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《物理学和哲学》:在量子的边界上,重审“确定”与“未知”的对话 | 爱阅读

3周前 (09-17)读一读17

《物理学和哲学》:在量子的边界上,重审确定未知的对话

一、书籍基本信息:一位诺奖得主的“科学哲学手记”

《物理学和哲学》是德国物理学家、1932年诺贝尔物理学奖得主沃纳·海森堡(Werner Heisenberg)的经典著作,成书于1958年,原书名为《物理学与哲学:现代科学的认识论问题》(Physics and Philosophy: The Revolution in Modern Science)。这部作品并非传统意义上的科学普及读物,而是海森堡基于量子力学革命的亲历经验,结合哲学史(从康德到马赫)与科学史(从伽利略到爱因斯坦),对科学如何认识世界这一根本问题的深度思考。中译本由商务印书馆出版(2021年新版),译者为科学哲学学者范岱年——其翻译既保留了海森堡的学术严谨性,又让深奥的哲学思辨变得流畅可读。

用海森堡自己的话说:这本书不是要给出科学哲学的答案,而是要展示科学探索如何不断挑战我们对真理的认知它更像是一位科学家的思想日记,记录了他从坚信决定论接受不确定性的心路历程,也为普通读者打开了一扇理解科学本质的窗口。

二、内容亮点:在“测不准”的量子世界里,打捞哲学的锚点

初读《物理学和哲学》,最震撼的是海森堡对确定性的颠覆式重构。他用量子力学的核心发现(如不确定性原理、波粒二象性)为武器,将传统哲学中因果律”“实在论”“主客二分命题逐一拆解,又重新拼接成更贴近现代科学的认知图景。

比如在《量子论的哥本哈根解释》一章中,他没有堆砌公式,而是用观察电子这个日常场景切入:当我们用显微镜观测电子时,光子会撞击电子,改变其运动状态——这意味着我们看到的电子状态,其实是观测行为电子本身相互作用的结果。海森堡借此提出:在量子世界中,客观实在不再是独立于观测的存在,而是观测手段被观测对象共同作用的产物。这种对主客关系的重新定义,彻底打破了经典物理学中科学家是旁观者’”的幻觉,让我突然意识到:原来我们习以为常的真实,可能只是特定观测条件下的投影

书中另一个令人难忘的细节是对因果律的反思。海森堡用抛硬币作比喻:经典物理学认为,只要知道硬币的初始速度、角度、空气阻力等所有参数,就能100%预测落地时的正反面;但在量子世界中,即使我们掌握所有已知信息,也只能预测正面的概率是50%,反面也是50%”——这种概率性不是因为我们无知,而是自然的本质如此。他用康德的物自体概念类比:量子世界的物自体(即电子的真实状态)永远无法被完全认知,我们能掌握的只是现象层面的规律。这种将量子力学与哲学史勾连的视角,让抽象的科学问题有了深厚的思想厚度。

最让我共鸣的是海森堡对科学进步的坦诚。他承认:量子力学并非终极理论,它可能在未来的某一天被更完善的理论取代——但这不是科学的失败,而是科学的荣耀。他用登山作比喻:我们攀登的不是真理的顶峰,而是不断逼近更清晰的山形;每一步攀登都会修正之前的路线,但从未偏离探索未知的本质。这种对科学局限性的接纳,反而让科学显得更真实、更有生命力——它不是全知全能的上帝,而是永远保持好奇的孩子

三、写作特点:用“科学家的逻辑”写哲学,用“诗人的眼睛”看粒子

海森堡的文风打破了科学家写不好哲学的刻板印象。他的文字既有物理学家的精准(比如用测不准原理描述观测与对象的相互作用),又有哲学家的深邃(比如探讨实在论的边界),更有诗人的浪漫(比如将量子跃迁比作粒子在可能的海洋中跳跃)。这种跨学科的融合,让哲学从云端落回了实验室的黑板

他擅长用日常经验化解理论难度。比如解释波粒二象性时,他举了一个水波与子弹的例子:当你向水池扔一颗石子,水波会扩散成圆形;但当你用枪射击,子弹只会沿直线飞行。量子粒子却像同时是波又是子弹”——在不同观测条件下,它会表现出完全不同的特性。这种类比让波粒二象性从量子力学的专业术语,变成了生活中常见的矛盾统一现象。

更难得的是他的真诚。海森堡在书中多次提到:我曾坚信决定论是科学的基石,但量子力学让我意识到,这种信念可能只是人类对确定性的心理需求。比如他在讨论互补原理时,坦诚自己曾因无法用经典语言解释量子现象而焦虑,但最终接受了用不同视角描述同一事物的必要性。这种不固执于权的姿态,让哲学讨论摆脱了说教的沉重,变成了一场平等的对话。

四、阅读体验:从“焦虑”到“释然”的认知松绑

第一次翻开这本书时,我正被生活必须有确定性的焦虑困扰:想确定努力一定会有回报,想确定选择这条路不会后悔,想确定未来不会变得更糟。海森堡的文字像一把认知剪刀,剪断了必须确定的执念。他在《因果性与决定论》中说:科学的进步,恰恰源于我们承认不确定性的存在——如果一切早已确定,我们何必探索?这句话像一颗石子投入心湖,激起了层层涟漪。

最让我兴奋的是阅读中的现实投射时刻。当我读到量子世界的不确定性不是缺陷,而是特性时,突然想起自己曾因计划被打乱而沮丧——原来意外不是失败,而是生活的量子特性;当我读到观测行为会影响被观测对象时,又想起自己总用固定标签看待他人(比如他是内向的”“她是理性的),却忽略了他人的状态会因我的期待而改变。这些发现让我开始用更包容的心态面对生活中的不确定复杂性

合上书本时,我并未解决所有困惑,却获得了一种释然的力量:当我再面对必须确定的压力时,会问自己:这是自然的本质,还是我的主观假设当我陷入非黑即白的焦虑时,会想一想:有没有可能,这件事像量子粒子一样,同时具备多种可能性?这种思维方式的转变,或许就是《物理学和哲学》最珍贵的馈赠。

五、书籍评价与影响力:量子革命的“哲学注脚”,科学人文的“和解典范”

学界对《物理学和哲学》的评价堪称跨学科的经典。科学史家托马斯·库恩称其为理解量子力学革命的关键文本,哲学家卡尔·波普尔说海森堡让我意识到,科学的进步始于对确定性的质疑,甚至在教育领域,这本书被许多高校用作科学哲学课程的教材,因为它用最生动的案例(量子力学)讲清了最抽象的哲学问题(认识论)。

在当代,这本书的现实意义愈发凸显。当量子计算”“元宇宙等技术概念席卷而来,我们更需要海森堡的提醒:技术的进步必须与对认知局限的理解同步。正如他在1958年的一次演讲中所说:我们发明量子力学时,以为掌握了自然的终极规律;但真正需要掌握的,是如何用不确定的眼光看待世界——这才是科学最本质的智慧。这种技术谦逊的思想,在AI全能论盛行的今天,依然像一剂清醒剂:我们发明工具,最终要服务于更包容的认知,而非更傲慢的控制

对我个人而言,这本书的意义远超知识输入。去年我参与一场关于教育规划的讨论,有人坚持必须按固定路径培养孩子,有人主张让孩子自由发展。我想起海森堡对互补性的强调:教育的目的是培养完整的人,而不是单一标准的产物’——规则与自由、确定与未知,这些看似矛盾的目标,其实可以在教育中互补共存。我用这一思路提出:或许我们可以设计弹性成长方案,让孩子在掌握基础知识的同时,保留探索未知的空间。这场讨论最终推动了学校选修课+项目制的改革。那一刻,我真切感受到:哲学不是空中楼阁,而是改变现实的思维杠杆

六、金句摘录:在“确定”的废墟上,重建“探索”的勇气

海森堡在书中写道:科学的每一次进步,都是对我们已经接近真理的信念的一次打击。但我们不会因此放弃探索,反而会因未知的广阔而更加兴奋——这才是科学最动人的地方。这句话像一把钥匙,打开了我对科学的新认知:所谓进步,不是接近终点,而是不断拓展边界

另一段让我反复回味的是:我们观察的不是自然本身,而是自然向我们展示的那一面。这一面取决于我们使用的工具,也取决于我们的问题——但正是这种互动,让科学探索充满了惊喜。它提醒我们:科学的本质,是一场与自然的对话,而非对自然的征服

结语:一本未完成的书,一场永不停歇的认知对话

读完《物理学和哲学》,我并未掌握所有科学哲学的真理,反而更清晰地意识到:海森堡的思想不是标准答案,而是一把开启问题的钥匙。他用量子力学打破了确定论的独断,用互补原理召唤我们拥抱复杂性,用科学史告诉我们认知的边界永远在扩展”——这些思想在今天依然鲜活,因为我们依然生活在不确定的世界里,依然需要用探索的眼光去看待它。

在这个标签化”“绝对化盛行的时代,《物理学和哲学》像一座灯塔:它或许不会告诉我们具体该怎么做,但会教会我们如何提问”——当我们被必须成功的压力绑架时,不妨问一句:这是自然的规律,还是我的主观假设当我们陷入对错之争时,不妨想一想:这两个观点是不是像量子粒子一样,同时具备多种可能性?

海森堡在书中说:真正的科学,是与自然的对话;而真正的哲学,是与人类的对话。而《物理学和哲学》的魅力,或许就在于它让我们同时听到了这两种对话的声音——在量子的边界上,在生活的细节中,我们触摸到了确定未知共舞的光芒。这或许就是经典的力量:它穿越半个多世纪,依然在与我们对话,依然在推动着我们,去成为更开放的思考者更勇敢的探索者

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