用现象学方法分析量子力学中的测量和实在问题

魏学恒

摘要：分析哲学和现象学是20世纪西方哲学的两大主流。一般认为，量子力学哲学属于分析哲学，但这不意味着由胡塞尔和海德格尔所主导的现象学不能用来解决量子力学中的哲学问题。本文运用现象学的方法，如“回到事情本身”（胡塞尔）、“存在论上情绪先于逻辑”（海德格尔），分析量子力学中的测量和实在问题。从而把“测量”理解为一种在认识原初自然意义上的更广泛的“干扰”，即“重置自然”。在这样的观点下考虑物理学方法“数学—实验”所认识的“物理客体”中的实在问题，并区分“形而上学实在”和“物理实在”。运用现象学方法说明物理学方法不可能认识“形而上学实在”，并论证“形而上学实在”的最终形式，即“无”，而不是“以太”。

关键词：现象学方法;海德格尔;量子力学哲学;测量和实在

中图分类号：N02;O413.1                    文献标识码：A

量子力学从建立开始直到现在一直充满着争议，其所包含的哲学问题都是没有得到根本性解决的。量子力學中的测量和实在问题构成了量子力学哲学的重要问题。哥本哈根的“测量”概念引入了“主体”的概念，使得量子力学和唯我论、神秘主义纠缠在一起。我们在这里区分“物理实在”和“形而上学实在”，严格意义上讲，这种区分是非常困难的。随着思路的一步步推进，相信这种区分会越来越清晰。“物理实在”专指物理概念的客观存在，比如原子、电子、夸克等;“形而上学实在”专指哲学本体论的存在（不一定客观存在），比如存在（贝克莱意义上“存在即被感知”，海德格尔意义上“存在即无”）等。“物理实在”如果想突破它适用范围而推向本体论，这就是它们的交集，这个时候我们把它们的交集放在“形而上学实在”里面来讨论。

引入一个认识主体后，康德的思想是不可避免的，于是有了“物自体”和“现象”的区分。前者是形而上学领域，后者是物理学认识的领域。本文在分析量子力学测量问题的基础上给出“物理实在”的界限，并说明通达“形而上学实在”的方法和它存在的意义。本文与分析哲学运用逻辑分析量子力学中的哲学问题有所不同，运用的是现象学方法。现象学方法本质上就是一种关于如何不受先入为主的概念、命题、理论等的干扰而达到最初的“看”（现象学“直观”）的方法。在现象学方法的帮助下，量子力学中的测量和实在问题变得更加清晰起来。

1 现象学方法概述

1.1 胡塞尔的现象学方法：还原与描述

现象学是由哲学家胡塞尔所开创的。现象学是一个研究意识的哲学流派，旨在让意识如其所是的那样显现出来，又要对其进行如其所是的描述的一个哲学流派。现象学的口号是“回到事情本身”，按照胡塞尔的说法：“合理地和科学地判断事情就意谓着朝向事情本身，或从话语和意见返回事情本身，在其自身所与性中探索事情并摆脱一切不符合事情的前见”[1]，为了“回到事情本身”，现象学采用了现象学的还原方法和现象学的描述方法。还原方法目的是回到如其所是的“看”，描述方法要把这如其所是的“看”如其所是地描述出来。现象学的还原方法包括“现象学还原”“本质还原”和“先验还原”。“现象学还原”旨在回到对现象如其所是的“看”，不被任何理论所限制，有经验论倾向的意味。“本质还原”是要把现象学还原的经验材料进一步还原到一般概念，以建立起知识的根基。“先验还原”的目的是把所有的材料——无论是经验的还是知识的——都还原到最初的“我”上面去，在这个“我”里面寻找最初形成知识的先天性。我们在这里只采用胡塞尔现象学的方法，而解决的问题和胡塞尔有些不同，故不采用胡塞尔的重要概念如“范畴直观”“意向性”等。因为我们无法确定在出生之前或者接近出生时的婴儿时期是否具备这些东西，故而无法确定其先天性。

为了实现现象学还原，胡塞尔提出了“悬置”和“直观”的方法。“悬置”是直观的前提，指的是我们把一切理论和知识放在括号中，不让它们干扰我们如其所是地“看”。用“观察渗透理论”的观点看，就是观察中不要渗透任何理论，用孩子般的眼光和头脑去观察。在悬置知识的基础上，我们就可以实现“直观”了。“直观”被胡塞尔认为是“一切原则之原则”。“任何原初地给予的直观都是认识的合法源泉，一切在直观中原初地（即所谓在其亲身的现实中）呈现给我们的东西，只能按照它自身被给予的那样，而且也只能在它自身在此被给予的界限之内被感受。”[2]“直观”本质上就是指最初的“看”，不包含“想”的看。就如维特根斯坦所说的：“不要想，而要看。”

1.2 海德格尔的现象学方法：存在论上情绪先于逻辑

海德格尔的现象学和胡塞尔的现象学有很大的不同。胡塞尔要解决的是认识论的西方哲学的老问题，而海德格尔要解决的是存在论的问题。海德格尔认为存在论问题先于认识论问题。所以如何如其所是地“直观”“存在”，就成了海德格尔现象学方法的核心问题。在海德格尔那里，“存在”即“无”。在《形而上学是什么》中，海德格尔说“畏启示无”。[3]也就是说“畏”是直观“存在”的方法。并且说：“无比不和否定更源始（“否定全体”是逻辑的特殊理智行动，也就是超越于形式逻辑不否定“全体自身”的逻辑，实际上指的是辩证逻辑）”[4]。所以海德格尔在存在论上的现象学方法是“畏”，“畏”是一种情绪，它先于逻辑。这里的“先于”本质上是给出了如果没有“畏”只是逻辑的“否定”无法得到“无”，得到的是一个“非有”（否定所有“现象”）。在存在论上，“畏”的方法是直观的方法，即我们对“存在”的直观情绪。因此，在对“无”的认识中，“畏”是必不可少的，是对理性或者逻辑方法的互补。“畏”甚至是更加原初和深刻的方法。

海德格尔关于存在论的思想很明显是反理性的，是非理性的。这是对西方启蒙主义以来高举理性大旗的背离，也是叔本华、尼采以来非理性思想的延续。最为根本的是，在存在论问题上回归到非理性回归到情绪，这无疑是对理性或者逻辑最强烈的批判。使用理性想要通达形而上学的真理，最后发现最为原初和根本的方法却是情绪。不过，我们不能走向非理性的极端，而把逻辑完全不顾。如果说情绪是无法直接被语言完全表达的言外之意，那么逻辑将是语言本身所具有的。因此，语言和言外之意是对立统一的。语言应该既具有逻辑又具有言外之意。也就是说，任何语言不能只是语义本身，还要有语言的隐喻。这样的话，语言所包含的逻辑不应该再是形式逻辑的，而是辩证逻辑的，强调对立统一的逻辑。

2 测量和实在问题

2.1 用“现象学还原”分析“测量”

现象学还原的第一步是“悬置”。所以，我们首先必须把关于量子力学、物理学、形而上学等一系列的理论全部放在括号里，以达到不让其干扰我们最初的“直观”。我们要用孩子般的眼光来进行观察。既然已经“悬置”了所有的理论知识，那么物理学中关于“微观世界”的概念如“光子”“原子”“电子”等就不能用来干扰我们的观察了。以“单电子干涉实验”[5]为例，在实验中，我们用仪器进行实验，用手进行各种操作过程，这就是我们的“现象学还原”。我们的“现象学描述”就是：几个仪器（电子枪、狭缝板、电视监视器等）放在实验室中，它们之间通过一些方法连接在一起，比如导线等，实验者通过一些操作使得仪器出现一些变化，最后，实验者通过观察数据导出实验材料即数学数据。如果对每个单独仪器的发明进行“现象学还原”则是一个复杂的历史过程，包括仪器的人为性设计和人为性技术实现过程。这里最大的问题在于“单独的仪器”和“多个仪器连接在一起”是不一样的，后者包含了连接方法本身。就像笔芯和笔杆一样，把笔芯放在笔杆里面，它就可以实现一个整体的功能，它和单独的笔芯“加”單独的笔杆是不一样的。

通过“现象学还原”，我们要去除“微观世界”的干扰，实现最初的“看”，然后通过“看”，我们区分“单个仪器”和“多个仪器连接在一起”。为了简便，我们称后者为“仪器整体”。有了“仪器整体”的概念后，量子力学的“测量”概念也就清晰了，它表征的是“仪器整体”里面“连接”的概念，因为量子力学理论中有“微观世界”的概念，所以“测量干扰”就在这个概念基础上表征了“连接”的概念。科学仪器从最早的量尺和钟表越来越理论化，以至于仪器本身不仅是一种认识自然的干扰，而且愈来愈理论化，以至于被仪器所观测到的事物都必须在理论的框架之下，如果理论都是假设，那么仪器所观测到的现象就都是假设。“现代仪器的研制， 必须在科学假说的指导下才能进行，否则不知道用什么方法研制仪器，以及研究出的仪器能干什么。”[6]这说明，仪器中已经越来越渗透着理论，越来越不存在纯粹客观的使用仪器的观察。

量子力学的“直观”和现象学的“直观”是有所不同的。“量子现象是可以被直观的，但是，量子现象的直观必须借助相应的科学仪器，人们才能经 验地直观到微观粒子，才能直观到微观粒子的本质。”[7]按照玻尔“盲人拄拐”的观点，那么量子测量中的“直观”则是一种干扰行为，是对原初“直观”下的自然的“干扰”，因此，遮蔽了我们对原初自然的认识。

2.2 用“本质还原”分析“物理实在”

通过“现象学还原”得到了最初的观察，然后在观察中，我们从未观察到任何的“微观客体”，因此“电子”的概念在物理学中是被虚构的概念。同样的，如果没有把“微观世界”的概念加入到仪器中，电子枪可以发射“电子”的理论，光学显微镜、电子显微镜具有“放大作用”的理论就是荒谬的。所以在这里面没有最初的根基作为“微观世界”存在的有效证据，只是无形地运用循环论证。运用仪器进行观察和运用肉眼观察是不一样的，把仪器作为肉眼的功能的理论是有问题的。仪器充当的是“有色眼镜”，而不是“肉眼的功能”。通过“现象学还原”，我们已经把仪器作为外在的现象，那些具有“肉眼功能”的仪器现在被作为相互“连接”在一起的“仪器整体”。

所以通过“数学—实验”认识现在的物理学理论中的“物理实在”在本质上都是虚构的。“数学—实验”这个概念，一方面指的是我们用数学来认识世界，另一方面说明实验仪器本身的设计和技术实现以及对于观察数据的记录都是被数学化的。数学化包含了仪器本身相对稳定的性质（技术批量生产也是这种性质），也包含了仪器设计中对数据进行观察的设计，比如仪器上的刻度。数学化还包含了我们对于观察的取材是数学数据，比如颜色的概念也必须以光的波长、振幅的数学数据。通过这种方法，物理学给数学方程赋予了“物理实在”的各种虚构概念，比如“力”（因果性的概念）和“原子”（还原论的概念）的概念。并且给仪器的观察本身赋予了这些概念的理解，使得仪器被理论化。从本质上说，我们通过“数学—实验”去认识的自然还是原初的自然吗？还是我们对自然的一种改造性质的认识？我们通过“数学—实验”认识的并不是原初的自然，我们认识的是在我们的被数学化的技术性实验所“重置”的自然。我们的这些认识并不能完全适应最初的自然，最初的自然并不是就是按照西方数学而设计的。用“数学—实验”想要通达某种真理——无论是形而上学的，还是和原初的自然相符合的——都是不可能的。想要达到和原初自然的相对的更加符合，不得不让西方数学发展成为既包含“确定性”又包含“不确定性”的数学。而这种数学对应的不是过分技术化的实验，而是给纯粹肉眼观察留有地盘的。这样的数学被应用于“物理范式”的革命有可能吗？为此我们应该放弃“物理方程”而寻找一种新的“物理数学”形式吗？

那什么才是认识论上有效的“物理实在”呢？首先给出关于认识论的观点。观察和理论之间如何同一呢？这个问题本身是有问题的，问题在于按照形式逻辑的思维把观察和理论的概念给绝对化、静止化了。恰好相反，观察和理论的概念都是变化着的。观察具有无限的发展可能性，理论也在不断变化中。两者都是动态的，所以观察长远来看不是“特殊的”，理论在某一阶段也不是“普遍的”。两者的“数量”都不是绝对的多或者少的关系。所以解决认识论的关键不是给已经被形式逻辑教条化的两者关系寻找同一的理论，而是在于回到两者真实的情况，再来重新理解它们的关系。在此基础上，按照《易经》的观点“象者，像也”。也就是说，理论是观察的“相似”的图像，绝对的“同一”是不存在的。那么问题又来了，观察和理论谁是逻辑第一性（谁是知识合法性的根基）的？同样的，解决问题的办法是分析问题本身所具有的问题。两者的关系为什么非要有一个逻辑第一性呢？问题的根源和第一个问题在本质上是一致的。因为西方启蒙主义以来，要找到一个确定的“理性”，以给知识寻找合法性。就是这个确定的“理性”使得知识和经验之间产生了差距，也就是“理性”知识在“经验”面前显得不合法。由于不合法，又不放弃确定的“理性”的追求，故而就产生了经验和知识之间在合法性上的逻辑第一性问题。虽然“理性”的概念一直是一个不确定的东西，但是启蒙主义以来，认识论都是在坚持寻找这么一个坚实的东西。为什么呢？因为启蒙用“理性”对抗“基督教蒙昧”，所以必须有一个确定的“理性”。那么这样的“理性”有可能性吗？我们从出生开始，感知能力已经和经验交织在一起，想区分二者是不可能的，两者的关系是复杂的。即便是在婴儿时期，我们也无法排除经验对我们自身头脑的影响和构造。

由以上的认识论观点，我们可以得出在“单电子干涉实验”中的图像是对仪器的“相似性图像”，背后的“物理实在”是不可能的。这和维特根斯坦的“图像论”是基本一致的，就像用模型模拟一场真实的车祸现场一样。同样的，分析一下这个新的量子力学的“跃迁实验”。这个新的“跃迁实验”是用了新的仪器之间的“连接”方法，和以前的“跃迁实验”不一样的。“不是直接测量态|B>和暗态|D>”，所以这个实验不是观察“量子跃迁过程”，不能用来推翻关于“量子跃迁”在未测量之前的“随机性”理论。如果运用了观测，就不可能去推翻测量之前的理论，更何况这个实验并不是“直接测量”。也就是说，在仪器之间的“连接”方式上它都不会是“直接连接”而是“间接连接”。

2.3 用“先验还原”分析“形而上学实在”

通过“现象学还原”，我们把所有仪器作为感官延伸的观点破除了，这些仪器和其他仪器连接为一个整体。所以，在仪器角度来讲，唯我论的观点被破除了。但是，我们自身存在是否和世界的存在联系在仪器这个问题仍然是存在的。用庄子的话讲“子非鱼，焉知鱼之乐？”我们无法知道石头、树木和我们生前和死后的世界，故而无法知道我们的世界是否是唯一的。把一切现象和知识还原到一个“我”中，实现了“先验还原”。那么世界只是“我”的世界，这是唯我论的观点。唯我论可以站得住脚吗？既然我们无法确定“我”之外的世界，那么我们既可以站在“我之内”的立场上，也可以站在“我之外”的立場上。维特根斯坦说“世界的意义在世界之外”，故而从意义的角度而言，“我之外”的世界具有更加深刻的意义。那么我们如何从“我之中”进入“我之外”的世界呢？

2.4 用“畏启示无”分析“以太”

在“我之中”去到“我之外”这本身在思维上就是不可能的。因此，在这里一切逻辑、数学、实验（都在“我之中”）的方法全部失效。如果说哲学的本质一直是这样一种超越活动的话，那么最初的和最终的有效方法是什么呢？这种方法在本质上已经拒绝了唯物论和唯我论的观点，因为它们仍然是在“我之中”。

难道方法是让“我”消失吗？显然不是，我们是在“我之中”通达“我之外”，因此不是绝对地进入“我之外”。问题变得越来越复杂。

换种思路，“哲学起源于惊讶”。这说明哲学的本质可能在情绪之中。因此，方法可能就是情绪的。正是在惊讶的情绪中，我们从“我之中”通达了“我之外”，但是，“我之外”对于“我”而言是一个“无”，“我”无法获得关于“它”的任何形象。同样的，海德格尔说“畏启示无”，也就是说“畏”使得“我”从“我之中”通达了“我之外”。“畏”是一种情绪。因此，“惊讶”和“畏”是形而上学的本质，也是最终的方法，在这种体验中，真理显现自身。

如果“无”是通过情绪通达的，那么它不是通过思维的或者逻辑的， 也不是通过苦修通达的“无的境界”（“无的境界”并非“无”）。那么物理学中出现的“一无所有”比如“以太”是这个“无”吗？（以太指的是万有引力、光等的传播介质，但是却不能被直接观察到，处于一种不可直接认识的“无”之中）显然不是，因为物理学中的这个“一无所有”并不是通过情绪通达的，而是通过思维通达的。这种思维便是通过否定一切现象，而得到了类似康德“物自体”的概念，但并未真正处于对于“物自体”的领悟之中。“量子纠缠”出现在测量之前，因此，它不是现象的，而是“一无所有的”，我们无法认识它，它不是物理现象。“量子纠缠”会体现出“以太”的特点，比如“超距作用”，在本质上，这只是一种整体性的体现。它是超越时间和空间的，因此无法用现象中的时间和空间概念去理解“它”。

在最新的“量子纠缠”实验中，说是看到了“量子纠缠”，通过分析得知这是不可能的。一方面，观察后（检测到一个光子的“测量”破坏了“纠缠”）就不是观察前的“量子纠缠”;另一方面，瞬间同时观察两个“光子”这是不可能的（实验仪器中的“延迟线”是有问题的），在实验中不可能实现超越于时间的测量过程。

3 结语

通过现象学方法的分析，加深了我们对于量子力学中的哲学问题和形而上学的理解。那么，如果形而上学是我们所要寻找的真理。那么，未来的物理学“范式”会有朝向形而上学的革命吗？“范式革命”可以通过改变技术的性质把原初的自然数学化吗？胡塞尔“回到事情被本身”的现象学方法让我们认识到量子力学中的“测量”是一种主体性的“干扰”行为，阻隔了我们和最初自然的关系。海德格尔在存在论上的“情绪先于逻辑”方法使得我们认识到物理学方法认识世界形而上学“实在”的局限性。理性要和非理性结合起来才能形成我们对世界完备的认识，但是理性对世界的认识是不完备的。物理学的基本范式是数学和实验。在以上分析中实验仪器已经被作为认识原初自然的“障碍”。

物理学形而上学的范式，从牛顿的“宗教上帝”转变为爱因斯坦的“数学上帝”。使用数学来解释世界本身也像仪器一样也是一种主体的预设条件。经过量子力学的“主体性”的引入，爱因斯坦的“数学上帝”已经站不住脚，使用数学方程不再是描述客观实在真理的有效方法。数学方程在量子力学中只能描述概率波，它不是实在的。使用数学来通达“上帝”的方法应该进一步受到质疑，数学本身也要受到质疑。数学的真理性根基在哪里？数学真的可以用来描述世界吗？数学危机的出现，非欧几何的产生，哥德尔不完备性定理这些都显示了西方数学自身的矛盾性和描述世界的不完备性。西方数学体系是一个“人为”的体系，它可以更改，并不具有绝对的真理性质。对此，克莱因质疑地说道：“现在我们知道，数学已不再受到普遍尊重和景仰。数学曾经被认为是精确论证的顶峰，其真理的化身，是关于宇宙设计的真理。那么，人类如何认识到这种观点是错误的，我们现在的观点又是什么。”所以，使用西方数学体系让我们认识了“人为”的自然，而不是自然本身。我们不是按照自然本来的面貌去认识自然的，而是用我们的有色眼镜——西方数学——认识自然的。其中最为明显的现象就是——制造精密仪器和实验操作。这些都是为了使得自然符合我们的“数学化”的过程。

所以，我们必须寻找西方理性主义之外非理性传统文化的营养来使西方理性传统对世界的认识完备起来。也就是寻找数学和实验相结合的物理学方法之外的方法来协调理性对世界认识的不完备性。

（责任编辑：侯辛锋）

参考文献：

[1]胡塞尔.胡塞尔现象学的观念[M].倪梁康译.上海：上海译文出版社，1986.

[2]海德格尔.路标[M].孙周兴，译.北京：商务印书馆，2000.

[3]P G Merli，G.F.Missroli G.Pozzi，Am.J.Physis.44（1976）306.

[4]吴国林.基于量子力学对现象学基本概念的反思[J].东北大学学报（社会科学版），2010，12（4）：283-288.

[5]Z K Minev，S.O.Mundhada，S Shankar，P Reinhold，R Gutiérrez-Jáuregui，R.J.Schoelkopf，M. Mirrahimi，H.J.Carmichael&M.H.Devoret.To catch and reverse a quantum jump mid-flight.Nature570，pages200–204（2019）.

[6]Tomas Aidukas， Pavan Chandra Konda ， Andrew R. Harvey， Miles J. Padgett &Paul-Antoine Moreau.Phase and amplitude imaging with quantum correlations through Fourier Ptychography.Scientific Reports|（2019） 9：10445.

[7]克莱因.数学：确定性的丧失[M].李宏魁，译.长沙：湖南科学技术出版社，2007.