哲学

哥本哈根解释｜经典概念的使用（1）

经典概念的特殊地位

哥本哈根解释的一个核心要素是玻尔坚持在描述实验结果和赋予量子形式体系经验解释方面使用『经典概念』（the classical concepts）。赋予经典概念的特殊认知地位是玻尔从一开始就强调的。下面是1934年的一段引文：

“对于物理经验的描述，经典理论的基本概念不再是多余的了。……只有继续应用这些概念，才有可能将量子理论的象征意义与经验数据联系起来”（ATDN, p.16）。

后来他在一段经常被引用的话中表达了同样的观点:

“认识到这一点是决定性的，无论现象超越经典物理解释的范围有多远，所有证据的说明都必须用经典术语来表达。论证很简单，通过“实验”（“experiment”）这个词，我们指的是这样一种情况，在这种情况下，我们可以告诉别人我们做了什么和我们了解到了什么，因此，对实验安排和观察结果的描述必须用适当应用经典物理学的术语的明确的语言表达”（APHK, p. 39）。

玻尔认为这些经典概念对于促成有关实验室中发生的事情的明确沟通是必要的。经典概念是不可或缺的，因为它们使物理学家能够用清晰的共同语言描述观测，也因为它们是物理学家将数学形式体系与观测内容联系起来的东西。

经典概念的哲学解释

多年来，关于为什么玻尔认为经典概念对于描述量子现象是不可避免的，不同的作者提出了不同的解释。在这里，我们将按照五种不同的哲学框架对这些解释进行归类：1.经验主义（Empiricism）；2.康德主义（Kantianism）；3.实用主义（Pragmatism）；4.达尔文主义（Darwinism）；5.实验主义（Experimentalism）。

▶ 『经验主义』。这种观点以逻辑实证主义者为代表。他们认为任何科学理论的解释都应该建立在经验观察的基础上。根据实证主义者的观点，没有一个理论是有认知意义的，除非它的术语能够与能够表达验证该理论的结果的术语联系起来。观察术语（observational terms）直接指的是可观察的事物或物理对象的可观察属性，而理论术语（theoretical terms）是通过将它们与观察术语联系起来的对应规则被明确定义的。因此，经典术语，如位置和动量，正是这样的术语，使物理学家能够为量子力学赋予物理意义。

▶ 『康德主义』。许多哲学家和物理学家已经认识到康德和玻尔的思想强烈的亲缘关系，或者康德对玻尔的直接影响。在30年代，冯·魏茨泽克（von Weizsäcker）和格雷特·赫尔曼（Grete Hermann）试图从新康德主义（neo-Kantian）的观点来理解互补性。正如冯·魏茨泽克多年后所说，“康德和物理学家之间的联盟在康德时代还为时过早，现在仍然如此；在玻尔，我们开始察觉它的可能性”。一系列现代学者（Folse 1985; Honner 1982, 1987; Faye 1991; Kaiser 1992; Chevalley 1994; Pringe 2009; Cuffaro 2010; Bitbol 2013, 2017; and Kauark-Leite 2017) 也强调了康德式的相似性。 虽然这些学者找到了共同的主题，但他们对于康德或新康德思想在多大程度上可以作为我们审视玻尔的量子力学理解的透镜尚未达成一致。另一方面，库法罗（Cuffaro 2010）认为，任何恰当的“对玻尔的解释都应该从康德开始”，并且“互补性自然地来自于广泛的康德认识论框架”。康德的假设是，我们的直觉形式（forms of intuition）和我们的思维范畴（categories of thoughts）构成了任何客观经验的可能性的先验条件（the transcendental conditions）。因此，空间和时间被称为直觉形式，而诸如因果关系、统一性、多元性和整体性之类的理解范畴是心灵强加于我们直觉中出现的感官印象的先验概念（a priori concepts）。以类似的方式，有人认为，玻尔把像空间、时间、因果关系、统一性和整体性这样的概念视为任何关于量子现象的客观描述所必需的先验范畴，而经典物理学是这些先验概念的解释和操作。

▶ 『实用主义』。一些学者主张对玻尔关于经典概念不可或缺的论点进行更实用的解释。这里的解释集中在我们如何通过实验了解一些关于原子的事情。我们通过与原子系统的相互作用来发现原子——而不是通过描绘它们——这种相互作用是根据实验/经验范畴（experiential categories）来说明的。实用主义者通常拒绝心灵范畴（the mind’s categorie）的先验地位，因为他们认为它们是附带性的（contingent）。从物理学的角度来看，我们需要经典语言来理解我们的科学实践，这是一个简单的事实；它不需要任何哲学上的辩护（Dieks 2017）。同样，多拉托（Dorato 2017）将玻尔的不可或缺论题（Indispensable Thesis）与彼得·斯特劳森（Peter Strawson）的『描述性形而上学』（Descriptive Metaphysics）进行了比较，根据这种形而上学，我们都有一个关于经验世界的共同概念框架（a common conceptual scheme），但它不能给出进一步的证明。福塞（Folse）也指出，在玻尔和I.C. 刘易斯的比较中，经典概念反映了我们的经验需求（empirical needs）和共享的兴趣（shared interests），如果这些需求和兴趣发生变化，它们（经典概念）最终可能会发生变化（Folse 2017）。共同语言连同一些基本经验概念的物理澄清的发展给了我们经典物理学，因为这样一种改进的语言使我们对我们的观察能以明确和客观的方式进行交流。正如玻尔所说：“...即使现象超越了经典物理理论的范围，实验安排和观察记录的说明也必须用通俗易懂的语言给出，并辅以适当的技术上的物理术语。这是一个明确的逻辑要求，因为“实验”一词指的是这样一种情况，在这种情况下，我们可以告诉别人我们做了什么和我们了解到了什么。”（APHK，p.71）。使用经典概念把握世界有利于相互理解。这样的经验概念为我们提供了物理实验的功能和结果的客观描述。

▶ 『达尔文主义』。在几个地方，玻尔谈到了体现在我们共同语言中的经典概念，这种语言适应于（adapted to）解释我们的物理经验。选择“适应”一词似乎表明玻尔在寻求解释时依赖于达尔文的自然选择理论。经典概念对于描述我们的经验是不可或缺的，因为大自然迫使我们使用一种共同语言来报告我们的视觉体验，这也是人类适应其物理环境的结果（Faye，2017）。除了玻尔使用“适应”一词之外，玻尔的前助手利昂·罗森菲尔德（Leon Rosenfelt）是玻尔互补性的热情捍卫者，他明确提出“互补逻辑”（the complementary logic）是由于人类进化：“我怀疑像我们大脑这样的计算和交流系统的发展对我们人类在进化过程中所达到的组织的复杂性提出了要求”（Rosenfeld，1961 [1979], p.515）。自然选择在我们的前辈身上安装了某些永久的视觉认知图式，这种认知适应解释了为什么这些图式——后来反映在我们的共同语言中——获得了一种特权的认知地位，并且在物理学中以精炼的经典概念的方式保持了这种地位。

▶ 『实验主义』。卡米莱里（Camilleri 2017）称玻尔为实验哲学家。其他人如佩罗维奇（Perovic 2013）也认为玻尔更专注于理解量子实验的结果，而不是解释量子形式体系。卡米莱里在他的论文中提出，玻尔面临的挑战是，一方面，实验观察需要实验和被观察对象的明确分离，另一方面，由于我们今天所说的纠缠，“不再可能明确区分物理对象的自主行为和它与作为测量设备的其他物体的不可避免的相互作用”（CC，p.84）。因此，根据卡米莱里的说法，玻尔通过区分实验的功能和结构解决了这个挑战。

“玻尔的核心观点是，如果测量仪器要服务于其为我们提供物体知识的目的——也就是说，如果要对其进行功能描述——就必须对其进行经典描述。当然，从纯结构的角度来看，总是有可能将实验装置表示为量子力学系统，而不考虑其功能。然而，对实验装置的任何功能描述，如果把它当作达到目的的手段，而不仅仅是作为一个动力学系统，就必须利用经典物理学的概念”（Camilleri, 2017, pp.30–31）。

这一分析不仅解释了为什么玻尔认为经典概念对于解释目的是不可或缺的，而且还表明了为什么他认为像动量、位置和持续时间这样的属性只能归属于与特定实验安排相关的原子对象。正如迪克斯（Dieks 2017）所提到的，但他否认玻尔有任何更深层次的哲学动机：使用经典概念是实验室生活的一部分。“这种经典的描述基本上只是日常语言的描述，（经典描述）通过增加物理术语来概括，这是我们事实上用来描述我们环境的描述”（Dieks 2017）。 但由于作用量子化（以普朗克常数为象征），向物理学家提供有关时空坐标的精确信息的实验的功能与具有向他们提供有关能量和动量的精确信息的功能的实验是不相容的。

哥本哈根解释｜经典概念的使用（2）

玻尔对经典概念的理解

事实上，就经典概念的不可或缺性提出的一些解释既有相似，也有重叠。然而，并非所有的解释都是正确的。尽管玻尔努力的目标是给出量子形式体系的经验解释，但他的经验主义不同于逻辑实证主义者的经验主义。他并不寻求将有关理论实体的术语简化为有关感觉数据或纯粹感知现象的术语。他只坚持认为，物理学家从他们对原子对象的实验中收集的经验证据必须用经典力学中发展的相同概念来描述，以便他们理解量子论是关于什么的。

然而，各种各样的解释都给了我们一些线索，让我们了解玻尔关于物理实验描述的思想的复杂性。在不同的时候，他似乎把重点放在一个方面而不是另一个方面，这取决于讨论的具体语境。有时他忙于解释实验，有时忙于实际的实验和量子力学表述之间的关系。在强调经典概念对量子现象描述的必要性时，玻尔可能受到了类康德的思想或新康德主义的影响（Hooker，1994）。但如果是这样，他就是一个自然化的或者实用化的康德主义者。

应用经典概念的限制

经典概念仅仅是对常识性概念（common-sense concepts）的解释，而这些常识性概念已经是我们对世界的感知适应的结果。这些概念及其应用的条件决定了客观知识的条件。然而，作用量子化的发现向我们揭示了，我们不能像在经典物理学中所做的那样把这些概念应用于量子对象。量子力学领域中经典概念的使用必须相对于它们在经典力学中的使用受到限制。现在，运动学和动力学属性(由共轭变量表示)仅在与实际实验结果的关联中才能有意义地归属于对象，而经典物理学将这些属性归属于对象，而不管我们是否实际观察到它们。换句话说，玻尔否认经典概念可以用来将属性归属于感知现象背后的物理世界本身（a physical world in-itself）——即，不同于被观察到的属性的属性。相反，经典物理学建立在理想化的基础上，他说，在某种意义上，经典物理学假设物理世界本身具有这些属性，即作为内在属性，独立于它们的实际观察。

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