一、我所理解的牛顿世界观内涵和它所遭遇到的冲击

        从十七世纪以来，力学哲学家相信，与我们理解机器的运行的方法相同，整个自然界也可以这样来说明。他们把世界想象为一个由分离的部件(也许是原子)构成的巨大的逻辑系统，每一个部件都具有自己不变的、同有的、独立的特性，并服从几个简单的规律；认识世界的问题基本上还原为动力学问题。在十九世纪，力学哲学扩大了范围，包括了力场(例如电磁场)这样抽象的、非力学的概念，这种哲学在解释自然和推进工业方面是极其成功的，以致它不仅成为我们思考物理科学的方法的模型，而且一般说来也为我们思考社会问题和人世生活问题的方法提供了模型。科学知识最终被认为是唯一值得信赖的知识形式；科学被看作是从世界消除神秘并在适当的时候说明一切事物的动力。

虽然这种彻底的关于科学的力学图像直到十九世纪还很盛行，可是它现在却严重地过时了。诚然，科学家还是期望能够解释世界上的一切事物，但是在对力学哲学的热情和过分自信首次奔涌之后，他们终于清楚地认识到，虽然力学哲学解释事物的威力是十分强大的，可是也是有限的．甚至他们的构成“解释”的观念也发生了变化。

        对在原子尺度对物质进行的研究，使我们了解到：经典力学构造出的物理世界的图景也不过是一种近似，这种近似建筑在我们对能够被看到和接触到的事物的日常经验之上。我们发现：原子的行为与日常遇到的比较大的物体大相径庭。我们不得不修正许多我们曾经视为常识的、已经完全确立起来的力学哲学观念。其中一例就是对牛顿确定论的修正。牛顿确定论认为给定一定的初始条件和运动规律，则物体在确定时刻有确定的状态。而这确实不适用于原子事件，当我们试图预言单个原子的行为时，我们必须用几率代替确定性。尽管我们可能并不喜欢它，但是我们必须接受这一事实，就我们目前所知，在原子尺度上单个事物的行为原则上是不可预测的。

力学哲学的另一个公理，是认为世界中的事物总是可以被拆分成具有其独立的、固有的特性的组建，并加以解释。换句话说，电子或光也像石头一样，也是“实在的、客观的存在”，这两种粒子具有自己的独立于其他粒子和观察者的性质。而我们已经从物理学实验获悉，这个假设也是错误的，观察者与无生命观察对象之间关系并非如此。而一些现象无法用力学术语把它们拆成部件来解释．显然，这些事物必须作为一个整体来处理，甚至包括用来观察它们的仪器．在“还原论的失败”标题下所讨论的EPR悖论就是一个很好的例子。不能拆分的事物具有不能被真正理解的神秘性：一部分人认为这是人类想象力的欠缺，需要改变的只是我们认识世界的方式；而另一部分人认为科学应该追求破解这种不可拆分性，以达到认识事物的本性。孰是孰非，也只有时间能够检验。

作为一种科学方法论，牛顿经典力学的还原论显然是陈腐的、过时的。但要补充的是，在我们遇到的大多数问题中，它足以完善的发挥作用；不过，现代物理学的发现表明，还原论在原子世界有时失效了。这一有趣发现的含义目前还不清楚；例如，也许会弄明白，我们不得不抛弃我们总是试图赖以认识世界的—个基本假定，即古典的原子假设——物质的结构能够通过把它在“线性”过程中分裂成越来越小的碎片而认识。

二、我们生活在一个充满不确定性的世界

当我们想要确定一个事物，总希望我们能够看到或感觉到它；在无法看到或感觉到它的时候，我们也要尽力设法去做。科学赖以建立的大多数真实的材料都类似于此：它们是公共的知识。不过，当我们达到这些材料的解释，达到科学理论的时候，事情就不同了。正如科学哲学家卡尔-波普尔告诉我们的，一切非平常的科学理论都不能宣称是肯定真实的；它们只能够合理地宣称，它们与现有的观察一致。换句话说，从来也不能证明科学理论是肯定真实的，只能够证明它们是肯定不真实的；它们是工作假设。在没有新的科学理论取代旧理论的时候，旧理论能够比同时代的其他定律更好的起作用。旧理论的合法性也就建立在这样的事实基础之上。

我们在这个世界上只能够有极少的确定性，而不确定性则具有绝对的效力，例如灵活性和思想开放性，这不仅对认识的进步是必不可少的，而且也是宽容的基石。在科学研究方法中的—个特有的训练就是，要教会人们思考，他们可能犯错误。

三、隐喻的抽象概念与“客观实在”

什么是客观实在？原子是实在的，不是虚构的：就是一块致密的、由原子构成的的石子，如果把它扔向窗户，也会把玻璃打碎。可是，现代科学告诉我们，在这个石子内部，既不是致密的，也不是呆滞的；它大部分是空间，是充满真空涨落和“虚”粒子的十分特殊的空间，在这种空间内还有质子、电子等等。它们的行为有时像波，有时像粒子，它们本身是由称之为夸克的其他神秘的实体构成的。很清楚，我们的“实在的”石子的概念是石子的许多复杂性质的简单抽象，它表达了我们看到和感觉到的大量石子的经验。正是隐喻，借助我们日常的经验，描绘了某种复杂得多、有趣得多、神秘得多的事物。

在二十世纪，物理学家终于认识到， 因为我们对“实在的”世界的描述是以比较复杂的、实在的、有限的抽象为基础的隐喻，所以对于我们正在观察的“事物”而言，它有可能达到截然不同的、甚至异乎寻常的概念。正如我们看到的，现代光理论承认，光的表现或者像是不容置疑的波，或者像是不容置疑的粒子，这取决于我们所选择的观察类型。面对这一奇怪的表现，我们放弃用常识理解它的性质的尝试；光既不是粒子，也不是波，而是某种无限复杂的东西，某种我们无法借助于日常经验使之具体化的东西。这种新的实在观向我们表明，我们对于客体的所有描述，与在力学哲学中所设想的不一样，并不是“客体本身和什么一样”，而是相应于我们所选择去作的观察，它们如何“表现”的描述。换句话说，我们称光子还是称波，这更像“事件”而不是“事物”，在客体的性质和如何观察它之间，不再有截然分明的区别。不过，粒子和波这两个概念在它们自己有限的领域内还是可靠的；物理学家称它们是互补的。我们理智的一个最普遍的过失是，把概念与它所描述的实在混为一谈，并在它的可靠性的恰当领域之外使用它。

    关于时间和空间的“实在”，相对论向我们讲述了许多相同的事情；它告诉我们，我们关于时间和空间的常识观念，是从更根本的、更复杂的、更神秘的我们称之为空时的领域中抽象出来的。于是，我们能够用同一方式把我们物理世界的整个科学图像想象为一个隐喻，该隐喻描绘了我们观察到的复杂的、也许用我们能够把握和使用的术语无法理解的实在。这个图像不仅受到我们认识的限制，而且也受到我们观察工具的限制，以致它总是不完善的，总是未显露的，总是暂时性的。它从来也不能自称是绝对真理，但是在任何给定时刻，它是我们所具有的最好图像。

    其实，这一观念并不是新的发现。我国的老子早就说过：“道可道，非常道。”十八世纪的德国古典哲学家康德也说过：“事物是作为我们感官的对象给予我们的，它们处在我们之外，我们不知道它们‘本身’究竟是什么；我们只知道它们的现象… …”。这种观念不再是哲学家许多形而上学沉思中的观念了，而是已被证明具有实际科学结果的观念。它有助于我们解释诸如光的波粒二相性之类的现象，任何人只要仔细地这样作，都能够在实验室证实这些现象。

    这使我们对实在的本性产生了—个意义深远的疑问：我们的科学世界图像在多大程度上反映了我们思考的方式？究竟有多少科学知识是由我们思想的结构制作和约束的？正如我们看到的，所有的自然现象都无法借助空间、时间、因果性、等价性这些我们熟悉的、常识性的概念来解释或描述，甚或连位置也不能用。像原子这样十分微小的客体，或者像宇宙这样十分庞大的客体，或者以接近光速的速度运动的客体，其表现都不能用常识来说明；所有这些事物都是全新的世界经验，要把它们引进科学学科，我们必须学会以新的方式思考。诸如量子力学中的几率波计算，几率波无法借助任何物理观察检测出来；可以说，它们只是在我们的思想中存在着。为了叙述和预言迄今未发现的现象，我们总是能提出诸如几率波这样的新概念吗？

四、科学就是对智慧和自由的追求

 我们能够在多大程度上识破自然的秘密？在科学信条中，主要的信念之一是：世界是这样构成的，以致它能够被人的精神所认识。要弄清这在多大程度上是真的，是一项巨大的冒险活动，我们把这种冒险活动称为科学。现代物理学向我们表明，物理世界的结构不能像力学哲学家自负地期望的那样借助于确定性和常识来解释，科学最终将从世界上消除所有神秘的传统观念是一种幻想。不用说，科学确实消除了少量的神秘和迷信。但是在这样作时，它向我们指出，大量的秘密真正在什么地方。科学向我们显示出，我们所有的关于时间、空间、粒子、光等等的观念，是本质上神秘的实体的符号，它们似乎标志着科学认识的界线。至于处在全体人类思想阴影中的大量秘密，例如世界的起源和目的，不能指责现代科学没有消除它们；要回答这样的问题，也许需要在世界之外找到一个立足点。这是某种科学所不具备的东西。

作为科学知识之精华的科学思想和科学方法，使先民从野蛮走向文明，使古人从迷信走向理性，使今人从机械走向智慧——科学的最大用处就在于获得智慧。科学给予我们一幅比较完整、比较正确的世界图像，又赋予我们一套行之有效的方法和手段，使我们明白了人在自然界中的位置和作用，有助于我们坦然面对和从容处理来自自然和社会的挑战和危机，从而为人的心灵设置了安身立命之所，为人的感情生活提供了一个支点。同时，作为科学衍生物的技术，不仅使大多数人已经远离或正在摆脱饥饿和疾病的威胁，而且为人们腾出了大量的闲暇时间和精力，使之有可能从事科学和艺术创造活动，或者享用人类的精神文明成果。总之，科学的结果是人的精神和物质的解放者，直接或间接地提高了人类的精神境界，使人的精神得以自由发展，从必然王国进入自由王国。

科学的崇实、尚理、臻美的价值取向，普适、公正、无私的本征操守，以及基于其上的怀疑和批判精神，是科学精神的鲜明标识，其中都沁透了自由的因子——以外在的自由和内心的自由为条件和归宿。马赫是继贝克莱之后较早开始批判牛顿力学的哲人科学家。他把“思想自由位居第一”作为自己的哲学信条和行动纲领，他珍惜思想自由甚于珍视安全和对智力财产的占有。难怪诸多论者称赞马赫“新的、真正的科学自由主义的创立者和领导者”；“马赫的真正伟大，就在于他的坚不可摧的怀疑主义和独立性”；马赫“对青年一代赢得精神的独立性将是一种最可贵的鼓励”。

五、结语

    今天，现代物理学的多方面重大进展，冲击着牛顿力学世界观。作为一个有志于科学研究的人来说，改变看待世界的看法已成当务之急。在认识到认识世界的过程中将会遇到的诸多艰难之后，我们会更加清醒、冷静和坚强。同时，要始终保持怀疑和批判的态度，这样才能不迷信，有创见。