物理單位的哲學(xué)新思考

姓名:馬行健

學(xué)號(hào):16020199036

轉(zhuǎn)載自:https://zhuanlan.zhihu.com/p/51809967

在計(jì)量學(xué)的故事中馏锡,對(duì)于科學(xué)家們而言情節(jié)總是相當(dāng)?shù)睾?jiǎn)單:無(wú)非就是保證各項(xiàng)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)得到持續(xù)不斷地改進(jìn)雷蹂。

1799年,法蘭西帝國(guó)應(yīng)用的單位“磅”讓位于用純鉑制造出來(lái)的一千克原型眷篇。而在1889年萎河,一千克原型又被鉑銥合金的國(guó)際千克原型(IPK)所取代,再到2018年11月蕉饼,國(guó)際化千克原型正處在即將被普朗克常數(shù)新定義的質(zhì)量單位所取代的邊緣虐杯。這些標(biāo)準(zhǔn)更替的每一步都使千克標(biāo)準(zhǔn)更為精確、耐用擎椰、穩(wěn)定叹侄,并使研究更為準(zhǔn)確和明確贯底。這次最新的進(jìn)展,把所有國(guó)際單位制(SI)基本標(biāo)準(zhǔn)的定義都系于自然常量,似乎把計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的探索之路引到了一個(gè)輝煌的終點(diǎn)统屈。

我們哲學(xué)家會(huì)以不同的角度來(lái)看待這些故事。如果說(shuō)科學(xué)家們研究的是世界蕉毯,那么哲學(xué)家們研究的就是這些科學(xué)家怎樣研究這個(gè)世界。

哲學(xué)存在多種實(shí)踐方式,像“分析”論环形、“實(shí)用”論和“歐陸”論统抬,它們每一種理論都聚焦于科學(xué)的不同方面(盡管在實(shí)際中,哲學(xué)家們可以同時(shí)用到一種或多種上述方式)擎析。所以在科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的建立過(guò)程中见秽,通過(guò)每種哲學(xué)方式都可以看到不同的方面,這并不奇怪遂鹊。而實(shí)際上,計(jì)量學(xué)并不只是簡(jiǎn)單地生產(chǎn)出更好的測(cè)量工具舟陆,它所涵蓋的要更多踱承。

三種哲學(xué)傳統(tǒng)

我在“物理世界發(fā)現(xiàn)”系列電子書《物理學(xué)的哲學(xué)》中詳細(xì)地描述了分析哲學(xué)傳統(tǒng)的關(guān)注重點(diǎn)是科學(xué)進(jìn)展的邏輯條件妙色。例如,分析哲學(xué)家的討論對(duì)象是“規(guī)定性”定義,在這個(gè)定義中定庵,一個(gè)事物通過(guò)與另外一個(gè)事物產(chǎn)生聯(lián)系而被賦予意義畴博。當(dāng)一個(gè)物理單位(例如千克)被聯(lián)系于一個(gè)特定的人造物(例如千克原型的金屬塊)以建立標(biāo)準(zhǔn)時(shí),其邏輯條件是成立的。這個(gè)定義過(guò)程使得這個(gè)特定的人造物獨(dú)立于所測(cè)量的現(xiàn)象。

路德維格·維特根斯坦(Ludwig Wittgenstein)1953年的著作《哲學(xué)研究》在對(duì)國(guó)際米原型(IPM)的討論中也生動(dòng)地體現(xiàn)了這一點(diǎn)。IPM是當(dāng)時(shí)應(yīng)用的單位欣硼,跟IPK一樣豹障,被保存在巴黎郊區(qū)的保險(xiǎn)庫(kù)中。維根特斯坦說(shuō),IPM是唯一一個(gè)既可以自相矛盾又可以正確地被稱為既不是一米長(zhǎng)的况毅,也不是非一米長(zhǎng)的物體(有點(diǎn)類似一個(gè)三角形或者一棵樹(shù)的定義本身并不是一個(gè)三角形或者一棵樹(shù)一樣)午磁。與之同時(shí)搅荞,德國(guó)哲學(xué)家漢斯?萊辛巴哈(Hans Reichenbach)曾假設(shè)如果地震損壞了保險(xiǎn)庫(kù)茉贡,并且損毀了里面的人造物原型,會(huì)產(chǎn)生什么后果压恒。他認(rèn)為答案是在“邏輯上極其復(fù)雜”的早歇。

然而,對(duì)千克的重新定義將意味著我們喪失了測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和所測(cè)現(xiàn)象的獨(dú)立性。與普朗克常數(shù)相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象慨绳,不得不再通過(guò)普朗克常數(shù)所定義出來(lái)的單位來(lái)測(cè)量。盡管國(guó)際單位界對(duì)此感到滿意,但這個(gè)邏輯循環(huán)已經(jīng)引起了一些分析哲學(xué)家的憂慮。

這種循環(huán)對(duì)實(shí)用哲學(xué)家們而言卻并不要緊——這些哲學(xué)家們更關(guān)心科學(xué)的實(shí)用而不是其邏輯规阀。美國(guó)科學(xué)家查爾斯·皮爾斯(Charles Peirce)可謂全國(guó)最具原創(chuàng)性的哲學(xué)家,他首次實(shí)驗(yàn)性地用一個(gè)自然常量(光的波長(zhǎng))來(lái)定義物理單位(米)款咖。他在1960年對(duì)單位米的設(shè)定在他逝世半個(gè)世紀(jì)后促使了國(guó)際單位制米的誕生玻蝌,即通過(guò)氪的一條光譜線的波長(zhǎng)定義了米的單位。

皮爾斯通過(guò)計(jì)量學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到的經(jīng)驗(yàn)把實(shí)用主義發(fā)展成為一個(gè)思辨理論秽晚。當(dāng)你遇到一個(gè)問(wèn)題時(shí),發(fā)現(xiàn)目前的概念和儀器無(wú)法解決問(wèn)題楚堤;于是開(kāi)始研究并改進(jìn)概念,然后利用改進(jìn)的工具做出更好的研究,循環(huán)往復(fù)息裸。但自始至終你的研究都處在一個(gè)群體中,你必須要說(shuō)服群體的成員接受新的概念批糟,然后這個(gè)群體最終將改進(jìn)你的研究工作肤频。

分析主義者們往往會(huì)避開(kāi)實(shí)踐問(wèn)題,而實(shí)用主義者們恰恰把注意力放在了測(cè)量實(shí)踐以及實(shí)踐如何作用于科學(xué)難題的解決上溜嗜。驅(qū)動(dòng)新標(biāo)準(zhǔn)建立的背后有哪些不甚理想的實(shí)踐問(wèn)題?新的國(guó)際單位制是否獨(dú)立于社會(huì)和政治機(jī)構(gòu)并充分通過(guò)民主化的途徑建立幻件?或者它只是仰仗前沿技術(shù)再次進(jìn)行的精英化操作?

至于第三種哲學(xué)流派——?dú)W陸派——它更著重于測(cè)量人員而不是測(cè)量系統(tǒng)或者測(cè)量本身涧衙。歐陸法把測(cè)量視為人類參與環(huán)境的一種特殊的方式撤嫩。查爾斯·狄更斯(Charles Dickens)在小說(shuō)《艱難時(shí)世》(Hard Times)中塑造了托馬斯·葛萊恩(Thomas Gradgrind)的人物形象,展示了一種極端情形。在小說(shuō)中瞄沙,托馬斯執(zhí)迷于測(cè)量人類生活的每個(gè)方面肮疗,在此過(guò)程中卻失去了自己的生活軌道蒙挑。我們這個(gè)時(shí)代也有類似的人舶斧,比如那些過(guò)度執(zhí)迷于監(jiān)測(cè)自己生物學(xué)健康指標(biāo)的人嗜闻。

測(cè)量通常是對(duì)世界的一部分進(jìn)行瞬時(shí)客體化蜕依,以推動(dòng)和促進(jìn)范圍更廣的活動(dòng)——不論是房主們決定什么家具適合自己的房子,還是物理學(xué)家們決定一個(gè)理論是否精確地描述了一個(gè)現(xiàn)象泞辐,皆是如此笔横。歐陸派哲學(xué)就負(fù)責(zé)描述這個(gè)客體化的過(guò)程竞滓,即怎樣把它從廣泛的活動(dòng)中提煉出來(lái)咐吼,然后又怎樣去影響這些活動(dòng)。在過(guò)去商佑,測(cè)量條件的改進(jìn)會(huì)帶來(lái)某些更為有效的實(shí)踐锯茄,但其有時(shí)候并不適用于普遍的實(shí)踐,也得不到公眾的理解。物理單位既是測(cè)量的基礎(chǔ)語(yǔ)言肌幽,那么新的國(guó)際單位制對(duì)科學(xué)實(shí)踐的日常認(rèn)知又將會(huì)帶來(lái)什么沖擊晚碾?

思 考

新的國(guó)際單位制會(huì)引發(fā)哲學(xué)家們的新思考,這也是它對(duì)哲學(xué)最重大的影響喂急。如果實(shí)踐才是最重要的格嘁,那么,出現(xiàn)邏輯循環(huán)又有何妨廊移?然而實(shí)踐才是唯一重要的問(wèn)題嗎糕簿?哲學(xué)家們是不是要緊跟步伐,通過(guò)科學(xué)技術(shù)實(shí)踐的加速實(shí)現(xiàn)來(lái)評(píng)判社會(huì)和政治的影響狡孔?由此看來(lái)懂诗,新的國(guó)際單位制帶來(lái)的影響遠(yuǎn)不止重新定義千克那么簡(jiǎn)單,它也會(huì)激發(fā)哲學(xué)家們更多的思考苗膝。

作者簡(jiǎn)介:

Robert P Crease為美國(guó)石溪大學(xué)哲學(xué)系主任殃恒,也是Physics World的專欄作者。

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