计入观察者影响的认识方法

以尼耳斯·玻尔（Niels Bohr，1885—1962）为首的哥本哈根学派是本世纪自然科学研究中最有影响的学派之一。该学派的认识基础和方法论，涉及几十位非常优秀的物理学家和哲学家的几十年的工作。本文仅限于讨论其中的一个问题的一个方面，即由测不准关系所涉及的观察者地位和现象客观性这一方法论问题。

一、由量子力学引出的争论

创立于20世纪20年代后半期的量子力学，经过五六十年的发展，已经成为现代物理科学和众多的相关技术分支的基石。现在自然科学的专门化发展是如此惊人，而在很大程度上说来，其中不少彼此貌似无关，各自独具自己的研究对象、方法和成果的分支学科，正是赖于量子力学才得以相互沟通。或者可以说，量子力学简直成了维系整个物理学科不致分崩离析的一大纽带了。在应用方面，光激射器、原子反应堆、晶体管和低温技术的成功，又使量子力学成为现代科学技术发展的不可缺少的理论基础。在取用其公式、计算方法和结果时，人们也未有半点犹豫，因为其计算结果在实践中的有效性本身就是其正确性的明证，这样一来，关于量子力学的讨论，似乎不再会有什么特别的意义。

可是另一方面，关于量子力学的认识方法和认识基础的争论，在量子力学建立以后的半个多世纪中，断断续续地始终没有停止。

这种争论有时是物理学的，有时是哲学和方法论的，而更多的时候是介于这两者之间，或者兼有这两者的观念。因为这两个方面常常如此紧密地交织在一起，以至于我们简直没有办法把它们断然分开。

这种状况在关于测不准关系式的讨论中，得到了最典型的反映。它一方面常被用做量子力学理论结构的基本出发点，另一方面又始终是关于量子力学认识论基础争论的焦点；而在更大程度上，它是作为量子力学的哥本哈根解释的主要支柱之一出现的。对它的研究对于理解哥本哈根学派对量子理论的解释有特别重要的作用，而在这一问题上，众多讨论者的意见也特别分歧。

在史包尔斯基的教科书里，我们读到了这样的论断：“测不准关系的另一种错误解释是非常危险的，因为它直接引导到主观唯心论。这种解释是许多西方物理学家、尤其以现代理论物理学家中所谓‘哥本哈根学派’为代表（玻尔、海森堡，约旦以及其他）所顽固地倡导的，在他们的哲学世界观上，他们是反动的马赫哲学的公开支持者或参与者。”[1]

和史包尔斯基写下上面这段判决式的论断几乎同时，尼耳斯·玻尔写道：“正如海森堡所证明的，指示着量子力学中的统计描述和测量上的实际可能性之间的密切关系，这种所谓的测不准关系对于阐明那一佯谬是最为重要的，该佯谬是由于企图参照习见的物理绘景来分析量子效应而引起的。”[2]

这种迥异的评论常使人困惑，而持续多年的争论又常使人厌烦。于是在争论的当事人中，两种截然相反的，但结果完全相同的倾向应运而生。

物理学家们在不适当地、有时甚至是错误地使用了大量的哲学术语发表了一大批近乎是自发的哲学理论以后，转向更为专门、更为具体的理论领域，而置整个量子力学的认识论基础和方法于不顾。对于那些主要是应用量子力学的结论，而不是在发展量子力学自身理论的专门家说来，这一态度是无可非议的。但对于那些力图在理论结构上作更深入探讨，把理论物理学视作认识整个我们存在于其间的物质世界的一种手段的人说来，这种单纯的应用态度是断乎不够的。事实上，对于那些不这么哲学化的工作者说来，为了学习和借鉴创立量子力学的大师们的方法和物理思想，了解一些这种基本问题的讨论也是很有意义的。但遗憾的是，上面这种实用主义态度是流行的。卢鹤绂先生在他于1984年出版的关于哥本哈根学派的专著一开头，就引用了欧洲核研究中心（CERN）的姚赫（J.M.Jauch）教授的抱怨：“……处处发现很多学生考过量子力学，并取得优等分数，但对其意义却无真正的理解。且常常是比这还坏。他们不仅仅以鹦鹉学舌般的方式来学习量子力学，而且竟把学习重点只是放在那些特殊的近似性技术。这就导致他们把这些有用的技术当作等同于理论的概念基础。”[3]卢先生对此亦“早有同感”。出自姚赫和卢鹤绂这样的物理学家的如此尖锐的警告，当然应当引起我们的重视。

另一方面，哲学家们在欢呼或者批判量子力学的建立以后，即把注意力转向了自己理论的建立而置量子力学的成果或困难于不顾。

三百多年前，弗朗西斯·培根（Francis Bacon，1561—1626）在讨论方法时，曾举了三个后来变得家喻户晓的比喻：有拘泥于具体事物而忽视整个理论的蚂蚁，有自管自编织体系的蜘蛛，也有博采群芳的蜜蜂。但是要做蜜蜂可不容易，培根说，一是种种“偶像”的干扰；二是探求真理的“表格”常苦于不能尽举有关例证因而流于失败。于是培根提及了“历史”的重要性，并把他论述具体事物的主要著作都冠以“历史”的标题。培根对“历史”一词的用法当然与我们不尽然相同，但这一想法肯定是有启发性的。在密如蛛网的公路系统上开车的时候，有时会一下子搞不清自己的位置，而这种位置对于决定下一步怎么走无疑是决定性的。在这种时候，光有一张地图是不够的。我们必须回顾过去：……三个小时前我们出发于某地，又经过某地、某地；刚才我们看见的最后一个路标指示是某地，距此我们又行驶了15分钟，所以我们现在必然在地图上的这个地方。……既然我们要去那个地方，我们必须这样去——这种充满历史感的判断一般决不会错，只是这种判断好像太平常，所以很少为人留意罢了。另外，现实问题的复杂性也常使应用历史方法变得非常困难。但无论如何，这好像是一个值得一试的方法。

二、测不准关系的经典表述

测不准关系的表述在大多数权威著作中大同小异，下面兹举数例。例如，在提出这一关系后还不到三年，海森堡（Werner Heisenberg，1901—1976）对测不准关系曾作了如下的解说：“测不准关系所讨论的，是在量子理论中同时测量几个不同量的精确度问题。这一关系对单独测定位置或速度的精确性并无限制，它的作用只表现在：任何一个测定位置的实验，必定会在某种程度上干扰对于速度的认识。”[4]

在作上述解说之前，海森堡给出了一个相当长的数学推导，这一推导多次被其他书籍所引用，但其物理意义，引用得更多的是玻尔的解释。对于这一原理本身，玻尔的陈述如下：当一个实验安排或状态能够用位置确定在δx范围内的粒子来解释时，同一安排或状态就不能用动量比δpx≈h/δx还确定的粒子来解释。

至于狄拉克（Paul Dirac，1902—1984）的定义是：“我们发现，我们的波包表示一个态，对此态测量q时几乎肯定得到结果为在宽度Δq'的一个区域内的值，而测量p时几乎肯定得到结果为在宽度Δp'的一个区域内的值。……这两个误差的乘积是Δq'Δp'=h。……这个式子被称为海森堡测不准原理。它清楚地表明，当两个不对易的可观察量是正则坐标与正则动量时，对任意的特定态同时给这两个可观察量赋予数值的可能性所受的限制；它提供了明白的例证，说明在量子力学中可观察量如何可能不相容。”[5]不爱说话的狄拉克用了这么多话来表述测不准原理，真是我们没有想到的。

苏联物理学家朗道（L.D.Landau，1908—1968）是企图严格区分“测不准原理”和“测不准关系”的第一个人。在他的著作里，这两个问题，是在分属于两章的两个小节中讨论的，中间相隔11小节。作为开宗明义的第1章第1节里，测不准原理被表述得非常精彩：“如果作为一种测量的结果，电子被赋予确定的坐标，那么它即没有任何意义上的确定的速度。反之，如果电子具有确定的速度，它即在空间中没有确定的位置。因为坐标和速度的同时存在将意味着确定的轨道的存在，而这种轨道，电子是不具有的。……我们或者可以说，电子的坐标和速度是不同时存在的量。”[6]

德布罗意（Louis de Broglie，1892—1987）在他的《非线性波动力学》中，称测不准关系为几率解释的最重要的原理之一，并从纯粹波的图景作了考察。然后他说：“总括来说，粒子位置越确定，它的运动状态就越不确定，反之亦然。用波列的傅里叶积分表达式作严格分析的话，就可以更确切地表达这种定性的知识。……这就是‘海森堡测不准关系’。它们指出一个坐标的不确定值和与它相对应动量分量的不确定值的乘积的数量级总是h。”[7]

最后，我们读到，在宣布测不准关系和“反动哲学”之间特别亲密的罪状之前，史包尔斯基对这一关系作了如下的陈述：“由这关系[8]可知，x和px不可能有确定的数值：如果x的数值确定了，即如果Δx=0，那么Δpx→∞，因而px没有任何确定的数值，反过来也是一样。……由此可知，△x愈小，即粒子的位置愈准确地被决定，那么冲量的相应分量的不确定性愈大。”[9]

从上述引文不难看出，各家对测不准关系本身的表述，并无太大差别。其中突出的一点是，各家普遍注意到测不准关系是在测量过程中展示出来的。离开了测量过程，谈论测不准关系是没有意义的。这一点有时未被赋予应有的注意。因为在很多作者看来，这一点似乎已经是太普通的常识，以至于不必认真强调了。比如上引德布罗意的陈述，就没有提及测量，而只是谈论“粒子的位置越确定”，其动量就“越不确定”。这容易引起一种误解：似乎存在脱离观测的不准量。事实上，德布罗意并没有提示这样的可能性。仅仅在几行以下，他就列举了他对这个问题的专题论述，题目是《波动力学中的测量理论》。

因此，谈论微观客体的某些物理量的“不准量”，决不意味着这些不准量是脱离了测量而独立存在的，更不可能提出“电子的自由意志”之类的说法。这一说法最早见于发现了生物进化规律的C.达尔文的孙子C.D.达尔文的一种半开玩笑的提法，当时他用这一用语来谈论电子在我们可以控制的范围之内的某些我们不能控制的行为。正如后来玻尔所说，“同一个实验装置可能给出不同的记录，这种情况有时很形象地被称为这些可能记录之间的‘自然的抉择’。毋庸赘言，这样一个词句绝不意味着自然的拟人化……。”[10]

另一个显著特点是，测不准关系在上述诸家的陈述中，都占有基本原理的地位，即构造理论的出发点的地位。朗道、德布罗意明确称之为基本原理之外，狄拉克归之为“量子条件”，而玻尔则称之为“合理的量子力学的基础”。物理学家的这一态度，在后来的教科书中也得到了充分的反映。朗道的被公认的理论物理学权威教科书《量子力学教程》我们已经在前面讨论过了，而且下面还要作进一步的讨论。此外，席夫的《量子力学》和马兹巴赫尔的《量子力学》，都把测不准原理置于相类似的地位，后者甚至利用了玻尔从测不准原理引申出的、更为哲学化的“并协原理”或“互补原理”，作为整个讨论的起点。在更为抽象的公理化体系中，这种基础地位表现得同样非常明显。哈瑞斯的完全数学化的力学教程中，量子力学被置于两个定义和四个公理之上。在用纯数学语言叙述了这些公理，诸如线性微分算子的不可交换性以后，作者毫不迟疑地引进了这个从“公理三导出的”“非常重要的关系”。周世勋先生编著的《量子力学》曾作为我国最普遍地采用的量子力学教材，在这本书里，周先生没有把测不准关系列在“量子理论基础”之中。在一次私人谈话中，我有机会请教周先生这一安排材料的匠心。周先生说这纯粹是从学生易于接受的教学角度出发的，并不低估这一关系作为认识基础的意义。

我们已经看到，测不准关系实质上是一个关于量子力学中观察和测量的原则关系；我们还看到，这一关系在量子力学的理论结构中占据基石或出发点的地位。量子力学正是在这一点上继承了以往物理学的传统：它的理论以观察事实作为出发点，这一点的重要意义无论怎么估计也不过分。

三、测不准关系的物理基础

作为表达微观客体的观察和测量特性的测不准关系式本身，已如上述，并不面对严重的异议。问题是它的物理意义或更进一步的认识论意义。因为它正处于量子力学理论与这一理论所处理的现象之间的关节点上，后一意义似乎显得特别重要。哥本哈根学派对此作了大量的阐述，其主要的有三种：一是海森堡在提出这一关系的当年作出的一个纯粹从测量的数学分析上的证明；一是朗道后来在写作他的教程时对电子行为的讨论；还有一个是玻尔和海森堡在讨论这一关系时形成的，后来分别为他们两人在科摩和哥伦比亚大学演讲中发挥的理想实验。

海森堡最早的数学式证明见于他的《量子论的物理原理》，后为雅默（M.Jammer）的书引用。这一计算的实质是直接估计测量中的偏差值，其具体步骤已在上引书中逐式给出。细看他的推导过程，不难发现，他必须明显地利用不对易的算子关系（原书中的m69式）和薛定谔方程的推广形式（m44），才能完成证明。所以，从更加根本的意义上说来，海森堡的这一证明，实质上并未证明测不准关系本身，而是证明这一关系与其他两个基本假定（算子的不对易性和薛定谔方程）的相容性。可能由于这一原因，这一论证未被更为广泛地引用。

朗道给出了一个更加物理化的解释。他首先举出了电子衍射的例子。众所周知，电子在衍射时表现出一种波的特性，在衍射孔后的图板上显示出一种干涉花样。实验表明，这种花样是在实际上无穷多个电子的单独作用下累积而成的，这种单独作用本身服从一种几率的规律。这种实验最早由毕伯曼（Bibermann）、苏什金（Suchkine）、法布里堪特（Fabrikant）于1949年完成，霍金斯（E.R.Huggins）的书上给出了一组很有意思的照片，其中第一张是在只有28个电子通过双缝时摄得的。从照片上可清晰看出具有定域性质的电子在与之缔合的几率波的作用下所表现出来的随机特性。

这一实验，以及别的很多实验，以最清楚的方式向我们表明，对于微观客体，经典意义上的轨道，即在四维时空连续区中粒子所描述的轨迹，不再具有任何意义，换言之，在这种情况下，电子的行为不再能由诸如F（x，t）=0的连续曲线所形容。

如果说电子衍射的例子还明显地牵涉测量或操作，这种深刻的本质困难还可以由玻尔原子模型的命运来加以说明。如果我们坚持电子的位置是可以连续追寻的，我们就无法得出后来称之为量子条件的最基本的假设。玻尔所建立并加之于核外电子的两大原则是定态和跃迁。前者要求电子只能处于某些特定的轨道之上，这些轨道通常由“量子数”来作分立的标记。这些轨道和轨道之间的相隔，对电子来说是非常辽阔的空间，但电子只能在这些定常的轨道上作圆周运动。跃迁的工作假定则牵涉电子在态和态之间运动或转换的可能性。依照这一假设，电子可以在态和态之间转移，可以从一个状态“跳”到另一个状态上去，同时辐射出或吸收入与此两态能量差相当的能量。

现在，如果要坚持电子能够被连续地追寻这一原则，我们立即陷入如下悖论：按定态假定，电子只能在指定的轨道上运行，换言之，电子不能出现在定态之间的空间中的任意点上；另一方面，跃迁又要求这一个电子从一个状态转移到另一个状态，它就必须“经过”这两个状态之间的空间，换言之，它必须出现在被第一个工作假设所禁止的那部份空间范围里。

玻尔清晰地认识到了这一点。他指出，定态概念本身就是同跃迁中进行选择的指示不相容的。他解决这一矛盾的办法是：放弃轨道之类的时空中连续描述的概念，引进“始态”、“末态”和状态之中的“迁移”概念。这些概念稍后以一个更加哲学化的名称被概括为现象的个体性。狄拉克认为，这是整个量子物理学的精髓。

关于在原子模型理论中就已经潜在的这种深刻的、与经典物理学信念相背谬的概念，在原子模型提出伊始时尚未引起严重注视。对于黎德堡（Rydberg）常数的理论计算所获得的成功掩盖了一切，玻尔模型几乎立即就被接受了。

但是，我们怎么理解这种奇特的假定呢？怎么理解和电子缔合在一起的几率波，怎么理解放弃连续追寻电子的轨迹，转而谈论一系列分立的状态序列呢？

物理学没有别的办法了解世界，只有通过实验观察或测量。朗道接着细致地分析了测量过程。

他首先断定，对于微观客体的研究与经典物理学的研究的根本不同是，我们的感官无法直接感受微观过程。的确，谁能感觉到一个电子飞越他眼前的空间？根据这一基本事实，朗道指出，对于电子运动的定量描述的可能性，要求在令人满意的精确度上服从经典力学的物理客体的存在。电子和这一客体的相互作用引起了后者状态的改变，而这一改变为我们的感官所感知。朗道定义说：“在这一联系中的‘经典客体’常被称为仪器，而它与电子的相互作用被理解为测量。”

因为电子与仪器的相互作用的程度本质上依赖于电子的状态和仪器的类型，所以，这种相互作用的结果可以用来定量地表达电子的特性。

但是另一方面，因为测量的本质表现为一种相互作用，测量本身必定影响被测量的电子，而且原则上不能使得这种影响无穷小。这种由于测量引起的固有不确定性，朗道认为，就是测不准关系的物理基础。

玻尔在和海森堡的认真讨论中，发展了一个后来被称为“超显微镜”的理想实验。在这一实验中，朗道所谓的仪器和电子之间的相互作用，或者测量操作和客体之间的相互作用，以更加明确、具体的方式表达出来。

假定我们用一台威力强大的显微镜来观察电子，我们希望这台仪器能帮助我们尽可能精确地确定电子的位置。光学知识告诉我们，电子的位置不准量Δx正比于我们所用的照明光的波长而反比于显微镜物镜的孔径。我们必须用某一波长的光来照亮电子，这是不言而喻的。因为如果不是有至少一个光子从电子上反射回来，进入显微镜并进而作用了我们的视网膜，我们的感官就不能向我们提供关于这一电子位置的任何消息。但是康普顿（Arthur Compton，1892—1962）告诉我们，光子同这个电子的相互作用是不可忽略的：对这个电子而言，它将受到一个数值上等于hν/c的反冲，这儿h是普朗克常数，ν是相关光线的频率，c是光速。鉴于我们无法知道这一相互作用的细节，例如我们无法判定光子入射并在电子上反射的角度，我们好像在本质上无法回避下列恶性循环：为提高电子位置的确定程度，我们必须提高照明光线的频率，而这种频率的提高，又大大加剧了光子-电子的相互作用，因为光子的动量是和频率成正比的。这种相互作用的结果，是电子受到剧烈的反冲，因而其动量不准量也不可控制地急剧增大。

基于上述对于量子力学中的观察的比较细致的分析，我们可以作出这样的归纳：（1）没有“纯的”量子系统；换言之，能为人所感知的量子系统，必然包含某些宏观客体作为人的感官和量子客体的中介，这种宏观客体，朗道称之为“仪器”；（2）量子力学中的测量是量子客体与上述宏观客体的相互作用，其作用痕迹同时依赖于量子客体的状态和宏观客体的选择。

于是产生了大量的问题：我们怎么能证明那种被称为“仪器”的东西，忠实地报告了量子过程呢？既然作用结果同仪器的选择有关，我们怎么能够断定这种结果的客观性呢？一句话，我们怎么能够保证，我们是在研究自然界自身而不是我们自己手制的幻象呢？的确，到此为止，没有人向我们保证，我们也没有办法证明上述客观性。我们的感官无法跨越现象而直接感知事物的本质。这种认识量子客体中牵涉的原则困难，有时被玻尔称为“认识论上的新形势”。

四、望远镜涉及的“认识论问题”

上述归纳的第（1）条，牵涉观察中的仪器的使用问题。用仪器延长我们的感官，扩大我们的感知范围，是物理学中的老问题。望远镜是这一类工具中最早出现的一个。让我们来简单地回顾一下望远镜所造成的“认识论上的新形势”，以及这种形势后来的发展。

望远镜的最早的历史，现在似乎已经不可考。在传闻中可能早至1570年以前，但有比较可靠的文字证据的说法，则在1605年前后。据沃尔夫（Abraham Wolf）说，一个叫汉斯·利佩希（Hans Lippershey）的荷兰人“纯属偶然地把这种透镜组合转到对准附近一座教堂的尖顶上的风标，他惊喜地发现这风标被大大地放大了”[11]。

然而望远镜只是到了伽利略的手中才真正变成了科学仪器。1609年中，他完成了最初的观察，其主要成果发表在1610年早些时候出版的《星际使者》一书上。在这本书的一开头，伽利略即宣布了他利用望远镜发现月球表面不是如同人们想象的光滑平整，而是“粗糙而起伏不平的……就如同地球一样，到处有巨大的突起，深谷和裂口”。而“最最压倒一切的令人惊讶的发现，是四颗漫游在（水星周围）空间的、以前从未被了解或观察的小星。就像金星和水星围绕着太阳一样，他们也有自己的中心。这一中心是我们已经知道的、令人注目的大星……。”

所有这一切都是有赖于一种叫做“天镜”[12]的东西被了解到的。在伽利略的时代，哥白尼的太阳中心说的意义尚未全被明了，多数天文学家和哲学家尚以为这一学说是一种“方便计算的、数学上的技巧”，而不是一种物理真实，而且大多数非专业的知识阶层中的所谓“有识之士”，更是根据亚里士多德的哲学和他们自己的常识，断然拒绝哥白尼的学说。在这种情况下，有一个叫做伽利略的脾气古怪的教授，用一种叫做“天镜”的性能更加可疑的东西，要同时否定延续了两千年的亚里士多德的权威和每天、每个人都可以自己去体验的日常经验，那怎么能接受，怎么能想象，怎么能容忍呢？撇开那些愚蠢的谩骂和无知的怀疑之外，人们有理由提出这样的问题：我们有什么理由相信这台仪器向我们提供的一切呢？或者，甚至进一步，我们有什么理由相信我们的眼睛呢？

最初的反映可以由伽利略当时给开普勒的一封信里看出：“有些人信了，另一些人持否定态度。……这儿，在帕度亚，有一位领一代风气的哲学教授，我多次诚恳地邀请他用我的镜子看一看月亮和行星，可他固执地拒绝了我。”

除了宗教的原因之外，这恐怕也是因为“不屑一看”。但是另一方面，伽利略也有很有说服力的例子。他对他的内弟曾说起把他的望远镜献给威尼斯地方政府的情景：“……当时有传闻说，近两个月以前有人向毛里斯伯爵献上了一台天镜，利用它，两英里以外的人可以看得清清楚楚，……后来，我做成一台的消息也传到了威尼斯……我被要求表演这一仪器。无数绅士和显贵，尽管年事已高，都不止一次地登上威尼斯最高的观察处去观看海里的海轮和帆船。这些船只离港口非常远，即使是全速驶向港口，也至少要在望远镜观察的两个多小时以后才能到达。”

我们可以猜想，望远镜提供的图景，可以简单地由一种“亲眼核对”的方式校验。从那个看教堂风向标的荷兰人，到伽利略描述的威尼斯这些令人尊敬的达官显贵，校验的最好办法就是“亲眼看一看”。而且他们可以做到这一点：派一个人爬到教堂顶上查看风向标的细节，或者等两三个小时去看一看那艘才进港的海船，应该说望远镜提供的图景的真实性是无可怀疑的。

可是且慢。还有别的事不能这么简单地校验。月亮表面的山峰，木星周围的卫星，太阳光轮上的黑子，前者在1969年7月20日之前没有人直接见到过，后两者至今，而且在看得见的将来似乎也很难有什么人有幸用肉眼看一看。对于这些，它们的真实性如何校验呢？

我们或者会说，这是不必要的，因为既然望远镜提供的知识的真实性已由两英里外的人和威尼斯港口外的帆船无可辩驳地证明了，那么月亮和木星的知识的真实性可以自然而然地视为上述论断的一种外推。事实上，我们也明确不该要求验证每一个观察结果，当这种仪器的有效性被验证以后，其结果的真实性即是不言而喻的。

但是这种真实性和论述方式，对于伽利略时代的人说来，并不是不言而喻的。恰恰在这一点上，亚里士多德曾指出，必须清楚地划分“月上”和“月下”两个观察领域，物质和规律在这两个领域中是截然不同的。我们恰恰没有而且绝对没有这种权力进行这种未经验证的外推。伽利略于是进入如下困境，他好像一直在论证逻辑上兜圈子：如果望远镜提供的图景是真的，那么亚里士多德的论断是错的。但是只有断定亚里士多德的论断是错的，我们才能推出望远镜的图景是真的。这可不是一个容易挣脱的圈子。而且，这种否认也常常不只是无知的、专断的，其中有一些，即使是在今天看来，也是很难简单否决的。

伽利略的《星际使者》发表还不到一年，1610年4月间，Hasdale在布拉格看到一封马奇尼的来信，认为伽利略的仪器是一种欺人之谈。他指出，用一种特殊的颜色玻璃在日食时观察太阳，可以有三个太阳同时存在。“显然”，马奇尼写道，“伽利略是受了他的仪器的骗。”第二年，布拉格方面更进一步提出，伽利略的发现是因为使用了望远镜而无中生有地产生出来的幻象。这一说法的流传一定很广，因为后来伽利略似乎不得不写信给他的最好的朋友，在布拉格的比埃罗·蒂尼（Piero Dini），愿意悬赏一千斯库提，[13]征求能够利用望远镜在一个没有卫星的行星附近“创造”出卫星来的人。

尽管如此，伽利略并未能直接证明望远镜提供的天空图景的真实性，而且这一真实性迄今为止还没有人直接证明过。在这一点上，伽利略转而诉诸理性。他精辟地指出：“按照哥白尼的看法，一个人必须否定自己的感觉。”[14]“……所以我要再重复一遍，当我想到亚里斯塔克和哥白尼能够使理性完全征服感觉，不管感觉表现为怎样，依旧把理性放在他们信仰的第一位，我真是感到无限的惊异。”[15]在这一本被爱因斯坦称为“每一个对西方文化史……感兴趣的人”的“知识宝库”中，伽利略详尽地论证了哥白尼体系。望远镜所提供的天空图景不时被加以引用，但其真实性并不是用直接的、亚里士多德的信徒们所要求的方式证明的。伽利略的论证方式是一种更为复杂的方式，即望远镜的图景的真实性，哥白尼体系和我们周围的世界的物理学的自洽性，间接地说明了整个理论的真实性亦即客观性。或者我们可以这样归纳伽利略的论证方法：（1）反对哥白尼体系的主要论据可以被实验、经验或者逻辑否定；（2）望远镜所提供的天空图景和哥白尼体系所要求的一致；（3）望远镜的可信赖性在地面上已获验证；（4）哥白尼体系虽然难于理解，可是应用起来颇为方便，所以，把望远镜的天空图景和哥白尼体系一同接受是可以想象的。

显然，这远远不是论证。事实上，如果要从严格的论证逻辑的角度来考察，哥白尼体系的最终确立应晚至1838年的视差的发现。但是，从科学史上说，这时望远镜的可信赖性早已不是问题了。

我们显然冒了离题太远的风险大段地讨论了这一历史，而我们的目的则在于说明，首先，仪器观察的真实性问题，或仪器的可信赖性，绝非量子力学所首先提出的，而是自从仪器一开始进入物理学研究的同时，即摆在物理学家和哲学家面前的大问题；其次，这种可信赖性或真实性的证明，常需经过科学自身很长时间的发展，并且通常说来不能被直接论证，而有赖于出自整个理论结构的综合考察和研究。这一证明不是一个逻辑问题，而是一个认识论问题。

五、仪器“创造”出来的客观现象

现在让我们转向上面提出的第二个问题，即我们怎么保证我们研究对象的客观性呢？换言之，我们怎么知道，我们是在研究自然本身而不是我们自己手制的幻象呢？这种要求的实质，这种意义上的客观性的最高理想，是一种对自然界的“纯客观”即站在自然界对面的研究。这种研究要求尽可能小地扰动被研究对象，在理想情形下，再现“好像观察者不存在时的”自然的本来面貌。这一要求的合理性如此明显，以至于它从未被投以最小的怀疑。从科学史的角度来看，这或许也是哥白尼革命为我们留下的最无争议的财富。

在这样一篇文章里细致地描述哥白尼的工作当然既无可能，亦无必要。从某个意义上说，哥白尼工作的本质，就在于把自然现象从人的感觉中解救出来，把人，作为自然观察者的人的自身的运动，从表观的天体视运动中分离出来，再在这种视运动中扣除了上述人自身的运动，从而得出了“客观的”和真实的宇宙图景。自哥白尼以来，天体的运动就被明显地划分为“真”的和“视”的两大类，一个不言而喻的看法是，“真”运动当然比“视”运动更加客观一些。

这一遗产可以从两个方面加以接受：我们面对的、我们的感官向我们提供的世界图景，包含有两个部分。一是自然现象，二是我们自身的影响，包括感官的限制和自身的运动。由此出发，我们或者可以说，在研究我们感官所提供的图景时，我们必须扣除我们自身的运动、即上面说的第二方面的影响，才能得到真实图景；或者可以说，在研究自然图景时，我们必须计入我们自身的运动，以期得到和观察相一致的理论。这两种表面看来相类似的陈述，实质上包含有深刻的差异。让我们来更加细致地考察一下这种差异。

把观察者自身的运动“扣除”从而得到真正“客观的”描述的做法，在哥白尼关于太阳中心的理论中，得到了最完整的表现。而“计入”观察者作用的认识，似乎没有引起足够的注意。虽然如此，我们还是可以从科学的发展中看出一些有意思的启示来。(https://www.daowen.com)

1671年2月6日[16]，作为剑桥大学的数学教授，29岁的牛顿写了一篇文章送到皇家学会，提出了一种新的颜色理论。依照这种既不同于他的先人，又不同于他的同时代人的见解，牛顿提出，白光是一种各种不同颜色的光的混合物。

牛顿似乎完全是偶然地做了这个实验，至少他在上述信中没有说明他何以想到用棱镜去分解白光。据牛顿自己说，这是在1666年年初做的。一束从百叶窗小孔中射进黑暗的小屋的光线被棱镜所截断，白光不见了。白光哪儿去了呢？这是第一个问题。不久他发现了彩色的光带，今天我们称之为光谱的现象。牛顿远非如很多人相信的那样一下子领悟了这一发现，事实上，他说：“……我简直不能想象，玻璃的不同厚度会对光线有任何影响，从而产生这一效果。然而我又不认为（实验本身）有什么错，首先我要检查一下这种环境……。”

他分五步检查了五个方面的影响——结果实在太令人困惑了，怪不得在西方语言中，“光谱”（Spectrum）和“幽灵”（Spectre）是同源字！[17]牛顿首先检查了窗上通光的小孔的大小，没有影响。可能是镜玻璃的偶然的不均匀性造成的吗？但不同的棱镜显然导致相同的结果，而两块不同的棱镜会发生相同的偶然的不均匀性，几乎是不可能的。牛顿转而考虑到，是不是光的来源，即实验中利用的日光来自日轮圆盘上的不同部分可能产生这样的结果。计算表明这是可能的，但最多不会超过31′，然而测量表明，我们日后叫做散射的那种光线的偏转，“对应的测量给出的数值大概是2°49′。”以后，第四步，他进一步转动棱镜，得到了4°和5°的偏转。他还根据当时的理论试验了“发光体”的微粒假说，但也未获成果。

牛顿的这一系列工作，意在断定光谱不是棱镜产生出来的幻象。在这一系列完整的分析以后，牛顿进行了著名的“判决实验”：他让一束已经被散射的光线落在第二块棱镜上，他发现，已被散射过了的光线中的某一部分，用我们今天的术语说，一束单色光，不再能被进一步分解为光谱，而只能发生角度为特定值的偏转。于是牛顿得出如下结论：“……那一个像的长度已被标明并非他物，只不过是因为光是由具有不同的折射［率］的光线组成。光……由于它们折射率的不同，被传输到墙上的不同的位置。”

事实上，光线通过棱镜时发生折射、产生色彩的现象，在牛顿以前很久就被注意到了，并且关于这一现象的理论也提出了不少。笛卡尔（René Descartes，1596—1650）讨论了这一现象，并根据他自己关于光的本性的理论，构想了“光微粒体”。这种微粒体自我旋转。在碰到棱镜的介质和空气的交面时，这种旋转被扰动，形成不同的、方向特定的转动。他认为，这就是颜色的产生原因。惠更斯（Christian Huygens，1629—1695）从他的波动理论导出光线的折射现象，并力图用波及其干涉解释这些现象。

细致地叙述笛卡尔或惠更斯的工作再次为本文主题所不容。但是，分析他们所做的工作，我们很容易发现如下两个特点：（1）他们都力图给出一幅同经典力学多少相似，至少相关的图景来描述光折射的机制；（2）他们都力图回答，颜色是“实物”呢还是“性质”？事实上，从三百年后的今天看，我们知道，这是非常难于回答的两个问题。牛顿的看法是：“问题是，黑暗中是否有颜色，颜色是否是我们看见的客体的性质，或者光是不是一种实体，已经毋庸再辩。因为，颜色是光的性质……此一物事实上将被称为实体。要不是它们的可感知的特性，我们不会知道物体之为实体，而从别处发现的这些存在物的主体，我们不得不当做常识来认定是一种实体。”牛顿紧接着写道：“但是，更绝对地决定光是什么，依照其折射的方式，以及它在我们心中产生出来颜色的印象方式及作用来决定光是什么，是不那么容易的。而我将不把猜想混到确定的东西里去。”

什么是确定的东西呢？牛顿所说的，就是实验所显示的光可以被棱镜分解，以及实验所展示的光谱。牛顿的处理较之笛卡尔、惠更斯以及其他很多他的同时代人的不同在于，他把注意力从光在棱镜的作用下发生的变化的机制转到了这一作用的后果，不再追寻光在棱镜里的遭遇而重视光在通过棱镜前后的状态的不同。在他看来，这是把理论建立在“确定的东西”之上。这一做法对牛顿说来是一贯的，只要我们回忆一下他的著名声明：“我不杜撰假说”，我们就容易理解他的这种态度的一贯性。简单地说，一方面，他拒绝作出机制描述把光学的研究从当时盛行的力学研究中划分出来；另一方面，他这样做又保证了实验和实验事实在整个理论中的根本基础的地位。

和牛顿关于光谱的工作在方法上一脉相承的是狄拉克。在他的《量子力学原理》一开头，他讨论了一个光子在方解石晶体里的遭遇。

对于入射光束是垂直或平行于光轴的平面偏振，我们可以假定，垂直于光轴偏振的每个光子都无阻碍也无变化地通过此晶体，而平行于光轴偏振的每个光子都被阻止住并吸收。但是斜偏振的情形却造成了困难：有时人们会在晶体背后找到一整个光子，其能量等于入射能量，另一些时候，什么都找不到。重复这个实验多次，我们渐渐发现，找到光子的机会常常是实验次数的sin2α倍，这儿α是光子的偏振面与光轴的交角。

这就是一个斜偏振的光子在到达方解石时出现的情况。狄拉克接着说：“关于决定光子是否通过的因素是什么，以及当光子通过时偏振方向是怎样改变的等问题，是不能从实验中研究出来的，因而应当被认为是在科学领域之外的。”[18]但是，量子力学仍可提供进一步的描述。我们可以设想，斜偏振的光子是部分地处于平行于、部分地处于垂直于光轴的偏振态，而“我们让光子遇到方解石晶体时我们就是让它接受一次观察。……做这种观察的效果也就是强迫光子完全进入平行偏振态，或者完全进入垂直偏振态”[19]。

牛顿和狄拉克的处理方式可以说是完全一样的。首先，他们把自己限制在实验可以提供的宣判的范围里，并以此作为自己的出发点；其次，他们拒绝谈论光子在观察时作用的模式或方式的机制而只讨论可以实验地确定的、观察前后的状态；最后，他们都毫不含糊地承认他们所观察到的客体同仪器（在牛顿是棱镜，在狄拉克是方解石晶体）有着一种相互作用，而作为观察结果的实验显示，正是这种相互作用的结果。

牛顿的反驳者提出的问题再次显得很重要，那么我们观察到的是“性质”还是“实体”呢？或者用我们今天的话说，这种观察中显示出来的现象，是物体“客观上”具有的呢，还是我们的实验操作所“创造”出来的呢？

回答是：是我们创造出来的客观实在。如果不观察，不用棱镜去分解光束，那么光谱永远也不会自动显现，所以说，这是我们创造出来的；另一方面，用棱镜可以把白光束分解成为某种特定格式的光谱，光谱的组成、强度和其他物理特性并非操作者可作任何改动的，或者说，它们是独立于操作者的主观愿望的。不操作不能有光谱，但操作了也不能出现随心所欲的东西，而只能是一定的、不随任何人主观意愿转移的东西，在这一意义上，操作结果表现为客观的。问在瓶子里的盐咸不咸显然是没有意义的，只有在“尝”，也即在盐和我们的舌头的某一特定的生理部分相互作用时，“咸”才显示出来。不尝就不会有咸味。另一方面，不管怎么尝，盐的味道总是咸的，而不可能是其他味道，这一点又不可随人的意志转移。在这一意义上，咸是盐的“客观”特性。如果我们问盐罐子盐咸不咸，而且它也能作出我们能理解的答复的话，我猜想答复是：不咸。

这是诡辩吗？博学多闻、洞察精微的哲学家们会对我们的说法说什么呢？伊曼努尔·康德（Immanuel Kant，1724—1804）恐怕是第一个谈论这一类问题的人。在16、17世纪自然科学迅猛发展的冲击下，哲学家们开始注意自然科学提出的问题。康德作了这样的评述：……一线光明就给所有自然的研究者打开了。他们认识到，理性所能洞察的只是它根据自己的计划所产生的，它必须随同它基于不变的定律的判断法则前进，迫使自然回答它的问题。……理性，一手带着原理，……一手抓住实验，……它去接近自然是为了受自然的教诲，但这种受教并不像学生那样事事坐听教师讲授，而应如法官一样，强迫证人回答他所提出的问题。[20]

我们所面对的自然界，有两个根本的、断然不可分割的特征，那就是，一方面它是客观的，即脱离或独立于人存在的；另一方面它是可以认识的，即它必为人的感官所感知、摹写。单独地谈论任何一个特点都是没有意义的。从我们讨论的角度而言，我们或者可以说，那种追寻“客观的”自然界，即人作为认识主体但置身于其外，或者作为惊愕的观众，站在其对面观看其雄壮的表演的自然界，是自从哥白尼建立了他的宇宙体系以后发展起来的、并且迅速被推向整个科学研究的一种规范。这种规范构成了经典力学的主要认识论特色。物质及其运动可以由在四维时空连续区中以适当的微分方程所精确描写，它的解对于时间的连续演化构成了因果律的科学基础。在这里，既无上帝的地位，也无人的地位。对此，物理学家感到一种庄严的光荣。

六、玻尔模型与“非连续描述”的思想

当我们把目光转向光学的时候，这种光荣感必然稍稍减退：他们不得不谈论和幽灵相去不远的光谱，而光本身是波还是微粒实体则更是困扰了物理学达几个世纪之久。一直到19世纪后半期，物理学家们才有机会庆贺波对于微粒的巨大胜利，那时候，由麦克斯韦方程组导出的光传播方程成功地给出了光速。但是这种全盛局面没有维持到四分之一世纪，就被一系列与之有关的实验所粉碎：黑体拒绝以和麦克斯韦理论相一致的方式辐射；阴极射线以明白无误的方式表现了它的粒子性；关于原子结构的十多年的探索，最终导致了玻尔模型，我们已经提到过，根据这一模型，电子将在定态之间作“跳跃”——Jamp，没有错，物理学家可不喜欢这个粗俗的字眼儿，可是没有办法，他们找不到别的字表达这种奇怪的概念。

尽管玻尔模型必须建立在这种奇怪的概念之上，尽管它置麦克斯韦于不顾，这个模型仍旧很快地成为谈论的中心。物理学家的态度，可以由下面几段近乎戏剧性的引文中看出：

在玻尔发表其模型前的几个星期，他的恩师卢瑟福（Ernest Rutherford，1871—1937）勋爵写信给他，坦率地指出了他对模型弱点的看法：“在我看来，您的假说中有一个严重困难，我毫不怀疑，您也充分意识到了这种困难；那就是，当一个电子从一个定态转入另一定态时，它将怎样决定以什么频率振动呢？在我看来，您似乎不得不假定电子事先就知道它将在什么地方停下来。”

在玻尔模型发表两个月时，在英国科学促进会伯明翰会议上，“曾经对阐明辐射问题有如此决定性贡献的伟大的老前辈”瑞利（John William Strutt Rayleigh，1842—1919）勋爵在被问及他对物理学最近发展的看法时回答说：“我在年轻的时候很强烈地保持过许多看法，其中一种看法就是，一个过了六十岁的人不应该对摩登的见解表示他自己的看法。虽然我必须承认，今天我的看法不再那么强烈了，但是我仍然足够强烈地保持着它，因而我不能参加这种讨论！”[21]

差不多与此同时，在苏黎世大学和理工学院的每周一次的物理学讨论会上，爱因斯坦坚定地肯定了玻尔模型：“我决不相信里德堡常数的绝对数值的导出是纯粹侥幸的。”玻尔模型是“极其巨大的成就”，是“最伟大的发现之一”。

正是对实验提供的证据的坚定信念和对理论结构的完美性的热情向往，使得爱因斯坦作出了上述判断。从物理学家的直觉而言，玻尔模型是不言而喻地正确的。但卢瑟福的问题也的确困扰了整整一代物理学家。玻尔的著名合作者和学生海森堡也再三提过类似的问题，而他最终循着一种本质上起源于玻尔的定态观念的“克莱默斯程序”，一蹴而就地建立了量子力学的矩阵形式，进而由矩阵的不可交换性导出了测不准关系，这一关系我们在本文开头的地方已作了详细讨论。

七、玻尔论测不准关系的认识论基础

现在的问题是这种测不准关系的物理学基础或认识论基础。我们曾引述过的玻尔“超显微镜”的理想实验表明，我们在观察电子时，不可避免地陷入一种恶性循环：为更好地确定电子的位置，我们必须提高照明光束的频率，而这种频率增高的一个直接后果是，我们必对电子施以更大的能量，这种能量所导致的反冲，使得电子的动量更不确定。

我们也已经看到，光束由通过棱镜前的白光变成通过棱镜后的光谱，在方解石晶体前后具有不同偏振态的光子，以及在定态之间跃迁的电子，再加上我们现在谈论的观察前后的电子，在认识论上都有一个显著的共同点，即它们都是以一定的、不相连续的状态出现的，我们不能在通常时空中连续地追寻它们变化的动力学机制，而只能谈论一种单元事件的时间序列。

玻尔有时把这种特点称为“个体性”，但在他较晚的著作中，则更多地使用“整个性”这一术语。事实上，关于这一特点，他最初亦不甚了然。在1920年的一个报告中，他只含混地称定态Hα是比定态Hβ“高八度”的关系。但是这一思想是如此优美，以至于爱因斯坦在三十多年以后回忆这段历史时，仍称它为“思想领域中最高的音乐神韵”。

玻尔对“物理学所面临的认识论的新形势”所做的分析，常被称作哥本哈根解释的精髓之一。他的这种分析最初是从对海森堡测不准关系的物理图景即超显微镜作出的。1927年9月16日，玻尔应邀在纪念意大利物理学家伏打（Alessandro Volta，1745—1827）的会议上发言，这就是著名的“科摩讲演”。玻尔的基本思路是：由于亚原子客体极端微小，我们在观察中必须使用仪器。如前所述，仪器——亚原子客体间的相互作用是不可避免的。从能量的观点来考察，这种相互作用所涉及的能量转移，按普朗克（Max Planck，1858—1947）的量子假设，必不少于h=6.625×10-34焦耳·秒，这就提出了由测不准关系表示的测量的最大精确度。而且，玻尔进一步指出：“量子公设意味着，原子现象的任何观察，都将涉及一种不可忽略的和观察器械之间的相互作用。因此，就既不能赋予现象又不能赋予观察器械以一种通常物理意义下的独立实在性了。”[22]

在分析了“超显微镜”的物理图景以后，玻尔归纳说：“这种考虑的精华所在，就是量子公设在估计测量的可能性时的不可避免性。”[23]

这种以普朗克常数为特征标志的相互作用中能量转移的最低限度或者事件的“不可再分性”，构成了哥本哈根学派对量子论解释的基本的认识论基础。用玻尔在两年以后为他的文集所写的序言中一个比较简化的表述，我们可以看出他的意思是：从对海森堡式的物理基础中分析出测量时客体-仪器相互作用（或者叫“测量干扰”），从普朗克量子公设出发，我们可知这种相互作用不可能为无穷小，因此，在观察中必须诉诸仪器的行为和性质。

这样是不是限制了我们的认识呢？玻尔本人有时也谈到“认识的极限”之类。他在1932年的一篇精心写作的论文中这样回答了这一问题：“当新的发现使我们认识到一向认为不可缺少的那些概念也有其本质的局限性时，我们就获得了这样的报酬：我们得到更全面的看法和更高的能力，可以把过去甚至可能显得互相矛盾的那些现象联系起来。”[24]

这种计入观察仪器的状态，即观察仪器和亚原子客体的相互作用的认识方法，以后即为哥本哈根学派认识方法的中心法则，而玻尔也在很多论述中一再强调这一点。1938年的一个讲演中的提法是玻尔很多提法中少见的精晰表述之一：“……任何实验结果都是和某种特定情况有着内在联系的，在这种特定情况的描述中，必不可少地会涉及和客体相互作用着的测量仪器。”[25]

十年以后著名的和爱因斯坦的商榷，其出发点与此相类似。[26]这篇文章是如此著名，以至于任何摘引都是不必要的了。然而在差不多相同的时候，玻尔还写了一篇值得注意的文章，题为《论因果性和互补性的概念》，给出了似乎更为清晰的表述。在重述了客体和仪器的相互作用以后，玻尔讨论了客观性问题——仪器当然可以视为观察者感官的延长。在仪器-客体相互作用不可避免又不可更细致地加以分析的情形下，观察结果还有什么客观性可言呢？玻尔斩钉截铁地肯定了这种客观性，他写道，现行的量子力学不会给出模棱两可的解释，这一点是依靠仪器上的永久记录和这种记录的不可逆过程来保证的。

在50年代的一些论述中，玻尔更多地用“整体性”来谈论这种“认识论的新形势”：普朗克作用量子的发现，使得“观察问题以一种出人预料的方式被提到了重要的地位；作用量子表示着原子过程中的一种整体性特点，该特点使人无法分辨现象的观察和客体的独立行动，而这种分辨是机械自然观的特征。”[27]

他接着讨论了“观察者的地位”问题。在他生前发表的最后几篇文章中，玻尔集中讨论了这一问题。在谈论“相同的装置可以导致不同的记录”时，他写道：“这些表观佯谬的阐明已由下述认识给出：被研究客体和我们的观察工具之间的相互作用，……形成现象的一个不可分割的部分。”[28]

稍后他又写道，当我们用望远镜观察月亮时，太阳光的反冲是如此之小，以至于我们可以忽略其影响，而在观察亚原子客体时，我们当然不能那么处理问题。

对于玻尔本人关于“量子论构成的认识论新形势”的论述的冗长回顾，意在建立一个尽可能符合玻尔原意的叙述。事实上，玻尔论述的费解和晦涩在物理学家中是著名的。玻尔70岁寿辰时，追随玻尔25年之久的德国物理学家冯·魏扎克（Carl Friedrich von Weizsäcker，1912—2007）遍读了玻尔的早期论文，写出一篇长达20页的文章，以重述玻尔关于量子力学的认识论观点。在这篇文章的写作中，魏扎克觉得自己又对玻尔的理论有了进一步的理解，并觉得以往25年的理解都不够完善。他把文章连同他自己的一封信送给玻尔，问是不是准确地重复了玻尔的观点。不久，玻尔回信，给了他一个“明白无误的否定回答”。虽然如此，因为这种认识论态度和观点是如此的有趣和重要，关于它的研究工作始终没有停止。雅默（M.Jammer）的工作可能是最为系统的，虽然在个别问题上，似乎稍嫌穿凿。

综上所述，按照我们的理解，玻尔所说的“认识论的新形势”，就是指一种计入观察者本身影响的认识方法。我们已经看到，在诸如光学这样的领域里，即便在牛顿时代，也已经发生了不能把操作机械地从现象划分出去的问题；我们也说明一种追寻“纯客观”描述的科学规范，在很大程度上是与以哥白尼天文学为代表的经典力学理论相适应的。当我们的认识对象变得如此微小，以至于我们的感官不能直接感知其各种性质、甚至不能感知其存在时，我们不得不依靠起中介作用的经典客体的帮助去认识它们。我们依靠微观客体与这些经典客体的相互作用来认识前者，而把后者称为仪器。当客体是如此微小，以至于这种仪器-客体相互作用既不能无后果地忽略，又不能恰如其分地补偿时，我们就遇见了以海森堡测不准关系为表征的不确定性；而这种相互作用之所以不能缩减到无穷小，是因为作用量子的限制。这种阻止我们对事件的无限精细的划分的限制，玻尔称之为“个体性”或“整体性”。这种限制并不提示任何意义上的“认识的极限”，而只是某一种认识方法的使用范围。事实上，当我们认识到这种限制存在时，另一种认识方法已经被卓有成效地付诸运用了。

这种通过相互作用而认识客体的方法，颇为迂回曲折。但我们只能这样：一方面，直接认识的可能性，它因为认识对象的特点而消失了；另一方面，事物又具有这样的特性，它能在他物中产生出些什么来，并通过特有的方式在自己和其他事物的关系中显露自己。

这种计入观察主体影响的认识方式，破坏了观察的客观性吗？我们怎么知道，我们的仪器向我们提供的图景不是手制的幻象呢？我们已经看到，从伽利略、牛顿的时代起，这个问题已经困扰着物理学家和哲学家。多少年来人们力图证明或否定这种客观性即真理性，但谁也没有成功。无论是伽利略机智的反驳，要求别人用望远镜在没有星星的地方“创造”出星星来，或是玻尔的晦涩的诉诸“仪器的明白无误的记录和不可逆的过程”，都最多只能说明这种客观性而不能证明它。因为客观性的证明本来不是一个理论问题而是一个实践问题。当我们利用我们的仪器所提供的材料进行分析、加工，最后推出一些新的结论、对现象作出某些预期，而这些预期又在进一步的观察中果然出现时，我们就有理由认为我们原来的认识是具有客观的真理性。当我们的认识对象超出了我们感官所能感知的范围时，这种认识方式即以更加明确和更加尖锐的方式显示出它的重要性来。仪器向我们提供的关于亚原子客体的图景的真实性亦即客观性，也只有依赖于这一图景的知识在实践中的证明。半个世纪来，物理科学及其相关的应用科学的迅猛发展，已经为这种真实性提供了坚实的保证。

原载《自然科学方法研究》，华东师大出版社1988年版