自然科学中的哲学问题:张卓民文集
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现代自然科学提出的一些哲学问题

《辽宁日报》编者按:哲学的发展历来是和自然科学的发展分不开的。从自然科学中进行概括和总结,是哲学发展的一条重要途径。然而,过去30年,我们只注重从社会科学,从阶级斗争上去研究哲学,而忽视从自然科学方面去研究哲学,这不能不说是一个缺陷。1956年以后,不少同志曾着手这方面的研究,但很快就“挨了棍子”,这是我国哲学研究出现僵化和贫困的原因之一。这种状况,当然与我国科学技术不发达有关,但和阶级斗争扩大化也是直接相联系的。今天,党的工作着重点转移到四个现代化上来了,我们尤其要重视从自然科学方面研究哲学。这是辩证唯物主义科学体系发展的客观要求,也是实现四化的客观需要。考虑到部分读者有这方面的兴趣和要求,我们特请辽宁社会科学院张卓民同志简要介绍一下现代自然科学发展提出的一些哲学问题。

物质是否无限可分?[1]

物质无限可分,这是哲学界和物理学界长期以来所坚持的一个基本观点。恩格斯、列宁都论述过这一思想,毛泽东同志1964年同于光远、周培源同志谈话时,肯定并进一步阐发了这一思想。1966年,我国科学工作者以这一思想为指导提出了“层子模型”,认为基本粒子是由层子(外国称为夸克)组成的,层子是无限可分的。十多年来,大量的实验证明,夸克确实存在。但是,人们无论用多大能量的加速器和高能宇宙线轰击强子(由3个夸克组成),都没有从基本粒子中打出夸克来。夸克存在但又找不到,人们心头便升起一团疑云:它是不是由于某种超乎寻常的强大结合能而被紧紧地胶合在一起,以致永远被“幽禁”起来了呢?于是,出现了一种新的物理思想:“夸克被幽禁”。根据这一思想,一些高能物理学家相继提出许多理论见解,如“弦模型”、“袋模型”、量子色动力学等。量子色动力学是20世纪70年代建立起来的最有希望的尝试。这种理论认为,夸克各自带有特定的颜色,每3个夸克由8种带有特定颜色的胶子粘连成一个强子。当夸克靠近时,它们之间的“粘胶”力变小,夸克比较自由;当把它们拉开时,它们的“粘胶”力随着距离增加而越来越大,如果它们离得无限远,“粘胶”力可达到无限大,这样,夸克是永远出不来的。后来,深度非弹性散射试验支持了这种理论。

夸克被幽禁,向人们提出一个问题:物质是否永远按分子—原子—原子核—基本粒子—夸克……无限地分割下去?物质无限可分性的内涵到底怎么解释?如果“夸克被幽禁”最终被证实,那么物质无限可分性原理还是否成立?现在有人提出“物质无限可分”并不意味着“物质具有无穷的层次”,物质分割的过程必然会达到物质的最高层,即物理真空;基本粒子就是物理真空的激发。也有人认为物质的层次是无限的,但有层次不等于可分,“层次是无限的,可分是有限的”。还有人干脆说,基本粒子可分,物质无限可分,都是不可思议的。自然科学正等待着哲学给予帮助。

如何理解“发现”和“存在”的概念问题[2]

1979年8月,丁肇中教授领导的实验小组和在佩特拉加速器上工作的其他三个小组互相独立地发现了“三喷注”的现象,这就意味着找到胶子辐射的实验证据。“三喷注”,就是指当正负电子对撞总能量达300亿电子伏特左右时,所观测到的喷射出三束粒子束的现象。这一过程在理论上可解释为:正负电子湮没转化为一个虚光子,它接着又转化为一对正、反层子,其中一个层子(或反层子)又会辐射出一个能量足够高的、与层子(或反层子)方向不同的胶子。正、反层子和胶子各形成自己的喷注。

1979年9月,《人民日报》发表这一消息时,标题说发现了胶子,随即引起了一场争论。有的同志认为这种说法不对,因为观测到的只是强子束,不能说发现了胶子,只能说提供了胶子存在的证据。也有的同志认为,可以称作发现了胶子(包括层子),能证明其存在,就可以说发现了它。这样就提出一个问题,什么叫存在?什么叫发现?事实上,我们说基本粒子存在,也并非观察到它本身,只不过是找到了它们的轨迹,是间接证明其存在。另外,如按现在通行的对发现的理解,只有在泡室中找到粒子的轨迹才能算发现。假如“夸克禁闭”是对的,那么就会得出夸克以下的粒子永远不能被发现的结论,因为它们不可能有自由态,当然也就找不到它的轨迹。有的同志认为,历史表明,“存在”和“发现”的概念也是在发展的,在牛顿时代,只有用肉眼或借助望远镜、显微镜等仪器直接看到的才算“存在”和“发现”。今天,随着科学的发展,“存在”和“发现”的概念也应再前进一步。但是,如何表达?这是当前需要解决的问题。

关于时空的观念问题[3]

现代自然科学的发展,对时空的观念提出了不少亟待解决的问题。譬如,在通常的情况下,物体经过分割,其体积即空间尺度总是越来越小。可是,在微观领域里却发现了与此完全相反的情形:一个高能的π介子打到质子上,可以分裂成几个或一簇π介子,它们每一个都和碰撞前的π介子具有同样的大小。这是为什么?怎样理解这种空间尺度会变大?再如,在现代自然科学中常常使用多维乃至无数维空间的概念,这种概念同我们所说的空间三维性是否矛盾?再如,哲学上认为时间是一维的,不可逆的。可是,统计物理学和热力学却提出时间可逆的问题,这应作何理解?同时,现代自然科学的发展,已经深入微观,甚至超微观领域里,揭示出时间和空间在宏观领域所不具有的特征,出现了一系列的新问题。如关于时空的量子化问题,时空所具有的各种新的对称问题,时空的“信息容量”的变化问题,等等。另外,随着真空理论的发展,对真空自身的结论和性质,以及它如何影响和改变微观粒子的性质及其相互作用行为,也很值得探讨,这都表明,在自然科学发展的要求下,从哲学上发展关于时空的观念已经提到议事日程。

关于物质统一性问题[4]

目前,物理领域正在兴起一种新的“统一场论”热。所谓统一场论,就是把自然界的四种基本的相互作用,即引力相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用,统一纳入规范场理论中来。目前已知传递电磁作用的光子是规范粒子。同样,在弱电统一理论中,传递弱相互作用的中间玻色子,也是一种规范粒子。而传递强相互作用的,根据还处在假说形态中的量子色动力学理论,是色玻子,这也是一种规范粒子。如果同色胶子一样能够得到证明,传递引力作用也是某种规范粒子的话,那么电、弱、强、引四种基本力,就可能在规范场论基础上统一起来。目前,引力规范、超引力、超对称等理论的提出,表明有可能实现这种大统一。与此相比,哲学对世界统一性的说明就显得比较贫乏。新的统一场论向哲学提出的问题是:物质究竟是怎样统一的?在哪些方面统一?统一到什么程度?物质的属性的统一和规范的统一有着什么关系?多样性和统一性又有什么关系?哲学在这方面有所进展,无异也会推动统一场论的进展。

怎样理解“宇宙是无限的”?[5]

大爆炸宇宙学的发展,使宇宙是有限的还是无限的争论日趋尖锐。大爆炸宇宙论,描述了宇宙逐渐演变成现今的状态的膨胀过程。按照这一学说,宇宙完全是有开端的和有界的。目前许多观测事实同大爆炸宇宙论的预言相符合。比如,星系谱线红移的哈勃定律表明,星系正背离观察者在运动,这和关于星系远离的说法相符合。又如,许多恒星氦的比例高达25%,也符合关于宇宙早期的核合成的过程的表述。再如,这一学说预言,宇宙中应该存在一种爆炸后的剩余辐射,这种辐射弥漫整个空间。1965年,观测发现了绝对温度三度的弥漫背景辐射,使这一点也得到证实。特别是不久前,美国加利福尼亚工学院和伦敦大学的天文学家,发现了宇宙“大爆炸”时留下的原始状态物质——氢气云,不能不说也是对这一学说的有力支持。

大爆炸宇宙论向我们尖锐地提出一个问题,就是如何解决宇宙无限性的观点同这一学说的矛盾?现在,我们不能只坚持宇宙无限性的信念,更迫切需要根据科学的新成果去充实、丰富或修正这一观点。

关于自然科学中的真理标准问题[6]

我们通常讲,实践是人们改造客观世界的物质活动。那么自然科学中的天文观测、数学运算算不算实践?如果不算,天文测量学和哥德巴赫猜想的实践标准又怎么体现?有人提出,实践不仅包括人们改造客观世界的物质活动,同时也应包括人们认识客观世界的物质活动,这种看法对否?需要哲学给予说明。

另外,从自然科学来看,什么叫实践“检验”了的真理?例如,时空的无限性,并没有得到实践的最终检验。目前,论证时空无限性时多是反推,即认为,如果否认这种无限性,就会承认有无时空的存在,最终将导致承认某种“神”的存在。再比如,物质结构的不可穷尽性,不仅在目前而且在将来也不会得到实践的最终证明。这是因为任何时候人的认识都不能穷尽这种不可穷尽性。有的同志认为,类似这样的一些论断只能是假说,不能称之为真理。也有的同志认为,目前的科学实践已经证明其真理性,而且没有任何依据推翻这一原理,就可以算是真理。当然,这种真理,还需要在人的无穷系列的认识过程中,不断地得到检验。这就提出一个问题,到底如何理解实践检验的内涵?

如何看待非达尔文主义进化学说[7]

非达尔文进化论,是20世纪60年代末在研究分子生物学基础上提出的一种学说。它认为生物的进化是“中性突变”在自然群体中进行随机的“遗传漂变”的结果,不必非得用自然选择来解释。它认为核苷酸或氨基酸自身在一定时间可以发生置换。这种置换率是恒定的,就是说每个密码子发生“中性突变”的频率是恒定的;它不取决于环境变化的快慢和生物世代的长短。生物的变异,同生物的功能的变化没有关系,而是通过随机的“中性突变”固定下来的。这一学说,在微观领域已被越来越多的人所承认,而且根据它推测动物和植物分化的年代,也基本同事实相符。

这一学说的提出,不仅涉及对偶然和必然、适应和变异、内因和外因等关系的认识,甚至涉及建立在达尔文获得性遗传基础上的劳动创造的人的学说。弄清这个问题,不但对作为基础科学的生物学理论研究有重大意义,而且与坚持和发展辩证唯物主义和历史唯物主义的原理也有直接关系。

怎样评价“三个世界”的理论[8]

过去,我们一向认为,自有人类以来,整个世界的现象归结起来不外两类,一类是物质现象,一类是精神现象,除此以外,别无其他。可是,随着大脑科学的发展,澳大利亚著名的神经心理学家艾克尔斯和当代英国的哲学家鲍勃一起,却提出了“三个世界”的理论。他们认为,第一世界是物理客体和状态世界。它包括整个宇宙间的物质、能量和一切生物,以至人脑。第二世界是意识的状态和主观经验的世界。它包括我们的全部感性知觉和认识经验,甚至包括最高水平上的创造性的想象。第二世界对于我们中的每一个人来说,最初是个人的,因此是主观的。但是,当它通过敏锐的语言或艺术的表达方式,或者通过各种精巧的手势向其他展现自我时,它又可以成为客观的。第三世界,鲍勃称之为“客观知识的世界”。它既不是物质的,又不是精神的;既是物质的,又是精神的。它包括人类创造的一切表达方式所造成的整个文化世界,如文化、语言等。对这一理论,应如何认识?应给予何种哲学评价和分析?

两极不可分离的观念还是否成立?[9]

磁极一南一北不可分离,是自然科学早已证实了的问题。它已经成为自然科学和哲学的一个基本观念。恩格斯还把它当做对立统一的一个重要例证。但是,在20世纪70年代初,用高空气球探测基本粒子的实验中,发现一种粒子,经计算它只有一极没有另一极,在这个粒子身上两极分开了,人们称它为磁单极子。磁单极子的提出,向两极不可分离的哲学信条提出了挑战,不能不引起哲学界的关注。

如何概括物质运动形式?[10]

恩格斯在《反杜林论》和《自然辩证法》中,把物质运动形式划分为五种基本形态,即机械运动、物理运动、化学运动、有机体运动和社会运动。并指出,物质运动形式也是由低级向高级发展的;低级的运动形式产生高级的运动形式,高级的运动形式包含着低级的运动形式,但并不归结为低级的运动形式。由于自然科学的飞速发展,人们的视野在不断扩大,并且提示了阐述微观粒子运动的量子力学规律和说明高速运动的相对论力学规律。在这种情况下,恩格斯所阐述的物质运动形式的分类方法是否还适用,抑或要有所发展?不少同志认为,恩格斯提出的五种运动形式应当修正和发展。但是究竟如何划分,说法不一。有的同志认为,物质运动形式首先应划分无机界的运动、有机界的运动和人类社会的运动,无机界运动又可分为基本粒子运动形式(这是最基本的运动形式)、原子核的运动形式、原子的运动形式、分子的运动形式和物体的运动形式。也有的人认为,无机界的运动形式可分为机械运动、分子热运动、电磁运动、基本粒子运动、化学运动。到底如何分类比较科学?这是值得探讨的问题。

另外,也有人提出:无机界的各种运动形式有没有高低之分?如果说有,那么物理运动和机械运动谁高谁低?有的同志认为,运动形式没有高低之分,只有形态的转化。这种看法对不对?


[1] 原载1980年2月28日《辽宁日报》。

[2] 原载1980年3月28日《辽宁日报》。

[3] 原载1980年4月3日《辽宁日报》。

[4] 原载1980年4月3日《辽宁日报》。

[5] 原载1980年4月10日《辽宁日报》。

[6] 原载1980年4月10日《辽宁日报》。

[7] 原载1980年4月17日《辽宁日报》。

[8] 原载1980年4月17日《辽宁日报》。

[9] 原载1980年4月26日《辽宁日报》。

[10] 原载1980年4月26日《辽宁日报》。