桂起權

(武漢大學 哲學學院，湖北 武漢 430072)

對EPR悖論的一個分析
——分析理性與辯證理性之聯(lián)手

桂起權

(武漢大學 哲學學院，湖北 武漢 430072)

1.悖論產(chǎn)生的要害或根源在于，背景知識是“有缺陷的”卻又被公認為正確的。2.EPR悖論是量子力學領域中的一個著名悖論。愛因斯坦等人借助于理想實驗和EPR論證，發(fā)掘了量子力學背后在元理論層次的奇特的非定域性假設，從表面上看，似乎違背相對論的要求。3.愛因斯坦想維護實在論和非超距作用并不錯，但量子整體性或遠程關聯(lián)性也不容忽視，它將展示有待進一步挖掘的深刻含義。4.分析理性與辯證理性的聯(lián)手，是化解科學上悖論的強有力的思想工具。

EPR悖論;分析理性;辯證理性;遠程關聯(lián)性;非超距作用

最近我應張建軍教授之約，為其《邏輯的社會功能》一書寫述評①桂起權:《分析理性與辯證理性聯(lián)手運用的智慧——＜邏輯的社會功能＞讀后》，《河南社會科學》2011(6)將發(fā)表。，所說的邏輯包括形式邏輯與辯證邏輯。其中討論到分析理性與辯證理性(也就是指，形式邏輯與辯證邏輯)的聯(lián)手，是化解科學上悖論的強有力的思想工具，并且以EPR悖論為典型案例。

我對張建軍悖論研究的基本觀點比較認同。他基于“情境語義學”而形成的悖論的語用學概念以及針對“公認背景知識”(即認知共同體的公共信念)的解悖路徑，已經(jīng)發(fā)展成為這一領域的主流觀點，同時又成為辯證邏輯研究進路之一?，F(xiàn)在已經(jīng)搞清楚:“悖論=埋藏在‘公認正確卻有缺陷的背景知識’之中的一種特殊的形式矛盾?！闭驗槿绱?，從那種被公認為正確的前提，經(jīng)過“準確無誤的推理”，卻能推出“矛盾”(矛盾等價式)來。根我的解讀，張建軍的解悖策略，是通過精致的邏輯分析，把那個在背景知識中埋藏得很深的“形式矛盾”挖掘出來，讓它在臺面上公開亮相，使含混概念得以澄清，這樣原先以為是“邏輯矛盾”的東西就化解掉了，辯證矛盾的本性也就得到正確理解。順便說，對于那個在背景知識中埋藏得很深的“形式矛盾”，趙總寬教授認為應當定性為“特殊的辯證矛盾”才對，張建軍教授將其定性為“特殊的邏輯矛盾”并不恰當。我認為，對該“形式矛盾”在不同情況下該如何定性可以另當別論。不管怎么說，這種細致分析的解悖策略非常之好，非常管用，且不說它有助于化解社會矛盾，我有切身體驗的是，它可以應用于科學上的悖論或重大疑難問題，如著名的EPR悖論之爭的消解②桂起權，姜小慧:《EPR悖論、量子遠程關聯(lián)與判決性實驗》，《科學技術哲學研究》2009(6);桂起權、姜小慧:《EPR佯謬、量子實在的弱個體性與遠程關聯(lián)》，《哲學評論》2010年第8輯。。我和姜小慧曾經(jīng)將這一觀點報告于2009年7月的武漢“結構實在論與量子力學哲學國際會議”，并且對與會者的積極提問一一作出回應。

一、對EPR悖論消極策略的一種簡單明了的概述

在《邏輯的社會功能》一書的讀后感中，我嘗試用最簡單、最通俗明白的語言來解釋EPR悖論的消極策略:

1935年，愛因斯坦(1879－1955)與玻爾(1885－1962)就EPR理想實驗引出的悖論問題發(fā)生針鋒相對的論戰(zhàn)，這次爭論直至他倆逝世還沒有最后定論。1980－1990年代，通過對貝爾不等式的一系列實驗(被看做“判決性實驗”)檢驗之后，現(xiàn)在學術界最流行的說法是，玻爾的量子力學觀點取得了決定性的勝利，愛因斯坦觀點失利了。但是，一般人心中的一個疙瘩——量子力學與相對論之間是否真的存在矛盾——并沒有真正被解開。

那么，矛盾或沖突的焦點究竟在哪里?焦點在于量子系統(tǒng)該不該有“非定域性”:(1)愛因斯坦:通過理想實驗從邏輯上推出，“在量子世界中，相互遠離的粒子(或系統(tǒng))之間必定存在著不可思議的遠程關聯(lián)性”(測量其一，即知其二)①確切地說，當兩個粒子形成單態(tài)時，對粒子1的測量會立即影響對粒子2的測量結果，即使兩者是遠隔粒子。。為什么感到不可思議?理由是“超距作用是不可能的”，物理粒子應當具有“獨立實在性”和“個體性”，它自己該怎么樣就怎么樣，與別處的測量毫無關系。怎么能產(chǎn)生遠程關聯(lián)呢?(2)玻爾認為，這種遠程關聯(lián)性應當認為是事實!量子系統(tǒng)本應具有整體性。(3)那么，我們又如何合理調(diào)解兩者之間的矛盾呢?采用張建軍的解悖方案，我們提出了愛因斯坦與玻爾“平分秋色”的新觀點，認為兩邊各有各的道理，但每一方的表達方式都不完全對。至于量子力學與相對論，則并沒有任何實質性的矛盾!我們認為，采取張建軍所主張的細致邏輯分析的辦法，可以挖掘出公認背景知識中的含混預設，結果是，概念一經(jīng)澄清，邏輯矛盾也就煙消云散了。①玻爾這一方:量子系統(tǒng)的整體性和“遠程關聯(lián)性”確實得到實驗強有力的支持，但由此推出“量子粒子沒有(指:完全喪失)個體性”則是過了火。②張建軍:《廣義邏輯悖論研究及其社會文化功能》，中國辯證邏輯2005年學術討論會大會報告(桂林)，2005年11月。愛因斯坦那一方:堅持“物理客體有實在性”沒有錯;說量子粒子“不能完全沒有個體性”也沒有錯(但由于整體關聯(lián)性的存在，卻可以喪失部分個體性);堅持“超距作用不可能”沒有錯(但遠程關聯(lián)性不需要超距作用來傳遞)。我們必須采用辯證理性的思維方式看問題，不能簡單地“非此即彼”!辯證理性與分析理性并不機械地相互否定，細致的邏輯分析既有助于排除因概念含混導致的邏輯矛盾，也有助于合理展示事物辯證本性的真諦，于是辯證邏輯的“反形式邏輯的假象”也就化解掉了。以上，我對愛因斯坦－玻爾關于EPR悖論之爭的消解，所使用的正是張建軍所建議的解悖方案。從這里，還可以看出邏輯與科學精神的密切關系，而邏輯既包括分析理性，也包括辯證理性，兩種成分缺一不可。進一步的詳細的分析見下:

二、悖論的根源在于公共知識是可錯的或“有缺陷的”

悖論問題在我國邏輯學界一直受到高度關注，最近幾年幾乎達成了某種共識。最有代表性的并且得到廣泛認同的是南京大學張建軍教授的觀點。他認為，在悖論的含義中包含著三個最基本的結構要素:一是“公認正確的背景知識”，二是“精密無誤的邏輯推導”，三是最終“可以建立矛盾等價式”。他采用情境語義學觀點，強調(diào)悖論實際上是一種語用現(xiàn)象，它總是相對于一定時代的背景知識(即相對于一定的認知共同體的公共知識)而言的。按照我的解讀，在一定時代背景下得到公認的并且認為毫無問題的觀點(作為預設或出發(fā)點)，后來卻發(fā)現(xiàn)其實在深層次包含潛在的“形式矛盾”。②我十分贊同這個基本觀點。但是，我認為，第一個要素“公認正確的背景知識”在表述上仍然具有一定的含糊性，需要進一步澄清。羅素講過，產(chǎn)生悖論的背景知識其實是“有毛病的”，雖然張建軍提到這一點，但是強調(diào)得不夠。我們主張強化這一點:恰恰是“有毛病的背景知識”卻又得到公認、得到默許，最終才會引出矛盾等價式來。要不然，“正確無誤的推理”怎么會平白無故地產(chǎn)生矛盾呢?難道是邏輯本身發(fā)了瘋不成?其實，“矛盾”不在別的地方，它就潛伏在公共知識之中，只是埋藏得很深，一時不易察覺，更不用說把它挖掘出來了，即使資深的邏輯學家(如羅素、弗雷格)或大科學家(如玻爾、愛因斯坦)對此也會感到傷透腦筋。要不然，何以能解釋它能夠得到公認、得到默許呢。由于趙總寬不承認“特殊的邏輯矛盾”的說法，未必接受“有毛病的背景知識”得到公認之說。為了兼容趙總寬與張建軍的觀點，我主張這樣一種提法:對于悖論的第一個要素“公認正確的背景知識”，只強調(diào)它在深層次暗含“形式矛盾”，這樣就比較“中性化”，既不定性為“邏輯矛盾”(不說它“有毛病”)，也不定性為“辯證矛盾”。這樣做，是為了避免無謂之爭，而把注意力集中于如何消解矛盾。

有人說，從現(xiàn)代眼光看，古代許多著名悖論其實不是嚴格意義的悖論(比如說，關于自然數(shù)集的萊布尼茨“部分=整體”的悖論，現(xiàn)在不再是悖論了，等等)。這句話里其實包含糊涂觀念。因為，既然悖論總是相對于一定時代的背景知識的，那么同樣可以說從將來的觀點看，現(xiàn)代許多典型的悖論其實也不會是嚴格意義的悖論了。應當說，對于古希臘時代，“芝諾悖論”(我們只是取其簡單形式)就是正兒八經(jīng)的悖論。芝諾說，為了走完全程 ，必須先走完它的一半(1/2)，為了走完那個“一半”，又必須先走完“一半的一半”……(1/4，1/8，1/16……)，永遠沒完沒了。問題就出在，在古希臘人的“公認正確的背景知識”之中，默認了一個錯誤前提:無窮多個數(shù)量之和必定是無窮大。為什么說這種背景知識有問題?因為后來人們懂得了，無窮多個“無窮小量”之和可以等于常數(shù)，可以不是無窮大。其實，古代當作“真理”的事，在新時代就未必是真理。毛澤東在贊揚“窮棒子精神”時就說過一句有趣的話:“雞毛不能上天”這個古代的真理在社會主義時代就不再是真理了。反過來也一樣，背景知識翻新了，隱含的毛病改掉了，于是曾經(jīng)以為荒謬的結論，就可以不再認為是荒謬的了。這樣，經(jīng)過細致的語義分析和邏輯分析，悖論中的“矛盾”也就破解了。中國物理學家喜歡把物理學中的paradox翻譯為“佯謬”(虛假的謬論)，就包含這一層意思。

三、從EPR論證到貝爾不等式的實驗檢驗

眾所周知，貝爾不等式(1964)的建立起因于愛因斯坦等人的EPR論證(1935)，即對EPR悖論的分析，并且還受到玻姆量子理論的啟發(fā)。

從邏輯的觀點看，EPR悖論也屬于悖論的范疇，因此我們就可以從其產(chǎn)生的前提或者背景知識出發(fā)去尋找悖論產(chǎn)生的根源。1935年，愛因斯坦、波多爾斯基、羅森聯(lián)名發(fā)表《能認為量子力學對實在的描述是完備的嗎?》，即著名的EPR論文。其中的理想實驗推論稱作EPR論證。簡單地說，論證的基本前提是:(1)完備理論的必要條件:“物理實在的每一要素，必須在物理理論中有其對應概念”。假如在一個物理理論中，物理實在的某些要素居然找不到其對應概念，那么就很難說它是完備的理論;(2)物理實在的判據(jù):能夠無干擾地界定、測定物理體系的狀態(tài)。特別值得注意的是:(3)在物理實在的判據(jù)背后還包含著一個重要預設:“空間上分隔開的客體的實在狀態(tài)是彼此獨立的”。一個物理系統(tǒng)自己該怎么樣就怎么樣，與別的系統(tǒng)處于什么狀態(tài)毫不相干，也與外界對它測量與否毫不相干。試想如果一個物理系統(tǒng)老是與外界的干擾隔不開、扯不清，那么它還能有資格稱作“獨立的物理實在”嗎?它自己還能像它自己嗎?EPR理想實驗的設計要點是:設定一個有二粒子A、B的復合系統(tǒng)，A、B只發(fā)生過短暫相互作用而分離成為“遠隔粒子”，然而根據(jù)量子力學的要求，不管A、B兩者分離有多遠，結果將會是A與B的狀態(tài)總是存在著不可思議的相互依賴性(這通過刻畫A與B狀態(tài)的波函數(shù)之間的依賴性表現(xiàn)出來)，只要測量其一就可以知道其二。推論的結果是，不僅違背了愛因斯坦等人所設定的“無干擾測定”物理實在的判據(jù)，而且完全背離了“空間上分隔開的客體及其實在狀態(tài)是彼此獨立的”預設。不過，這個預設不是在一開始就明明白白作為前提而直接給出的，而是用理想實驗和EPR論證這種“思想的鏟子”從“公認正確的背景知識”的深處挖掘出來的。唯物主義者喜歡說，“客觀實在是獨立于人們的意志而存在的”(所謂“物質第一性”)，常識實在論也認同這一點?？墒?，人們的背景知識本身就是有缺陷的，常識帶有一定的含糊性。在常識中并沒有仔細地分清楚“客體本身的獨立性”還是“客體狀態(tài)的獨立性”?，F(xiàn)在量子力學所涉及的糾纏態(tài)，究竟是否定了哪一種“獨立性”呢?顯然，糾纏態(tài)的存在決不能成為取消客觀實在性的理由，但是它確實讓愛因斯坦感到傷透腦筋。

1935年，愛因斯坦等人借助于上述理想實驗和EPR論證所得到的EPR悖論，確實發(fā)掘了量子力學背后在元理論層次的奇特假設，一種在表面上類似于“超距作用”的非定域性假設。應該說，從此開始了對非定域性的研究，EPR論證揭示出在量子世界中，相互遠離的系統(tǒng)之間存在著意想不到的奇異關聯(lián)性。尤其是在1951年，玻姆用來解讀EPR的自旋關聯(lián)的思想實驗提出以后，正統(tǒng)量子力學及其各種解釋都認定這種關聯(lián)就是非定域性的，即使在兩個光信號無法到達的系統(tǒng)之間仍然具有這種非定域影響。1964年以后，貝爾不等式的發(fā)現(xiàn)和貝爾定理的形成，看起來都有力的支持了量子力學的非定域性。

一般人都認同，狹義相對論的基礎原理應當是“定域性”，然而量子力學卻引出了“非定域性”的結果。試問此兩者豈非互相矛盾?照理說，現(xiàn)代科學的兩大支柱不應該相互否定。我相信，未必需要作出非此即彼的選擇，肯定相對論未必要導致否定量子力學，肯定量子力學，也未必要導致否定相對論。在這里，辯證法和辯證邏輯的理念或許會給我們帶來應有的啟示。那么，這究竟是怎么一回事?其深層含義有待于語義分析的進一步澄清。

根據(jù)趙丹在其博士論文《量子測量的語境論解釋》中的分析，從最初玻姆對EPR實驗(1935)所提出的獨特的語義表征(1951)→到貝爾(貝爾不等式)的語義轉換(1964)→再到新的系列實驗檢驗中的語義實現(xiàn)(1980年代)，是一個相當漫長的歷史過程①趙丹:《量子測量的語境論解釋》，山西大學博士學位論文，2011年6月14日答辯。。在EPR論證從理想實驗向真實實驗的轉化過程中，玻姆起了關鍵性的作用。玻姆在《量子理論》(1951)一書中，將EPR論文中所討論的兩個粒子之間的坐標或者動量的關聯(lián)，改換成兩個粒子的自旋分量之間的關聯(lián)。由于自旋關聯(lián)不受兩個粒子之間的距離的影響，使得有可能進行真正的實驗來檢驗這種關聯(lián)所遵循的規(guī)律。此后，大家所講的“EPR關聯(lián)”，指的都是自旋關聯(lián)了(盡管實質上還存在意義變化)。

直到貝爾發(fā)表了《關于EPR悖論》(1964)一文，在理論上才取得了真正的突破。貝爾一方面像愛因斯坦的EPR原始論文中所做的那樣假定粒子具有“實在性和定域性”，另一方面又受玻姆的啟發(fā)，企圖通過引進“隱變量”來恢復量子力學的定域因果性，正是基于“定域實在論”和“有隱變量存在”這兩大假設，他巧妙地運用在多個不同方向上的自旋關聯(lián)函數(shù)，沿用經(jīng)典統(tǒng)計法求出了可供實驗檢驗的一個自旋相關度的不等式，后人稱作“貝爾不等式”。從而證明了現(xiàn)在稱作“貝爾定理”的結論:“任何定域隱變量理論都不可能重現(xiàn)量子力學的全部統(tǒng)計預言”，意即兩者不可兼容。在作為貝爾最初工作的這些推導里，起到關鍵作用的假設就相當于愛因斯坦的“定域實在性”。

后來又有貝爾不等式的一個變種，稱為CHSH不等式，適合于用光學實驗的檢驗。于是物理學家們普遍認為，以貝爾不等式和貝爾定理為基礎，可以設計出一種“判決性實驗”，用以在愛因斯坦的“定域性實在論”與“正統(tǒng)量子力學”這兩種看似對立的理論之間做出生死裁決。試圖將CHSH不等式用于實驗檢驗的研究者，是這樣進行實驗設計的:他們考慮一對偏振糾纏光子，各經(jīng)過一個偏振器，到達一個探測器進行檢驗。設置兩個偏振器的方向各為A和B，實驗可測量偏振關聯(lián)函數(shù)E(A，B)。如果改變所設置的偏振器的方向，可以有(A，B)(A，B')(A'，B)(A'，B')，這樣四種情況，他們導出的不等式:

E(A，B)－ E(A，B')+E(A'，B)+(A'，B')≤2

若取(A，B')的夾角為67.5度，其余三種情況均為22.5度，由于量子力學預言的值為2乘以根號2，這個值違背了CHSH不等式。

20世紀70年代以來，貝爾不等式的實驗檢驗(特別是奧地利因斯布魯克小組的實驗)的結果表明，貝爾不等式明顯不成立。這一事實充分體現(xiàn)了對正統(tǒng)量子力學的支持，一般人都認為同時也給愛因斯坦的“定域實在性”以決定性的打擊。其實，問題本身存在復雜性，這里還折射出未被充分消化的更深刻的科學內(nèi)涵。貝爾說過，當我們考慮多于一個粒子的情況時，研究玻姆的量子勢理論，會立即導致遠隔作用問題或“非定域性”和EPR關聯(lián)性問題。

有趣的是，盡管阿斯佩克特等人的實驗檢驗結果基本符合量子力學的預言，不少物理學家由此認定“愛因斯坦的定域實在論錯了”。然而，阿斯佩克特本人卻在2007年4月的Nature上的一篇論文中承認，我們可以選擇放棄原初的定域性和實在論這兩個概念之一，或者甚至同時放棄兩者，這在邏輯上并無必然的答案。如果我們采取辯證邏輯的流動范疇的觀點看問題，而不是采取常規(guī)的固定范疇的眼光看問題。那么，我們就能發(fā)現(xiàn)更加開闊的可能世界:實際上，無論對于定域性還是實在論的舊觀念，還都可以選擇在一定程度上的放棄，然而放棄之中仍然可以保留有實質上的某種不放棄。為什么非要那么“非此即彼、非真即假”呢?為什么不可能是“部分真又部分假”呢?為什么不能通過細致的邏輯分析，去弄清楚哪一部分為真，哪一部分為假呢?看來在相互競爭理論之間不宜做出天真的生死判決，既不要輕易地把局部證偽誤以為整體證偽，也不要輕易地把局部證實誤以為整體證實，看來認定“愛因斯坦的定域實在論必定錯了”的論斷是過分強硬和過分簡單化了，這樣做也許會遺漏了一些重要的中間可能性。到這里，我們已經(jīng)涉及到判決性實驗及其邏輯結構的問題了。

四、“判決性實驗”可以有相對可靠的邏輯基礎

——“船上修船”與“沼澤地”隱喻

所謂判決性實驗，是科學家特別設計的一種實驗，其目的是，要在關于同一個論題相互競爭的假說之間做出客觀判決，而實驗結果應當是對其中一方?jīng)Q定性的支持，而對另一方?jīng)Q定性的反駁，最理想的情況當然是兩者絕然相互排斥、非此即彼，從而可以做出公正裁決。例如，對于我們現(xiàn)在所討論的EPR議題來說，量子力學和相對論所爭議論題是“定域實在性是否有效”。問題在于，科學家真能十分干脆地實現(xiàn)這種“生死判決”嗎?實際上很難做到這一點。于是，有人喜歡走極端，要么斷定可以作“生死判決”，即宣稱判決性實驗具有絕對的判決力，否則就倒向另一邊，干脆斷定“沒有任何判決力”，即根本不存在什么“判決性實驗”。我們不贊成這種“非此即彼”的非分析性的態(tài)度。其實，退一步海闊天空，真理往往不在任何一個極端之上，而在兩個極端之間。那么，科學家在多大程度上能夠作出合理判決呢?判決性實驗能否保持相對確定的判決效力呢?

由于科學理論是由核心假說、輔助假說加先行條件這幾個要素所組成的復雜整體，并且處于一定的背景知識之中。因此，當某個理論作為整體遭受實驗反駁時，其核心假說未必有錯，仍有可能通過調(diào)整其它要素來取得協(xié)調(diào)。一個科學理論就像是一座結構復雜的城堡，單單是某一面墻的毀壞，影響不了整個城堡的存在，經(jīng)過修復，城堡仍舊可以堅固如初。我們曾經(jīng)在《判決性實驗的相對確定性與判決效力》①桂起權，姜琳:《判決性實驗的相對確定性與判決效力》，載《山東科技大學學報》2006年第1期。一文中，肯定了判決性實驗在科學理論的檢驗和辯護中起著重要的方法論功能。根據(jù)整體主義的方法論理念，判決性實驗沒有近代科學家想象的絕對化的判決力，雖然如此，卻仍有相對的確定性與判決效力。判決性實驗涉及兩個相互競爭假說，實驗結果對其中一方的支持和對另一方的反駁都是相當于當時的背景知識而言的，因而具有相對的性質。盡管背景知識是隨著時代的發(fā)展不斷向前推進的，然而它仍然具有足夠的確定性和可靠性來支持理論的合理性。

從物理學史上看，判定的歷史過程確實包含著復雜性。雖說1850年傅科實驗的結果(即“光在水流中傳播速度比真空中慢”)在當時給“光的波動說”以決定性的支持，但對于粒子說的反駁卻并非決定性的，那時關于“光不是粒子”的推斷是過火的。因為牛頓的粒子說中真正有錯的只是“光密媒質中引力更大”，其實那只是一個附加假說，而核心假說“光是粒子”未必有錯。也就是說，傅科對光的粒子說的反駁，只證偽其輔助假說，未證偽其核心假說，換句話說，只是局部證偽，而不是整體證偽。無論單純的波動說還是單純的微粒說都并不擁有完全真理，而只是擁有局部真理。直至20世紀初，有了光電效應的光量子論解釋，人們才算弄明白這一點?？墒沁@些只能算是“事后的明鑒”。

上述這段歷史教訓，對于解讀愛因斯坦與玻爾關于EPR悖論之爭來說，不能說沒有啟示。在關于“貝爾不等式”的判決性實驗中，如果“定域性假設”成立，實驗結果就要受到“貝爾不等式”的限制;如果只滿足量子力學一般性要求，則不必受到“貝爾不等式”的限制。初看起來，結果必定是涇渭分明、非此即彼的。

然而，正如拉卡托斯所注意到的，這里涉及的不是理論與實驗之間簡單的雙方關系，而是相互競爭理論與實驗之間復雜的三方關系?？梢?，判定過程確實包含著復雜性。在目前所討論的問題上，貝爾不等式的判決性實驗就比一般人所想象的“判決力”要弱了很多。即使評定了量子力學存在整體“遠程關聯(lián)性”是“對了”，據(jù)此也并不能評定量子粒子存在“客體性”必定是“錯了”，“整體關聯(lián)性”的存在未必能使其“個體性∕獨立性”就完全喪失殆盡。憑什么非得“非此即彼”呢?!

其實，在不同科學學派之爭，正如論辯術的交鋒(如大專辯論會的辯論)過程那樣，正方與反方往往各自都有相對充分的理由。在科學學派爭論的中間過程中，對方的批評往往是一方面起到局部證偽(迫使你放棄不合理的輔助假說)的作用，而在另一方面卻又有幫助澄清“硬核”(迫使你亮出底牌，交代出不可放棄的核心原理究竟是什么)的作用。

依我們看，將背景知識接受為真，只能是相對于一定時代的，相對于一定的科學共同體和認知共同體而言的。背景知識的相對可靠性問題，也就是科學的經(jīng)驗基礎的相對可靠性問題，維也納小組的紐拉特通過“船上修船”的著名隱喻，波普爾通過“沼澤地”隱喻早就給出了合理的解答。

紐拉特說:“我們沒有一個固定的點能作為撬動地球的支點;同樣，科學也沒有建立在絕對堅實的基礎上。我們實際的處境就好像，我們乘船在大海上航行，并且要在旅途中更換船的部件?！雹贜eurath，O.:Unified Science and its Encyclopaedia，Philosophy of Science，Vol.4，No.2，Apr.，1937，pp.78 －79.紐拉特本人對“船上修船”的隱喻在不同場合有過五種不同的表述，可見他多么珍愛它，卡爾納普和愛因斯坦都十分贊賞這一妙不可言的隱喻。我們還可以引用波普爾的“沼澤地”隱喻作為參照。波普爾說:“客觀科學的經(jīng)驗基礎沒有任何‘絕對的’東西?？茖W不是建立在堅固的基石之上?？梢哉f，科學理論的大膽結構仿佛聳立在沼澤之上。它就像樹立在木樁上的建筑物，木樁從上面被打進沼澤中，但是沒有到達任何自然的或‘既定的’基底;……我們只是在認為木樁至少暫時堅固得足以支持這個結構的時候停下來。”①Popper，K.R.:The Logic of Scientific Discovery，Basic Books，1968，p.111.這句話說明對波普爾而言，科學的經(jīng)驗基礎是可錯的、約定的和理論負荷的。

總起來說，我們借助于“船上修船”和“沼澤地”隱喻，在基礎主義與反基礎主義的兩極張力之間達到了一種微妙的平衡。背景知識盡管沒有絕對穩(wěn)固的基礎，卻在動態(tài)變化之中可以提供相對穩(wěn)定并且相對可靠的、夠用的基礎，并且能夠隨著認識的運動不斷向前推進。

于是，從科學哲學觀點看，要想從迪昂－蒯因的整體論論題中分離h∧α，也就是要把待檢驗假說與相對確定為真的“背景知識”明確地分離開來，是可以有合理的根據(jù)的。它隨同基礎主義的合理成分、科學信念的合理性一起，可以得到恰當?shù)霓q護。

五、愛因斯坦與玻爾觀點平分秋色:“客體獨立性”與量子遠程關聯(lián)都有理

EPR論證中所包含的定域性∕非定域性的悖論(佯謬)，是量子力學中十分迷人的問題之一。如前所述，最近若干年來，我國邏輯學界對于悖論的研究有了很大的進展。主要的認識是:悖論具有語用學的性質，悖論中的“矛盾”起源于至少在表述上有缺陷的共識(大家不知不覺地都已經(jīng)接受下來的背景知識和預設，其實居然暗含矛盾!)，不過它是埋藏得很深的，絕不容易被挖掘出來。反過來說，悖論連同理想實驗正好起到了思想鏟子的作用。

霍華德(Howard)觀點曾經(jīng)給予我們極大的啟發(fā)。重要的是，霍華德在1985年對愛因斯坦自己的論證(主要根據(jù)1948年的《量子力學與實在》②愛因斯坦:《愛因斯坦文集》(第一卷)，商務印書館1976年版，第447－451頁。一文)與EPR論證之間差別做了細致而獨特的研究。他發(fā)現(xiàn)，原來愛因斯坦對1935年的EPR論文還不夠滿意，因為它未能準確而充分地表達愛因斯坦的深層思想和真實用意。怎么會這樣呢?因為他初到美國不久，用英語表達不如用德語順暢，不得已讓波多爾斯基執(zhí)筆?；羧A德根據(jù)那篇1948年論文明確概括出愛因斯坦的兩大基本假設是:(1)個體性原理——“承認空間中彼此遠離的客體存在(‘自在’)的獨立性”③成素梅:《在宏觀與微觀之間——量子測量的解釋語境與實在論》，中山大學出版社2006年版，第163頁。(霍華德稱之為“分離性假設”。必須注意，霍華德在復述時已把“客體的獨立性”校正為“客體的實在狀態(tài)的獨立性”)。愛因斯坦并沒有直接批評量子力學取消了“客體的獨立性”，但是他對“量子態(tài)的糾纏”取消了“實在態(tài)的獨立性”確實很不滿。(2)鄰接性原理——“作用于A的外界影響對B并沒有直接影響”④成素梅:《在宏觀與微觀之間——量子測量的解釋語境與實在論》，中山大學出版社2006年版，第163頁。(霍華德稱之為定域作用假設)。根據(jù)霍華德對貝爾的再分析，貝爾定域性觀念的實質就是“定域相互作用”與“可分離性”(承認獨立實在態(tài))這兩個假設的合取。破壞兩者之一，就即出現(xiàn)“非定域性”現(xiàn)象。因此，“貝爾不等式所揭示的非定域性，指的是定域的非分離性，而不是指非定域的相互作用。”⑤成素梅:《在宏觀與微觀之間——量子測量的解釋語境與實在論》，中山大學出版社2006年版，第167頁。根據(jù)細致的語義分析的要求，我們可以說，在“定域的非分離性”一詞之中，“定域”指的是——相互作用卻仍然是相對論所要求的非超距的、鄰接性的定域作用(按照我們的發(fā)揮，作為物理客體的量子粒子仍然可以有稍遜的“個體性”和“定域性”);而“非分離性”指的是——“實在態(tài)”卻是糾纏的，不再是獨立可分離的了。因此，量子力學所說的非定域的遠程關聯(lián)仍然可以在相對論的背景中存在。于是，量子力學與相對論之間表觀的邏輯矛盾可以消解。原先“有毛病的”背景知識中含混、不確切的概念得以澄清?；羧A德所做分析的目標正在于此。

上文“定域的非分離性”一語，言簡意賅，從表面上看含義似乎相互矛盾，聽起來別扭。實際上，它只是想從科學的角度來表明相對論和量子力學兩者都沒有錯，各自都有獨特的視角和正確的理由，同時從哲學的角度看又帶有辯證的意味，因為它使得定域性∕非定域性理念的合理結合成為可能。這就像宇宙學的“有限無邊”的拓撲結構(高維的克萊因瓶)，地球上的“南方有窮而無窮”，拓撲學的麥比烏斯帶(正面同時又是背面)等等，科學上是合理的，邏輯上沒有矛盾，哲學上又帶有辯證的意味。反過來說，富有辯證意味的論斷，盡管它往往具有“正言若反”的性質，然而只要堅持精微細致的語義分析與邏輯分析，則那種似乎“自相矛盾”的“反形式邏輯的假象”也就自然消解掉了。

再來看佳雷特(Jarrett)等人是如何看待這個問題的。佳雷特發(fā)現(xiàn)，貝爾的定域性條件等價于另外兩個條件的合取，他稱為“定域性”和“完備性”①Shimony:Search for A Worldview Which Can Accommodate Our Knowledge of Microphysics，Philosophical Consequences of Quantum Theory ——Reflections on Bell‘ Theorem，University of Notre Dame Press，1989，p.29.;而西蒙尼則建議將這兩個條件叫做“參數(shù)獨立性”和“結果獨立性”。西蒙尼說:“如果其中一個粒子的觀察結果的概率獨立于分析另一粒子所涉及的參數(shù)，那么前一條件就成立;如果其中一個粒子的觀察結果獨立于另一粒子的觀察結果，那么后一條件成立?！雹赟himony:Search for A Worldview Which Can Accommodate Our Knowledge of Microphysics，Philosophical Consequences of Quantum Theory——Reflections on Bell’Theorem，University of Notre Dame Press，1989，p.29.佳雷特的結論是貝爾不等式的違背只能說明量子力學不能滿足完備性(結果獨立性)條件，但是信息的傳遞仍然是低于光速的，即定域性條件依然成立?！敖Y果是，即使在相對論理論和量子力學對完備性條件的違背之間存在明顯的張力，然而在量子力學和相對論理論之間仍然會‘和平共存’。”③Shimony:Search for A Worldview Which Can Accommodate Our Knowledge of Microphysics，Philosophical Consequences of Quantum Theory Reflections on Bell’Theorem，University of Notre Dame Press，1989，p.29.

EPR論文揭示了由量子力學理論的內(nèi)在邏輯可以導出量子遠程關聯(lián)的存在性，這是與常識相悖的，似乎威脅到常識實在論的理念。作為建構經(jīng)驗論者的范·弗拉森采取退讓策略，他采用“可觀察量”代替EPR原文中的“實在”，結果拯救了EPR推理，表明原推理仍然有效，量子遠程關聯(lián)應當成立，即使放棄馮·諾依曼的“投影假設”仍然如此。因此，看起來巧妙地回避了實在與非實在之爭。按照范·弗拉森的處理方案，他在細致分析了量子遠程關聯(lián)多種可能的哲學解釋(機遇、巧合、同格、前定和諧、邏輯同一和共因)，并加以一一排除④Van Fraassen，B.C.:Quantum Mechanics:An Empiricist View，Clarendon Press，1991，p.413.之后，最后引出可以定性為“純統(tǒng)計性關聯(lián)”的結論。

我們的最新想法是，采用“相對可分離的整體性”的理念⑤萬小龍:《全同粒子的哲學問題》，載《哲學研究》2005年第2期。來討論物理實在、實體的“個體性”、“獨立性”和“整體關聯(lián)性”，用以解訣EPR悖論問題。

科學哲學的公認觀點認為，量子對象的本質是這樣的:它們不能被理解為任何標準形而上學意義上的“個體”(優(yōu)雅而且準確的說法)，換成更簡單又極端的說法是“量子粒子沒有個體性”。作為科學實在論者的張華夏教授也認為，微觀世界的“個體性”不能成立。有意思的是，他在不久前的“第一屆國際結構實在論與物理學哲學”學術研討會(2009，武漢)上所提交的《論曹天予的實體——結構實在論》⑥張華夏:《論曹天予的實體－結構實在論》，“第一屆國際結構實在論與物理學哲學”學術研討會(武漢)，2009年7月。一文中，專門討論了對“實體”的傳統(tǒng)鑒別標準——即“載體性”、“獨立性”、“個體性”和“穩(wěn)定性”四大特征。他指出，由于量子物理學說明全同粒子(特別是玻色子)具有不可識別性，加之量子纏結說明存在不可分離的整體性，因此他承認微觀世界的“個體性”不能成立。不過他仍然竭力維護微觀粒子或場的“實體性”，認為少了“個體性”并不妨害“實體性”，這不過是從傳統(tǒng)的實體標準中去掉了一個標準罷了。

我們的觀點則有微妙的差別，我們認為在一定的約束條件下微觀粒子不僅仍然具有“獨立實體性”，而且仍然保留著稍遜的“弱個體性”，盡管它不再能夠滿足“個體性”的經(jīng)典標準。

萬小龍教授曾在其論文《全同粒子的哲學問題》⑦萬小龍:《全同粒子的哲學問題》，載《哲學研究》2005年第2期。中提出，“全同粒子的聚合顯示了相對可分離的整體性”，而EPR粒子對正是全同粒子聚合的典型例示。他指出，“可分離性”是指相關聯(lián)的整體仍然是有兩個粒子組成，“相對”是指這兩個粒子只有基數(shù)上的不同，卻沒有序數(shù)上的分別。我們借用并且引申了萬小龍的這一概念，作出了自己的解讀，認為用“相對可分離的個體性”來解釋和捍衛(wèi)弱化了的愛因斯坦“定域實在論”(弱化到與量子力學不相矛盾)。我們說，在量子領域微觀客體的“個體性”并沒有完全喪失，這就是“定域實在論”在很大程度上仍然沒有失效的根據(jù)。全同粒子仍然具有基本的“個體性”，它只是喪失了“序數(shù)可區(qū)分性”(無法知道誰是第一，誰是第二)，但同時仍保留了“基數(shù)可區(qū)分性”(是兩個粒子而不是一個粒子)，粒子還是相對獨立的粒子，仍然在很大程度上具有定域性。然而，又由于相對可分離的整體性，它畢竟不是絕對可分離的，它的定域性不徹底，個體性不徹底，整體性體現(xiàn)在量子態(tài)的全域相關性上，即非定域性描述的對象是量子態(tài)而不是粒子本身。因此，這種有限定的個體性/定域性，也就不排斥遠程關聯(lián)，看起來水火不容的定域性條件和非定域性結果之間也就可以協(xié)調(diào)起來了。悖論問題也就得以消解。在這里，辯證法的“相反相成”的精神“無所在又無所不在”，我們在每一句話里所使用的都是辯證邏輯的流動范疇，然而并不違背形式邏輯。

總而言之，我們確信，辯證理性無疑是化解悖論和矛盾最理想的思想工具，它的優(yōu)勢在于整體性的思考，它在方法論上有助發(fā)現(xiàn)的功能，它能對發(fā)現(xiàn)看似對立的觀點兼容的可能性提供啟示(例如就EPR悖論而言，辯證理性會提醒或暗示人們，非定域性與定域性未必勢不兩立，整體性與個體性不見得非此即彼，肯定整體性(遠程關聯(lián)性)未必要對量子客體的個體相對獨立性全盤否定等等)，但辯證理性必須在分析理性的細致操作基礎之上行事，必須根據(jù)確鑿的科學事實尋找對立面轉化的具體條件，否則它將可能淪于空泛，失去具體性;反過來說，分析理性的優(yōu)勢則在于它的可操作性和貼近實際，但必須在辯證理性的引導下行事，否則它將或者“只見樹木，不見森林”(例如看到了物理客體的獨立性、個體性，就看不到整體性、遠程關聯(lián)性)，或者“非此即彼，偏執(zhí)一方”(例如肯定了量子遠程關聯(lián)性，就全盤否定個體性，或者就陷入超距作用的泥潭)，這樣子，就容易陷入盲目性，失去方向性。只有辯證理性與分析理性兩者的有機結合，才會取得最理想的效果。

最后，重申一下我們的解悖策略:要通過精致的邏輯分析，把那個在認知共同體的公共背景知識中埋藏得很深的“形式矛盾”挖掘出來，讓它暴露在光天化日之下，使那預設中所包含的含混概念得以澄清，這樣原先以為是“邏輯矛盾”的東西就化解掉了，而辯證矛盾的本性也就得到正確理解。一句話，分析理性與辯證理性聯(lián)手運用=消解科學中悖論的強有力的方法論手段。

An Analysis of EPR Paradox——The Alliance of Analytical Reason and Dialectical Reason

GUI Qi-quan
(School of Philosophy，Wuhan University，Wuhan，Hubei 430072，China)

This paper presents the following viewpoints:First，the key point or the root of a paradox lies in that the background knowledge is“defective”，but accepted as correct.Secondly，EPR paradox is a famous theory in the domain of quantum mechanics.Einstein and others unearthed a unique non－local hypothesis in meta－theoretical level which is latent in quantum mechanics by means of ideal experiment and EPR argument.Apparently，it seems to violate the requirements of the Theory of Relativity.Thirdly，it is true that Einstein wants to defend realism and non－ action－at－a－distance，but globalism in quantum mechanics or long－range correlation should not be ignored，which will indicate that they have profound implications to be further explored.Finally，the alliance of analytical reason and dialectical reason is a powerful thought instrument of resolving paradoxes in science.

EPR paradox;analytical reason;dialectical reason;long－range correlation;non－actionat－a－distance

B81

A

1672－9021(2010)04－0001－08

桂起權(1940－)，男，浙江寧波人，武漢大學哲學學院教授，博士生導師，主要研究方向:科學哲學。

2011－07－25

［責任編輯 陽崇波］