是通過鏡像測試來確定意識能力的。但也有研究認為，鏡像測驗并不能證明意識能力的存在，要證明機器具有意識能力還需要通過更加復雜的測驗。比如，Edelman就提出三種意識檢驗的途徑，即意識的語言報告、神經生理信號以及意識行為表現。

總而言之，機器意識的研究主要圍繞量子涌現機制、全局工作空間、信息整合理論、意識高階理論以及意識能力檢測這五個方面展開的。從研究的策略來看，主要分為算法構造策略(Algorithm)與仿腦構造策略(Brain-Inspiration)兩種途徑。從具體的實現方法上，主要可以分為三類：一是采用類神經網絡的方法；二是采用量子計算方法；三是采用規則計算方法。雖然經過20多年的發展，機器意識的研究取得了眾多的研究成果，但相對于人類意識表現方面，目前機器意識能力的表現還是非常局限的。根據筆者以及土耳其中東技術大學的G?k和Sayan發表的論文，目前機器意識系統主要具備的能力都是功能意識方面的，偶爾涉及自我意識和統一性意識(很難說是否真正實現了)。可見，意識計算模型的研究還有很長的路要走，特別是關于內省反思能力、可報告性能力、鏡像認知能力、情感感受能力以及主觀性現象等，這些方面更加需要進一步的研究和探索。

人類意識能力的唯識學分析

人類意識能力的基礎是神經活動，盡管神經活動本身是意識不到的，也不是所有的神經活動都能產生意識，但神經活動卻能夠產生有意識的心理活動，這便形成了人類的意識能力。

根據現有的相關科學與哲學研究成果，人類意識的運行機制大致是這樣的：物質運動變化創生萬物，生物的生理活動支持著神經活動，神經活動涌現意識(有意識的心理活動)，意識感受生理表現并指導意向性心智活動的實現，從而反觀認知萬物之理。除了心理活動所涉及的神經系統外，主要的心理能力包括感覺(身體感受)、感知(對外部事物的感知能力，包括視、聽、味、嗅、觸)、認知(記憶、思考、想象等)、覺知(反思、意識、自我等)、情感(情緒感受)、行為(意志、愿望、等)、返觀(禪觀、悟解)等。

必須強調的是，迄今為止，對有意識的心理能力最為系統解析的學說體系并非是現在的腦科學研究，而是起源于古印度的唯識學。唯識學所研究的對象就是心識問題，相當于本文界定的有意識的心理活動。如圖1所示，其理論體系主要包括五蘊八識的心法體系。

第一，前五識歸為色蘊，對應的心法稱為色法，相當于當代心理學中的感知，其意識的作用稱為五俱意識(所謂“俱”，就是伴隨)。如果這種感知是真實外境的感知，則其伴隨性意識稱為同緣意識；如果是有錯覺的感知，則稱不同緣意識；如果這種感知活動產生后像效應，則稱為五后意識(屬于不相應法)。一般而言，色蘊對應的心理活動都是有意向對象的，因此屬于意向心理活動。

第二，受蘊是一種心所法(具體的心理能力)，主要是指身體與情感狀態的感受。注意這里要區分身識中的身體狀態感受與色蘊是完全不同的心理能力，身識相當于觸覺，是一種感知能力，而身體狀態的感受不是感知能力，而是感受身體疼痛、暖冷等的體驗能力。受蘊的心理活動，雖然具有意識，但不具有意向對象，因此不屬于意向性心理活動。

第三，想蘊是另一種心所法，用現代認知科學的話講，就是狹義的思維能力，如思考、記憶、想象等，屬于認知的高級階段，顯然是屬于意向性心理活動。

第四，行蘊也是一種心所法，主要指一切造作之心，用現代認知科學的話講，如動機、欲望、意愿、行為等。唯識學中的“行”，與“業”的概念相互關聯，一般分為三種，即身業(行動)、語業(說話)和意業(意想)，但都強調有意作為的方面，因此行蘊也屬于意向性心理活動。

第五，識蘊是整體統一的心法，更加強調的是后兩識(第七末那識、第八阿賴耶識)的心法，現代西方的認知科學尚無對應的概念。主要強調的是自我意識，特別是返觀能力，即對根本心識的悟解能力。

總之，色蘊是色法(感知能力)，受蘊、想蘊、行蘊都是心所法(具體的心理能力)，它們本身就是具有意識的心理活動(統歸于心法)，其中色法的意識作用是伴隨性的五俱意識，其他三蘊的意識作用與伴隨性的意識則又有不同，稱為獨散意識(受蘊、想蘊、行蘊所涉及的意識，是一種周遍性意識活動)。

當然，如果所有意識作用出現在夢中，唯識學中則另外稱之為夢中意識(做夢時的意識活動，屬于不相應法)。在唯識學的五蘊學說中，識蘊比較復雜，它是唯識理論特別單列的一種根本心法，除了強調自我意識的末那識“我執”外，更是強調達到定中意識的阿賴耶識“解脫”，屬于去意向性心理活動。

總之，從意向性的角度看，我們的心理能力可以分為無意向性的受蘊，意向性的色蘊(前五識)、想蘊、行蘊，元意向性的意識以及去意向性的識蘊。其中，識蘊是一種特定的禪悟能力，對其性質的認識與禪宗的心法觀有關。

機器意識研究面臨的困境

對于目前的人工智能研究而言，我們涉及到的心智能力，如果按照五蘊分類體系來分析，那么大致只有色蘊、想蘊與行蘊中的部分能力。如果考慮目前有關機器意識的研究，也僅僅涉及到五俱同緣的伴隨性意識、想蘊與行蘊中的獨散意識、識蘊中的自我意識以及意識活動本身的機制問題，其他意識比如不相應法的夢中意識、五后意識、定中意識、五俱不同緣意識等都沒有涉及。

根據上述有關心識能力的唯識學分析，對于機器而言，真正困難的機器意識實現問題是受蘊性獨散心識(體驗性意識能力)與識蘊性心識兩個方面，一個涉及無意向心理活動的表征問題，一個涉及去意向性心理活動的表征問題，這兩方面都是目前計算理論與方法無法解決的問題。反過來講，機器最有可能實現的心智能力部分應當是那些具有意向性的心識能力(色蘊、想蘊與行蘊)，即唯識學心法中的色法與若干心所法。

很明顯，意向性心理活動一定伴隨有意向對象，于是就有可能對此進行計算表證，并完成相關的某種計算任務。因此，反過來說，我們認為意向性心理能力是人工智能的理論限度(是上界，但并非是上確界)，機器實現的人類意識能力不可能超越意向性心識的范圍。這也就是本文觀點討論的基點，并具體給出如下方面論據的分析。

首先，我們來分析心智機器的成功標準。從我們的立場看，如果要構建具有人類心智能力的機器，成功的標準起碼應該通過圖靈測驗。主要理由是，由于“他心知”問題的存在，行為表現可能是唯一的判斷標準，此時圖靈測驗不失為一種可行的測試途徑，關鍵是“巧問”的設計。原則上，圖靈測驗通過言行交流，這是人類之間默認具有心智能力的唯一途徑。再者，根據摩根準則，在沒有把握的情況下，寧肯選擇比較簡單的解釋。因而，對圖靈測驗的解釋中，也必須注意摩根準則，諸如機器思維或者機器經過思考的行動這類有關心智能力的假設在大多數情況下應該丟棄。

現在我們就來一場圖靈測驗，看看機器到底會遭遇什么樣的困境。為了看清本質，我們的提問異常簡單，就是進行如下提問(所謂“多大年紀”思想實驗，參見筆者以前的文章“重新發現圖靈測驗的意義”)：你多大年紀？此時會發生怎樣復雜的情形呢？當提問者一而再、再而三不斷重復這一問題時，機器很快就會暴露出其致命的缺陷，就是缺乏不可預見性反應能力。那么，面對這么簡單的提問，機器為什么會無所適從呢？其實這跟機器形式系統的局限性有關。眾所周知，圖靈機是個形式系統，而哥德爾不完全性說明足夠復雜的形式系統不能證明某些真命題。這是否說明人的某些知識是計算機器永遠不能得到的？或者反過來說，是否說明不是所有的知識都能形式化呢？這樣就引出了如下第二個論據的討論。

從形式系統角度看，確實存在不可計算(證明)的問題，而且是大量的，但這些問題對于人類同樣也是不可計算(證明)的。比如圖靈停機問題，如果換成了人，結果是一樣的。至于知識，可能首先要分清知識的含義與性質，知識是動詞還是名詞，要不要考慮元知識？如果這樣看待知識，那么肯定不是所有知識都可以形式化的。因此，我們可以發現，問題不在于形式系統是否有局限性，而在于對于意識現象能不能給出一致性的形式描述。

那么，我們可以對人類的意識現象給出一致性描述嗎？回答顯然是否定的。因為在人類的意識現象中，存在著意識的自反映心理現象：我們的意識活動是自明性的。從邏輯上講，如果一個系統允許自涉，那么該系統一定是不一致的，也就是說無法對該系統給出一致性的形式化描述。其實，人類的心理活動本來就是建立在神經集群活動的自組織涌現機制之上的。因此，出現意識的自明性現象是必然的。這也就是美國哲學家普特南給出“缽中之腦”思想實驗所要說明的道理。比如，對于“我們都是缽中之腦”命題，在事先并不知曉這一事實的前提下，使用知道邏輯的反證法，可以明確加以否定。因此，我們人類的意識能力，顯然不可能為機器所操縱。這樣，由于計算機器形式化能力的局限性，靠邏輯機器是不可能擁有人類全部意識能力的，起碼意識的自明性能力不可能為機器所擁有。

進一步，作為第三個論據討論，我們再來看人類的意義指稱能力問題。我們需要明確的問題是：機器能處理符號，但它能真正理解符號所代表的意義嗎？如果人的概念依賴于人類的軀體和動機(涉身性認知)，那機器怎么可能掌握它們呢？這個問題主要是指機器是否能夠擁有指稱能力。塞爾的“中文之屋”提出了反對意見。其實這個問題的關鍵還是要弄清什么是“意義”？如果意義是指所謂抽象的“概念”內涵而非表征形式，那么就必然存在一條語義鴻溝，因為機器內部能夠處理或變換的只是不同的形式語言而已。但如果意義是指“行為表現”，那么這個問題就回到了上面圖靈測驗的第一個論據上去了。

人類語言表達意義不在語言形式本身，而在于意識能力。正因為這樣，才會有許多超出常規的意義表達方式。從根本上講，我們也不必一一列舉機器難以擁有的指稱能力，諸如矛盾性言辭、元語言表述以及整體性語境等難以一致性描述的狀況；而只需指出，機器不可能擁有人類的終極指稱能力即可。那么什么是終極指稱能力呢？宋代臨濟宗禪師惠洪在《臨濟宗旨》中指出：“心之妙不可以語言傳，而可以語言見。蓋語言者，心之源、道之標幟也。標幟審則心契，故學者每以語言為得道淺深之候。”其中所謂的“心之妙”者，就是終極指稱。由于超越了概念分別，是難以用語言來描述的，這就為形式化描述帶來了根本的困境。

第四個論據的討論涉及到所謂預先設定程序的問題。我們知道，目前的機器只能遵循給定的程序運行(預先設定的程序)，這樣的話，機器又怎么可能擁有真正的創造性和靈活性？也許人工智能的目的就是要讓機器的“計算”更加“聰明”，但目前預先設定程序的機器不可能是靈活的，更不用說創造性能力了。顯然，事情越有規則，機器就越能掌控，這就是預先設定程序的界限。比如對于表面復雜結構的分形圖案，由于可以靠簡單規則加以迭代產生，機器就可以靠預先編程規則自如產生。但是對于人類常常出現的出錯性，由于毫無規律可言，機器便不可能預先加以編程，機器也就不可能擁有出錯性了。人是易于犯錯誤的，而機器按照設定的程序運行，永遠不會出錯，這就是預先編程的一個致命弱點，這也是第一個論據討論中機器無法通過圖靈測驗的根本原因。

要知道出錯性表面上似乎是一個負面品質，但其實質上則包含著靈活性和創造性，是一切新事物涌現機制的基礎。如果沒有生物基因的出錯性，自然選擇就沒有了作用的對象，繁復的生物多樣性也就無從談起。同樣，如果沒有了思想模因的出錯性，文化選擇也同樣沒有了作用的對象，博大的思想多樣性同樣無從談起。可見，出錯性是機器難以企及人類心智能力的一個分界線，而這一切都歸結為機器的預先編程的局限性。

同樣的道理，由于預先編程問題，也帶來了機器不可能真正擁有情感能力的新問題，這也構成了機器難以擁有人類心識能力的第五個論據。我們知道，情感從某種意義上講就是常規理性活動過程中的“出錯性”，是非理性的，但基于邏輯的機器是理性的。也許人們會說，非理性的情感在心理表現中是不重要的，甚至是不起作用的。但我們要強調，即使是理性思維，情感和其他非理性因素也在其中扮演重要角色(傾向性指導作用)。如果說理性的認知能力是前進的方向，那么非理性的情感能力就是前進的動力，人類的心理活動中豈可或缺情感能力？！而對于機器而言，缺少了情感能力，機器怎么能夠像人類一樣思維？！

機器是邏輯的，難以體現情感本性，目前有關情感的計算只是實現了情感的理性成份。筆者比較贊同這樣的觀點：理智是方向性的舵手，情感是驅動性的馬達，在航行中情感與理智相互依存。因此，如果情感不能計算，那么也談不上實現人類意識的計算，因為情感難以計算的本質就是意識的感受問題。

機器能擁有意識能力嗎

通過上述對機器實現人類心智能力所面臨的困境的討論，就可以進一步引申出機器是否能夠跟人類一樣擁有意識能力的問題。為了避免陷入不必要的信念之爭，筆者認為學術辯論主要應對事實或可能事實開展分析討論。由于計算機器的概念相對明確，爭論的焦點多半會聚焦到有關人類“意識能力”的界定之上。所以，下面先給出筆者所理解的人類“意識能力”的分析描述，然后再圍繞著我們討論的主題，展開觀點的陳述。

意識包括功能意識、自我意識和現象意識，其中功能意識大體上涉及到意向性的心理能力，除了前面已經討論過的五個論據外，似乎并不存在特別的新困難。但自我意識和現象意識則不同，由于涉及到去意向性和非意向性的表征問題，這便構成了機器心識的最大困擾。首先，我們要清楚“自我意識”不是關于“自我”的意識，而是一種自身內省反思能力。因此，自我意識是意識的核心功能。其次，我們必須澄清所謂的“體驗意識(qualia)”到底指什么？是精神的本性，還是虛構的對象？這涉及到哲學基本問題，非常復雜，觀點紛呈。機器能否擁有意識能力的核心問題，其實就在于此。

由于涉及到心靈的一些本質問題，機器意識研究一開始就引起了哲學領域的廣泛關注，有專家專門討論機器意識研究的哲學基礎，也有學者討論機器意識會面臨的困難，包括像意識(consciousness)、感受質(qualia)和自我覺知(self-awareness)這些回避不了的、顯而易見的困難問題，以及一些與意識相關的認知加工，如感知、想象、動機和內部言語等方面的技術挑戰。除此之外，更多的則是延續早期對人工智能的哲學反思，對機器意識的可能性提出質疑。涉及到強弱人工智能之爭、人工通用智能問題、意識的難問題、“中文之屋”悖論的新應用、人工算法在實現意識能力方面的局限性、蛇神機器人不可能擁有主觀性、現象意識等眾多方面的爭論。

那么機器能夠擁有這種現象意識狀態嗎？對于現象意識的存在性問題，有截然相左的兩種觀點。一種是神秘論的觀點，認為我們神經生物系統唯一共有的就是主觀體驗，這種現象意識是不可還原為物理機制或邏輯描述的，靠人類心智是無法把握的。另一種是取消論的觀點，認為機器僅僅是一個蛇神(zombie)而已，除了機器還是機器，不可能具有任何主觀體驗的東西。在這兩種極端觀點之間，還存在各種不同偏向的觀點，如還原論、涌現論、唯心論、二元論，等等。其實，依筆者看來，無需做上述復雜的討論，只須從意向性的角度來看，便可以澄清機器意識的可能性問題。筆者觀點是，凡是具有意向性的心理能力，理論上機器均有可能實現，反之則肯定不能實現。因為一旦缺少了意向對象，機器連可表征的內容都不存在，又如何形式化并進行計算呢！

通過上述分析討論，可以發現，機器意識難以達成的主要困境可以歸納為這樣三個方面。第一個是形式化要求，特別是一致性要求導致的局限性，使得機器智能局限于具有意向性的心識能力，如色蘊、想蘊、行蘊。第二個則是機器缺乏不預見性的反應能力，只能通過預先設定的程序來應對環境。第三個就是無法擁有終極指稱能力，無法實現去意向性的識蘊能力。最后補充一點則是，對于涉及到現象意識的感受性能力(受蘊)，由于沒有意向對象可以作為形式化的載體，因而對其進行的計算完全無從入手。

于是，我們可以很清楚地看到，意向性就是實現機器意識能力的一條不可逾越之界線。用數學的術語說，機器能夠擁有的意識能力的上界就是意向性心識能力。當然這并非是上確界，因為不可預見性的反應能力也屬于意向性能力，但從前面的分析中可以看出，目前基于預先編程的機器仍然無法擁有不可預見的反應能力。或許我們可以期待更為先進的量子計算機器來突破預先編程能力，但意向性心識能力的邊界，依然是無法突破的。

因此，當我們把目前有關機器意識的研究分為面向感知能力實現的、面向具體特定意識能力實現的、面向意識機制實現的、面向自我意識實現的以及面向受蘊能力實現的這五個類別時，就可以同唯識學中意識的五蘊學說相對比，從而更加清楚地認識其中的本質問題所在。我們的結論是，對于機器意識的研究與開發，應當擱置有爭論的主觀體驗方面(身心感受)的實現研究，圍繞意向性心識能力(環境感知、認知推理、語言交流、想象思維、情感發生、行為控制)，采用仿腦與量子計算思想相結合的策略，來開發具有一定意向能力的機器人，并應用到社會服務領域。

機器意識研究未來展望

圍繞著上述分析所得出的主要結論，我們認為，未來機器意識的研究，主要應該開展如下5個方面的研究工作。

首先，構建面向機器實現的意識解釋理論。由于意識問題本身的復雜性，目前存在眾多不同的意識解釋理論，其中只有部分理論用于指導機器意識的研究。為了更好地開展機器意識研究工作，取得更加理想的機器意識表現效果，必須直接面向機器意識實現問題本身，綜合并兼顧已有意識解釋理論，提出一種更加有利于機器意識研究的、有針對性的、全新的意識解釋理論。提出的新理論應該不但能夠清晰地刻畫各種意識特性及其關系，而且應該符合機器意識實現的要求，更好地用以指導機器意識的開展。為此，具體需要開展現有意識解釋理論的梳理研究、機器意識限度與范圍的分析研究、意識特性刻畫標準規范的構建研究等方面的研究工作。

其次，探索機器意識的計算策略與方法。過去的研究表明，要想讓機器擁有意識能力，傳統的人工智能方法是無能為力的，我們必須尋找全新的計算方法。因此，機器意識的深入展開，需要有不同于傳統人工智能的計算策略和方法。就目前機器意識研究中所遇到的問題而言，在計算方法方面起碼需要開展亞符號(神經信號)表征到符號(邏輯規則)表征之間的相互轉換計算方法、在非量子體系中實現類量子糾纏性的計算方法，以及神經聯結與符號規則相互融合的計算方法等方面的研究。而在計算策略方面則需要開展仿腦與算法相結合策略的研究。只有確定了行之有效的計算策略和方法，才能真正推動機器意識進一步深入發展。

第三，構建機器意識的綜合認知體系。作為機器意識研究的主要任務，就是要構建具有(部分)意識現象表現的機器認知體系。給出的意識機器認知體系應該滿足一些基本需求，起碼應該包括：實現具有感受質和外部感知對象的感知過程；實現過程內容的內省反思；允許各模塊無縫整合的可報告性以及配備本體感知系統的基本自我概念。因此，這部分的研究內容應該結合機器意識計算策略與方法的探索，參照已有各種機器意識認知體系的優點，有針對性地進行構建工作，以期滿足基本的意識特性需求。

第四，開發實驗性的意識機器人系統。在已有智能機器人開發平臺的基礎上，嵌入構建好的機器意識綜合認知體系，形成具體的意識機器人系統，并開展具體的系統實驗分析研究。通過各種意識特性的實驗，檢驗機器意識綜合認知體系的性能是否滿足基本的意識特性需求，最終給出一種實驗性意識機器人系統的范例。

第6篇：量子力學的核心理論范文

關鍵詞：物理教學;思維能力;科學精神

我們正處在知識爆炸的時期，世界科學技術飛速發展，為了適應科學技術發展的需要，世界各國紛紛改革教育，研究教育思想，優化課程結構，更新教學方法。順應時代的變化，我國教育模式也在轉變，要求教師在教學中以培養學生的綜合能力為核心。物理學是一門自然科學，具有一定的研究性、探索性。因此，教師在傳授知識的同時，更應重視對學生學習方法的指導、思維方法的訓練和學習能力等方面的培養，具體可從以下幾個方面入手。

1 在物理教學中重視培養學生的創新思維能力

物理教學需要培養學生的觀察能力、實際操作能力、思維能力、運用數學工具解決物理問題的能力等，其中思維能力占據十分重要的位置。在物理教學中有意識地培養學生的創造思維能力，有助于開發學生的創造潛能，有助于學生舉一反三，觸類旁通，利用已有知識創造性地解決問題。

1.1 啟發式教學是打開學生思路、培養創造性思維能力的鑰匙

啟發式教學的優點可歸納為兩點：

（1）能激發學生的思維能力。在啟發過程中，向學生提出的應是圍繞教學重點，能喚起學生積極思考的關鍵問題，可以使學生處于緊張的思維狀態中。這樣，思維能力得到了鍛煉，也為一堂課的成功奠定了基礎。

（2) 可以培養學生的正確思維方法。啟發式教學是在教師的指導下，依據教學的需要，有計劃有目的地進行的。因此，要使啟發達到預期的目的，必須在課前精心設計，切不可掉以輕心。例如在示波器實驗中，一般教材上只是說明示波器的基本原理，不可能把每一型號的示波器面板操作都寫出來，學生第一次接觸這么多旋鈕，很難一下子調出穩定的波形，往往都是調了半天，顯示屏上什么都沒有。教師可以先接好兩個通道的信號線，調出信號，再提出問題讓學生自己動手操作。可以限定學生每次只動一個旋鈕（按鈕），這時屏幕上的波形也會隨著變化，學生就很容易理解這個旋鈕（按鈕）的作用，然后再把這個旋鈕轉（按鈕）的位置還原。依次去改變其他的旋鈕（按鈕），這樣，學生很快就可以學會示波器的基本操作。

1.2 加強物理方法的學習是培養創造性思維能力的有效途徑

進行科學創造需要掌握深厚的物理學知識，需要產生各種聯想、想象和設想，更需要加強物理方法的學習。因此，教師應幫助學生認識、融會在書本中的方法論思想，逐步建立理想模型，設計理想實驗，掌握分析、綜合、比較、分類、類比等方法，學會進行科學假設和建立簡單數學模型。方法是活的知識，它能夠為學生進行科學探索提供啟示。例如在學習流體力學時，我們首先忽略了流體的可壓縮性和粘滯性，提出了理想流體這模型，才導出連續性原理和伯努利方程。同樣當我們考慮流體粘滯性時，也是先引出一個比較理想的流動狀態-層流。然后導出了泊肅葉公式和斯托克斯公式。

2 在物理教學中注意介紹杰出物理學家對物理學發展的作用，利用物理學史引導學生學習物理學家的科學精神

物理學的發展是一個漫長的過程，它包含無數科學家前赴后繼的努力工作，它是人類智慧的結晶。物理學家的主要作用表現為：

（1）前人的錯誤論斷，建立科學的概念，開創科學的新紀元。如伽里略否定了亞里士多德的“重的物體比輕的物體落得快”的錯誤觀點，提出勻速運動和勻加速度等概念，奠定了力學的基礎。

（2）創造性地綜合已有理論，集科學之大成，建立完整的科學體系。如牛頓在伽里略、開普勒等人的基礎上，對力學理論進行創造性的綜合，提出著名的萬有引力定律，牛頓運動三定律，完成物理學的第一次大綜合。

（3）在科學實驗中的重要發現。在科學發展的關鍵時期，一些重要的實驗往往能深化人類的認識，將物理學推向一個新的發展時期。1895年倫琴發現X射線，1896年貝克勒耳發現物質的放射性，1897年湯姆生發現電子，正是這三大實驗發現揭開了現代物理的序幕。

（4）突破前人的思想方法，創立新的科學思想。物理學的每一項重大突破都需要新的思想方法的指導。例如玻耳茲曼和吉布斯在麥克斯韋之后將統計方法徹底地引入物理學，突破了牛頓等人的因果決定論思想。

（5）提出科學假說，構建新理論，如在解釋黑體輻射問題時，普郎克提出能量量子化假說，為量子力學的創立作出重要貢獻。

（6）進行重要的驗證性實驗。如赫茲實驗證實了麥克斯韋電磁學理論，并使之很快得到應用。杰出物理學家能夠對物理學發展作出不可磨滅的貢獻，除了他們非凡的智力和優秀的性格特征外，還與他們處在物理學發展的關鍵時期有關，同時他們還受益于前輩科學家已有的成果和經驗。

3 激發學生的學習動機，培養學生良好的習慣

學生要學好物理，必須具有良好的心理狀態和習慣，建立良好的知識結構，擺脫死記硬背的傾向，增強學習的主動性和探索性。強烈的學習動機是有效學習的推動力量，所以教師應結合物理教學增強學生的學習動機。第一，激發學生的好奇心，培養學生的學習興趣。物理學研究的內容很廣，大到天體，小到基本粒子，各種電器、無線電裝置都與物理知識有關，這會給學生產生一種自發的好奇心和學習興趣，光憑這點還是不夠的。教師還要常常用物理學史中精彩片斷、高質量的演示實驗（教師自制的演示實驗更好）、物理學的新進展、物理學在其它領域中的應用等吸引學生，提高他們的學習興趣。第二，讓學生保持學習的良性循環。學習動機是學習的原因，又是學習的結果。增強學生學習動機的有效方法之一是讓學生學懂，學生從成功的學習開始，可以增強和保持強烈的學習動機。如果學習的壓力過大，學生心理上就難以承受，就得不到學習成功的愉快體驗，從而減弱學習動機。第三，讓學生參與學習過程，盡量讓學生動口、動手、動腦，對學生的進步給予及時的鼓勵。

4 寓德育于物理教學之中，培養學生先成人，后成才

百年大計，教育為本，教育大計，德育為本。物理學科中蘊含著大量的德育因素，對于促使學生正確運用辯證唯物主義思想去思考和解決問題，培養學生嚴肅認真、實事求是的科學態度，增強學生民族自豪感等方面都具有非常重要的作用。作為教師，對學生進行德育教育責無旁貸。

4.1 在物理概念，定律，原理的講授中，注意培養學生運用辯證唯物主義觀點看問題。

每一個物理概念、定律、原理都是對物理事實的本質屬性和內在聯系的概括、總結和升華，是主觀與客觀的統一。作為教師，不僅要講清楚物理學的概念、定律和原理，而且要讓學生學會辯證地思考問題。如上復習課時，教師要善于發掘教材內在的統一性，使紛繁復雜的現象、概念、公式、定律、原理等物理知識，在為數不多的幾條基本原理的指揮調度下，組成一個井然有序、簡單明了的物理體系。通過正確的講授方法，在潛移默化中逐步樹立學生的世界觀。

4.2 在物理實踐課中，要注意培養學生實事求是的作風。

物理學知識來源于實踐，又在實踐中得到應用。讓學生在實踐中去不斷接觸各類物理現象，遠比單純讓學生在書本上學習抽象的物理規律效果好。在物理實踐課中，教師要解決好如下三個問題：一是對學生進行科學態度的教育，比如通過物理實驗，讓學生親身體驗探索研究物理原理的過程，培養學生嚴謹認真，勇于創新的科學態度。二是培養學生理論聯系實際的學風，使學生不僅學會物理基本原理，而且能運用這些原理去解釋和解決工作、生活中遇到的物理現象和物理問題。三是培養學生的組織觀念、集體現念、道德品質，增強獨立工作的能力和協作精神。四是培養學生從事經濟建設的本領，物理教學活動要緊密聯系工農業生產實際，有意識、有目的地安排學生深入工廠、農村進行實習，參加物質生產勞動，使他們掌握一定的從事經濟工作的本領和有關的基本操作技能，為將來走向社會、服務社會打下堅實的基礎。

學生是學習的主體，啟發式教育才能充分發揮學生的主觀能動性。同時，培養學生良好的學習習慣，刻苦的科學精神、優秀的思想品德也是不可缺少的，它們之間是相輔相成、互相促進的。

參考文獻

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[2]李松嶺.物理教育中培養學生創造性思維能力的教育理念和策略[J].物理教師.2004，(7).

第7篇：量子力學的核心理論范文

很少有人知道，愛因斯坦16歲時就曾提出過一個思想實驗。在《自傳注記》中，愛因斯坦回想起自己在夢中追逐著一道穿行在空間里的光線。他由此推想到，如果自己能以光的速度移動，那么在他眼里，這道光就是靜止的，就像是一個空間振蕩卻又保持靜止的電磁場。

該實驗與當時的“以太”理論相矛盾，該理論認為光的傳播需要一種看不見的介質。如今，人們已知道“以太”理論并不正確，但愛因斯坦花了好幾年時間才確證了自己的理論。這個思想實驗就像一粒“胚芽”，最終讓他結出了“狹義相對論”的果實。

“猴子與打字機”又稱“無限猴子定律”：如果在無盡的時間里，無限多的猴子可以隨意敲擊無限多的打字機，相信它們總有一天可以“創作”出莎士比亞全集。20世紀早期，法國數學家埃米爾·博雷爾提出的這項定律曾流行一時。

猴子可以寫出《哈姆雷特》？聽起來像是天方夜譚，但從數學角度進行論證，只要考慮到它的無限性，則完全可以論證成功。在現實世界，這個實驗似乎無法開展，但仍不免有人想嘗試。2003年，英國的科學家們試圖在一個動物園里驗證這一定律。他們將一臺電腦及其鍵盤放到一個靈長類動物圍欄內，不幸的是，猴子們可沒興趣寫什么十四行詩，除了滿篇滿幅的“s”，很難在該“作品”里再找到其他字母。

“電車難題”是十分有名的倫理學思想實驗，它的內容如下：一個瘋子將5名無辜的人綁在一條手推車軌道上，而一輛失控的電車正向他們沖去。此時，你可以拉動操縱桿將電車轉至另一軌道，但那條軌道上也綁了一個人，你會如何選擇？

哲學家菲利帕·富特之所以提出這個難題，目的在于批判倫理學的主要理論，特別是其中的功利主義。根據功利主義哲學，犧牲1個人可以挽救5個人，毫無疑問應該拉動操縱桿。然而，如果拉了操縱桿，你就成為殺死1個人的同謀，是不道德的行為。也有人認為，遇到這種情況，必須有所作為，不作為就會被視為不道德。

也就是說，不管你做不做、怎樣做，都無法讓自己在道德的世界里無懈可擊，而這正是問題的關鍵。很多哲學家都以“電車難題”來說明：在現實世界中，人們通常會讓自己的道德標準不斷妥協，因為真實而完滿的道德，并不存于世。

在“定時炸彈”實驗中，一枚滴答作響的定時炸彈或其他大規模殺傷性武器正藏于某處，更糟糕的是，距離爆炸的時間越來越近。若你正監管著一個知曉該裝置藏于何處的人，你會對他嚴刑拷打以逼問信息嗎？

跟“電車難題”一樣，“定時炸彈”也是一道倫理學難題，它逼迫人們在兩種不道德的行為上做選擇。這個實驗常用來批駁“在任何情況下，刑訊逼供都不可原諒”這一論調。

“忒修斯號”這則非常古老的思想實驗源自希臘作家普盧塔克的作品，以“充滿悖論”聞名于世：有一艘船，經過不斷修補，已在海面上航行了數百年。終于有一天，這艘船上的所有配件都被換了一遍。那么，這艘船是否還是原來的忒修斯號？如果這艘船不是原來的忒修斯號，那么它是從何時起成為另一艘船的呢？

哲學家托馬斯·霍布斯將這個問題弄得更加復雜：如果有人將換下來的舊配件收集起來再做成一艘船，與那艘由新配件組成的“忒修斯號”相比，哪一艘才是真正的忒修斯號？

哲學家們常用“忒修斯號”來探求事物的本質屬性。世人常將事物的本質等同于其物質或現象，而這個實驗歸根結底就是逼迫人們質疑：事物的本質是否僅止于此？

美國著名哲學家約翰·賽爾于上世紀80年代初提出：將一個只會說英語的人關進一間密室，只在門上留一條投信口那么窄的縫，房內有一份英文版的計算機中英翻譯程序打印稿。除此之外，房間里還有一些便箋紙、鉛筆以及文件柜。從門上的“投信口”將一些印有中文的紙片投入該房間。在賽爾看來，這個人可以借助這些資料進行翻譯，然后將回復用中文寫好后遞出。盡管他一句中文也不會講，卻可以讓房間外的人誤以為，他可以說一口流利的中文。

為了電腦以及其他人工智能儀器能具有理解及思考能力，賽爾構想出“中文工作室”這一思想實驗。房間里的人完全不會中文，因而也不可能用中文進行思考。但借助某些特定工具，即使是以中文為母語的人，也會覺得他的中文很好。賽爾認為，電腦也是這樣。它們并不能理解所獲取的信息，只是通過運行程序來存取信息，從而讓人們覺得，它們仿佛擁有了人類的“智慧”。

薛定諤的貓是一則關于量子力學的著名悖論，由物理學家歐文·薛定諤提出，其內容如下：將一只貓關在一個密閉的盒子內1小時，盒子里同時放有某放射性元素以及一個裝有致命性毒氣的小藥瓶。在這一小時內，該放射性元素發生衰變的可能性為50%。如果發生衰變，則用于計量衰變的蓋格計數器就會觸發開關，讓一把小錘子將裝有毒氣的藥瓶擊破，從而把盒子里的貓殺死。這種情況的發生幾率為50%，因而薛定諤斷定，盒子未打開以前，貓同時處于既死亡又活著這一雙重狀態。

這則復雜的思想實驗引發了大量的解說與討論。其中最為古怪的一個莫過于“多重世界”學說：既然貓可以同時處于既死亡又活著這一雙重狀態，那么也就存在兩個互不疊加的空間來容納這只貓。

論及最有影響力的思想實驗，非“桶中人腦”莫屬。從認知科學、哲學到通俗文化，它的“身影”簡直隨處可見。它說的是：一個瘋狂的科學家將你的大腦從你的身體里取出，放入一個裝有生命維持液的桶內，然后在你的大腦上裝載電極，讓它與一臺能夠產生圖像與感覺的電腦裝置相聯。由于你獲知的所有信息都來自腦部，所以這臺電腦足以讓你過上“日常生活”。

第8篇：量子力學的核心理論范文

關鍵詞：意識；心身問題；突現論；泛心論

作者簡介：威廉·西格（William Seager），加拿大多倫多大學哲學系教授，從事心靈哲學、意識哲學研究。

譯者簡介：陳巍，心理學博士，紹興文理學院教育學院心理學系講師，浙江大學“985工程”國家哲學社會科學創新基地“語言與認知”研究中心博士后研究人員，從事認知科學與哲學心理學研究。

校者簡介：郭本禹，南京師范大學心理學院教授、博士生導師，從事西方心理學史與理論心理學研究。

基金項目：教育部人文社會科學研究一般項目“現象學對認知科學的意義”，項目編號：10YJC720052；南京師范大學全國優秀博士學位論文培育項目“邁向整合腦與意識經驗的認知科學：神經現象學研究”，項目編號：2011BS0003

中圖分類號：B5 文獻標識碼：A 文章編號：1000-7504（2013）03-018-012

一、問題的提出

一旦觸及意識問題，就不可能逃避回答這樣一個基本的疑問：何為意識？但是總體而言，要回答這個問題并非易事。如果有人真的缺乏任何關于何為意識的想法，那么將難以想象如何將任何信息傳遞給他們（正如路易斯·阿姆斯特朗[Louis Armstrong]曾經說過的那樣，當詢問什么是爵士的時候，其實你并不知道自己問的是什么）。“意識”（consciousness）這一術語包含了大量的心理現象。有時它指對我們自己的心理狀態的復雜的反思鑒別，就像我們體驗這些心理狀態一般。這是一種非常高級的心理活動。另一方面，意識有時也僅僅等同于覺醒（wakefulness）或感覺的覺知（sensory awareness）（這是麻醉師所采用的定義）。大概動物（至少是其中的一部分）會比較受用于這類意識，同時很可能只有人類才能反思其自身的心理狀態。意識狀態的最鮮明的例子的確可以算是感覺狀態：一個成熟番茄的炫目紅色、小號的尖銳聲、炎炎夏日里品嘗一杯冰啤酒的滋味，以及所有經由這些感覺形式體現出的東西。但是，意識的分類也應該包括有意識的思維（conscious thought），及其牽涉我們思維的內容與更朦朧的認知層面，諸如當我們忽然認識到我們理解了某物的時候的感覺，一種典型的意識狀態超越了我們所能把握的內容。至于我們有意識思維的內容，其保留了一個爭論不休的哲學問題：要么是否所有涉及意識的思維均需身披某些感覺的外衣（它可能以如下形式出現，心理意象，或者聽覺的，或視覺的），要么是否存在著某些“純粹”的智力理解（intellectual apprehensions）。進一步地，意識的分類需要包括意識的基本感情狀態，其范例是疼痛和愉悅。這些狀態的動機性力量使得它們與眾不同，而它們遺留下來的重要性也許甚至使人認為它們在某種程度上是所有意識狀態的原初形式。情感超出了簡單的刺激-反應式的疼痛與愉悅。這體現出了一系列意識的情緒性狀態。諸如憤怒、愛或恐懼等情緒組成了一些我們最強烈的有意識的經驗，并且由于涉及了這些狀態，所以它們超出了裸的情感、感覺或智力形態。

有人可能對在這些多種多樣的心理狀態名單中發現任何核心或共同的特征感到絕望。意識那多少有些捉摸不定的本質是主觀性的（subjectivity），在那里使用的是托馬斯·內格爾（Thomas Nagel）的著名表述方式：成為一個擁有意識狀態之主體所是之物。1火箭或者煙灰缸不具備主觀的方面，也沒有“內部”（interior）的生命。撇開所有構成意識的不同類型的心理狀態的細節，意識的核心問題在于理解主觀性本身的性質與起源。

我們必須感謝意識問題是作為一個更普遍的議題的一部分出現在西方哲學史中的，這便是所謂的心身問題（mind–body problem）。既然存在這樣的事實，即意識是心理的區別性特征（distinctive feature），它將心理從其他自然物中分離出來，因此，人們不會期望存在著任何關于心靈的問題可以從意識問題中脫離出來。由于意識是一種屬性，從而產生了大量問題——意識是某物的一種特征，并且這種“事物”可以被稱為心靈。這個主題與真實的古老問題之間存在密切聯系，這一問題是：當身體遭到明顯的摧毀之后，是否仍然有一些東西幸存下來，這種最終能被人類所認識之物將會給他們的塵世生活（earthly existence）帶來一種必然的終結。自古以來就存在著一種強烈的趨勢去相信（或希望）我們是以某種方法幸免于死的，并且為了這種幸免能成為我們自己的，它不得不保留意識且將它想當然地視作一種在類型上與身體截然不同的事物。

盡管意識問題的現代形式是一種相對的近期發展，正如我們將會看到的那樣，這與經驗科學（empirical science）的興起以及隨后對世界的科學觀緊密地聯系在一起。長期以來，人們認為是意識使得我們不同于（其他）自然的物質。因此，為了理解意識問題，理論哲學家建議要想解決這一問題，我們必須回顧心身問題的悠久歷史。

二、早期歷史

身處古代地中海地區的前蘇格拉底（pre-Socratic）哲學家的觀點通常被世人視作令人憐憫的荒謬而加以嘲諷與否認：萬物由水構成（everything is made of water），萬物皆不動（nothing can move）。但是，就提出世界應該依據自然力量和理性探究而予以解釋的想法而言，我們可以將它們歸置于一場廣泛的討論之中。這些知識先驅的積極觀點錯得離譜并不令人感到詫異，更為重要的是他們所呈現的觀點為科學革命奠定了早期的基石。

前蘇格拉底的準自然主義者的觀點指引他們去詢問一個關于世界的結構與組織的根本性問題，他們遺留下的答案至今仍在爭論之中。這就是突現（emergence）與我們所謂的（因為缺少更好的術語）內在性（inherence）。世界包含了大量的不同事物，這些事物展示出一種令人驚愕的復雜特征與交互作用。但是，很明顯的是，這種復雜性中的某些東西可以依據參與實體（participating entities）的交互作用而加以解釋（這在我們所構想的人工產品中體現得最為明顯，并且有時忘記了手藝高度熟練的古代人是怎樣設計工具和簡單的機械的）。這種觀察認為，也許世界中的萬物可以借助少數擁有一些簡單屬性的基本特征而予以解釋。這樣的思路自然地招致反對者的挑戰，某些事物是不能就這樣被“還原”（reductively）而解釋的。

有人認為，存在著一些關于世界的簡單的基本特征，它們的基本屬性和交互作用引起萬物體現出一種突現論（emergentism）的形式。任一客體都有一屬性，此屬性是組成整體的各個部分所不曾展示出來的。例如，太陽系展示出一個復雜的動態結構，這是其任何的組成成分均不（或甚至不能）具備的。但是，太陽系的組織完全是由其組成成分之間受規律支配下交互作用的產物，并由這些成分的屬性而產生（例如，質量、位置、速率）。因此，動態結構是一種突現的特征。前蘇格拉底時代最著名的突現論者是原子論者（atomist）德謨克利特。他堅持信奉萬物可以被“還原”為簡單的屬性和原子的運動。

但是，我們很容易就將某些特征認作突現是合理的，這并不意味著萬物皆是如此。以顏色為例予以考量。假設原子是沒有顏色的，那么，顏色又是如何從原子的交互作用中突現出來的呢？為了反對德謨克利特的突現原子論（emergent atomism），阿那克薩哥拉斷然否定了突現的可能性，并選擇了以所有特質內在于萬物的觀點作為替代：世界的多樣性可以用任一具體事物所具有的不同的混合屬性加以解釋。現代的原子論者——我們所有人——對顏色的例子沒有留下多少印象。顏色僅僅是由根本上的非顏色屬性的物質作用于我們的視覺系統而產生的。或許當德謨克利特晦澀地宣稱“按照慣例是顏色……但事實上卻是虛空（void）與原子”的時候，他已經預測到了這種回應。

在心身問題內部，這種基本的二分法產生了兩個關于意識本質的理論：突現論和泛心論（panpsychism）。突現論者相信心靈和意識是由源自非意識先質（nonconscious precursors）的非意識的部分產生的，反之，泛心論者堅持認為心靈是世界的一個基本特征，并且萬物在某些方面和一定程度上擁有一種意識的形態。當然，存在著許多種不同的方式來表述上述觀點。一個泛心論者可能會強調這樣的觀點：意識不能從非意識的成分中突現出來，但也并非宣稱萬物絕對都有心理方面。

無論如何，在這種二分法的歷史中形成了心身問題的背景。就此而論，讓我們來考慮一下兩位古代哲學先賢，柏拉圖與亞里士多德。柏拉圖完全缺乏前蘇格拉底時代還原論者的精神，并且在《斐多篇》（Phaedo）中對此進行過攻擊。柏拉圖的替代性建議是心靈與身體不同，它多少是具有“活力的”（animated）。自然地，柏拉圖提出了一些論據來闡明心靈是從身體中分離出來的觀點。這樣的論點之一極其抽象并源自其著名的形式說（doctrine of Forms）。理念是完美的實體，而物質實在僅僅是近似于理念的，例如，在幾何學中，我們證明一個物體是圓形的，但是在物質世界中不存在這樣的事物。所有圓形的客體——并且在有的時候很明顯是由幾何學家所描繪的粗糙的圖形——不可能是完美的圓形，因此，嚴格講來，都算不上是圓形。然而，柏拉圖怎么可能說我們的心靈為了進入到智力中需要與這些極端的非物質實體（nonphysical entities）發生聯系？我們與它們在概念上的熟識使得我們認為心靈類似于非物質的。柏拉圖也在其回憶說（recollection）中發展出該論證的一個不太抽象的版本。因為我們知道理念在知覺中從未遭遇其實體，我們的知識必須基于某些其他類型的覺知。柏拉圖相信這只能借助我們的存在的非身體的狀態（nonbodily phase）才能解釋，這是我們對自己的身體的存在的朦朧回憶（事實上柏拉圖甚至認可一種輪回學說[reincarnation]）。雖然他的論證不是特別令人信服，但是這些論據確實指出了思維的一個非常奇特的特征：它具有將客體獨立于其存在的能力（一種隨后被稱之為思維意向性的特性）。

乍一看，亞里士多德作為自然主義者是站在柏拉圖的對立面的。他否認了理念說，代之以客體可以用其在形式（form）和物質（matter）之間的區分來加以理解的觀念。這里的形式（form），亞里士多德指的是某些類似于組織或結構的東西，而物質（matter）則是構成所討論的客體的一切“非結構化的質料”（unstructured stuff）（因此，水的物質是氫和氧，蟻群的物質是螞蟻）。亞里士多德將靈魂（或心靈）定義為“一個具有潛在的生命的自然化身體的形式”。這意味著心靈是一種作為我們特征的物質存在而不是某些縹緲的、屬于另一個世界的質料。然而，亞里士多德并非一個徹底的自然主義者。就像柏拉圖一樣他也認為，心靈存在一些極其特殊之處，這種特征是如此特殊，以至于心靈超越了物理物質。他有時把心靈之于身體的關系比作舵手之于船舶，并明確地堅持心靈至少在一個方面上——理性思維的能力，他稱之為“主動理智”（active intellect），可以脫離身體而存在。亞里士多德是在對二元論的論證過程中展開其形式概念的。心靈可以思維任何事物，而且這是因為思維對象以其形式來告知心靈（例如，當你想到一頭獅子的時候，獅子的形式告知了你心靈中的“物質”），這意味著心靈可以呈現任何的形式。但是，沒有物質器官可以呈現每一種形式（亞里士多德的例子如下：眼睛只能夠呈現視覺的形式，或者耳朵只能呈現聽覺的形式）。因此，心靈不是物質。亞里士多德的論證非常有趣，就像柏拉圖的回憶論證一樣，關注心靈的不可思議的能力使其進入到與其他潛在存在的聯系之中（或者甚至非存在，當我們回憶時，我們能輕易地思考不可能的事物）。

亞里士多德還引入了一個迄今為止仍然具有影響的觀念，即所有有意識的心理狀態都在一定程度上是關于其本身的或是自我表征的（self-representing）。對此的論證是如果心理狀態是經由一種獨特的心理狀態（這是第一狀態[first state]）而引起覺知，隨后就應該有一種第三狀態將第二狀態帶入到覺知中去，以致產生了一種惡性的無窮倒退。值得注意的是，亞里士多德潛在地假設了所有心理狀態都是那種我們能有意識地覺知它們的狀態；否則，無窮倒退就會停滯在第一狀態這種并非意識的狀態中。這不是對亞里士多德的吹毛求疵。因為，僅僅是將無意識心理狀態的概念視作是清晰的之前，就需要花費我們很長的時間，更不用說將其視作一個嚴肅的猜想了。

三、科學革命

亞里士多德的哲學，伴隨一些值得注意的扭曲與擠壓，服務于主導中世紀的教會約束下的哲學。在那里當然存在著有關心靈及其內容的本質與結構的諸多爭論（我們將心理狀態映射到客體的意向性[intentionality]或指向性[directedness]等重要概念歸功于中世紀學者，心理狀態是“關于”[about]某物的）。但是，這個觀點在關于心靈與遠離中央舞臺的自然世界如何發生關系上存在一些問題。并且心靈的概念需要用那些并非當時出現的自然主義的術語加以解釋。當科學革命忽然降臨歐洲的時候，這種對事物認識的自滿視角被徹底地顛覆了。伽利略為區分首要特質與次要特質（primary and secondary qualities）做好了準備。前者是物質在數學上便于處理的屬性（mathematically tractable properties of matter），比如形狀、質量和運動，而后者是在意識中所設置的首要特質的顯現。次要特質是有意識的心靈的唯一屬性。在伽利略撰寫的《試金者》（The Assayer，1623年出版）一書中寫道，迄今為止滋味、氣味、顏色等只是我們用來將其鎖定于客體的名字而已，它們均存在于意識之中。因此，如果生物體一旦改變，所有這些次要特質也必將被抹去或消失殆盡。

這種區分使得世界對科學變得安全。隨后科學可以在這一范圍內聚焦于物質世界的客觀特征，并采用純粹的數學理論加以解釋。但是，有關次要特質本質的文本難題僅僅是暫時地被規避了而已。世界中生機勃勃的科學化圖景，那些隨后并且一直渴求的完滿，不能再忽略室中巨象了1。

最著名的回應——來自笛卡兒——直截了當地在心靈和物質世界之間施加了一種完整的分割，并以一種迅速被命名為笛卡兒二元論（Cartesian dualism）的理論所闡述。如果有人贊同心靈是與身體分割開來的假設，那么，笛卡兒的觀點就非常符合常識了。這種理論允許心靈與身體之間的因果互動，所以踢一下脛骨會產生一種疼痛的意識（這位于那些笛卡兒曾經非常感興趣的甚至預言的物理學詭計之后），相反，一種憤怒的感覺導致手臂執行報復性的打擊。笛卡兒二元論同樣向天主教的靈魂不朽與身體復活學說敞開了大門——這是一種存在于文化之中的重要原因。這種文化時常火焚異教徒，例如，它曾臭名昭著地強迫伽利略撤回對哥白尼主義的辯護并宣判其畢生監禁于牢獄。

但是，笛卡兒二元論同樣面臨著大量精致的哲學難題。心靈與身體之間的因果互動威脅著世界的科學圖景的完整性。心靈時常以某種方式干預或改變物理世界，這終究是物理上無法自圓其說的，并且使其在相當程度上違反了基本的規律，比如能量守恒定律。其次，在更形而上學的層面上，心靈（沒有空間，沒有位置）與身體這兩個在根本上如此迥異的領域之間產生因果互動又是如何可能的呢？這一困境在笛卡兒剛提出他的理論時已經眾所周知了。作為他的皇室讀者，伊麗莎白公主在1643年坦率地質問他：“一個人的靈魂如何決定他身體的精神，以至產生自主動作（voluntary action）？”笛卡兒的正式回答是心身的聯合是一種無理性的事實，由上帝所創立，這超出了人類理解的范疇。

為了回應這些困難，一大批可供選擇的二元論者的理論被設計出來。斯賓諾莎提供了一種具有兩面性的解釋。在此種解釋中，心靈與物質是一個統一體的兩個無限的屬性，潛在于他稱之為“上帝”的那種實質之下（這種褻瀆在于其暗指上帝擁有物質的屬性）。雖然，并不存在不同屬性之間的交互作用，但是它們卻作為彼此的完美鏡像矗立著，因此，呈現出一種因果交易的面貌。

萊布尼茨的理論通過假定一種無限的個別心靈（他稱之為單子[monads]）的集群，從而避免了斯賓諾莎那廣受詬病的泛神論（pantheism）。這些心靈的知覺是由上帝（上帝是至高的單子）設立的，因此完美地與物理世界中的事件保持預定的和諧（preestablished harmony）。同樣值得注意的是，萊布尼茨首次賦予某些心理狀態是無意識的觀點以地位，即他所謂的“微知覺”（petite perceptions）。

另一種對心身關系相當奇特的解釋來自伯朗士的偶因論（occasionalism），該理論猜想上帝才是心靈與物質之間的仲裁人，所以任何意向性動作或感覺簡直是一個奇跡。這樣的理論強有力地揭示了已認識到的心理因果關系的棘手性。

這種以反突現論者身份出現的二元論者對心靈的解釋一度成為時代的主導趨勢，但是依舊存在一些卓越的思想家，他們至少可以被貼上唯物主義者（materialists）的標簽（例如，霍布斯、伽桑狄）。然而，他們作為唯物主義者的核心觀點是拒絕一種可以脫離身體而存在的分離的心理實體。他們甚至沒有宣稱心理屬性是同一于物質屬性的。例如，霍布斯認為人類是物質客體，可以借助微粒的運動得到充分的解釋，這些微粒組成了大腦與身體。但是他補充道：“我們所稱之高興或煩惱即是那種微粒運動的顯現或感覺。”這種顯現屬于意識的領域，并且在這些早期的唯物主義者身上我們看到了一些有時被為屬性二元論（property dualism）的主張（與之對立的是笛卡兒的實體二元論[substance dualism]）。他們并未冒險超越早先已經存在的極端觀點，即人類和靈魂都是徹底的物質客體。

四、科學哲學的興起

當然，唯物主義在當時并未形成任何重要哲學發展的核心，哲學反而追求反唯物主義和唯心主義（idealism）的反突現論者的理論，這些理論宣稱自然界中所有的存在從根本上講都是心理的。多種唯心主義的形式被公之于眾，肇始于貝克萊和康德，并且直至20世紀初，唯心主義一直處于一種主導地位。盡管它對哲學史的意義是廣泛的，但是唯心主義并非是本文首要關注的，因為它將意識接納成物理世界的本體論基礎，這意味著唯心主義在相關意義上是不存在意識問題的。然而，一種由唯心主義者發展出來的被稱之為現象學的衍生物卻尤其值得關注（可以溯源至弗朗茨·布倫塔諾和埃德蒙德·胡塞爾的工作），這種學說力求借助內省檢驗（introspective examination）證明意識經驗的精確結構和內部構造。

在意識問題的發展中更有意義的是在該領域所引發的驚人關注以及從笛卡兒時代到19世紀末的科學的解釋能力。此外，科學的普遍延伸，使得其中的兩類發展趨勢顯得尤為重要：以達爾文于1859年出版的《物種起源》為標志的進化生物學的誕生，以及心理學從哲學的一個分支轉變成獨立的科學學科。進化論希望假設復雜性是怎樣從簡單形式中突現出來的，其明確的意義處于有機體領域內，但含蓄的意義則來得更加深遠——直至囊括生命本身從無機物的原始材料（nonorganic precursors）中的起源問題。這迫使突現問題變得更為突出。當然，這一時期也存在一些否認意識可以在缺乏無意識的情況下形成的可能性。對從無意識到意識的不連續遷躍的討論，威廉·克利福德（William Clifford）寫道：“我們無法設想從一個生物到另一個生物的巨大跳躍應該發生在進化過程的任一節點之上。”這種反對突現的“基因的”（genetic）論證所保留的意見至今尚存。基本的問題源自對突現的正常模式的觀察，進化論將新異能力產生自更高級組織的復雜性的認識奉為圭臬（例如手工計算器與超級計算機之間的差異）。論證進而宣稱正常模式無法解釋諸如意識等獨一無二屬性的出現。同時，這種論證具有一些直覺的力量，使得可供選擇的方案變成接受心理是宇宙的一種基本特征的主張，并從一開始就直接建立在創世說的基礎之上。這樣的泛心論與在直覺上的可接受相去甚遠——相反，我們的經驗強烈地建議意識是伴隨動物體內復雜的神經系統的發展而在某一時刻突現的。

19世紀后期的許多思想家信奉這樣或那樣形式的泛心論者的說法（一個非常著名的例子是威廉·詹姆斯）。但是突現論者，包括約翰·穆勒與C.勞埃德·摩根，以“摩根法則”（Morgan’s Canon）而聞名，同樣發展出了一種充滿活力的理論，即自然將被視為在突現層次中的有序等級。這種有序等級源于基本的和不可還原的自然法則，它作為潛在的復雜性的發展支配著這種突現。這種形式的突現從根本上打破了上述討論的正常模式，并且常常被稱之為激進突現（radical emergence），以區別于普通的突現形式。根據激進突現的理解，從潛在結構（submergent structure）中推演出突現，甚至在原理上也是說不通的，除非有人也將不可還原性的和不可預測的“突現法則”（laws of emergence）考慮在內。突現論者將物理領域中普通的化學過程當作激進突現的一個清晰而非爭論性的例子，并將這個觀點拓展到生命與意識。當然，這種觀點撇下了意識的顯現（appearance of consciousness）作為一種最底層的謎團，它甚至接受常識的觀點，不是變形蟲而是狗才具有意識。托馬斯·赫胥黎（Thomas Huxley）坦言：“刺激神經組織為何會出現如此明顯的意識狀態？就像阿拉丁擦拭其神燈時為何會出現精靈那般難以理解。”

激進突現的學說暗中與經典物理學存在千絲萬縷的聯系。因此，量子力學的發展似乎完全顛覆了化學的關鍵性實例，即化學成分的基礎早在1925年就已經基本上可以被解釋的事實（從那時以來所有跡象均顯示物質的化學屬性完全依賴于物理屬性，并且無須實施激進突現的魔法就可以排列其成分）。在生物學中，這種學說的發展以發現遺傳的化學基礎而達到頂峰，隨后摧毀了生命作為一種激進突現現象的合理性學說，這遺留下意識作為突現的唯一候選物，沒有其他任何例子可以為突現提供支持。

心理學作為一門科學學科的興起，同樣也反對激進突現的觀點。在最初將意識視作一個特有的研究對象攬入懷抱之后，在20世紀初，心理學對心靈的內部方面感到厭惡，并陷入到一種奇特的和對行為主義（behaviorism）的長期癡迷之中——行為主義的核心（或唯一的）觀點是：在心理學中唯一合適的研究對象是被試可以觀察的、客觀的身體運動。

從一個行為主義者的視角來看，意識問題的確存在，但是太容易被解決了：意識要么不存在，要么是可以借助特定的物理身體（physical bodies）的運動而加以定義的（或者在特定的條件下以特定的方法安置物理身體的運動）。在哲學中，行為主義獲得了邏輯實證主義（Logical Positivists）的某些形而上學和方法論學說的鼎力支持，尤其是他們提出的意義的證實理論（Verification Theory of Meaning）。證實主義（Verificationism）意味著任何陳述只要是無法被客觀地觀察或測量所公開證實，那么，事實上其便是無意義的（meaningless）或荒謬的（nonsensical）。這種荒謬的一個例子來自維特根斯坦（Wittgenstein）關于“什么時候是太陽上的5點鐘”的問題。當有人試圖宣稱并不存在可公開觀察的方法來證實他們自己的理論的意義時，證實主義者往往會表現得極為惱怒。

行為主義對心靈的科學研究產生了巨大的影響，它從本質上將除了可以借助可觀察的行為而被明確定義的內部心理狀態統統拉入了黑名單。同樣的，意識的研究往好處說被視作非科學的，往壞處說則是完全無意義的或者類似于嘗試研究獨角獸或采訪福爾摩斯。行為主義對哲學的影響同樣不容忽視。如果不是其官方的教條，那么，就是行為主義者的“時代精神”（zeitgeist）強烈地影響諸如維特根斯坦與吉爾伯特·賴爾（Gilbert Ryle）等哲學家。他們或多或少地共同發展了這樣一種對心靈的解釋觀，這種觀點將關于心理狀態的詞匯（像“機靈”、“疼痛”或“想象”）當作是行為的模式而不是被試的內部狀態。然而，也許對行為主義而言更為重要的影響是推動了隨后的自然化的初始哲學計劃（nascent philosophical project of naturalization）。

將某物自然化即是證明在沒有對該世界觀設置壓力的情況下如何將其流暢地融入到世界的科學圖景之中。例如，在19世紀中，活力論（vitalism）也曾是一種享有盛譽的生命科學理論，并且像漢斯·杜里舒（Hans Driesch）這樣的活力論者也在類似胚胎學的領域中進行了奠基性的工作。但是，活力論聲明生命取決于一種神秘的和非物質的“生命沖動”（elan vital），這種主張無法與物理學化的心靈思想家（physically minded thinkers）所支持的唯物主義觀相調解。20世紀生物學的一個偉大成就是與伴隨有機化合物的化學物質和有機體過程的物理屬性等大量發現一起發現的基因編碼的化學基礎，這一基礎服務于自然化的生命。現在生命被視作一類化學過程（可以確信的是一種巨大的復雜體），這一過程既不違背自然規律，也沒有將一種非物質的實體引入到自然之中。

行為主義提供了一種朝向自然化心靈的相似進路。如果心理狀態真的僅僅是生物體行為的復雜模式，并且如果生物體本身就可以“還原”為伴隨它們與環境之間的純粹物理的交互作用而在它們內部進行著的化學過程，那么，心靈將不會對世界的科學圖景構成任何威脅。

雖然行為主義已不復存在，但隨之而來鼓勵自然化的做法卻逐漸成為了意識的哲學理論的核心特征，直至20世紀中葉。在自然化運動背后，一股極其強大的力量是科學實在論（scientific realism）的廣泛接受——該學說堅持假設性的實體是經科學所假定的真實存在，但其典型特征對人類感覺而言是不可見的。當然，這一時期也存在著某些真正意義上對該觀點的抵制。19世紀有關化學結構的早期工作被視作只是一種組織可測量的化學傾向（chemical proclivities）的有效方法。一般而言，原子理論也曾同樣被視作一種有用但并非實際存在的模式，激起了諸如威廉·奧斯瓦爾德（Wilhelm Ostwald）、恩斯特·馬赫（Ernst Mach）等20世紀初期的杰出的科學家的一致反對。阿爾伯特·愛因斯坦與簡·佩蘭（Jean Perrin）在布朗運動（Brownian motion）方面的工作在傳統上而言常被引為反原子論（antiatomism）的致命一擊。無論如何，自此科學有權利與能力宣稱世界的不可見的深層結構變得可以被廣泛地認識。盡管原子的存在符合激進突現論的主張，但顯然在原則上將化學還原為量子力學的建議反而認為世界完全是在一種僅受量子層面上的規律支配的少量特異的量子實體（exotic quantum entities）的交互作用基礎上運行的（在一種非常不穩定的合作關系[uneasy partnership]中與極其巨大物體的廣義相對論原理相伴隨）。

科學的顯著能力宣告了存在于現象“背后”的世界的特征，澄清了并非是直接的可觀察性才導致行為主義的狹隘看上去是不必要的阻礙甚至是愚蠢的，并且該學說的式微終究使其被一種巧妙地模仿其他科學并假設存在內部心理過程、狀態與事件的認知心理學所替代。這種內部心理活動僅僅是間接地并與產生的行為相一致。此外，自動機的論證（automaton argument）也揭示了內部狀態的重要性。如果對心靈歸屬（ascription of mind）而言，行為即是所有東西，那么一種被預編程序的、其動作看似好像擁有一個心靈的機器創造物，實際上也應該具有一個心靈。這種推斷看似違背了一種強烈的直覺：即行為事件之原因的作用（在僵尸[zombie]與真正的人類之間存在著差異）。

五、近期的意識研究取向

為了回應已被日益接受的科學實在論和行為主義的衰落，哲學家（尤其是J.J.斯瑪特[J. J. C. Smart]與U.T.普特斯[U. T. Place]）在20世紀50年代提出了一個唯物主義的激進形式，該理論認為，不僅人類完全是物質客體，而且心理屬性也同一于物理屬性，特別是同一于大腦的屬性（properties of the brain）（或狀態）。這種中樞狀態的同一論（central state identity theory）宣稱意識的狀態，比如對疼痛的感覺或顏色的經驗只不過是在大腦中所處的狀態或過程。這并非指大腦狀態與心理狀態相關或引起后者，而是激進地認為疼痛的屬性僅僅是一種神經屬性（neurological property）。非常明顯，這樣的觀點充分地符合世界的科學圖景（其目的即在于與之相符合），避免了行為主義者荒唐地否認存在著內部心理狀態的做法，并且躲開了交互主義者的二元論（interactionist dualism）的所有問題。同樣需要注意的是，雖然交互主義者的二元論也是突現論的一種形式，但不是上述討論的激進類型，而是遵循正常突現模式的一種溫和的類型。在這種類型中，突現是可解釋的新奇事物（explicable novelties）。世界的科學圖景充斥著這種類型的突現（龍卷風、熱力學屬性等），并且同一論者能夠利用其理論將這種突現類型添加到科學之中。

然而，不久伴隨同一論也出現了許多值得注意的嚴肅問題。將心理與物理屬性同一起來的概念在形而上學上看多少有些可疑，但是擁護者指出，在科學中存在相當數量的屬性同一，其中最頻繁地被提及的是一種氣體的溫度同一于其構成分子的平均動能。反思這些由經驗發現的同一性的啟示引出了大量重要的哲學進展。但是，除了形而上學顧慮之外，更加坦率的反對同樣得到了發展。“神經沙文主義”（neural chauvinism）就是問題之一（這一術語由內德·布洛克[Ned Block]創造，他是這種反對的早期支持者）。假設我們邂逅了一位外星人，從外表推斷他是有智慧與意識的生命。隨后我們發現他們的內部心理活動與我們自己的心理活動存在天壤之別——他們并沒有我們熟知的大腦。那么，由此可以將他們從心理擁有者的隊伍中排除出去嗎？許多不同的內部系統可以產生意識，這在直覺上看似合理，但是這卻直接違背了同一論。同一論的另一軟肋在于，因為其將心理同一于物理狀態，這在解釋主觀性本質上陷入了深深的困境。所有的物理狀態都完全是客觀的并且在原則上是完全可以認識的。但是，有意識的狀態的主觀特質好像無法經由物理結構的知識和大腦的運作而被揭示（這一系列的論證在該領域內非常普遍，最初是由托馬斯·內格爾與弗蘭克·杰克遜[Frank Jackson]提出的）。因此，為什么特定的物理屬性是主觀的，這一點似乎變得撲朔迷離（我們不能僅僅說它們具有主觀特質或特征，因為同一論的核心觀點認為所有這些特征是嚴格同一于物理屬性的）。

同一論的一個變種稱之為“功能主義”（functionalism），它將同一論的核心問題歸結為一種對特定的分析水平的錯誤同一（misidentification）。按照功能主義的理解，在神經硬件內部無法發現心理狀態，作為替代的大腦的功能性架構（functional architecture of the brain）可以等同于心理狀態。數字計算機的運作作為一個頻繁的類比引領出功能主義者的口號：軟件之于硬件猶如心靈之于大腦。正如相同的程序可以在不同類型的計算機上運行那般（并且，在原則上，一臺計算機可以由任何成分組成），心理狀態也可以在許多不同的物理載體中執行或實現。全部所需的就是內部狀態系統與合適的組織方式相互作用，引起內部的改變與外部的行為共同符合擁有一個心靈的狀態。功能主義具有一種明顯的吸引力：它利用當前的技術性類比（在解釋心靈的謎團時常常通俗易懂），在沒有詆毀腦研究的同時，還鼓勵一種心理或認知架構的抽象領域，并且它允許一種朝向自然化心靈的相當清晰的可接受的進路。這在避免神經沙文主義反對同一論的同時，回避或至少在形而上學上消弭了同一論那令人不安的屬性同一性（property identifications）特征。而且功能主義在適應當前科學理論方面，尤其是與年輕的生機勃勃的認知科學的跨學科領域保持互動上并不亞于同一論。認知科學含蓄地將功能主義者的觀點接納為其核心的視角。平心而論，以這樣或那樣形式遺留下來的功能主義逐漸成為有關心靈本質及其如何融入自然世界的諸多理論中最被廣泛接受的觀點。

然而，功能主義依舊面臨著其本身的一系列問題。不受任何特殊物理載體約束的優點卻也潛藏著一種心靈太過自由式分布（liberal distribution）的缺陷的威脅。如果任何系統擁有合適的組織便可認識到有意識的心理狀態，那么，我們可以正視某些非常奇異的實現形式。我們可以采用一個由內德·布洛克率先發展而來的例子：組織一（非常大）群人來回反復地傳遞文本訊息以便模仿一個心靈承受劇烈疼痛的功能性架構。很難相信這樣一個系統可以產生任何所承受的疼痛（除了參與者可能感受到的折磨人的厭倦）。另一方面，如果這些奇異的實現形式被排除出去，那么，問題也就接踵而至：就像對同一論一樣，對于意識主觀狀態的存在的解釋究竟是什么？然而，忍受這種奇異的實現形式并未使得問題消失。正如在同一論中存在著為什么物質的特定組織結構應該擁有（或實現或執行）意識的主觀特征這樣的深層次的問題。事實上，功能主義也許會比同一論變得更糟。僅僅是一種組織如何產生彩色的現象？1

功能主義明確而不是隱晦地表達了另一種折回到笛卡兒時代的擔憂。如果心理是一種組織特征，那么，它將不同于其物質載體，但是無論在何種情況下其又如何被實現，均仰賴于物質并由物質所決定。既然如此就產生了有關心理因果性的另一個問題。組織依靠本身看上去無法引起任何東西，只能從任何可能是被組織起來的質料中“借用”因果效力（causal efficacy）。一個簡單的例子，考慮一下颶風是如何導致死亡與摧毀的。颶風等諸如此類的現象是正常模式的突現。將這類突現看成大氣的組織特征貌似合理，它完全依靠并由溫度、氣壓等潛在的大氣屬性所決定。同樣值得注意的是颶風并不等同于地球的潛在屬性——各種各樣的氣體配置能夠產生颶風（例如，它們或者類似于木星中的漩渦擾動，其所形成的大氣與地球上的大氣存在根本上的不同）。但是，如果我們質問颶風的因果效力位于何處，又會怎樣呢？顯然不存在于颶風本身之中，而是存在于其潛在的特征（如風速）之中。轉而思考意識的情況，其擔憂在于，例如疼痛只有借助潛在載體的力量，而無法借助存在疼痛去引起任何東西。這一點與直覺嚴重相悖。因為我們很難否認疼痛在其本身中擁有因果效力。當我們詢問如此抽象的心理狀態（比如對意義的覺知）可以擁有任何真正的因果效力時，這一問題將變得更加尖銳。

這種從高階屬性流向低階屬性的“因果疏導”（causal drainage）是自然化工作的一個普遍特征，并且它看似在遠離意識的領域內完全無害。我們能很好地理解一次颶風是如何借助其成分而肆虐的，但不太愿意承認我們的意識狀態僅僅是借助完全無意識的實現這些狀態的組成成分而起作用的。與感覺意識相對照，有意識的思維看似更糟。當前最受追捧的關于心理狀態如何獲取意義的哲學理論在本質上也牽涉外在于心靈的實體。因此，這些觀點也被稱為外在主義（externalism）。希拉里·普特南（Hilary Putnam）介紹了一個著名的哲學思維實驗，假設有一個遙遠的行星，表面上與地球難以區分，但是一個特別之處不同于地球：我們的水（H2O）被孿生地球的另一相似的適宜飲用的液體物質（XYZ）所替代。根據意義理論的觀點，外部關系是一種將內容分派給有意義狀態的機制的本質部分，我們對于H2O的指稱決定了“水”的意義，而在孿生地球上對XYZ的指稱同樣決定了在孿生地球上使用的“水”的意義。當我的孿生兄弟在孿生地球上思考“我想要一杯水”時，他所思維之物在內容上是與我相異的，不管我們在物理層面上可能有多相似（忽視與哲學不相干的不便事實——所選擇的例子僅僅是思維實驗的產物——我們主要是由水組成，而我們的孿生兄弟主要由XYZ組成）。此外，關于外在主義，還有一些由泰勒·伯吉（Tyler Burge）所倡導的極具誘惑力的論證。這些論證強調意義的社會維度，即主張我們的思維內容受惠于我們的語言環境。例如，我們可以思考合法契約，即便我們對這一概念的承擔一無所知。有人可能進行誤導性的思考，比如，契約必須是書面文件。雖然他們錯了，但是他們的思維的確與“我們”的合法契約有關。在孿生地球上，也許契約并非必須被書寫下來，所以，我們的孿生子正在思考著一種關于“他們”的合法契約的真實姿態。

總之，外在論者關于思維的考慮是這樣的，即如果兩個物理層面完全相同的人在不同的環境中，那么，他們可以思維不同的內容（并且我要強調的是這的確應該是這樣，即便環境的不同沒有影響到參與其中的個體的心理狀態）。對此可以想象一個粗糙的類比，兩張相同的紙可以在它們的地位上存在不同，比如其中之一是“貨真價實的美元”。可以爭辯的是，因果力（causal powers）存在于執行其心理狀態的物理結構之中，并且這些結構對于環境的差異并不敏感。因此，依賴其內容的內容——承載（content-carring）的心理狀態并不是有效的（“存在一種貨真價實的美元”的屬性所具有內在的因果效力已經不存在），當我們考慮外在因果關系的力量時，即使內省化地通向我們思維的內容是顯而易見的，這也再一次嚴重地違反了直覺。

心理因果性的問題同樣出現在D. 戴維森（Donald Davidson）稱為“異態一元論”（anomalous monism）的著名理論中。該理論在某種程度上是一種斯賓諾莎主義的革新形式——斷言心理與物理領域并非且不能由任何科學的心理物理學法則連接起來，即便可以對事件進行心理與物理上的描述（這不禁讓人聯想到斯賓諾莎的身心兩面觀[dual aspect view]）。戴維森承認心理與物理事件因果性的互動，但是這種互動并非像看到的那樣是由于事件的心理屬性引起的，而是由于事件的物理屬性引起的。同時戴維森注意以極大的懷疑態度討論“由于……引發”（causing in virtue of），并將其視為我們理解因果性的一種極佳特征。例如，假設一塊磚砸在你的腳趾上并且你感到疼痛，我們完全可以認為這是由于磚的重量而不是其顏色造成的。所以在異態一元論中的擔憂是，事件的心理屬性在因果性上是無效的（至少在物理世界中是這樣）。

最近，意識的問題、內容與自然化在某些令人激動的理論中被聯系到了一起，這些理論將心靈的表征力（representational power）當作了意識的成分，因此，削弱了自然化意識帶來的問題，并將其設想為是相對容易的自然化表征（naturalizing representation）的任務。其中的兩大取向需要簡單地提一下。其一是在某種程度上返回到亞里士多德，將一種有意識的心理狀態定義為作為另一種心理狀態的目標的心理狀態，這是一種高級的心理狀態。即，僅僅當某人正擁有一種思維以便使其處于S之中，那么某人的心理狀態S才是有意識的（這種滯后的思維不必是有意識的，并在一般情況下將不會是有意識的，除非或直至已經出現了關于這種思維的高階思維[higher-order thought， HOT]）。顯而易見，這類理論被稱為意識的高階理論（HOT theories of consciousness）。這類理論存在大量不同的版本，但是它們均共享這樣一個觀點：一個心理狀態是通過成為另一個心理狀態的目標而變得有意識的。我們所有的意識狀態具有一個顯著的特征，那就是似乎可以立即用來內省。高階取向將這種特征作為一種意識本身的定義性特征。一個心理狀態的本質對內省的“可用性”（availability）依舊處于爭論之中——從將這種可用性等同于主動的內省（active introspection）（因就像大衛·羅森塔爾[David Rosenthal]獨創的高階理論所描述的那樣），到將其等同于潛在的內省（potential introspection）（正如彼得·卡拉瑟斯[Peter Carruthers]所改進的高階理論），又抑或將其等同于描述控制語言產生系統的心理狀態的獲得狀態（在丹尼爾·丹尼特[Daniel Dennett]的解釋中涉及的）。

反對高階取向的論證在于否認對一種稱為有意識的狀態而言無須任何形式的高階理論，而只需假設意識可以借助一階表征（first-order representation）就可予以闡明（該觀點的兩位著名的支持者是雷德·德雷特斯基[Fred Dretske]與邁克爾·泰爾[Michael Tye]）。我們意識到的僅僅是那些我們正在表征的心理狀態。一個支持這種取向的著名論證源自所謂的心理狀態的透明性（transparency）。透明性是意識的現象學的一個顯著的特征——在意識的對象和我們的經驗之間似乎一無所有。嘗試一下實驗。仔細注視一個鄰近的咖啡杯。現在嘗試將你的內省主義聚焦到看這個杯子的視覺經驗屬性上面。你將會發現在意識中除了杯子本身的特征并沒有出現任何東西。因此，經驗是透明的。這鼓勵意識的一級表征理論擁護者去反思，如果我們能夠發現在知覺或思維過程中大腦如何表征物體，那么，我們就將有可能解決意識的問題。并且，當然，如果意識能夠被還原為表征，那么，自然化視角的前景將會變得更加光明。較之主觀意識，“表征”將被視作更加直截了當的目標（在這一點上，一階與高階取向都同意），并且事實上當前大量自然化表征的理論正在兜售上述主張（盡管，作為有代表性的哲學理論，它們都飽受自身致命缺陷之苦）。該取向的一個問題是表征看似非常容易發現，若將其視為意識的本質則不免過于廉價了。如果有意識僅僅意味著去表征，那么，意識的出現豈不是隨處泛濫了嗎？我們可以憑借有意識的存在的約定將書籍、電影等諸如此類的事物視為衍生的表征（derivative representation）而不予考慮。然而，也許即便是原始的表征也過于寬泛，并且一種泛心論也會威脅侵入我們的信息負荷的世界。標準的回答是在認知系統中制定某些特殊的表征領域作為意識的歸屬地。然而，反復出現的解釋問題恰恰是這些表征為何喜歡回歸主觀性。

擁護一階理論并不重視內省在接近我們自己的意識狀態中的重要性，但是他們沒有考慮這種接近正是意識的特點。恰恰相反，內省是一種“增添”的可選擇的附件，只有生物才能以相當復雜的概念裝備（conceptual equipment）來利用內省。意識本身是心靈的一種相對簡單的、更初級的特征。因此，在兩種取向各自面對動物意識的態度中可以發現一種有益的比較。在一階理論看來，動物的意識沒有什么特殊之處，動物擁有表征其身體及其環境的不同特征的認知系統（最為顯著的是，這種特征的相對生物性價值是在我們稱之為疼痛與愉悅的信息源中的最基本的層次上被編碼的）。因此，可以預料的是，我們與它們共同分享一種基本意識的根本性類型。高階取向認為，動物的意識并不能如此輕而易舉地予以解釋。因為一種心理狀態是有意識的，其必要條件是只存在一個關于這種心理狀態的思維，動物只有在掌握那些用以思考它們處于心理狀態的概念的情況下才會是有意識的。換言之，僅僅為了感覺疼痛，動物將不得不具有心理狀態的概念，至少具有那種將疼痛作為一種心理狀態的概念。毫不夸張地說，動物要想掌握這些概念在直覺上是看似不可能的。對這一問題產生了許多回答，從“溫和”地宣稱意識所需的概念歸根到底并非真的非常復雜，到“激進”地認為概念的缺失恰恰顯示了動物并非有意識的生物（這里我們發現了另一種對笛卡兒學說的奇識，動物只是自動機讓這種觀點聲名狼藉）。

綜上所述，伴隨這些近期源自對表征或意義的外在主義者解釋的呼吁取向產生了一個饒有趣味的問題。在這種呼吁中表征的內容只有在適當地與其關指的狀態聯系起來的時候才能帶出一種狀態。一個直接的問題是：正如隨意創造一張恰巧與美元鈔票完全相同的紙并不會是真正的貨幣那樣，太過隨意地創造恰巧等同于人類的實體也不會擁有任何表征狀態。如果意識在某種程度上等同于或者甚至只是依靠表征，那么，也可以得出這種隨機創造的人類將會是完全無意識的。例如，表現在其行為（無法與我們的相區別）、神經過程（等同于我們的）、聰明的交流能力（從表面上看）方面等等，這一結論似乎非常值得懷疑。

第9篇：量子力學的核心理論范文

從哲學基礎上講，當代的科學哲學研究形成了兩個迥異的派別，一是分析經驗主義，其代表是作為20世紀西方哲學重要分支之一的西方科學哲學；二是以辯證唯物主義為原則和立場的科學哲學，以俄（蘇）和我國的科學哲學研究為代表。就俄（蘇）和中國的科學哲學來看，雖然二者同屬的研究傳統，但由于兩國在科學、文化以及社會政治等方面的不同，形成了各自的鮮明特色。

一、蘇聯的自然科學哲學問題研究

蘇聯的自然科學哲學問題研究包括兩個領域。其一是自然科學本身的哲學，是對有關物質世界、自然現象的科學理論本身的客觀內容以及對所運用的相應的實驗和理論的認識手段所作的哲學分析。這一部分旨在揭示科學研究的具體世界觀和方法論內容，即越來越深入到自然科學中的馬克思列寧主義的世界觀和方法論。其二是對整體的自然科學和自然科學各部門所作的哲學分析，旨在闡明自然科學理論認識客觀世界的規律和方法，闡明科學理論的結構、科學認識中經驗層次和理論層次的相互關系。這一角度的研究側重于科學理論的結構、科學認識的方法、理論原理和證明的論證方式、科學動態發展的規律等。蘇聯學者把這一角度的研究稱為“科學哲學的側面”［1］（p2）。也就是說，蘇聯的自然科學哲學問題研究內在地包含了科學哲學的萌芽。但是，在20世紀60年代之前，蘇聯關于該問題的研究主要集中在第一個領域中。“蘇聯時期一直存在的重要爭論是辯證唯物主義和自然科學的關系問題。”［2］（p2-3）從蘇聯出版的經教育部審定核準的第一部自然科學哲學問題的教科書《自然科學哲學問題教程》（該書由時任《哲學科學》編委、莫斯科大學哲學系教授、自然科學哲學教研室主任c.t.麥柳欣主編）的內容上看，蘇聯自然科學哲學問題研究的重心基本上圍繞前一個領域，而對所謂的“科學哲學的側面”則很少觸及。

20世紀60年代中期，蘇聯的自然科學哲學問題的研究出現了重大的轉折，傳統的自然觀研究開始退居次席，以科學認識論和科學方法論為核心的科學哲學研究逐漸成為研究的主導方面。1979年，в. а. 本文由收集整理卡爾普寧、б. м. 蘇哈諾夫和в. и. 沙羅格拉茨基出版了一部有代表性的著作《自然科學和技術科學的方法論基礎》。作者認為，自然科學的發展會不斷揭示出自然界的發展趨勢和過程，而唯物主義辯證法在這一過程中的作用，就是發展科學研究的方法論。該書逐一研究了力學、物理學、化學、技術科學的有關資料，論述了自然科學和技術科學進一步發展的前景和更為迫切的方法論問題，即，“科學認識中經驗和理論的相互關系，理論知識的綜合，科學的相互聯系和相互作用，元理論研究的哲學意義等問題”①。與此同時，蘇聯的一大批學者，如б. μ. 凱德洛夫、μ. з. 奧麥利雅諾夫斯基、в. с. 高特、м. в. 莫斯捷巴涅科、в. и. 勃拉恩斯基、в. р. 伊瓦諾夫、а. д. 烏爾蘇爾、в. а. 施托夫等人相繼出版了大量的著作，從各個方面對自然科學的方法論進行了討論，這反映了蘇聯哲學界對科學認識方法論研究的重視。

在1981年4月22—24日召開的全蘇第三屆自然科學哲學會議上，科學院院長г. л. 亞歷山大洛夫指出，“自然科學哲學問題是對自然科學的方法論基礎，對自然和人在自然中的位置最普遍的看法進行探索和思考的一個中心樞紐”［3］（p407）。由此可見，這一轉向已使得蘇聯自然科學哲學問題研究的內涵發生了變化。

蘇聯科學哲學的產生和發展，始終是在辯證唯物主義的傳統下進行的。對這一過程進行分析，有利于我們正確評價傳統下的科學哲學研究。從總體來看，西方的研究者對蘇聯自然科學哲學是持全盤否定態度的。［4］（p99）西方的“科學史家和科學哲學家們長期討論蘇聯出版物中的這些問題，他們關心的是，這些問題是真問題，還是人為的、政治的產物。當真影響了蘇聯科學家們的思考，還是僅僅就是個裝飾”［2］（p3）。只有少數西方學者對蘇聯自然科學哲學采取了比較客觀公正的態度。格雷厄姆在大量具體研究的基礎上，客觀地評價說：“我相信辯證唯物主義對蘇聯一些科學家的工作的確產生了實際的影響，在一些情況下，這種影響幫助他們形成認識結論，并贏得了國外同行對他們的認可。”［2］（p3）

二、中國的自然辯證法研究

中國自然辯證法研究的第一個范式是自然觀范式。［5］（p56）從20世紀50年代到80年代初，自然辯證法的研究主要是辯證唯物主義自然觀，并以自然觀為基礎，建立了由自然觀、科學觀和科學方法論構成的內容體系。

中國科學哲學的產生來源于自然辯證法研究范式的轉換。20世紀90年代末期，自然辯證法的研究范式發生了多個方向的轉向，其中包括科學哲學、科學方法論、科學思想史、科學社會學、自然哲學等。在傳統自然辯證法的研究中，研究者往往有著雄厚的自然科學基礎，研究主要集中于自然觀和科學觀。隨著研究范式的轉換，譯介和評述西方科學哲學的文章大量出現，科學哲學成為了《自然辯證法研究》和《自然辯證法通訊》兩本核心刊物的主要欄目。自然辯證法的研究內容、研究方法以及研究隊伍都發生了重大轉向。

自然辯證法為中國科學哲學的產生提供了更為廣闊的背景。20世紀80年代初，自然辯證法學會曾一度號稱中國第一大學會，其研究絕不僅僅限于自己的學術圈子。自然辯證法的特點是兼容并蓄，既是一種學術事業，又直接面對國家發展的現實問題，在研究問題時常常借助于其他學科的理論方法。

自然辯證法為中國科學哲學的研究提供了更大的學術空間。科學哲學關注的問題其實是自然辯證法學科的內部問題。正因如此，從學科上我們把自然辯證法調整為科學哲學，但并未放棄自然辯證法。自然辯證法的研究以自然觀為基礎，恰恰是我們相對于西方科學哲學的優勢所在。“由于西方科學哲學僅僅面對自然科學，無視自然科學背后的本質和客觀基礎，因此，他們并不

能真正回答理論的內在完備性和科學理論進步之間的關系。”［6］（p111）西方科學哲學的這一特點，是它們在很多問題上不能獲得正確認識的重要原因之一。中國的科學哲學是中國自然辯證法事業的延伸,傳統的自然辯證法研究決定了中國科學哲學的演進與定位。并且，在中國科學哲學的研究和自然辯證法研究呈并行之勢。

三、差異與趨同

科學哲學在蘇聯和當代中國的興起，既有共性，也有差別。其共性特征是，在各自國家已有的哲學研究中早已內在地包含有關科學哲學的相關研究。蘇聯的自然科學哲學問題中包含“科學哲學的側面”，而科學動力學和科學方法論的研究一向也是中國自然辯證法研究的不可分割的組成部分。

在格雷厄姆看來，蘇聯自然科學哲學問題涉及十分廣泛的領域，包括生命起源、控制論、結構化學、量子力學、相對論和宇宙學等。“蘇聯上千種關于辯證唯物主義和科學的書籍、文章和小冊子都包含上述各種值得討論的問題。”［2］（p3）蘇聯的自然科學哲學問題是以辯證唯物主義世界觀為基礎的，而且他們認為，這種世界觀也必會通過相應知識領域的理論內容而被具體化。從辯證唯物主義和歷史唯物主義的觀點來看，科學不僅是關于世界的理論知識的總和，更是一種社會建制。因此，他們不僅研究科學哲學領域中我們熟知的那些主題，更為注重科學發展的社會決定要素和動力。科學哲學的研究內容屬蘇聯自然科學哲學問題研究的題中應有之義，因此可以說，蘇聯科學哲學的出現屬于問題研究的“內部轉換”。

蘇聯的自然科學哲學問題一直不是蘇聯哲學的獨立分支，只是辯證唯物主義哲學的一個研究領域。因此可以說，蘇聯科學哲學的出現使在辯證唯物主義基礎上對自然科學的研究由一個附屬的領域開始走向相對的獨立。

和蘇聯不同，自然辯證法在中國不僅作為一門重要的獨立學科來建設，而且已經成了一項有較大規模的社會研究事業。我們不僅成立了全國性的學術組織——自然辯證法研究會，而且這一學科作為高等學校理、工、農、醫類碩士研究生的公共課大規模進入了課堂。在“大口袋”思想的倡導下，自然辯證法的研究領域變得越來越廣泛。20世紀80年代，自然辨證法研究主要集中于自然觀、科學觀、科學方法論、自然科學中的哲學問題及科技與社會研究，90年代以來則呈現出多元化的發展趨勢，學術研究不斷拓展，成果更加豐厚。劉嘯霆將自然辯證法的精神財富和價值概括為五個方面。其一，它恢復和堅持了哲學中的分析精神；其二，它堅持和宣揚了科學中的哲學精神，包括對科學精神、科學理性、科學文化的研究；其三，它探索了科學發展和發展的邏輯、模式、機理等；其四，它回答了人與自然的基本關系；其五，它無私地培育和扶助了許多新興的學科，在自然辯證法的事業下還為很多新的學科如科學社會學、科學管理學、科學政策學等的發展提供了理論基礎和發展的空間。［5］（p58）1996年，于光遠在他的著作《一個哲學學派在中國興起》中指出，中國正在興起一個哲學學派——自然辯證法學派。這個學派的特征是：首先，它屬于；其次，除傳統的自然觀、科學觀研究外，它還特別重視社會實踐問題，如西部大開發、科教興國、國家創新體系、可持續發展等。