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量子力學唯物主義范文第1篇

論文關(guān)鍵詞：大學生；量子物理；物理學史

量子力學是反映微觀粒子（分子、原子、原子核、基本粒子等）運動規(guī)律的理論。它是20世紀初在大量實驗事實和舊量子論基礎(chǔ)上建立起來的，是人們認識和理解微觀世界的基礎(chǔ)。量子物理和相對論的成就使得物理學從經(jīng)典物理學發(fā)展到現(xiàn)代物理學，奠定了現(xiàn)代自然科學的主要基礎(chǔ)。量子力學的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了一系列劃時代的科學發(fā)現(xiàn)與技術(shù)發(fā)明，對人類社會的進步作出了重要貢獻。通過量子物理的教學，有利于培養(yǎng)大學生的科學素質(zhì)、科學思維方法和科研能力，培養(yǎng)學生的探索精神、創(chuàng)新精神、科學思維能力以及辯證唯物主義的科學觀。另外，量子物理是處于發(fā)展中的理論，怎樣將量子論和廣義相對論（引力作用）統(tǒng)一起來仍是困擾人們的問題?！跋依碚摗钡奶岢鍪谷藗兛吹搅讼Ｍ?，通過這部分的教學可以培養(yǎng)學生的橫、縱向思維和不斷追求科學真理的精神。因此，在大學物理的教學中應(yīng)適當增加量子物理的教學內(nèi)容。由于量子物理里好多概念、思想和宏觀世界里的完全不同，叫人無法理解，以致量子論的奠基人之一玻爾（Niels Bohr）都要說：“如果誰不為量子論而感到困惑，那他就是沒有理解量子論?！蹦敲丛鯓幼寣W生在輕松愉快的狀態(tài)下學好量子物理呢？在教學過程中適當引入物理學史有利于學生掌握其核心，既培養(yǎng)了學生的學習興趣，又有利于實現(xiàn)啟發(fā)式教學，而非純粹的概念和公式的教學。下面主要從幾個方面闡述物理學史在大學生學習中的重要作用。

一、非物理專業(yè)大學生學習量子物理的需要

即使是物理專業(yè)的學生，多數(shù)人在學習量子物理時一直如在云里霧里，雖然知道微觀粒子的波粒二象性，也知道不確定原理，了解原子的軌道理論，但是卻不知道為什么這樣。這一方面是由于量子物理里好多概念、思想和宏觀世界里的完全不同。另一方面，學生沒有掌握量子物理的核心，沒有從整體上把握量子物理的基石。一些教材對這部分的介紹也較少。如果在教學中能夠引入量子物理的發(fā)展史，不僅能吸引學生的注意力，調(diào)動學生的學習興趣，還有利于學生理解量子物理的概念和思想，使學生能夠身臨其境地感受到那場史詩般壯麗的革命，深刻體會量子論的偉大，有利于學生辯證唯物主義觀的形成。而非物理專業(yè)的學生與物理專業(yè)的學生相比，在學習量子物理時難度更大。這是由于物理專業(yè)的學生開設(shè)了許多物理專業(yè)課，如原子分子物理、物理學史等課程，為量子物理的學習奠定了基礎(chǔ)。而非物理專業(yè)的學生沒有前期的知識鋪墊，對知識的掌握難度增大。如果能適當加入量子發(fā)展史的介紹，不僅降低了學生學習難度，還激發(fā)了學生學習興趣，這就更突顯出物理學史在大學物理教學中的重要作用。

從整體上介紹量子物理的發(fā)展史可以使學生掌握量子物理的核心，從整體上把握量子物理的基石，即波恩的概率解釋、海森堡的不確定性原理和玻爾的互補原理。[2]這三大核心原理中，前兩者摧毀了經(jīng)典世界的因果性理論，互補原理和不確定原理又合力搗毀了世界的客觀性和客觀實在性理論。一些實驗和理論斗爭的介紹不僅可以吸引學生的學習興趣，還可以培養(yǎng)學生的科學思維方法。19世紀末20世紀初，好多物理學家認為物理學大廈已經(jīng)基本建成，后輩的工作只是做些細枝末節(jié)的修補和完善。但當時物理學天空漂浮著兩朵小烏云，一朵是“以太的絕對參考系”，另一朵是“黑體輻射的紫外線災難”。前者導致了相對論的建立，后者導致了量子物理的建立。

對量子物理三大基石的掌握，即波恩的概率解釋、海森堡的不確定性和玻爾的“互補原理”是量子物理的三大支柱。大學所學的量子物理學是基于這三個支柱的。這就像數(shù)學中的公理一樣，對于大學生而言不能去討論為什么，只能是是什么。

二、大學生素質(zhì)教育的需要

大學物理的量子部分教學不同于物理專業(yè)學生的量子物理教學。大學物理教學的目的主要是增強學生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生科學的思維方法、辯證唯物主義觀等素質(zhì)教育，重在方法而非純理論教學。因此，大學物理的教學目的與任務(wù)是使學生對物理學的基本概念、基本理論和基本方法有比較系統(tǒng)的認識和正確的理解，為進一步學習打下堅實的基礎(chǔ)。更為重要的是，在大學物理課程的各個教學環(huán)節(jié)中，都應(yīng)在傳授知識的同時注重培養(yǎng)學生分析問題和解決問題能力，注重培養(yǎng)學生科研探索精神和辯證唯物主義世界觀的形成。量子物理發(fā)展史的介紹和講解有助于培養(yǎng)學生這方面的能力。

1.辯證唯物主義世界觀的培養(yǎng)

在大學物理的教學過程中融入物理學史的內(nèi)容有利于培養(yǎng)學生的辯證唯物主義世界觀。如關(guān)于光的本性的爭論持續(xù)了300年，光的波動理論和微粒理論艱苦卓絕地斗爭了300年。量子論就是在這種斗爭中逐漸建立起來的。托馬斯·楊的雙縫干涉實驗、菲涅爾的圓盤衍射等實驗形象的描述可使學生體會到光的波動性；而光電效應(yīng)實驗、康普頓的X射線散射實驗等實驗的介紹可使學生深刻體會光的粒子性；德布羅意電子波及實物粒子波理論的介紹及戴維遜和革末關(guān)于電子的實驗，電子通過鎳塊時展現(xiàn)了X射線衍射圖案，證明了電子具有波動性，由此人們認識到了光及實物粒子的波粒二象性。這部分的教學可使學生領(lǐng)悟到看似毫不相干的量實際上存在著深刻的聯(lián)系，波動性和粒子性原來是不可分割的一個整體。就像漫畫中教皇善與惡的兩面，雖然在每個確定的時刻只有一面能夠體現(xiàn)出來，但它們確實集中在一個人的身上。從中學生們可以深刻體會到任何事物都存在兩面性，人們要辯證地看待問題。這部分歷史的簡單介紹還可以使學生深刻體會到人們對真理的認識是隨著科技的發(fā)展而不斷完善的過程，也是一個艱苦長期的斗爭過程。對光的波粒二象性的認識有利于培養(yǎng)學生辯證唯物主義世界觀。

2.分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)

在大學物理的教學過程中適當引入一些實驗的描述或利用多媒體等手段演示實驗過程有利于培養(yǎng)學生的分析能力和解決能力。對康普頓實驗的講解分析可以培養(yǎng)學生的分析問題和解決問題的能力，尤其是康普頓的分析過程，而非純理論上的推導分析?？灯疹D在研究X射線被自由電子散射的時候發(fā)現(xiàn)一個奇怪的現(xiàn)象：散射出來的X射線分成兩個部分，一部分和原來的入射射線波長相同，而另一部分卻比原來的射線波長要長，具體的大小和散射角存在著函數(shù)關(guān)系。如果運用通常的波動理論，散射應(yīng)該不會改變?nèi)肷涔獾牟ㄩL才對。但是怎么解釋多出來的那一部分波長變長的射線呢？康普頓苦苦思索，試圖從經(jīng)典理論中尋找答案，卻撞得頭破血流。終于有一天，他作了一個破釜沉舟的決定，引入光量子的假設(shè)，把X射線看作能量為hν的光子束的集合。這個假定馬上讓他看到了曙光，眼前豁然開朗：那一部分波長變長的射線是因為光子和電子碰撞所引起的。光子像普通的小球那樣，不僅帶有能量，還具有動量。當它和電子相撞，便將自己的能量交換一部分給電子。這樣一來，光子的能量下降，根據(jù)公式E=hν，E下降導致ν下降，頻率變小，便是波長變大。這樣，X射線被自由電子散射的問題得到完美的解決。然后再進行理論推導，根據(jù)動量和能量守恒解決該問題，這樣不僅使學生印象深刻，還鍛煉了物理思維能力。

3.求實精神的培養(yǎng)

通過大學物理量子史部分的教學，介紹科學家嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、勇于追求真理的精神，培養(yǎng)學生追求真理的勇氣、嚴謹求實的科學態(tài)度和刻苦鉆研的作風。

4.科學觀察和思維能力的培養(yǎng)

在教學的過程中適當融入量子發(fā)展史的內(nèi)容有利于培養(yǎng)學生科學觀察和思維能力。如玻爾的互補原理的提出過程。當海森堡完成“不確定原理”后向玻爾請教，兩人就“不確定原理”是從粒子性而來還是波動性而來展開了論戰(zhàn)，從而提出了互補原理：波和粒子在同一時刻是互斥的，但它們卻在一個更高的層次上統(tǒng)一在一起，作為電子的兩面性被納入一個整體概念中。這就是玻爾的“互補原理”。它連同波恩的概率解釋、海森堡的不確定性共同構(gòu)成了量子論“哥本哈根解釋”的核心，至今仍然深刻地影響人們對于整個宇宙的終極認識。講解過程中應(yīng)形象生動地描述海森堡和玻爾的討論過程及他的思維過程，使學生有種身臨其境的感覺，從而培養(yǎng)科學觀察和思維的能力。在教學過程中適當介紹思維實驗有利于培養(yǎng)學生的思維能力及科學分析能力。如海森堡不確定性原理的提出過程就借助了思維實驗及1935年愛因斯坦提出EPR思維實驗等。

5.創(chuàng)新意識的培養(yǎng)

通過學學物理學的研究方法、量子物理的發(fā)展史以及物理學家的成長經(jīng)歷等，引導學生樹立科學的世界觀，激發(fā)學生的求知熱情、探索精神、創(chuàng)新欲望以及敢于向舊觀念挑戰(zhàn)的精神。如普朗克能量子假設(shè)的提出體現(xiàn)了敢于向舊觀念、權(quán)威學家挑戰(zhàn)的精神。而創(chuàng)新意識對一個學生來說是非常重要的，對社會生產(chǎn)力的發(fā)展也起著重要作用的。

6.科學美感的培養(yǎng)

以麥克斯韋方程組為例，描述麥氏方程所表現(xiàn)出的深刻、對稱、優(yōu)美，使得每一個科學家都陶醉在其中，玻爾茲曼情不自禁地引用歌德的詩句“難道是上帝寫的這些嗎？”描述麥克斯韋方程組的美。一直到今天，麥氏方程組仍然被公認為科學美的典范。許多偉大的科學家都為它的魅力折服，并受它深深的影響，有著對于科學美的堅定信仰，甚至認為：對于一個科學理論來說，簡潔優(yōu)美要比實驗數(shù)據(jù)的準確來得更為重要。依此引導學生認識物理學所具有的明快簡潔、均衡對稱、奇異相對、和諧統(tǒng)一等美學特征，培養(yǎng)學生的科學審美觀，使學生學會用美學的觀點欣賞和發(fā)掘科學的內(nèi)在規(guī)律，逐步增強認識和掌握自然科學規(guī)律的能力。

7.科學探索精神的培養(yǎng)

物理學在追求著大統(tǒng)一。許多科學家獻身于這項偉大的事業(yè)，比如弦理論的提出。講述其發(fā)展過程可激發(fā)學生的科學探索精神。

三、科學發(fā)展的需要

量子力學唯物主義范文第2篇

一、 應(yīng)用講過的物理知識解釋耳聞目見的物理現(xiàn)象和實際應(yīng)用

青少年的成長過程也是對周圍世界不斷認識的過程，在他們的頭腦中有許多問號，他們渴望著從所學的知識中找到答案。如果我們能幫助他們解開一些長期積存在心中的迷團，這不僅可以使他們更好地掌握所學過的知識，更重要的是可以激發(fā)學生學習物理的熱情以及逐步地培養(yǎng)起同學們觀察分析周圍事物的能力。這種能力的培養(yǎng)便是一種智力財富的開發(fā)。它將使同學們終身受用。這種教學的效果要比只學會解幾道題目好得多。

如此重要的教學環(huán)節(jié)卻常常被忽視。教師對于原理的演繹推理，公式的計算和應(yīng)用已給予應(yīng)有的重視。但是對于物理原理的實際應(yīng)用的例子卻輕描淡寫，甚至刪去從略，這都是教學中亟待改進的方面。

二、 介紹物理定律的相對性

寫進書本的理論不是完美無缺的，指出某些理論的缺陷與爭論，把同學們從迷信書本的框框中解脫出來，培養(yǎng)他們獨立思考及分析和批判的能力也是教學的目的之一。

中學物理教材中的力學部分是以牛頓力學作為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學。在日常生活中我們觀察和接觸的力學現(xiàn)象幾乎都可以用牛頓力學解釋。但是當人們的科學視野延伸到物質(zhì)的微觀領(lǐng)域和高速運動及宇宙空間時，牛頓定律就不再適用了。研究微觀領(lǐng)域必須用量子力學，處理高速運動及大尺度宇宙空間問題，必須用相對論力學。要讓同學們知道牛頓力學的應(yīng)用條件。教材中物質(zhì)波就比較詳細地談到了電子的衍射現(xiàn)象，牛頓力學就無法解釋這種現(xiàn)象。在原子結(jié)構(gòu)一章里，也較詳細地談到了盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)學說與經(jīng)典電磁理論的矛盾。其矛盾的根源出于經(jīng)典理論，不適于微觀領(lǐng)域。

講述這部分內(nèi)容時，也應(yīng)該向?qū)W生們指出相對論力學與量子力學，并不是對牛頓力學的否定，牛頓力學僅是在宏觀、低速條件下對物體運動規(guī)律的近似描述。

三、 多聯(lián)系尖端科學

人們形象地把我們當今的時代稱為“知識爆炸”的時代，當代的物理學也正面臨重大突破。如果我們的教學內(nèi)容僅僅是格守書本上的幾條定律所確定的范圍。那么和這個時代就相距太遠了。我們應(yīng)當讓學生按摸到科學時代的脈搏。

例如，在講解人造地球衛(wèi)星的運行和三級火箭的推進原理時，可以介紹航天飛機試航成功的重要意義。在講解電子技術(shù)基礎(chǔ)時介紹電腦在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研及社會活動中的重要作用。在講解磁場時可以介紹超導現(xiàn)象在技術(shù)上的應(yīng)用，在講解原子的受激輻射時介紹激光在各個領(lǐng)域的應(yīng)用等等。

把這些與課本知識相關(guān)聯(lián)的古代科學信息傳遞給同學們，可以擴大他們的知識面。青年人極富于幻想，我們應(yīng)當引導鼓勵他們大膽地去想象、去創(chuàng)新、去探索那些未知的科學世界。

四、 把中學某些物理知識適當?shù)匾晟罨?/p>

例如，在簡介氣體分子運動論的內(nèi)容時，為了使同學們對“氣體溫度的高低反映了大量氣體分子無規(guī)則運動的激烈程度”這一物理圖象有更深刻全面的理解，可以把大量氣體分子速率分布所遵循的統(tǒng)計規(guī)律通俗準確地介紹給學生。一旦他們領(lǐng)悟了統(tǒng)計規(guī)律的涵義，也就意味著在他們的面前又打開一扇物理的天窗。了解了統(tǒng)計規(guī)律的含義也為以后某些章節(jié)的學習（例如光的本性）奠定了基礎(chǔ)。當然，在中學階段，類似這樣的知識也只能給同學們一個輪廓的介紹。

五、 介紹歷史上的科學家為探求科學的真理而奮斗終身的事跡

例如，布魯諾伽俐略為科學獻身的精神；牛頓、愛因斯坦嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度；居里夫人蔑視名利的高尚情操等等都是同學們的楷模。從某種意義上來說這些科學家的偉大成就，改變了人類歷史的進程，受到了后人永久的尊敬。

在我們進行四化建設(shè)的祖國，需要大批為探求科學的真理而永攀高峰的人，富有強烈進取心的青年人，可以從大批優(yōu)秀科學家的身上汲取前進的力量，這是單純的物理概念，公式的傳授所不能取代的。因此結(jié)合物理課的章節(jié)教學介紹一些著名科學家的事跡是十分必要的。

六、 注意物理課中的語文

物理課教學的全過程貫穿著語文課的教學。這并不是說要求物理課中講語文，而是強調(diào)物理課中有語文。

物理課學習中一個突出的薄弱環(huán)節(jié)就是學生不會用語言來表達自己的觀點，對于觀察到的物理現(xiàn)象，缺乏歸納、分析、總結(jié)的能力。因此，教師在物理課的教學中就應(yīng)十分注意培養(yǎng)學生用準確簡潔的語言來表述一條定律或一個物理現(xiàn)象。注意培養(yǎng)學生從眾多的物理現(xiàn)象中歸納、總結(jié)出某個規(guī)律的能力。并且盡量從書本上或從自己的教學中為學生們做出表率。

例如，玻爾理論的主要內(nèi)容之一便是這樣表述的?！霸訌囊环N定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定?！?/p>

簡潔的三句話準確地表述了三個物理圖象，而且指明了三個物理圖象的內(nèi)在聯(lián)系。其中“躍遷”兩個字準確、形象、生動地描述了原子能量的“量子化”現(xiàn)象，為學生展示了一幅清晰的物理圖象。教師在講授這部分內(nèi)容時，不僅是解釋這段文字所表達的物理概念，而且還要幫助同學們分析這段文字是如何沿著時間的順序來描述了一個物理過程。當然，我們也可以沿著位置的順序，因果的順序等來描述一個物理過程。只要在這方面肯下工夫，就能收到更加滿意的物理教學效果。

七、 重視物理學的發(fā)展史

物理課的教學與辨證唯物主義的教育是不可分開的。物理學的發(fā)展史，也是一部唯物主義與唯心主義斗爭的歷史。培養(yǎng)學生用辯證唯物主義的觀點去觀察整個物理世界，指導他們在物理學的學習和研究過程中少走彎路，培養(yǎng)他們?yōu)樘骄靠茖W的真理而奮進的精神，是每個物理教師義不容辭的責任。

例如，在介紹電場與磁場時，一定要向同學們反復強調(diào)電場與磁場是客觀存在的物質(zhì)，因為場與場之間存在著力的相互作用。這也證明了某些物質(zhì)客觀是否存在，不是以人的意志為轉(zhuǎn)移的，不能以人的感官能否被直接感知作為判斷客體是否存在的依據(jù)。這就是最基本、最樸素的唯物主義教育。前面提到的相對真理與絕對真理的辨證統(tǒng)一也是學習辯證法的一個生動例子。

八、 介紹物理學與其它學科的相互滲透

例如海豚、蝙蝠有著完善的發(fā)射和接收超聲波的器官。深入地研究動物身上的超聲波器官的構(gòu)造和功能，并將獲得的知識用來改進或創(chuàng)制新的設(shè)備，這便是仿生學所研究的內(nèi)容。

人體內(nèi)有生物電流及磁場，近年來，人們更進一步發(fā)現(xiàn)生物細胞可以發(fā)射無線電信號，因此研究生命體內(nèi)的電磁學現(xiàn)象，可以更進一步地探索和揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)，這又屬于生物物理學所研究的內(nèi)容。

大地磁場使巖漿中的鐵磁成分有序排列。因此，研究古老巖石中的鐵磁物質(zhì)分布規(guī)律，可以推測地殼的演變過程以及大地磁場的變化規(guī)律，這是地球物理學所研究的內(nèi)容。

量子力學唯物主義范文第3篇

關(guān)鍵詞 意識 量子測量 波函數(shù)塌縮 神經(jīng)活動

中圖分類號：B80-05 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.11.074

On the Inner Relation between Quantum Mechanics and Consciousness

CHEN Si

（Department of Psychology， Jianghan University， Wuhan， Hubei 430056）

Abstract Consciousness and quantum mechanics are closely related with each other. In the research of quantum mechanics， consciousness is the premise of measurement process which can cause the wave function collapse and influence the description of the physical objects. In the research of consciousness ，the traditional research way which based on the classical mechanics confront the dilemma， the quantum mechanics could provide a new approach for explaining the consciousness in a different perspective， the quantum theories about the consciousness can be divided into three kinds.

Key words consciousness; quantum measurement; wave function collapse; neural activities

意識與量子力學原本分屬于兩個完全不同的學科，前者是心靈哲學與認知科學研究的對象，后者是物理學的前沿領(lǐng)域。隨著意識問題在當代科學背景下，已經(jīng)成為了哲學、心理學、物理學和認知神經(jīng)科學等分科科學共同關(guān)注的焦點，意識問題的跨學科特征也日益突顯。運用不同的學科方法來解釋和說明意識問題，成為一種研究的必然趨勢。許多的心靈哲學家和物理學家認為，意識和量子力學之間有著密切的關(guān)系。他們主張，不僅量子力學需要意識的參與以保證描述物理世界的完整性，意識研究也需要引入量子力學來突破現(xiàn)有的困境。

1 意識在量子力學中的位置

意識在量子力學中的作用主要表現(xiàn)兩個方面，一是在量子測量中，意識作為測量過程的初始條件，由始至終地影響著對物理對象的描述，二是意識引發(fā)波函數(shù)塌縮理論。

第一，意識與量子測量。經(jīng)典力學認為，只要在測量過程中，具備明確的初始值，根據(jù)一系列基本粒子的初始位置和速度，就可以實現(xiàn)對事件的準確預測，揭示出世界的真實狀態(tài)，并且，其測量結(jié)果不會受到觀察者意識的影響。因此，就某種程度而言，經(jīng)典力學中觀察者的行為同樣是被決定和可準確預測的，觀察者的心靈與觀察者本身的原子構(gòu)成的經(jīng)典態(tài)被視為相等同。但是，在量子測量的過程中，這種測量過程和結(jié)果的客觀嚴格決定性和確定性會發(fā)生改變。依據(jù)標準的量子力學思考，以玻爾、海森堡等人為代表的哥本哈根學派認為，測量和觀察在描述物理實在的過程中具有十分重要的作用。在量子測量的過程中，測量的結(jié)果會表現(xiàn)出一定的不確定性，即每一次的測量結(jié)果都不相同。這種不確定性主要來自觀察者的意識和測量工具在每一次測量過程中所產(chǎn)生的差異性影響。“量子力學并不描述物理實在本身，而是描述物理實在出現(xiàn)的概率，而這種概率取決于觀察者的觀察?！雹倭孔恿W的產(chǎn)生從根本上改變了觀察者在測量過程中的地位。

測量問題研究的是一個處于經(jīng)典態(tài)的觀察者是怎樣在一個量子世界里存在的問題，量子世界描述了不同態(tài)的疊加，但是人類主體對世界的知覺和描述卻屬于宏觀層次上的經(jīng)典態(tài)。所以，在維格納、斯塔普（Henry Stapp）等物理學家看來，人類主體對經(jīng)典世界的經(jīng)驗為什么以及怎樣從量子世界中突現(xiàn)中出來，是量子理論要解決的根本問題之一。在量子理論中，人與微觀領(lǐng)域的物質(zhì)和能量同處于一個測量過程，觀察者的意識會對測量的結(jié)果產(chǎn)生直接的影響，使測量結(jié)果表現(xiàn)出一種主客體不可分割的特征，正如海森堡所說，“自然科學不是自然界本身，而是人和自然界關(guān)系的一部分，因而就依順于人?！雹诹孔恿W所揭示出的物理實在以幾率波的形式呈現(xiàn)，并且只有在觀察者的意識參與到測量過程進行觀察時才會出現(xiàn)。在測量過程中，觀察者的意識是量子力學所描述的物理實在本身的基本前提，自始至終都決定著測量的結(jié)果。因此，量子理論不是關(guān)于描述客觀物理實在本身的知識，它從一開始就包含了觀察者意識這一因素。量子理論實際上是由人類主體意識通過對物理對象的觀察得到、并經(jīng)過認知加工的知識。但是在經(jīng)典力學中，情況則恰恰相反，人類主體同測量過程和測量結(jié)果截然分離，有意識的主體與客體對象之間有明確的邊界。

第二，意識引發(fā)塌縮理論。馮?諾依曼在其1932年的著作《量子力學的數(shù)學基礎(chǔ)》中首次提出“意識引發(fā)塌縮”理論（consciousness cause collapse proposal，簡稱CCCP），受到維格納和斯塔普的支持。該理論認為，“測量”僅僅發(fā)生在有意識的觀察者和波函數(shù)相互作用的基礎(chǔ)上，所以僅從量子力學的角度來描述世界是不完整的，一個完整、科學、系統(tǒng)的描述應(yīng)該包含意識狀態(tài)對量子力學的影響，而塌縮就是在有意識的觀察者的心靈同其它系統(tǒng)的糾纏中發(fā)生的。“量子力學的規(guī)律是正確的，但是有一個系統(tǒng)有可能要用量子力學來說明，這個系統(tǒng)就是整個物質(zhì)世界。有一個不在量子力學之內(nèi)的外部的觀察者，這個觀察者就是人類（和動物）的心靈，它在大腦上執(zhí)行測量并導致波函數(shù)的塌縮?！雹鄢诌@種觀點的哲學家和物理學家，如查爾默斯（David Chalmers）和洛克伍德（Michael Lockwood）認為，“塌縮動力學為交互論說明敞開了大門”。④同時，他們也認為意識能夠從某種復雜的大腦物理狀態(tài)中突現(xiàn)出來，從而具有引發(fā)波函數(shù)塌縮的因果效力。

當然，“意識引發(fā)塌縮”理論實際上還面臨許多問題。例如，意識引發(fā)塌縮是在什么時候發(fā)生的？是否僅在有意識的觀察者參與的測量過程中，意識才會引發(fā)塌縮？根據(jù)現(xiàn)有的宇宙知識，早期宇宙的量子狀態(tài)并不是一個意識的本征態(tài)（eigenstate），在宇宙產(chǎn)生的最初的三分鐘里，也沒有一個有意識的觀察者在觀察一切的發(fā)生。如果宇宙最初的那個狀態(tài)是根據(jù)薛定諤所提出的規(guī)律而演化出的早期宇宙狀態(tài)，那么一個與有意識的觀察者的存在相關(guān)聯(lián)的本征態(tài)就不可能產(chǎn)生。第一次的塌縮需要有意識的觀察者出現(xiàn)才能產(chǎn)生，但是有意識的觀察者的出現(xiàn)則需要更早狀態(tài)的塌縮才能產(chǎn)生，塌縮與有意識觀察者出現(xiàn)的先后順序問題的不確定，直接導致意識引發(fā)塌縮不可能開始的結(jié)論。盡管，“意識引發(fā)塌縮”理論受到了許多科學性和哲學家的支持，但是他們并沒有為該觀點提供一種可靠的論證。并且，這一理論和作為主流說明的多世界理論相悖。多世界理論認為，波函數(shù)是對于整個宇宙的完備描述，它是一種基本的物理實體，從不塌縮;并且，量子測量不需要意識的參與，把意識引入到物理說明中，只會使實在論遭遇到危機。

盡管對于意識在量子力學中的位置尚無定論，但是已經(jīng)有越來越多的物理學家和哲學家參與到這一爭論中去，比如維格納、斯塔普、查爾默斯等人，他們關(guān)于意識在量子力學研究中的作用的積極討論，已經(jīng)表明，意識是量子力學研究中不可忽視的一個重要問題。

2 量子力學視域中的意識研究

早期的量子力學研究者如普朗克、玻爾、薛定諤等人主張，意識研究應(yīng)該引入量子隨機性來解決與決定論之間的矛盾，此后，量子力學視域中的意識研究開始興起。我們將首先說明為什么意識研究要引入量子力學，然后論述用量子力學研究意識的三條主要路徑。

2.1 為什么意識研究需要引入量子力學

還原的唯物主義的觀點以經(jīng)典力學的決定論、還原論等原則為立論的基礎(chǔ)。決定論認為，質(zhì)點是真正的實在，只要給出質(zhì)點的位置和動量，那么，依據(jù)一定的初始值，自然和人的行為就可以被準確地預測。還原論主張，一切高級運動形式都可以還原為低級、基本的活動形式，把這種方法運用到意識研究中就是把意識這種大腦的高級活動形式還原為最基本的大腦神經(jīng)活動，以達到揭示意識本質(zhì)的目的。傳統(tǒng)的意識研究建立在這種理論基礎(chǔ)之上，而意識問題的關(guān)鍵在于，意識的主觀特征該如何進行有效的還原，并且使被還原為神經(jīng)活動的意識仍然能夠具有說明主觀感受的完備性呢？這一問題被查爾默斯稱為著名的“意識困難問題”。

“在經(jīng)典力學中沒有任何支持‘感受’存在的邏輯上的依據(jù)。它是一個理性封閉的概念系統(tǒng)，它的原則只有在決定事物的位置和運動的時候起作用，這個系統(tǒng)局限于一個狹小的數(shù)學框架內(nèi)，不涉及任何現(xiàn)象性的性質(zhì)?！雹葸@就是說，在以經(jīng)典力學為基礎(chǔ)的認識論框架內(nèi)，并沒有人的主觀感受的存在地位，經(jīng)典力學以排除意識問題來實現(xiàn)自身體系的完整性。一種排除了意識存在地位的理論如何能夠解決意識問題？這顯然是令人懷疑的。

因此，彭羅斯（Roger Penrose）、斯塔普等物理學家認為，如果對意識的研究仍局限在經(jīng)典力學的框架內(nèi)，意識問題永遠不可能得到解決，我們必須在一個全新的框架內(nèi)說明意識和大腦活動之間的關(guān)系，而量子力學的引入，能夠為我們提供新的研究視角。

2.2 量子力學視域中意識研究的三條路徑

意識是由大腦神經(jīng)活動基于某種動力學而實現(xiàn)的過程，由于它涉及到微觀層面的化學和電子現(xiàn)象，因此，對它的描述必然要涉及到量子理論。從而，我們可以把意識看成是一個發(fā)生在大腦微觀世界中的特殊的量子力學現(xiàn)象。持這種觀點的物理學家和心靈哲學家認為，“意識是一種對神經(jīng)反射的直接認識，這種神經(jīng)反射是通過已知的量子事件突然實現(xiàn)的?！雹薷鶕?jù)目前的研究，量子力學對意識的說明可以分為三條路徑。

第一條路徑是運用相關(guān)的量子力學概念，如量子疊加、塌縮等原理與意識活動進行類比來達到說明意識的目的。在說明的過程中，不需要涉及復雜的運算，也不需要將具體的概念運用到具體的情境中。這種方式的說明僅僅是一種概念上相似性的類比，因此本質(zhì)上不是對意識過程的科學表征，并不能真正揭示意識的本質(zhì)。

第二條路徑是運用具體的量子力學概念來揭示神經(jīng)生理學的過程。通過這條途徑，量子力學對意識的相關(guān)特征做出了說明。

第一，用玻色―愛因斯坦凝聚態(tài)說明意識的高度整合性。個體在反觀當下的意識狀態(tài)的時候，大腦中會呈現(xiàn)一幅統(tǒng)一和諧的意識場景。例如，當某人在上課的時候，因為聽到窗外的音樂而想起了某部電視劇的情節(jié)、大腦中會浮現(xiàn)電視劇的場景和人物、甚至是當時的天氣，同時，他的耳邊又傳來老師的講課聲，同時他的右手正在做著筆記。于是，他所有的感官都被調(diào)動起來，在大腦中形成了一幅統(tǒng)一但富有情節(jié)跳躍性的場景。這幅場景完整且豐富，個體無法把它自行分割，也就是說，大腦中所呈現(xiàn)的統(tǒng)一和諧的意識場景不能被分割成他正在聽音樂或者他正在做筆記這些構(gòu)成意識內(nèi)容的元素而獨立存在。同時，隨著老師的突然提問，他形成的意識場景被打破，繼而思考老師提問的意識場景，或者隨著窗外音樂聲的停止，他的意識場景轉(zhuǎn)換成了另一幅圖像呈現(xiàn)在大腦中。不論意識的內(nèi)容如何改變，他的意識狀態(tài)總是統(tǒng)一且不可分割的整體。

玻色―愛因斯坦凝聚態(tài)是一種全新的物質(zhì)狀態(tài)，即不同活動水平的原子在溫度極低的條件下會凝聚在一起而具有統(tǒng)一的特征。當這些原子處于靜止狀態(tài)時，它們以無序的方式排列，一旦它們受到外界的刺激，并且細胞的能量因刺激而達到某個臨界水平時，它們就會一致性地被激活。這種神經(jīng)元的激活能夠波及整個大腦，并產(chǎn)生一致的量子電場。玻色―愛因斯坦凝聚態(tài)的過程機制恰好能夠說明，分布在不同腦區(qū)且活動水平各異的神經(jīng)元活動怎樣能夠協(xié)同行動，以支持一個完整統(tǒng)一的意識場景的產(chǎn)生。

第二，用測不準原理說明思維的量子化特征。EEG （Electro Encephalo Gram）實驗已經(jīng)證實，思維過程在本質(zhì)上具有量子化的特征。思維過程與量子過程的變化有諸多相同點。例如，當一個人在回憶多年前，在某節(jié)印象深刻的課堂上被老師提問自己所做的回答時，大腦中許多與當時場景相關(guān)的模糊要素都處在被調(diào)動的潛在狀態(tài)中，例如當時的天氣、情緒狀態(tài)、問題的內(nèi)容、他的回答、同學們的反應(yīng)等。當他把注意力刻意集中到其中一個記憶片段，如當時回答問題的緊張狀態(tài)上，準備仔細回想和再現(xiàn)曾經(jīng)回答過的內(nèi)容時，他會發(fā)現(xiàn)在回憶的過程中常常會遇到困難。對當時所回答內(nèi)容的記憶會變得不如刻意集中注意力之前那樣清晰和完整，甚至試圖回憶起來的思路也會消失而被其它的思路所取代。在未刻意回憶時本來清晰完整的回答，反而在集中注意力之后變得模糊，甚至原先的回憶思路也被打亂，最終導致意識場景發(fā)生改變。這一特征能夠用海森堡在1927年所提出的“測不準原理”來說明。

“測不準原理”表明，一個微觀粒子的物理量，如位置和動量、時間與能量等不可能同時具有確定的數(shù)值，如果在一對物理量中，其中一個量的值越確定，那么另一個量的值就越難以確定。就思維的特征而言，被刻意關(guān)注的回憶類似于電子的二象性中的粒子性而具有“位置”，在刻意集中注意力之前的潛伏性的整體思路，就像電子的二象性中的波而具有“動量”。兩者不能同時清晰或者同時確定，而只能確定一個。

第三條路徑是一種關(guān)于量子力學的普遍性理論，其代表人物是玻姆（David Bohm）和斯塔普。玻姆等人提出一種“新實在論”的觀點。他們認為，意識和物質(zhì)不是兩個根本性的實在，物質(zhì)和意識只是從隱序的基本實在中投射到顯序中的投射物。斯塔普持類似的觀點，并提出了建立在過程本體論上的意識觀點，即最本質(zhì)的實在元素是現(xiàn)實場合（actual occasion），而不是物質(zhì)或者心靈?，F(xiàn)實場合可以把心理的和物理的特征緊密地聯(lián)系起來。這樣，心物直接互動的觀點就被他在更為深層次的基礎(chǔ)上提出的心物關(guān)聯(lián)的約束集合（constraint set）所取代。

3 結(jié)論

量子力學與意識看似毫不相關(guān)，但實際上卻是一對具有多重內(nèi)在關(guān)聯(lián)性的奇妙的搭檔，兩者的交叉研究極大地拓展了彼此的理論視域，其背后的形而上學基礎(chǔ)是一種交互二元論。從交互二元論的角度出發(fā)，意識被賦予了引發(fā)波函數(shù)塌縮的因果效力，并作為一種測量過程的初始條件由始至終影響著對物理對象的客觀描述。并且，意識研究中量子力學的引入，突破了長期以來用經(jīng)典力學規(guī)律說明意識問題所遭遇到的瓶頸，為意識的高度整合性等特征提供了有力的科學說明。隨著交叉學科的縱深發(fā)展，意識與量子力學的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性將會得到更多的揭示。

注釋

① 鄭榮雙.形而上學心理學[M].上海：上海教育出版社，2008：117.

② 金尚年.量子力學的物理基礎(chǔ)和哲學背景[M].上海：復旦大學出版社，2007：95.

③ Zvi Schreiber. The Nine Lives of Schroedingers's Cat[J].1995.http：///abs/quant-ph/9501014.

量子力學唯物主義范文第4篇

關(guān)鍵詞：慣性力學；相對論；物理整體科學體系

中圖分類號：G630　文獻標識碼：A　文章編號：1003-2851(2011)02-0160-01

一、習慣性與慣性力學

1.慣性。根據(jù)牛頓第一定律的闡述：慣性是指物體在不受外力作用的情況下保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的特性。如果物體沒有慣性的存在，世界將是另一種形態(tài)，比方說：用鐵鍬扔土，如果物體沒有慣性的存在，土就會永遠在鐵鍬上而不會被扔出鐵鍬；在田徑比賽中的跳遠，要經(jīng)歷助跑、起跳、騰空和落地三個階段，如果沒有慣性的存在，助跑將失去全部意義出出

在慣性定律中，指出力是改變物體運動狀態(tài)的因素。而且一切物體都具有慣性。伽利略、牛頓、哥白尼、愛因斯坦等科學家對慣性都有著非常深度的認識和理解。

2.慣性力學。經(jīng)過多個時期無數(shù)物理學家的研究、推敲，牛頓第三定律對力學體系的貢獻可謂不可或缺。當重力被視為外力時，由于重力的加速度與物體質(zhì)量無關(guān)，所以被認為物體沒有慣性力。但在相對論中體現(xiàn)出來的問題似乎正好了牛頓的第三定律。但是，慣性力學在力學體系中占有的重要地位并不是虛有其表。在提出慣性系和非慣性系條件基礎(chǔ)上，解決了由于重力引發(fā)的這一矛盾。愛因斯坦的相對論受其知識結(jié)構(gòu)的影響，所以分析慣性力學的某個點時存在著一定的局限性。而馬赫發(fā)現(xiàn)了一個特別重要的問題，就是參考系理論的提出，為牛頓的慣性定律提供了非常可能依靠依據(jù)。在馬赫的啟發(fā)下，愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了有一個重要理論即等效原理。在空間研究方面，根據(jù)實踐和理論的需要決定著空間如何界定。慣性第三定律與廣義相對論有著共同的研究基礎(chǔ)――等效原理。而愛因斯坦和牛頓在細節(jié)問題中各有各自的方向。

3.慣性力學與相對論。愛因斯坦是相對論的主要創(chuàng)始人，相對論是關(guān)于空間和引力的理論，它又分為狹義相對論和廣義相對論。馬赫的哲學思想啟發(fā)了愛因斯坦，讓愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了等效原理。但愛因斯坦也犯了和馬赫同樣的錯誤，即四維時空的錯誤。規(guī)定空間使用他們研究的運動角度。將空間的規(guī)定方法過于夸大，走了很多彎路。正是相對論解決了當時很難解釋高速運動問題；微觀亞原子的問題依靠量子力學得以解決。相對論提出了“時間和空間的相對性”、“四維時空”、“彎曲空間”等全新的概念。愛因斯坦的相對論中曾和牛頓的第三定律出現(xiàn)分歧，愛因斯坦干脆拋開了慣性系條件，以非慣性系為條件研究力學原理。

4.物理教學中慣性教學過程應(yīng)注意的問題。由于慣性是一個比較難以理解的概念，而且在物理學領(lǐng)域還存在不同的說法，所以在教學過程中一定不能忽視關(guān)于慣性幾個應(yīng)該注意的問題。要讓學生知道它的含義和本質(zhì)：一切物體都有慣性；慣性是物體本身具有的固有屬性；慣性大小的標準由物體的質(zhì)量來衡量；慣性本身不是力的一種。在教學中一定要精心設(shè)計，讓學生充分理解，為學生今后在物理學習、力學研究奠定良好的基礎(chǔ)。

二、物理整體科學體系

所有的學科都是一個整體體系，一個整體科學體系的框架與背景要依托于自然觀整體?！罢w科學體系是研究自然整體的整體性質(zhì)與功能、有序內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其起源與演化過程的科學理論系統(tǒng)?！苯?jīng)過多個時期的科學家的研究、推敲，物理學發(fā)展到現(xiàn)代物理學，有著其重要的科學地位。

1.物理學物體本身的屬性。物體在物理學中，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有固定的次序，只是被視作一個完整的物體；而在整體自然觀中，自然界的物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈有序化、而且內(nèi)部可以分割。物體的產(chǎn)生、發(fā)展、進化都有其固有的過程，所以應(yīng)該有整體屬性。牛頓定律與相對論中的分歧也就是起源問題；慣性與引力的載體是一般性的物體，沒有起源問題，當然慣性與引力也就沒有起源問題。而且引力還沒有被實實在在的證實。

2.物理學與方法論。物理學與整體科學研究的對象不同，物理學研究的是單一方面的因素，而整體科學研究的是多方面因素的總體。但是當把物理學應(yīng)用到自然界的客體上時，產(chǎn)生的相應(yīng)交叉學科也是對自然“整體”的分析。復雜L生是整體科學研究的重要特征。而物理學研究則不具備這種特征。如愛因斯坦，在當涉及到解決許多因子之間的關(guān)系時，則受到了馬赫的影響。

3.物理學與認識論問題。物理學研究大多靠實驗研究。辯證唯物主義認識論為物理整體科學體系提供了非常有價值的參考。它使唯物主義和辯證法有機結(jié)合在一起，觀點科學并且具有實踐價值，是物理整體科學體系的有利指導。

量子力學唯物主義范文第5篇

自然主義是20世紀英美哲學占主導地位的思想傾向，它和西方哲學中長期存在的二元論共同構(gòu)成了對意識困難問題的兩種經(jīng)典解答方案。自然主義認為，世界上的所有事物，包括意識在內(nèi)，從最基本的層面來說都是物理的、自然的，自然科學是判定事物存在與否的根本標準。與自然科學相一致的，便是存在的。反過來，如果意識在自然界中真有其存在地位，那么它就必須要給予自然主義的說明。自然主義和物理主義、唯物主義既具有一致性也有一定差別。自然主義和物理主義都承認科學具有至高無上的地位，承認科學所揭示的圖景是真實不虛的。因而，自然主義和物理主義實質(zhì)上都是一種唯物主義。當然，自然主義與物理主義也有區(qū)別，那就是它把所有自然科學而非僅僅物理學作為本體論判定的標準。從解釋的角度看，自然主義和二元論對意識困難問題的解答分別代表了第三人稱解釋和第一人稱解釋這兩種研究意識的基本方法。對于意識的第一人稱解釋立足點是解釋者自身的內(nèi)在感受和體驗，對于意識表達式的定義也主要是訴諸這樣一些內(nèi)在因素。第三人稱解釋則是把意識當作發(fā)生在我以外的他人身上的一種客觀存在的東西，當作純屬可公開觀察的現(xiàn)象，在不加進“我”的任何主觀因素的前提下對之作出客觀的解釋，并且用行為去給它下定義。例如行為主義是一種典型的第三人稱解釋。第三人稱解釋的基本主張是強調(diào)用描述軀體行為的語言去定義意識的表達式。一旦看到某人有適當種類的行為，就可確定他是有意識的。但是這里有一個問題，即有些人有意識活動而無行為表現(xiàn)，這樣一來，怎樣用上述方法說明他們的意識活動呢?解決問題的方法就是區(qū)分外顯的行為和內(nèi)隱的行為。有些行為主義者認為后者盡管沒有外部表現(xiàn)，但也是行為，在科學充分發(fā)展的條件下，可以對之作出觀察、研究和科學的說明。從表現(xiàn)形式看，唯物主義、功能主義、行為主義、表征主義、還原主義等都屬于自然主義的陣營。以表征主義為例可以看出自然主義解決意識問題的基本特點。表征主義認為意向性或者表征是比意識更為基本的東西，根據(jù)意向性就可以解釋意識，因為有意向性就足以有意識，或者說可把后者還原為前者。表征論與物理主義一脈相承。它認為，經(jīng)驗的現(xiàn)象特征就是它的窄意向內(nèi)容，亦即在頭腦之中的意向內(nèi)容。功能主義者一般堅持這一觀點。在他們看來，現(xiàn)象性質(zhì)可用表征狀態(tài)來解釋，而表征狀態(tài)又隨附于內(nèi)在的功能組織及實現(xiàn)它們的物理化學構(gòu)型。沒有頭腦之內(nèi)的心理狀態(tài)上的差異，就沒有意向內(nèi)容上的差異，進而就沒有現(xiàn)象性質(zhì)上的差異。當今心靈哲學中的二元論基本上都不再像笛卡兒二元論那樣認為心靈有自己獨立的本原。其總的傾向是承認意識有不同于或高于物理實在的本體論地位，泛心論、突現(xiàn)論、副現(xiàn)象論、“新物理學”理論等都是這種新的二元論的表現(xiàn)形式。我們以彭羅斯的“新物理學”理論為例來考察二元論對意識困難問題的解答。彭羅斯不但是世界著名的物理學家，而且非常熟悉當代心靈哲學，一個重要的表現(xiàn)是:他知道心靈哲學近幾十年來一直爭論的一個熱點問題，即意識如何可能從大腦中產(chǎn)生出來。他像大多數(shù)哲學家一樣承認它是一個困難問題。他說:“具體的物理世界不知何故能引起‘影子式’的現(xiàn)象，即我們所說的現(xiàn)象?！睋Q言之，意識怎么可能從這些似乎沒有希望的物質(zhì)、時空等因素中產(chǎn)生出來?他承認:他尚未找到最終答案。他說:“在某種意義上，我不知道物質(zhì)的本質(zhì)以及制約它們的規(guī)律。”①換言之，他對物質(zhì)的認識尚未達到足以據(jù)此解釋意識之起源的程度。彭羅斯對意識研究所作的診斷是:要解決困難問題，只能寄希望于物理學。當然僅靠已有的物理學又是不夠的。因為原有的關(guān)于時間的概念，不管是量子實在論的，還是相對論的時空觀，都是有問題的，不能滿足揭示意識本來面目的需要。因為經(jīng)典力學是機械的，新的量子理論盡管是革命性的，但并未從根本上超越于傳統(tǒng)的物理世界觀。根據(jù)這種觀點，“物理對象是借助力場而相互作用著的東西”②。同樣，愛因斯坦所設(shè)想的、得到許多物理主義者支持的“大全”(every-thing)理論也是如此。它盡管試圖解釋一切，但留有意識這一空白。在他看來，解決意識困難問題的出路只能是:在科學理論上完成一種革命性變革，即拋棄過去的物理學的時間觀。最好的選擇是:在徹底改革物理學的基礎(chǔ)上，探討和揭示意識的本質(zhì)，換言之，根據(jù)經(jīng)他“徹底變革”了的物理學或量子力學去說明意識的本質(zhì)。③這里所說的“變革”是有特定所指的，即改變?nèi)藗兛创孔永碚摰牧餍蟹绞?。這種變革有點類似于愛因斯坦相對論對經(jīng)典物理學的變革，不過也有不同。因為愛因斯坦關(guān)心的是如何描述引力現(xiàn)象，這與心靈的本質(zhì)問題沒有多大關(guān)系。而彭羅斯關(guān)心的是與心理過程密切相關(guān)的物理事件。這就是說，經(jīng)他的變革而形成的新物理學在方法和內(nèi)容上都有重大變革，如在內(nèi)容上，它將觸角指向了與意識、非算法過程有關(guān)的物理過程，而不只是與算法過程有關(guān)的物理過程。因此他的理論才是名副其實的“大全”理論，它不只是關(guān)于一切物理事物的理論，除此之外，還有關(guān)于意識的理論。兩者的關(guān)系不是還原、包含的關(guān)系，而是并列或平行關(guān)系。

二、“意識科學”的標準與泛心原論

查默斯的一個革命性的主張是:二元論與科學的關(guān)系并不像過去所認為的那樣水火不相容，相反，它們是可以統(tǒng)一在一起的。他所建構(gòu)的新二元論恰恰是他所進行的意識研究科學化工作的一個成果，并符合他制定的“意識科學”的標準，因此在本質(zhì)上不再是反科學的，而恰恰是科學的。倒是已有的其他的意識理論，包括貼上了科學標簽的物理主義的意識理論，不符合他的“意識科學”的標準。他認為，真正科學的意識理論不但要能夠從第一人稱的角度對我們的意識予以說明，而且還必須同時能夠從第三人稱的角度對此進行驗證。按照這一標準，科學的意識理論不但要能夠從形而上學的高度揭示我們具有意識的原因，即揭示出主觀經(jīng)驗的存在特性，而且還要利用科學的方法和手段解釋意識現(xiàn)象，即說明我們何以能夠思考、研究意識現(xiàn)象。只有當這兩個條件同時滿足而且協(xié)調(diào)一致時，一種理論才能被視為科學的。查默斯為解決意識困難問題把科學和二元論結(jié)合起來，建立了新的、自然主義的二元論形式，即他所謂的“泛心原論”。其基本結(jié)論既是二元論的，又是自然主義的。之所以是二元論，是因為他堅持認為意識是世界的根本的或不能還原的屬性;之所以是自然主義，是因為他認為整個世界是自然的。查默斯把他的關(guān)于現(xiàn)象意識的理論稱作現(xiàn)象實在論。這種理論認為，物理現(xiàn)象或者屬性并不能夠囊括世界上的所有實在。比如感受性質(zhì)就是非物理的，它不可能憑借任何物理的或者功能的屬性予以說明。從解釋的角度來看，世界上的所有現(xiàn)象和屬性都能夠被劃分為兩類，一類是基本的，另一類是非基本的。前者能夠解釋和說明后者，但反過來則不行。問題在于，像感受性質(zhì)之類的意識現(xiàn)象究竟是基本的還是非基本的?是必須通過物質(zhì)及其屬性來解釋和說明的東西，還是其本身就是在自然界具有獨立存在地位的東西。查默斯的回答是:意識是一種基本的屬性，就像物質(zhì)的質(zhì)量、廣延一樣是“最原始的實在”。他認為:“我們更有可能把經(jīng)驗本身當作世界的根本特征，就像質(zhì)量、時間、空間一樣。”①如果把意識看作是一種屬性，那么隨之而來的問題就是:屬性無法獨立存在，而必須依附于一定的主體，這個主體是什么?這就是意識的歸屬問題。一種觀點認為，現(xiàn)象屬性是由心理狀態(tài)例示的，二是認為，意識是由有意識的自己的主體如精神實體所例示的。查默斯對這兩種本體論保持中立的態(tài)度。他自己的立場是:意識根源于大腦物理實在中的原現(xiàn)象性質(zhì)或心原。什么是心原呢?對此問題的回答構(gòu)成了他的泛心原論。泛心原論為意識困難問題提供了一種全新的解答。查默斯認為，在物理實在的最深奧的地方存在著一種最原始的、本原性的心靈，可稱作原心或心原(protopsyche)或原現(xiàn)象的東西(theproto-phenomenal)，它無處不在，因此是一種泛心原(panprotopsyche)。由于它既不同于宏觀物理現(xiàn)象，也不同于微觀物理實在，是所有物理理論都解釋不了的東西，因此可以說是不同于物理東西的心理的東西，但是從根本上說，它又不是物理實在之外的東西，而是根本的元位性的現(xiàn)象性質(zhì)。就此而言，這種理論是一種物理主義理論，當然是一種極為特殊的物理主義。不過，他更愿把它稱作“非唯物主義觀點”(nonmaterialistview)。因為它假定的根本的元現(xiàn)象性質(zhì)是物理理論不可接近的東西，當然也不可能由這些物理理論來說明。究竟該怎樣理解這種無處不在的泛原現(xiàn)象性質(zhì)呢?他既然把它看作是微觀的、事物后面隱藏的東西，為什么他又否認它是微觀物理學所說的微觀實在呢?根本的原因在于:他這里所說的泛原現(xiàn)象性質(zhì)不是自在的存在，不是完全由亞原子粒子構(gòu)成的東西，而是人的認識中所顯現(xiàn)的東西，即離不開主體的感知和設(shè)想的東西。他說:“意識的存在并非是由我們世界的微觀物理實在的結(jié)構(gòu)或傾向方面所使然的，而是由微觀物理學的范疇方面加上與結(jié)構(gòu)/傾向方面的結(jié)合所使然的。”簡言之，“意識源于微觀物理學的基礎(chǔ)性的范疇方面”。根據(jù)這種觀點，范疇方面的本質(zhì)是由物理理論所授予的，當然它最終又與這樣一些特殊的性質(zhì)有關(guān)，正是由于它們，才有意識的構(gòu)成。不妨把這些在意識之構(gòu)成中有重要作用的東西稱作“原現(xiàn)象性質(zhì)”。它們本身不是現(xiàn)象性質(zhì)，但它們又與現(xiàn)象性質(zhì)的出現(xiàn)和存在密不可分，前者可看作是后者的必要條件。②相對于最原始的、最本原性的物理實在而言，原現(xiàn)象性質(zhì)是一種新的東西。它盡管依賴于微觀物理實在的結(jié)構(gòu)性或傾向性方面，但畢竟不能把它們等同起來。原因在于，意識的出現(xiàn)和存在還離不開微觀物理學的范疇方面。而這些范疇方面既離不開物理學理論，又離不開合在一起產(chǎn)生出意識的特殊屬性即原現(xiàn)象性質(zhì)。正是這些性質(zhì)使意識成了不同于物理現(xiàn)象的東西。

三、“空間概念革命”與意識困難問題新解

根據(jù)麥金對心靈哲學發(fā)展的構(gòu)想，解決心靈哲學的難題、推進心靈哲學健康發(fā)展的一個必要條件是概念革命。這里的概念革命的內(nèi)容主要是對空間概念的變革。在他看來，只有拋棄原有的對空間概念的狹隘理解，賦予新的內(nèi)容，才能為意識困難問題之解決提供一個必要條件。他通過空間概念革命和別的操作所到達的結(jié)論是一種融自然主義和二元論于一爐的折中方案。他對困難問題的解答是:意識之所以能產(chǎn)生出來，是因為空間具有非定域性，意識沒有廣延性，而又沒有定域性?？臻g及其物質(zhì)中的不可見的、非物質(zhì)的、隱秘的方面使意識產(chǎn)生出來，并使之存在于物質(zhì)世界之中。麥金的自然主義的特點在于:承諾二元論的這樣的觀點，即包括意識在內(nèi)的許多心理活動、過程、狀態(tài)、事件都是非空間性的。他基于大量的思想史考察得出結(jié)論說:“意識的確不會進入常見的空間世界?！雹酆茱@然，如果堅持這一點，就會碰到一個難題:不具有空間特點的心理事件怎么可能從有空間特性的物質(zhì)世界中產(chǎn)生出來?即使求助于進化論、突現(xiàn)論，即使把產(chǎn)生意識的東西設(shè)想得極其復雜，也難以化解上述難題。麥金把這一問題稱作意識的“空間問題”。對此問題，麥金一方面不否認意識具有非空間性這一觀點，另一方面又堅持物質(zhì)具有進化性，甚至突現(xiàn)性?；居^點是:大腦除了有一些能為物理學研究的空間性質(zhì)之外，一定還有這樣的方面，它們不能為流行的物理世界觀說明，由此可以推斷，以前關(guān)于實在的觀點是不完善的，遺漏了存在著的某些實在。為了解釋意識何以能產(chǎn)生出來，我們還應(yīng)承認物質(zhì)中存在著別的東西或?qū)傩?，它們是我們以前沒有認識到的，例如它們是物質(zhì)中的非物質(zhì)性的屬性，是與空間性結(jié)合在一起的非空間性。麥金承認，他的設(shè)想既不能見容于常識，也背離了正統(tǒng)的科學。因此是名副其實的“概念革命”。在他看來，不僅他的設(shè)想是概念革命的產(chǎn)物，而且要理解和接受他的觀點，也必須進行概念革命。概念革命的首要一步是對空間概念進行變革，進而形成這樣的概念，它能包容世界上的一切存在樣式，能為說明意識和物質(zhì)的起源、存在和作用提供條件，而不是設(shè)置障礙。過去的空間概念之所以要修改或否棄，是因為它未能注意到這樣的區(qū)域，如神經(jīng)生理活動的區(qū)域，尤其是沒有說明空間是怎樣構(gòu)成的，由哪些要素構(gòu)成。經(jīng)他變革的空間概念則不同，它不僅能回答上述問題，而且由于包含有隱秘的原則，因此能成為說明意識何以從物質(zhì)中產(chǎn)生出來的一個基礎(chǔ)。麥金還認為，要進行概念革命，還要超越純粹的大腦生理學，而進至物理學本身，即注意到生理現(xiàn)象后的微觀過程。當然，這里的物理學不是已有的物理學，而是更為廣泛的物理學，它不僅能說明物質(zhì)現(xiàn)象，而且能涵蓋別的非物質(zhì)現(xiàn)象。要將空間概念當作說明高層次現(xiàn)象的基礎(chǔ)，必須對之作出改造。因為傳統(tǒng)的空間概念有過時、狹隘、片面等問題。根據(jù)這一概念，空間是一個可視的、為某對象提供運動條件的東西，形象地說，空間是一個裝實物的框子。它在數(shù)量上是一，要么是一個實在(牛頓)，要么是一種屬性或存在方式(萊布尼茲等)。從構(gòu)成上說，它有三維，有中心，等等。相對論和量子力學徹底否定了這種關(guān)于空間的民間(folk)理論，而用彎曲的時空觀取而代之。根據(jù)新的觀點，空間不是三維的，是沒有中心的，除了有外顯的特點之外，還有許多“隱秘的”(hidden)方面?？臻g中的東西是模糊的、不確定的，因為其中的粒子沒有其唯一的、固定不變的位置，作用、效應(yīng)也不一定具有定域性。麥金在借鑒這些新成果的基礎(chǔ)上，對空間概念作了大刀闊斧的變革。這主要表現(xiàn):一是拋棄，即拋棄過去對空間的形象的、可視的理解，否定它有三維性、中心性、定域性等;二是拓展，即把新的內(nèi)涵、新的屬性及特點加進去，如強調(diào)空間性物質(zhì)有突現(xiàn)出非空間屬性的特點。他說:“既然突現(xiàn)是一個事實，因此空間中的物質(zhì)一定有常見的空間概念所無法包含的特點?！雹龠@意思是說，具有非空間特點的事物完全可以從空間性物質(zhì)中突現(xiàn)出來。正是因為有這一特點，意識這類空間上異常的事物才會產(chǎn)生出來，并占有自己的存在地位。如果堅持傳統(tǒng)的空間觀，意識如何從物質(zhì)中產(chǎn)生出來理所當然是一個難解之謎。因為意識不會以常見的方式占據(jù)一個位置或空間，不會像人們設(shè)想的那樣延擴。但是，它們也不會存在于空間之外。因此意識與空間的關(guān)系是極其異常和不透明的。而一旦按他的設(shè)想，對空間概念作出改造時，就能對意識的困難問題作出“較圓滿”的解答。根據(jù)他的看法，一方面，意識在空間之內(nèi)，但又沒有固定的位置，近乎抽象實在，另一方面，空間及其所包含的物質(zhì)并不具有定域性，里面有不可思議的方面、屬性、特征和原理。如果說意識與空間是有關(guān)系的，那么這種關(guān)系又不是常見的關(guān)系，而是異常的、不透明的關(guān)系，因此意識從中產(chǎn)生出來似乎就沒有什么困難。要解決意識的困難問題，還要修改傳統(tǒng)的物質(zhì)觀。這種修改也可看作是一種“概念革命”。傳統(tǒng)二元論和唯物主義之所以深陷無法自拔的泥潭之中，就是因為堅持了這樣一種物質(zhì)觀:物質(zhì)事物永遠是有廣延的，或占有空間的。由此出發(fā)，它們便無法說明:無空間性的心靈怎么可能從物質(zhì)性大腦中產(chǎn)生出來，以及前者與后者怎么可能相互作用。如果改變前提，即承認:除了有廣延的物質(zhì)之外，還肯定有非廣延的物質(zhì)，那么異質(zhì)的東西怎么可能相互產(chǎn)生、怎樣相互作用的難題不是迎刃而解了嗎?但問題是:有沒有不占有廣延的物質(zhì)呢?麥金根據(jù)大爆炸宇宙學作出了肯定的回答，認為在前大爆炸階段上肯定有物質(zhì)，有前宇宙，那里的宇宙和物質(zhì)都是不占有空間的?；谏鲜龈拍罡锩?，意識與空間不再是隔膜的，而是結(jié)合在一起的。具體言之，意識在本質(zhì)上是非空間的，同時由于派生于大爆炸，因此又有空間性。這一來，就不難說明具有非空間性的意識和具有空間性的大腦如何可能發(fā)生相互聯(lián)系和作用。其機理和過程在于:意識起源于前物質(zhì)、前空間時期的無廣延的存在，直到大爆炸發(fā)生后、乃至今天，都還保持這一本質(zhì)，而物質(zhì)在從大爆炸中派生出空間維度之后，其內(nèi)仍保留著非空間的本質(zhì)。正是這一本質(zhì)讓意識與物質(zhì)的相互聯(lián)系成為可能。他說，意識在本質(zhì)上是非空間的，但由于它與客觀中的事物可發(fā)生聯(lián)系，因此可推斷其內(nèi)還有空間，“以某種不可理喻的方式上說，空間就在意識之中，且構(gòu)成了它的本質(zhì)。如果我們能進到意識的隱蔽結(jié)構(gòu)之內(nèi)，那么我們就能理解:空間與心靈是怎樣和諧地發(fā)生聯(lián)系的”①。

四、自然主義二元論的理論難題