阿瑟·愛丁頓：《物理科學中的哲學》

對於自然界的一切認知，最終都將歸於物理學。

那麼，物理學是如何認識這個世界的呢？

物理，反映了人類對自然界的認知

當我們仔細地思索物理學的根源，探查人類對於自然的認知時，就難免進入「哲學」的領域。

自然哲學

現代人把哲學與科學分割成兩類學科，也是近幾十年的事情了；其實像「自然科學」或者「物理學」這些名字都是後來才有的，原來這些學問都被稱為「自然哲學」，比如我們熟知的牛頓的著作——《自然哲學的數學原理》。

這就引出了今天要領讀的一本你可能從未讀過的偉大著作《物理科學的哲學》——

其實按作者的本意，此書名應該為《物理知識的本質及對物理宇宙理論的應用》，聽起來就很誘人是不是？下面咱們先來介紹一下這個作者——

亞瑟·斯坦利·愛丁頓（Arthur Stanley Eddington）

愛丁頓是英國著名的天文學家、理論物理學家、數學家和科學哲學家，這麼說大家可能沒有感覺很厲害，那麼我們可以記住一件事：他就是首先理解愛因斯坦相對論的那麼幾個人之一，並且就是他首先設計實驗驗證了相對論的正確性。

愛丁頓於1882年生於英格蘭，20歲獲得科學學士學位，3年後於劍橋三一學院獲得碩士學位、科學與法學博士學位，後來依次於卡文迪許實驗室、格林威治天文臺、劍橋大學天文臺工作，32歲就當選為英國皇家學會會員。

在愛丁頓37歲那年，恰巧有一次日食現象，愛丁頓抓住這次機會，組織英國皇家學會的研究團隊，用測量光線經過太陽旁邊時所發生的偏折而驗證了愛因斯坦的理論，當時正是戰爭最黑暗的時期，愛因斯坦人在德國，用政治術語來說，他是一名敵國科學家。正是由於這個背景，愛丁頓的行為成為了科學界的轟動事件，用實際行動展現了「科學無國界」。

也許我們還聽說過一個愛丁頓最早在科普書籍中提出的理論——「無限猴子理論」，他說「如果許多猴子任意敲打打鍵盤，最終一定能寫出大英博物館裡的所有的書」，與劉慈欣的「詩云」有異曲同工之妙。

給猴子足夠的時間，它能打出所有優美的篇章

愛丁頓一生著作無數，《物理科學的哲學》是他57歲那年關於相對論與量子力學的系統思考的總結。

科學認識論

我們說哲學是一種世界觀體系，它從具體的問題總結歸納，又為新問題做出解釋；因此無論是自然哲學、社會哲學還是人生哲學，都可以稱為一種認識論，只不過認識的來源不同。

人生哲學可以源於每個人的人生經歷，但是，自然哲學的認識論一定是來源於觀察與實驗。

觀察，當然不限於「看」，也不限於五觀，而可以是人的一切直接感受（其實非常有限）以及一切儀器測試的間接感受。

每一項物理知識必定是來源於一個「已經完成或將要完成的觀察程序」。

也正是由於這一點，一切科學對於客觀世界的描述，都不可能完全客觀，都是主觀與客觀的統一。

相對論與量子力學

我們現在知道，宏觀物理由相對論描述，微觀物理由量子力學描述，而目前人類還無法將兩者統一。

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，相對論的哲學本質是在闡述這樣一個事實：人類只能觀察到物理實體之間的關係。

最簡單的理解，眼睛看到一個物體存在，本質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而沒有絕對。

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識——「精確的位置與精確的速率不可能同時觀察到」，這也從量子力學的角度，提醒人類，觀察的局限性。

所以，量子力學的哲學本質是在闡述這樣一個事實：人類只能觀察到物理量的概率。

相對論與量子力學從「其大無外，其小無內」的兩個視角讓我們對世界有了新的認知，也對人類自身觀察世界的能力有了新的認識。從這個角度來講，我們目前得到的一切物理規律，很有可能，並不是宇宙本身的規律。

具體來說，就有一個很可疑的問題：微觀世界中的所謂基本粒子，有沒有可能就是我們製造的？因為畢竟，量子力學家並非是通過實際的觀察真正地區分和發現了獨立的粒子，而是通過實驗工具幹擾到了它們的活動。簡單的說，微觀世界中，人的意識足以影響到存在，因為實體的概念已經完全被波所取代了。

分析思維的局限

人腦在思考問題的時候，總是不由自主地幹一件事——「分析」。

就比如「分學科」就是典型的分析——科學太龐雜了，所以咱們分解開成為數學、物理、化學等等，這樣每個人只需要研究一部分科學了。

注意，宇宙本身並沒有分科！這只是人類的能力局限造成的結果。

物理是純粹的結構性知識

什麼叫結構性的知識？

說白了，就是知識完全是由數學來描述的，這樣的知識才能溝通和傳遞。

注意，數學完全是由我們的意識創造的結構化的關係符號，而我們認識的物理宇宙完全就只是能用數學描述出來的那個宇宙，這恰恰就是物理學的現狀。

仔細體會此處的邏輯，你會發現，主觀與客觀完成了統一，意識與物質的二元論不復存在。

近些年來，物理學越來越向自然哲學的靠近，就好像數學向邏輯學靠近一樣，每一種學問都試圖探尋它的本質屬性。

結語

物理學，在不斷顛覆著自己的同時也顛覆著人類的認知，宇宙的奧秘、人類的起源都將以物理為始展開帷幕。

物理，正在遠離機械與冰冷，邁向靈性與溫度。

科技千裡眼頭條號，長期致力於以最易懂的講解詮釋科學技術知識，與中國所有自我教育者一同學習、理解科技、認識世界。已發布專欄包括線性代數、微積分、概率統計、理論力學、材料力學、結構力學、流體力學、傳熱學、MATLAB、有限元、多物理場、材料科學、計算機原理等各個方面，抓住核心思想，提煉學科精華，重構知識體系，用生動極簡的語言，極速理解理論力學學科精要，輕鬆掌握學科應用。