摘 要： 量子理论的创立，说明了“科学世界”是“自然世界”和认识主体人相互作用的“共生图景”，其中内在地包含着人的主观因素，意识在科学认识中的影响是不可完全排除的。然而，这并不能导致认识客体和主体意识地位的颠覆，即不能因此以为意识占据了主导地位，更不能以为人的意识不依赖于物质而独立存在。相反地，作为对“自然世界”的反映而获得的“科学世界”，其中的客观性仍然占据主导地位，而作为主观性的人的意识则处于被支配的地位。

　　　关键词：量子论；科学认识；意识；客观性；主观性

一般说来，科学主要是指自然科学，其目的是认识世界，回答世界是什么的问题。更具体地说，自然科学是以人们对自然规律和本质的正确反映，是以概念、判断、推理和假说等逻辑形式表述的知识系统。它具有以下基本特征：客观真理性、逻辑性、预见性等。科学是对客观事物及其运动发展规律的正确反映，因而具有无可置疑的客观性，这似乎已成为人们的共识。然而，这一信念实际上时常受到种种质疑乃至攻击。当前比较典型的攻击者除了后现代科学思潮代表人物对科学的客观性的极力批判及消解外，还有一些研究“心灵”或说“精神”、“意识”问题的哲学家，其重大根由之一是来自于量子物理学中主体与客体之间的复杂关系。人们对这种复杂关系的激烈争论，又导致对科学认识中意识的作用及其地位的重新确定等种种问题。因此，澄清人们在此问题上的种种模糊认识是很有必要的。
一、“薛定鄂的猫”的假象实验
十九世纪末期，物理学所描绘的世界图景井井有条，世界万物可根据牛顿力学和麦克斯韦电学的方程式有条不紊地展现出来。这种过程曾一度被人们认为是纯粹客观的，完全不受作为一个旁观者的科学认识主体——科学家的影响，绝大多数物理学家认为他们的研究对象在本质上是完整的。然而，自从爱因斯坦创立了相对论以后，这幅图景却被搅乱了。相对论表明，在相对运动的不同系统内，观察者所观察到的世界是不同的，此时的科学家不再是袖手旁观者，而成了其所研究系统的积极参与者。随着量子力学的不断发展，这一观念日益得以强化，以至于在物理学理论乃至在整个自然科学理论中，如何确定观察者的作用和地位，尤其是如何确定观察者的意识的作用和地位竟成了焦点问题，进而引起了经久不息的实在论与反实在论之争，并给认识论和科学哲学带来了重大难题。
在物理界，人们通常认为测量的不确定性是由于测量仪器有误。但是，海森堡却提出如下见解：人们不可能用一个任意的精确度同时去认识一个粒子的方位和速度，越要精确地测定粒子的方位，就越无法测定其速度；反之，亦然。包括爱因斯坦在内的许多人不能理解与接受这一观点，因而提出了种种质疑，爱氏的批评事实上是最令人注目的。他坚信现实遵从确定的法则，并就量子物理学的完备性问题发表了著名的《EPR悖论》。在他看来，尽管两个粒子是由相关波的惟一作用来描述的，但这相关性在粒子相互远离的情况下不发生作用，用波的作用来描述量子因此是不完备的。他还认为，量子物理学的理论中有某些“隐含的”变量还没有抓住，被漏掉了，由此导致的非决定论的原因就非仅仅是表面的和暂时的。海森堡等人与爱因斯坦的冲突所表征的实际上是量子理论所面临的难题，这一难题可以从“谁杀了薛定鄂的猫”的悖论中加以了解。
有关“猫”的悖论是量子力学创始人之一薛定鄂提出的一个假想实验：关一只小猫于一个封闭的箱子里，箱内有一罐可使猫致死的毒气。但毒气是否释放出来，要根据随机的结果，这个随机结果将须按照已知量子进行一个量子测试，测试的结果决定着猫的死活。需要特别强调的是，要了解结果就必须实施测试。量子力学代表一个数学系统，相当于一只活猫和一只死猫函数的总和，它们各有一半的概率，即在实验者观察箱内情况之前，两种结果出现的可能性是对等的，于是便产生这样一个问题：观察（记录结果）的活动是杀了还是救了那只猫？
为便于理解，道格拉斯和丹尼尔曾将之转换为“量子水龙头”的实验：假设一个水龙头有一冷一热两个开关，此龙头可以连续拧开，水亦随之流出。但是，此龙头有个特点：放出来的水要不都是热的，要不都是冷的，而不会是温的，这种状态被称为水的“温度本征态”。人们若想知道水处于何种状态，就必须伸手去试试它是热的还是冷的。然而，正是探手去试水温这个动作，才将水置于这一种或那一种状态之中。在这个动作发生之前，可以说水处在一种迭加状态之中。放出冷水或热水的可能性取决于开关的调整。当然，要是只拧热水开关，流出来的只能是热水；对冷水开关来说也如此。如果将两个开关都打开，就造成了一种迭加状态。只要用一个调整系数反复试验，我们就能够得出依照那个调整系数流出冷水的概率。然后，可以改变调整系数，尔后再进行试验。在某些交叉点上，流出热水和冷水的概率是相等的，这就像掷一枚硬币出现反面和正面的概率相等一样。要确定从量子水龙头流出来的水究竟是热的还是冷的，还可以用其它方法，如可在水龙头下放置一个测温仪。然而，这样做，其效应与用手去试水温的效应是相同的，即正是测温仪测温这一行为，系统才被随机地认定处于何种状态之中。这正是波尔、海森堡等人所要说明的事实。按照哥本哈根学派的解释，微观量子世界与人们通常用以测量的普通宏观装置之间是有区别的。认识主体得到的关于量子世界唯一信息，来自于总会对系统产生影响和作用的这种测量活动。因此，把某些物理特性归于一个孤立的量子系统是没有意义的，因为如果没有主体的参与，就永远无法知道它们是什么。换言之，真正的物理特性只有当微观客体的相关系统与测量装置结合起来时才可获得。同样，为观察猫是死的还是活的，无论是用眼还是用照相机，都得接收光子，而量子系统是绝缘的，它不传播所接收的光子，因此不能设想从系统外部用图像分辨力来观察它。
按照哥本哈根学派的观点，互补性和非决定论是自然界的客观事实，在微观世界中，对一个客体的位置和动量同时进行精确测定是不可能的。猫是否既是死的又是活的，我们不可能在任何情况下都能同时观察得到，因为这只猫是处于这样一个绝缘系统内。光子既是粒子又是波，但是这两种性质并非在同一环境中同时出现，而是在某一特定的环境和条件下显示出粒子性质，在另一环境和条件下显示出波动的性质。正如布鲁诺•雅罗森所指出，当以量子物理学的观点和方法研究一只在黑暗中唱歌的鸟时，如果听到它唱，就不能看到它，如果照亮了它，就再也听不到它唱了。[1]
二、“薛定鄂猫”之死与科学认识中意识的不可忽略性
那么，到底是什么原因导致水处于这一种或那一种状态之中？进而言之，薛定鄂猫的死活由谁决定？或说是谁杀死了这只小猫？哲学界对此争论不休。若将此问题转换为另一种表达形式则是：在可能观察的场外，猫是否同时存在着生与死的可能？这就类似于“要是我们不看月亮，它是否真的存在？”或扩展为：“当我们不观察或没有观察到那些物体时，它是否仍然存在？”等问题。
这种讨论使我们置身于“自在现实”与“观察现实”的差异之中。按照量子力学的见解，观察有两种截然相反的结果：一是对迭加状态现实的观察结果；二是为观察者所揭示的所谓“本征态”的观察结果，这是客观对象与观察主体相互作用而共生的图景。以上述的“量子水龙头”实验为例，总的说来，一股或是冷水或是热水的水流与一股总是冷水或总是热水的水流有很大区别，因为这两种可能性互相“干涉”，就像水上的波浪，彼此重叠。事实证明，这些干涉的后果具有统计的性质，所以只有当测温记录达到足够数量后，这种后果才会变得明显。道格拉斯和丹尼尔认为，薛定鄂的猫所面临的困境进一步深化了这样一个观点：在观察者干涉之前，连猫也能一直处于量子力学的迭加状态之中，虽然一只活着的猫也许跟人一样是有意识的观察者。但是，这只猫也有可能是只死猫，这样它就不会是有意识的观察者了。实际上，对薛定鄂的猫来说，存在着由两个本征态组成的迭加状态，一是有观察者身份，另一则没有。
不少物理学家认为，关于有观察者身份的系统与无此身份的系统之间的区别是人为的，甚至是前后矛盾的。有的物理学家担心，观察者的干预会引起“波函数的崩溃”，也即会造成突然跳入随机选择的纯本征态中，这种观点会导致自然界的最终规律的不稳定性。爱因斯坦的观点是最为典型的。“上帝不掷骰子”是他的终身信念，尽管爱因斯坦否认远距离的即时相关性，但后来由不同物理学家所进行的许多次实验，其结果都与量子物理学的预言相符合，人们因而认定这种相关性是确确实实存在的。阿莱斯泰尔•雷在论述这种被称为“非定域性问题”时曾明确指出，一个量子系统的不同部分会彼此产生影响，即使它们离得很远，甚至彼此之间并没有被人们了解的相互作用。[2] 爱因斯坦从而被认定是错的，他的局部隐含变量的设想和决定论也就归于破产了。波尔在回应爱因斯坦时曾说：“并没有什么上帝在掷骰子，而是骰子自己在那里掷。”波尔认定在我们目前所能理解的微观领域中，几率取代了决定论的因果效应。如今看来，在与爱氏的论争上，玻尔占了上风。
物理学家休•埃弗里特在1957年提出了量子力学的“多元世界解释”理论，意图是在量子力学里同时拯救连续性和决定论。这一理论遇到更多更复杂的困难。阿莱斯泰尔•雷因此对之持批判态度，他认为这种理论引入无限数目宇宙的假设并无助于解决我们的难题，因而是毫无意义的。[3] 尽管如此，它毕竟给出了一种新的思路。保罗•戴维斯正是顺着这一理论往下说道：“我们的意识沿着宇宙永远发展的、分叉的道路，随机地走着一条路线，因此，正是我们，而不是上帝，在玩着掷骰子的游戏。” [4] 这样，薛定鄂猫之死就与人，更具体地说是与人的意识有关。但是，我们必须避免走上这样的极端：认定“薛定鄂的猫”之死完全取决于确定波动量和选择某种状况的观测者的意志。
为了探明“薛定鄂猫”的真正死因，我们先设想几种可能的答案：其一，这只猫本来就是死的。其二，纯粹是观察者进行观察而导致了猫的死亡。其三，猫的死亡是由量子的自在运动与观察者的观察所共同构成的状态所决定。
我们对这三种答案可作如下分析：如果是第一种情况，在给定的系统和条件内，我们也就没有必要讨论是谁杀死了这只猫了。关于第二种情况，诺贝尔奖获得者尤金•维格纳曾认为，对世界的科学研究，尤其是对像量子力学等的研究，会导致诸如将意识的内容作为最终的实在的结论，从而使科学认识走向唯心论。其实，量子力学等科学研究，未必导致科学认识走向唯心论，尤金•维格纳的观点因此不能说尽然正确。然而，若按第二种答案，认定猫的死亡“纯粹是由于观察者的观察所导致”，那倒真是使科学认识走向唯心论了，这显然不符合真实情况，也是不可取的。有些人确实一反以往把客观性处于科学的决定性地位的做法，引入并把意识置于我们理解世界的中心地位。对此，阿莱斯泰尔•雷表示，“唯我论”必须予以反对，因为它不合情理。他举例说，如果意识是唯一真实的，就会导致诸如交通灯明明亮着，而众多司机却加以否认，如此就难以避免灾难性的交通事故了。在量子世界的测量中，人的意识也许起着十分重要的作用。例如只有当主体人有意识地测试并记录下结果时，量子状态才被选择下来。即使系统所具有的量子特性只有在受到一个有意识的观察者观察时，它的值才可获得。但这个物理系统的存在却不应因此而受到怀疑。实际上，正如红色或绿色的交通灯并不因为人的观察而变色一样，被观察系统的客观实在性是确定无疑的。因此，绝大多数物理学家都反对在科学中将意识视为基础的解释理论，他们认为这种方法并不是解决“薛定鄂猫”问题的恰当方法，也不是理解物理世界以及我们与这一世界关系的正确方法。[5] 针对第三种可能的情况，道格拉斯和丹尼尔指出，“薛定鄂的猫”的假象实验实质上说明了这样一个事实：“描写一个复杂系统只能采用与一个实验的可能结果相关的概率分布。为了从众多的可能性中选择一个，就需要一个标准。然而，物理学家根据这个标准所作的唯一简单、一致的描写还包括观察者对结果的意识。”[6] 这说明，物理事件与人的心灵是不可分割的。基于此，尤金•维格纳指出：若是不参照意识这个因素，要想得到完全一致的量子力学的定律是不可能的。这无疑是对的，然而，话说到此并未完全，还应继续指出量子的自在世界是客观地存在着的，并且实实在在地在起着作用。科学认识若抛开客观对象或说客体，不谈它的作用，对其予以真正的把握就无从谈起。这尤其是量子论要强调的，因为如上所述，一个测量的可能结果是由被测的客体和测量装置共同决定的。我们不能说出一个单独客体有何特性，除非它们已被测定。而如果没有被测量的对象即客体，即使进行千万次的测量也不会获知什么结果。
应该指出，“科学世界”与 “自然世界”是有区别的，科学理论与其所反映的自然界运动发展规律实际上分属不同的哲学范畴，前者属于认识论范畴，后者属于本体论范畴。后者有着不依赖于人的意志的客观性，前者则是对后者的一种主观认识。严格地说，科学理论不能等同于也就不能代替客观规律。作为认识结果的科学理论既然只是认识主体对自然世界的反映，具有一定的建构性，就必然包含着人的因素，包含理性的和非理性的（而不是反理性）因素。换言之，在科学世界中，科学认识主体不可避免地参与其中。对此，科学人文主义思潮的代表人物萨顿、马斯洛、波兰尼等有着诸多论述。如波兰尼曾非常明确地指出，无论是科学的起因，还是科学研究的过程，都离不开个人的兴趣、热情、价值取向等主观因素，离不开个人的信心和技巧。他说：“科学通过科学家的技能而得到运用。正是通过科学家的技能运用，科学家才形成科学知识。因此，我们通过研究技能的结构可以了解科学家的个人参与的本质。”[7] 他进一步明确指出：“有充足的证据显示，纵令使用高度自动的记录仪，我们也无法排除可能影响一连串读数的个人偏见。”“没有一门科学能够预测观察到事实，要能如此，除非怀着信心去依赖一种技巧，即凭借训练有素的眼、耳以及触觉上的精妙，去确定科学的明示预测是否与实际的感觉经验相符合。”波兰尼断言：“知识的取得，甚至于‘科学的知识’的取得，一步步都需要个人的意会的估计和评价。” [8] 量子论的创立，使人们对主客体关系的认识发生了根本性的变化。在量子世界中，科学主体与客体之间已经不像在宏观世界那样有着绝对分明的界限，而是像玻尔所说的那样： “我们既是演员，又是观众”。与此相关，海森堡也明确指出：几率函数运动方程中包括了量子运动与测量仪器（归根到底是人）相互作用的影响，这种影响也成了不确定性的重要因素。玻尔所说的演员和观众的关系，其含义是科学认识主体和客体之间，存在一个主体客体化，客体主体化的过程。主客体相互转化、相互包含的结果，也就具有了波兰尼所谓的“双向内居”的关系。[9]
那么，人们究竟是如何得知一个量子客体在未经任何测定之前是客观存在的呢？答案是我们并不知道。按照哥本哈根学派的观点，在对一个系统的某一特性进行测试前，谈论它的存在是毫无意义的。只有当这一特性被测试时，谈论才有意义，即使此时其某些互补特性仍未被测到。回到“薛定鄂猫”之死因的问题，从以上论述可知，它属于科学世界的问题，我们不难推论，第三种答案是最确切的，即猫的死亡是由量子的自在运动与观察者的观察所共同构成的状态所造成的，或说是由主体与客体相互作用的结果。但是，事情到此并未完结，人们仍免不了要追问：“到底观察者及其意识在其中起多大的作用？”
三、意识在科学认识中的地位与本质
要确定意识在科学认识中的地位，并非轻而易举的事。
认识首先是对客观存在或说对现实世界的认识，人们对“现实”这一概念大致有以下几种理解：或者相信当不再观察那些物体时，它们还依然存在；或者根本就不相信这一切。换言之，世界是它和一个人睁眼就看到的一样，还是被创造过一次？人们若接受“现实”乃已观察过并独立存在的观点，即系持强实在论观点。若相信可以并把现实归结为观察的概括，即属理想主义观点。介于强实在论与理想主义观点之间的还有弱实在论。
强实在论主张，实在独立存在于观察者之外并且绝对可知。爱因斯坦在《EPR悖论》中提出了这样一种实在性的标准：若一个系统没有受到任何干扰，即可肯定地预言一个物理量的值，并可肯定存在一个与这个值相符合的真实元素。有人指出，在此标准中，爱因斯坦在强调“肯定地”这个词的同时，先验地排除了事实的偶然性。据此，量子物理学以概率论近似值来表达，就必然使其具有不完备性。爱因斯坦等强实在论物理学家，总是设想有一种包括量子物理学在内的实在论理论，并以有尚未为人们所知的隐含的变量来解释非决定论的结果。
弱实在论承认有一个独立于观察人员之外的事实存在，但同时又认为由此推断不出“事实是先验可知的”论断来。恰恰相反，事实对观察者来说往往以本体论的形式掩饰着，总被包括在主张观察和认识的这个事实之中，人们要透过这么一层被部分地伪装了的面纱去观察那个事实。弱实在论对现实存在论的信任，对同一观察者来说，是建立在与来自不同方面的观察相符合的基础上，譬如听到一辆车经过的声音并同时看见了它；对不同的观察者而言，则建立在与各人所看到的相符的事实基础上。事实的伪装被逐渐揭去，诚然，我们不能企求这种揭穿达到彻底。