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爱因斯坦文集
1.157 关于“实在”问题的讨论——1950年10月13日给H.L.塞缪耳的信

关于“实在”问题的讨论
——1950年10月13日给H.L.塞缪耳的信(1)

我现在读了你的书(2)。最使我产生好感的是在你的批评和建议中所流露出来的独立思想。你要求物理学应当描述“物理上实在的”东西。如果物理学家企图处理像数那样的纯粹虚构的概念,你说他们就不可能达到他们的目的。你得到了这样的印象,认为当代物理学所依据的概念,有点类似于“没有猫的猫的微笑”。

可是事实上,“实在”绝不是直接给予我们的。给予我们的只不过是我们的知觉材料;而其中只有那些容许用无歧义的语言来表述的材料才构成科学的原料。从知觉材料到达“实在”,到达理智,只有一条途径,那就是有意识的或无意识的理智构造的途径,它完全是自由地和任意地进行的。日常思维中属于“实在”领域的最基本的概念,是持续存在着的客体这个概念,比如我房子里的桌子这样的概念。但是给予我们的不是桌子本身,而不过是一种感觉的复合,对这个感觉的复合,我给它以“桌子”的名称和概念。这是一种以直觉为基础的思辨方法。在我看来,这对于认识如下的事实是极为重要的:这样的概念像其他一切概念一样,都是思辨-构造类型的概念。否则,人们就不可能正确对待那些在物理学上要求描述实在的概念,而且有被如下的幻觉引入歧途的危险,那就是以为我们日常经验的“实在”是“真正存在的”,而物理学的某些概念只是“单纯的观念”,它们同“实在”之间被一条不可逾越的鸿沟分隔开。但是事实上,断定“实在”是独立于我的感觉而存在的,这是理智构造的结果。我们恰巧相信这种构造,要超过用我们的感觉所作的那些解释。由此使我们相信如下陈述:“那几棵树在能被我们知觉到它们以前很久就已经存在着。”

这些事实可以用一个悖论来表述,那就是,我们所知道的实在唯一地是由“幻想”所组成的。我们对于那些有关实在的想法表示信赖或相信,仅仅根据于如下的事实:这些概念和关系同我们的感觉具有“对应”的关系。我们的陈述的“真理”内容就在这里建立起来。在日常生活中和在科学中就都是这样。如果现在在物理学中,我们的概念同感觉的这种对应或相关愈来愈间接,我们就没有权利可以责备这门科学是用幻想来代替实在。只有当我们能够指明某一特殊理论的概念不可能以适当的方式同我们的经验相关联的时候,上述的那种批评才能站得住脚。

我们要选择哪些元素来构成物理实在,那是自由的。我们的选择是否妥当,完全取决于结果是否成功。比如,欧几里得几何作为一种数学体系来考查,它仅仅是同空洞的概念(直线、平面、点,等等,都不过是“幻想”)打交道。但是,如果人们添加上要用刚性杆来代替直线,那么几何学就变成一种物理理论。于是定理(像毕达哥拉斯定理)就同实在发生了关系。另一方面,如果人们注意到量杆(它们在经验上是由我们随意安排的)并不是“刚性的”,那么就失去了同欧几里得几何的简单相互关系。但是这一事实是不是揭示了欧几里得几何是一种纯粹的幻想呢?不是的,而是在几何学定理和量杆(或者一般地说来,是外在世界)之间存在着一种颇为复杂的对应关系,它要考虑到弹性、热膨胀,等等。由此,几何学重新获得了物理的意义。几何学可以是真的,也可以是假的,这要看它有没有能力在我们经验之间建立起一些正确的并且可验证的关系。

但是现在我听到你说:“不错,可是实在世界的存在,同我们有没有一个关于它的理论这件事毫无关系。”在我看来,这样的说法只不过意味着:“我相信存在着这样一种适当的理论,它所依据的是一种关于在空间-时间中扩延的假想客体及其有规律的关系的假定。”这种信仰在我们身上是根深蒂固的,因为它作为科学以前的一种思想基础,实际上是不可或缺的。科学接受了这一信仰,但加以根本改造,对于这些元素究竟属于哪种类型,在原则上不加限制。在牛顿的体系中,它们是空间、质点和运动。牛顿完全清楚地认识到,在他的体系中,空间和时间正如同质点一样是实在的东西。因为,如果人们除了物体之外,不承认空间和时间也是实在的东西,那么惯性定律和加速度概念就完全失却意义。“加速”只不过意味着“相对于空间的加速”。

自从法拉第和麦克斯韦的时代以来,已建立起这样一种信念:作为一种构造“实在”的基本元素或基石,“物体”(mass)被“场”代替了。怎么有可能把光(它只能表现为一种“场”)化归为运动着的物质元素呢?这曾经拼命地尝试过,但未获成功,最后终于放弃了这一企图。由狭义相对论得出的关于“静态以太”不存在的信念,只是物理学的基本概念从“物体”过渡到“场”的最后一步;所谓物理学的基本概念,就是在关于“实在”的逻辑构造中的一种不可简化的概念元素。因此,我认为,要把物体看成是某种“实在的”东西,而把场看成只是一种“幻想”,那是不公正的。

场论的纲领有一个重大优点,它使独立的空间概念(有别于空间内容)成为多余的。空间因而仅仅是场的四维性,而不再是某种孤立存在的东西。这是广义相对论的贡献,到目前为止,它似乎并未引起物理学家们的注意。

至于那些认为当代量子理论是一种在原则上最后完成了的知识的人们,他们事实上是在如下两种可能的解释中间摇摆着:

(1)存在一种物理实在。但是它的定律不容许作任何有别于统计的表述。

(2)根本不存在那种对应于物理状态的东西。一切“存在”的东西都不过是关于观察情况的几率。

在下面这一点上,我们是一致的:我们都认为这两种解释都是没有把握的,并且我们都相信可能有一种理论,它能够得出一种关于实在的完备描述,它的定律规定着事物本身之间的关系,而不单是它们的几率之间的关系。

但是我不认为当代物理学家们的这种信仰在哲学上是可以驳倒的。因为在我看来,理智上的退让不能斥之为逻辑上是不可能的。在这里,我只好信赖我的直觉。

 

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(1) 这是爱因斯坦于1950年10月13日给英国作家塞缪耳子爵(Herbet Louis Samuel)的信,最初发表在1951年出版的塞缪耳著作《论物理学》(Essay in Physics)中。这里译自塞缪耳的《对实在的探索》(In Search of Reality),1957年,牛津,Basil Blackwell版,169—171页。标题是我们加的。——编译者

(2) 指H.L.塞缪耳《论物理学》一书。——编译者