對(duì)于自然界的一切認(rèn)知，最終都將歸于物理學(xué)。

那么，物理學(xué)是如何認(rèn)識(shí)這個(gè)世界的呢？

物理，反映了人類對(duì)自然界的認(rèn)知

當(dāng)我們仔細(xì)地思索物理學(xué)的根源，探查人類對(duì)于自然的認(rèn)知時(shí)，就難免進(jìn)入“哲學(xué)”的領(lǐng)域。

自然哲學(xué)

現(xiàn)代人把哲學(xué)與科學(xué)分割成兩類學(xué)科，也是近幾十年的事情了；其實(shí)像“自然科學(xué)”或者“物理學(xué)”這些名字都是后來(lái)才有的，原來(lái)這些學(xué)問(wèn)都被稱為“自然哲學(xué)”，比如我們熟知的牛頓的著作——《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》。

這就引出了今天要領(lǐng)讀的一本你可能從未讀過(guò)的偉大著作《物理科學(xué)的哲學(xué)》——

其實(shí)按作者的本意，此書(shū)名應(yīng)該為《物理知識(shí)的本質(zhì)及對(duì)物理宇宙理論的應(yīng)用》，聽(tīng)起來(lái)就很誘人是不是？下面咱們先來(lái)介紹一下這個(gè)作者——

亞瑟·斯坦利·愛(ài)丁頓（Arthur Stanley Eddington）

愛(ài)丁頓是英國(guó)著名的天文學(xué)家、理論物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家和科學(xué)哲學(xué)家，這么說(shuō)大家可能沒(méi)有感覺(jué)很厲害，那么我們可以記住一件事：他就是首先理解愛(ài)因斯坦相對(duì)論的那么幾個(gè)人之一，并且就是他首先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了相對(duì)論的正確性。

愛(ài)丁頓于1882年生于英格蘭，20歲獲得科學(xué)學(xué)士學(xué)位，3年后于劍橋三一學(xué)院獲得碩士學(xué)位、科學(xué)與法學(xué)博士學(xué)位，后來(lái)依次于卡文迪許實(shí)驗(yàn)室、格林威治天文臺(tái)、劍橋大學(xué)天文臺(tái)工作，32歲就當(dāng)選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。

在愛(ài)丁頓37歲那年，恰巧有一次日食現(xiàn)象，愛(ài)丁頓抓住這次機(jī)會(huì)，組織英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的研究團(tuán)隊(duì)，用測(cè)量光線經(jīng)過(guò)太陽(yáng)旁邊時(shí)所發(fā)生的偏折而驗(yàn)證了愛(ài)因斯坦的理論，當(dāng)時(shí)正是戰(zhàn)爭(zhēng)最黑暗的時(shí)期，愛(ài)因斯坦人在德國(guó)，用政治術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，他是一名敵國(guó)科學(xué)家。正是由于這個(gè)背景，愛(ài)丁頓的行為成為了科學(xué)界的轟動(dòng)事件，用實(shí)際行動(dòng)展現(xiàn)了“科學(xué)無(wú)國(guó)界”。

也許我們還聽(tīng)說(shuō)過(guò)一個(gè)愛(ài)丁頓最早在科普書(shū)籍中提出的理論——“無(wú)限猴子理論”，他說(shuō)“如果許多猴子任意敲打打鍵盤(pán)，最終一定能寫(xiě)出大英博物館里的所有的書(shū)”，與劉慈欣的“詩(shī)云”有異曲同工之妙。

給猴子足夠的時(shí)間，它能打出所有優(yōu)美的篇章

愛(ài)丁頓一生著作無(wú)數(shù)，《物理科學(xué)的哲學(xué)》是他57歲那年關(guān)于相對(duì)論與量子力學(xué)的系統(tǒng)思考的總結(jié)。

科學(xué)認(rèn)識(shí)論

我們說(shuō)哲學(xué)是一種世界觀體系，它從具體的問(wèn)題總結(jié)歸納，又為新問(wèn)題做出解釋；因此無(wú)論是自然哲學(xué)、社會(huì)哲學(xué)還是人生哲學(xué)，都可以稱為一種認(rèn)識(shí)論，只不過(guò)認(rèn)識(shí)的來(lái)源不同。

人生哲學(xué)可以源于每個(gè)人的人生經(jīng)歷，但是，自然哲學(xué)的認(rèn)識(shí)論一定是來(lái)源于觀察與實(shí)驗(yàn)。

觀察，當(dāng)然不限于“看”，也不限于五觀，而可以是人的一切直接感受（其實(shí)非常有限）以及一切儀器測(cè)試的間接感受。

每一項(xiàng)物理知識(shí)必定是來(lái)源于一個(gè)“已經(jīng)完成或?qū)⒁瓿傻挠^察程序”。

也正是由于這一點(diǎn)，一切科學(xué)對(duì)于客觀世界的描述，都不可能完全客觀，都是主觀與客觀的統(tǒng)一。

相對(duì)論與量子力學(xué)

我們現(xiàn)在知道，宏觀物理由相對(duì)論描述，微觀物理由量子力學(xué)描述，而目前人類還無(wú)法將兩者統(tǒng)一。

這是非常奇怪的，難道宏觀世界不是由微觀粒子組成的嗎？

其實(shí)，相對(duì)論的哲學(xué)本質(zhì)是在闡述這樣一個(gè)事實(shí)：人類只能觀察到物理實(shí)體之間的關(guān)系。

最簡(jiǎn)單的理解，眼睛看到一個(gè)物體存在，本質(zhì)上只是感受到了一些光束而已；因此人類的世界只存在相對(duì)而沒(méi)有絕對(duì)。

海森堡的不確定原理顛覆了我們從宏觀物理世界中得到的認(rèn)識(shí)——“精確的位置與精確的速率不可能同時(shí)觀察到”，這也從量子力學(xué)的角度，提醒人類，觀察的局限性。

所以，量子力學(xué)的哲學(xué)本質(zhì)是在闡述這樣一個(gè)事實(shí)：人類只能觀察到物理量的概率。

相對(duì)論與量子力學(xué)從“其大無(wú)外，其小無(wú)內(nèi)”的兩個(gè)視角讓我們對(duì)世界有了新的認(rèn)知，也對(duì)人類自身觀察世界的能力有了新的認(rèn)識(shí)。從這個(gè)角度來(lái)講，我們目前得到的一切物理規(guī)律，很有可能，并不是宇宙本身的規(guī)律。

具體來(lái)說(shuō)，就有一個(gè)很可疑的問(wèn)題：微觀世界中的所謂基本粒子，有沒(méi)有可能就是我們制造的？因?yàn)楫吘梗孔恿W(xué)家并非是通過(guò)實(shí)際的觀察真正地區(qū)分和發(fā)現(xiàn)了獨(dú)立的粒子，而是通過(guò)實(shí)驗(yàn)工具干擾到了它們的活動(dòng)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，微觀世界中，人的意識(shí)足以影響到存在，因?yàn)?strong>實(shí)體的概念已經(jīng)完全被波所取代了。

分析思維的局限

人腦在思考問(wèn)題的時(shí)候，總是不由自主地干一件事——“分析”。

就比如“分學(xué)科”就是典型的分析——科學(xué)太龐雜了，所以咱們分解開(kāi)成為數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等等，這樣每個(gè)人只需要研究一部分科學(xué)了。

注意，宇宙本身并沒(méi)有分科！這只是人類的能力局限造成的結(jié)果。

物理是純粹的結(jié)構(gòu)性知識(shí)

什么叫結(jié)構(gòu)性的知識(shí)？

說(shuō)白了，就是知識(shí)完全是由數(shù)學(xué)來(lái)描述的，這樣的知識(shí)才能溝通和傳遞。

注意，數(shù)學(xué)完全是由我們的意識(shí)創(chuàng)造的結(jié)構(gòu)化的關(guān)系符號(hào)，而我們認(rèn)識(shí)的物理宇宙完全就只是能用數(shù)學(xué)描述出來(lái)的那個(gè)宇宙，這恰恰就是物理學(xué)的現(xiàn)狀。

仔細(xì)體會(huì)此處的邏輯，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，主觀與客觀完成了統(tǒng)一，意識(shí)與物質(zhì)的二元論不復(fù)存在。

近些年來(lái)，物理學(xué)越來(lái)越向自然哲學(xué)的靠近，就好像數(shù)學(xué)向邏輯學(xué)靠近一樣，每一種學(xué)問(wèn)都試圖探尋它的本質(zhì)屬性。

結(jié)語(yǔ)

物理學(xué)，在不斷顛覆著自己的同時(shí)也顛覆著人類的認(rèn)知，宇宙的奧秘、人類的起源都將以物理為始展開(kāi)帷幕。

物理，正在遠(yuǎn)離機(jī)械與冰冷，邁向靈性與溫度。

科技千里眼頭條號(hào)，長(zhǎng)期致力于以最易懂的講解詮釋科學(xué)技術(shù)知識(shí)，與中國(guó)所有自我教育者一同學(xué)習(xí)、理解科技、認(rèn)識(shí)世界。已發(fā)布專欄包括線性代數(shù)、微積分、概率統(tǒng)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)、MATLAB、有限元、多物理場(chǎng)、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)原理等各個(gè)方面，抓住核心思想，提煉學(xué)科精華，重構(gòu)知識(shí)體系，用生動(dòng)極簡(jiǎn)的語(yǔ)言，極速理解理論力學(xué)學(xué)科精要，輕松掌握學(xué)科應(yīng)用。