阿瑟·爱丁顿:《物理科学中的哲学》

对于自然界的一切认知,最终都将归于物理学。

那么,物理学是如何认识这个世界的呢?

物理,反映了人类对自然界的认知

当我们仔细地思索物理学的根源,探查人类对于自然的认知时,就难免进入“哲学”的领域。

自然哲学

现代人把哲学与科学分割成两类学科,也是近几十年的事情了;其实像“自然科学”或者“物理学”这些名字都是后来才有的,原来这些学问都被称为“自然哲学”,比如我们熟知的牛顿的著作——《自然哲学的数学原理》。

这就引出了今天要领读的一本你可能从未读过的伟大著作《物理科学的哲学》——

其实按作者的本意,此书名应该为《物理知识的本质及对物理宇宙理论的应用》,听起来就很诱人是不是?下面咱们先来介绍一下这个作者——

亚瑟·斯坦利·爱丁顿(Arthur Stanley Eddington)

爱丁顿是英国著名的天文学家、理论物理学家、数学家和科学哲学家,这么说大家可能没有感觉很厉害,那么我们可以记住一件事:他就是首先理解爱因斯坦相对论的那么几个人之一,并且就是他首先设计实验验证了相对论的正确性

爱丁顿于1882年生于英格兰,20岁获得科学学士学位,3年后于剑桥三一学院获得硕士学位、科学与法学博士学位,后来依次于卡文迪许实验室、格林威治天文台、剑桥大学天文台工作,32岁就当选为英国皇家学会会员。

在爱丁顿37岁那年,恰巧有一次日食现象,爱丁顿抓住这次机会,组织英国皇家学会的研究团队,用测量光线经过太阳旁边时所发生的偏折而验证了爱因斯坦的理论,当时正是战争最黑暗的时期,爱因斯坦人在德国,用政治术语来说,他是一名敌国科学家。正是由于这个背景,爱丁顿的行为成为了科学界的轰动事件,用实际行动展现了“科学无国界”。

也许我们还听说过一个爱丁顿最早在科普书籍中提出的理论——“无限猴子理论”,他说“如果许多猴子任意敲打打键盘,最终一定能写出大英博物馆里的所有的书”,与刘慈欣的“诗云”有异曲同工之妙。

给猴子足够的时间,它能打出所有优美的篇章

爱丁顿一生著作无数,《物理科学的哲学》是他57岁那年关于相对论与量子力学的系统思考的总结。

科学认识论

我们说哲学是一种世界观体系,它从具体的问题总结归纳,又为新问题做出解释;因此无论是自然哲学、社会哲学还是人生哲学,都可以称为一种认识论,只不过认识的来源不同。

人生哲学可以源于每个人的人生经历,但是,自然哲学的认识论一定是来源于观察与实验

观察,当然不限于“看”,也不限于五观,而可以是人的一切直接感受(其实非常有限)以及一切仪器测试的间接感受。

每一项物理知识必定是来源于一个“已经完成或将要完成的观察程序”。

也正是由于这一点,一切科学对于客观世界的描述,都不可能完全客观,都是主观与客观的统一。

相对论与量子力学

我们现在知道,宏观物理由相对论描述,微观物理由量子力学描述,而目前人类还无法将两者统一。

这是非常奇怪的,难道宏观世界不是由微观粒子组成的吗?

其实,相对论的哲学本质是在阐述这样一个事实:人类只能观察到物理实体之间的关系

最简单的理解,眼睛看到一个物体存在,本质上只是感受到了一些光束而已;因此人类的世界只存在相对而没有绝对。

海森堡的不确定原理颠覆了我们从宏观物理世界中得到的认识——“精确的位置与精确的速率不可能同时观察到”,这也从量子力学的角度,提醒人类,观察的局限性。

所以,量子力学的哲学本质是在阐述这样一个事实:人类只能观察到物理量的概率

相对论与量子力学从“其大无外,其小无内”的两个视角让我们对世界有了新的认知,也对人类自身观察世界的能力有了新的认识。从这个角度来讲,我们目前得到的一切物理规律,很有可能,并不是宇宙本身的规律。

具体来说,就有一个很可疑的问题:微观世界中的所谓基本粒子,有没有可能就是我们制造的?因为毕竟,量子力学家并非是通过实际的观察真正地区分和发现了独立的粒子,而是通过实验工具干扰到了它们的活动。简单的说,微观世界中,人的意识足以影响到存在,因为实体的概念已经完全被波所取代了

分析思维的局限

人脑在思考问题的时候,总是不由自主地干一件事——“分析”。

就比如“分学科”就是典型的分析——科学太庞杂了,所以咱们分解开成为数学、物理、化学等等,这样每个人只需要研究一部分科学了。

注意,宇宙本身并没有分科!这只是人类的能力局限造成的结果

物理是纯粹的结构性知识

什么叫结构性的知识?

说白了,就是知识完全是由数学来描述的,这样的知识才能沟通和传递。

注意,数学完全是由我们的意识创造的结构化的关系符号,而我们认识的物理宇宙完全就只是能用数学描述出来的那个宇宙,这恰恰就是物理学的现状。

仔细体会此处的逻辑,你会发现,主观与客观完成了统一,意识与物质的二元论不复存在。

近些年来,物理学越来越向自然哲学的靠近,就好像数学向逻辑学靠近一样,每一种学问都试图探寻它的本质属性。

结语

物理学,在不断颠覆着自己的同时也颠覆着人类的认知,宇宙的奥秘、人类的起源都将以物理为始展开帷幕。

物理,正在远离机械与冰冷,迈向灵性与温度。

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