论文部分内容阅读
摘要：相互作用建构实在论是结构实在论中的一员。相互作用是结构的动力学成因，曲率模型是量子力学理论结构的具体化。“现象实体”、“曲率模型”是科学哲学与量子力学中现有矛盾协调统一的纽带。
关键词：量子力学；相互作用；建构；结构实在论；现象实体；曲率模型
中图分类号：N02 文献标识码：A 文章编号：1671-6477(2007)05-0569-06
一、科学哲学中的实在论与反实在论
科学理论中名词术语所指称的“东西”，诸如电子等微观客体是否真实存在，实在论者与反实在论者有完全相反的回答。实在论者认为科学理论中名词术语所指称的“东西”，比如电子，尽管看不见，但它真实存在，真有其“物”。而反实在论者则否认或怀疑科学理论中电子等微观客体的客观实在性，否认或怀疑电子等真有其“物”。
科学实在论者认为科学理论中电子等微观客体真有其物的基本依据是：第一，理论术语与观察术语不可截然区分，理论术语指称的“东西”，今天虽不可观察，但科学的发展会提供可观察性。世界上原则上没有不可观察的东西，今天是理论术语，明天可能就是观察术语。理论术语指称的是客观实在。第二，最佳说明推论。一个理论比它的竞争者能更好地说明经验证据，这个理论应更优越，我们更有理由相信它。第三，微观结构确实存在。科学理论常用指称的微观结构说明现象。科学需要相信这些不可观察的微观结构。例如构成核子的夸克，超导理论中引入的“库柏电子对”。科学家既相信这些看不见的“夸克”、“电子对”的存在，也相信由它们产生的可观察现象。第四，元奇迹论证。如果不相信理论为真，那么，我们只能承认现代科学的成功是一个“奇迹”。“奇迹”是指可以没有道理出现的事物，科学不应是没有道理的。实在论是使科学不成为“奇迹”的惟一哲学。
反科学实在论者否认科学理论中电子等微观客体真有其物的依据是：第一，给定的经验证据，可以对应很多逻辑自治的理论。如果理论术语所指是“真”，到底哪种理论所指为“真”呢?要知道，每一种理论都是依据相同的经验证据啊!反实在论者得出结论——经验证据不能决定科学理论的真假。这叫“不充分决定论旨”。第二，科学革命之后，新、旧理论范式之间具有不可通约性。原科学理论中的本体论概念，在新的科学理论中得不到承认。燃素、以太即为事例。库恩称：“我没有看到(在理论更替中)本体论发展的融贯方向。”这叫“本体论不连续性”。科学没有发生革命，“本体”就“不充分决定”，科学革命后，“本体”完全不连续，这样的“本体”还存在吗?以前的理论术语现在不再有所指了，现在有所指的理论术语，将来也不会有所指。理论术语所指不是实在。
现代反实在论的代表人物范弗拉森对实在论提出了批评。他说：麦克斯韦只是论证了观察与不可观的区分是含混的，并未明确指出不可区分，对微观客体的观察是间接的；最佳说明推论只是心理假说，更能说明经验证据的理论，只是经验适当的；并不是所有的科学现象都需要进一步说明，几率波背后不需要“隐参量”支撑；现代科学之所以成功，是我们淘汰了失败的理论。这表明，科学不是发现了真理，而只是经验适当的。
我们认为范弗拉森新理论“淘汰”旧理论的说法不太准确。合理的说法应是新理论“取代”旧理论。“取代”包含有两层意思：一是用正确的“取代”错误的，一是用完善的“取代”不完善的。相对论力学对牛顿力学的发展，并不意味着牛顿力学被淘汰，而是意味着相对论力学比牛顿力学能说明更多的自然现象，回答更多的为什么，给出更多的预见。新理论比旧理论表现得“更佳”。科学革命常常体现为人类认识层次的深入和深化。
依据相互作用建构实在论，人类的直接经验，多是直接生理建构的产物。人对自然的认知，最初只能是现象。现象背后的“东西”是什么，要靠理论结构和逻辑推理去建构。这样建构出的“东西”，还只是“现象实体”或“物理实体”。它是“本体”在具体相互作用，包括观察作用(理论结构)中的呈现。“现象实体”(物理实体)是实在的，它可以通过逻辑反演还原为现象，因此，它是经验上可以接受的。
反实在论者否认理论语术所指真有其物，恐怕主要还是来源于对电子的认识。那个理论上的“电子”集波粒于一身，这是宏观经验完全不能理解的。与其承认真有“电子”而饱受精神折磨，不如放弃“电子”真有其物，由经验建立的关系取代。这样岂不来得更轻松，更痛快?但这种痛快只能满足于一时，仔细一想，看不见的“东西”都无有其物，那自然和人类都终归子虚乌有了。这是更可怕的折磨。
量子力学曲率解释用“曲率模型”取代“点粒子模型”，可以消解上述折磨。微观客体的波动性和粒子性，有机地统一在同一模型中。不同的认识层次，“模型”要发生转换，也就是“现象实体”要发生变化，我们不能用一种模型贯穿所有的认识层次。
相互作用建构实在论和量子力学曲率解释，可以纳入当今世界科学哲学中结构实在论体系。现象实体可以建构，与相互作用及理论结构有关，是可变的；本体谈不上结构，不能建构，有连续性；本体通过现象实体给予呈现。库恩的范式不可通约，是误把“现象实体”当“本体”所做出的判断。反实在论“不充分决定论旨”中，相同的经验证据对应有多种不同的理论，其术语所指亦是“现象实体”，不是“本体”。“现象实体”的不同，主要是理论建立者的逻辑起点或视角有差异，与科学革命时，经验证据增多，现象实体的转换是有区别的。
二、曹天予的结构实在论
就职于美国波士顿大学哲学系的曹天予博士的结构实在论体现在对本体、结构和建构等三个概念的理解上。
(一)关于本体
曹天予认为，本体首先是指世界存在什么；其次是在某一研究领域，理论结构中不可还原的概念元素；再次是基本本体和其他基本存在之间有相互联系，但本体的存在不依赖于外在任何东西，本体是真实的、自主的存在；再次是在确定的研究领域，所有现象都可由本体推导出来，现象是本体的行为结果；最后他认为本体是有相对性的。本体的相对性主要体现在：在分析还原中本体不可再分，是最终的成分，它客观存在，由认识能力、实验能力决定；本体在不同概念框架，不同研究领域不能相互还原；世界有层次结构，本体是开放的，惟一的本体不存在，只有各个领域的还原，没有大统一的理论。
(二)关于结构
曹天予指出，结构是一系列成分之间稳定的关系系统。一个理论的结构，分数学结构和物理结构。数学结构是自我穿尽的，结构在本体论上优先，成分只是占位者；物理结构由成分的物理性质决定，成分在本体论上优先。
曹天予理解的结构中，数学结构必须赋予物理内涵，否则没有实际意义。赋予物理内涵的结构是物理结构，物理结构由成分的物理性质决定， 即由本体的物理性质决定，没有成分就没有物理结构，也就没有物理结构的实在性。通过结构，我们看到成分，看到本体，看到结构的实在性。
结构是成分之间稳定的关系系统，表明成分之间有稳定的相互作用存在，是稳定的相互作用形成了成分之间的稳定结构，相互作用建构实在论与结构实在论是相通的。
(三)关于建构
曹天予的“建构”，是指“科学理论的结构是开放的，我们对世界实在性的认识是开放的。科学的实在性是在特定历史阶段建构出来的东西，可以修正，具有历史特征”。
曹天予强调通过结构去认识本体，但又认为科学的本体具有开放性，经验证据在变化，理论结构也在变化，必然导致本体的变化。例如电子的建构就经历了汤姆逊“蛋糕模型”，卢瑟福的“行星模型”，玻尔的“轨道跃迁模型”，量子力学的“电子云模型”，量子场论的“真空态激发模型”等变化。
通过结构去建构本体，结构是实在的，本体也是实在的。结构变化，本体也发生变化，本体是开放的。
三、结构实在论的三个版本
结构实在论有三个不同的版本，它们共同的目标是反对反实在论。
(一)沃热尔(J.Worrall)的“认识版本”
认识版本的哲学背景是康德的“自在之物”，承认本体的存在，但不可知，可知的是形式和结构。形式和结构是连续的，具有实在性。他说：“转移中有连续性或积累，但连续性是在于形式或结构，而非内容。”“我们所知的是这一‘形式或结构’，而本体论的内容虽然还保留，但不可知。”
认识版本的科学背景则以电磁场为例。电磁场理论在科学革命中，保留下来的是麦克斯韦方程的形式和结构，它是连续的，可知的，本体的内容虽在，但到底是什么尚不可知。
(二)法兰奇和雷迪曼的“本体版本”
本体版本的哲学背景是康德的“通过关系才有对象，关系是第一性的”。他们认为世界只有关系和结构，物体=结构=本体。粒子和场谁最基本?波粒无法统一于同一微观客体，量子对象不可追踪，只有结构是实在的。他们认为：“本体形式的结构实在论是对本体的重新概念化，在最基本的形而上学层面，从物体变成了‘结构’。”
本体版本的物理背景，最根本的原因恐怕还是来源于微观客体的波粒二象性的实验事实。到目前为止，在微观世界，人们还无法合理地将波粒二象性有机地统一在粒子模型和波动模型上。他们不是去寻找波粒统一的新模型，追寻量子的形上对象，而是试图重新定义本体论概念，从而达到消解认识上的困惑。这显然是一种被动的哲学处理方法。
(三)曹天予的“知识论(或认识论)版本”
曹天予的知识论版本在第二部分已做了基本介绍。在本体论认识上，曹天予既不赞成本体不可知，也不赞成关系第一，结构就是本体。曹天予主张通过赋予物理内涵的数学结构去认识本体，结构只是成分之间稳定的关系系统。曹天予认为成分先于结构，成分自身没有结构。我们的理解，成分就是由结构所承担的本体。与相互作用实在论中的“自在实体”属同类概念。
曹天予反对相对主义。他指出，人类的感觉印象应有一个序列，谁先谁后是公认的，这正是逻辑学产生的基础；在人类的整个知识结构中，内在的稳定性将形成对象的稳定性，这个稳定对象就是所指称的本体(成分)；事物之间普遍有联系，这将形成因果性概念。我们认为，对于自然界，这种普遍联系就是四种基本相互作用，它将形成物理学中的因果关系，是物理学哲学研究对象。
曹天予认为，他的知识论版本与其他版本之不同，主要在于鼓励物理学家用物理术语来解释数学结构，用成分来理解物理结构。鼓励物理学家深入研究物理世界，发现更多的自然类，回答更多的为什么，提供现象的更多的说明。而结构实在论的其他两个版本，很可能会满意于现象学的描述。
曹天予指出，科学的客观性表现为五个方面。一是建构性，通过结构，建构本体；二是历史性，科学发展有历史阶段；三是整体性，承认有超出结构性陈述的东西；四是修正性，科学理论可以不断修正，结构是开放的；五是革命性，科学理论修正到一定程度，新的实验证据会引起科学革命，革命中有连续也有断裂。
四、相互作用建构实在论——结构实在论的第四版本
相互作用建构实在论与量子力学曲率解释是结构实在论家族中的一员，可称为“相互作用版本”。它与曹天予的“知识论版本”最为接近。下面将从哲学基础和科学基础两个层面加以说明。
(一)哲学基础
在对本体的认识上，相互作用建构实在论把“本体”称作“自在实体”，这与康德的“自在之物”既有联系也有区别。联系在于：“自在实体”是指世界存在什么，它是在观察之前就已形成的“自在之物”，它是真实的、独立的存在，在约定的研究领域是最基本的概念元素；区别在于：通过由相互作用形成的理论结构，我们可认识“本体”，本体是可知的，但本体的呈现由人的认识能力和实验能力决定，也与中介传媒的性质相联系；对世界的统一认识，我们能做的是把不同的认识层次有机地合理连接起来，不是把作用机制不同的认识层次强行归于某一层面中。这与曹天予的认识基本相同。
相互作用建构实在论，在“自在实体”(本体)与“现象”之间引进了“现象实体”概念。“现象”指“自在之物”——本体作用于人的感官所引起的感觉表象，是事物外在的、零散的、易变的方面。它还没有系统地上升为“体”。“现象实体”是“自在实体”(本体)通过观测信号作用，由人的感官或感官的延伸与大脑神经系统综合作用，在直接建构或间接理论建构中形成的系统的、稳定的“感觉表象”。“现象实体”的提出是科学认知过程的补充，这是康德时代所无法办到的。“现象实体”可以由眼一脑系统在观察中直接建构，也可以通过现象、理论结构和逻辑推理间接建构，将“自在之物”在特定相互作用(或理论结构)中转化为“为我之物”。“现象实体”可以建构，“自在实体”(本体)通过“现象实体”给予呈现。“成分自身没有结构”，“自在实体(本体)只有通过‘现象实体’才能呈现”，所以本体不能建构，但可知。
在传统本体论中，“自在实体”(本体)与“现象”是截然二分的，哲学上也可看作是本质与现象的截然二分。有了“现象实体”，主体和客体、本质和现象通过它有了相互贯通。“现象实体”是本体在人的认识中的真实呈现。
本体不能建构，本体是连续的；现象实体可以建构，现象实体是可以有区别的。反实在论者“不充分决定论旨”和“范式不可通约”中的“本体”，实际上是“现象实体”，而不是本体。反实在论者反对实在论的两条证据是不存在的。
理论的结构是由相互作用决定的，相互作用建构实在论看似与结构实在论有区别，但实质上是一致的。有怎样的相互作用，就会有怎样的理 论结构。相互作用发生质的变化，理论结构也会发生质的变化。相对论力学与牛顿力学理论结构的变化，在于观测作用中，光速从无限到有限的变化；经典力学与量子力学理论结构的变化，在于能量量子的出现，在于相互作用从连续到非连续的变化。不同的认识层次中，相互作用变了，理论结构就变了，现象实体也就变了。本体就有了新的呈现。相互作用建构实在论作为结构实在论中的一员，揭示了结构变化的动力学成因。结构是开放的，与曹天予的结构实在论是相通的。
相互作用是事物的真正的终极原因，每一事物通过自身体现出联系的普遍性，又通过联系的普遍性表明它自身的存在和真实性。物质和物质之间的相互作用是相辅相成的，有物质，就有物质之间的相互作用，有相互作用就有物质的存在。物质与相互作用没有谁先谁后的问题。相互作用建构实在论不强化关系，虚化本体，不赞成关系第一。这与曹天予也是相同的。
相互作用建构实在论强调了人的生物建构功能。指出，“现象实体”有三种认知进路：第一，“自在实体”通过光等中介传媒直接作用于人的感官，在人脑中引起感觉表象，建构“现象实体”并由此认识“自在实体”的存在。这里从“现象”到“现象实体”的建构，再到对“自在实体”的认知，都是在人的眼一脑系统中直接一气呵成的，这是人的直接的生物认知。第二，“自在实体”向“现象实体”的转换，不能由人的感官和大脑直接认知，而是通过感官的延伸——仪器，在我们的大脑中引起感觉表象，然后再由第一种方式完成从“现象”到“现象实体”再到“自在实体”(本体)的认知过程。它与第一种认知方式的重要区别在于“现象实体”的建构与人的理性认识有一定的外在联系，因为仪器的原理、设计依赖于人类已有知识、理论和已经建立起来的逻辑体系。第三，“现象实体”还有一种间接认知方式，那就是人不能直接感觉建构，甚至通过仪器也不能感觉建构，而是自然现象通过人的观察，由现象、已有的经验、知识、理论和逻辑基础，为研究对象建构“形象结构”。这种“形象结构”不是精神，它有“本体”依托，还有“现象”表现，是“现象实体”。如果把它作为物理学的研究对象，就是物理实体或物理实在。在微观世界，对电子等微观客体的认知，我们无法通过直接观察，完成生物建构，只能凭现象、经验、知识、理论和相应的逻辑推理来进行建构。建构符合客观实际的电子等微观客体的“现象实体”是人们始终追求的目标。
“自在实体”(本体)←→现象实体←→现象，体现了人类认识自然的全过程。它既是经验适当的，也是理论优越的。相互作用建构实在论借鉴了恩格斯、马赫、康德哲学思想的精髓。
(二)科学基础
1、“曲率模型”的建立。物理学上常用康普顿波长λc(λc=h/m0c)除以2π(rc=λc-λc/2π)作为静态粒子的特征长度。美国实验物理学家霍夫斯塔特对中子、质子分布半径的实验检测，及其他人对电子分布半径的测试，实验数据与特征长度均符合得相当好这表明用物质波波长建构电子的“形”是有实验依据的。
静态电子不是原子中的电子。静态粒子的特征长度不适用。原子中的电子在不停地运动，能级问能量是突变的，作用也是不连续的。电子从一个能级跃迁到另一个能级，我们看到的也只是光的频率和强度，是不连续的谱线。不连续的光谱不能给大脑建立一个连续的电子形象。在非相对论条件下，原子中电子的德布罗意物质波波长有空间概念。类似地，我们试用原子中的德布罗意物质波长λn(λn=h/pn)除以2πλn=λn／2π)，即相位圆的曲率半径作为原子中能级n上电子的基准曲率半径(λn)。氢原子中，这个半径λn刚好可以表达成：λn=na0。n是能级量子数；a0是玻尔半径；Rn=1/λn是相位圆的曲率。氢原子及其他物质波波函数的振幅中均可分离出Rn=1/λn这一曲率因子。波函数的曲率表示具有普遍意义。
每一能级有一个基准曲率Rn与电子对应，每一时空点有与电子对应的曲率在变化，电子波是曲率波。曲率的大小表示粒子性，曲率的变化表示波动性。波动性和粒子性在原子世界有机地统一在同一模型中。电子有了可追踪的研究对象。
曲率模型是在具体相互作用中对电子“形态”的一种建构，是结构实在论在量子力学中的模型具体化。现有量子力学与经典力学一样，都采用质点模型。量子力学中相互作用的性质变了，理论的结构变了，但建立理论的质点模型没有变。日本的坂田昌一，法国的托姆都认为这是量子力学中产生认识危机的根本原因，曲率模型是对质点模型的重新改造。
2、曲率解释可以包容几率解释。原子中电子越靠近原子核，曲率Rn越大，能级跃迁时发射的光子的频率越高；电子越远离原子核，曲率Rn越小，能级跃迁时发射的光子的频率越低。原子中的电子越靠近原子核，曲率Rn越大，“形”越小，在“形”内找到“点”电子的概率越高，电子跃迁几率越高，光越强；电子越远离原子核，曲率Rn越小，“形”越大，“形”内找到“点”电子的概率越小，电子跃迁几率越低，光越弱。曲率解释与几率解释有完全的、可理解的对应。曲率模型中包含有几率属性。
可以证明，我们用波长在相空间为电子建构的“形”在原子深处不可忽略，失去了宏观质点抽象的条件。如果非要把原子中的电子抽象成“质点”，一方面，“点”电子的位置就会有分布误差，误差的范围就是电子“形”的展布半径，这与现今量子力学的结果完全一致；另一方面，质点必须是虚的，波是实的，这与量子场论的思想方法一致。所谓虚实，主要看动量、能量赋予谁。原子中的虚质点、实体波要想转化为宏观的实质点、虚波必须经历量子测量。量子测量是将非连续作用转化为连续作用的过程。量子场论中真空态的激发和退激，就体现为连续作用介入的量子测量过程。连续作用的介入并不是指一定要无限分割量子，被测系统的无序度增加(量子熵增加)也可以达到同样的效果。
3、薛定谔方程的描述对象。相互作用建构实在论与量子力学曲率解释明确了薛定谔方程两类不同形式的描述对象。对于连续谱，与经典波动有类比性，对于非连续谱与经典波动没有可类比 性。原子内部能级问能量是突变的，相互作用是不连续的，“虚质点、实体渡”(曲率模型)是电子的“现象实体”，虚质点(电子)同时对应的诸多本征态(构成纯态)形成彼此独立的相干波源，而能级间量子跃迁放出固定频率的光子，预示二能级本征态之间有固定周相差，它对应的现象是波的干涉；原子外电子受到连续作用，“实质点、虚波”(质点模型，概率分布波)是电子的“现象实体”，本征态的连续分布(构成混合态)，预示相干波源和固定周相差的消失，它对应的现象是波的共振峰(波包)。两类问题，对于线性方程，本征态作为正交基，数学处理一样，虽然都在相空间讨论，但物理本质不同。二者之间的转换必须有连续作用的介入，这就是量子测量的本质。曲率模型中看得很清楚，而点模型把问题搞得很模糊。“曲率模型”由物质波相位圆的曲率来定义，正好可以体现“现象实体”与相互作用的性质相关，通过逻辑反演可以回到经验现象的事实。理论是逻辑自治的。
(三)相互作用建构实在论与量子力学曲率解释的五个基本要点
1、提出相互作用原理。广义：指事物间的普遍联系。狭义：自然界中一切物体在时空中的“形象”和“状态”都是由物质问的相互作用形成的，既包括四种基本相互作用(引力、电磁力、强力、弱力)，也包括人类观测世界使用的观测信号作用。
2、区分微观作用机制与宏观作用机制。微观：能量不连续(h≠0)，能级间相互作用不连续。宏观：能级连续分布，相互作用是连续的。相互作用机制不同，描述微观客体的“模型”亦应该变化。
3、区分微观质点与宏观质点的本质差异。原子深处宏观质点抽象原则不适用，或不能照搬。“虚粒子、实体波”(曲率模型)是微观粒子的“现象实体”。“实粒子、虚波”(质点模型)是宏观粒子的“现象实体”。
4、区分量子概率与经典概率的本质不同。量子概率：有相干性；经典概率：没有相干性。前者与非连续作用相关，后者与连续作用相关。二者的转换需要经历量子测量，引进连续作用机制。
5、揭示微观时空与宏观时空的不同属性及薛定谔方程两类描述对象的本质差异。微观：“虚质点、实体波”，“物”虚空实是基本特征。这与量子场论真空激发态思维方式相同；宏观：“实质点、虚波”(概率波)，“物”实空虚是基本特征。对于连续谱，薛定方程描述对象与经典波动有类比性；对于非连续谱，其描述对象没有类比性。二者的转换需要经历量子测量。
总之，相互作用建构实在论，在哲学上把本体与现象的对立，改造成了本体(自在实体)—现象实体—现象相贯通，协调了本体与现象的对立，消除了僵化的唯物主义与经验主义之间的矛盾；而量子力学曲率解释，利用曲率模型把质点模型与波动模型作了协调，把粒子一波动的对立，变成了粒子—曲率—波动的统一，消除了波粒分立造成的矛盾，解决了量子对象不可追踪的历史疑惑。现象实体与曲率模型是科学哲学与量子力学中现有矛盾协调统一的纽带。世界上没有截然对立的东西，关键是要有协调的方法，建立适当的模型。自然是和谐的，社会也是和谐的。
(责任编辑 曾毅生)
关键词：量子力学；相互作用；建构；结构实在论；现象实体；曲率模型
中图分类号：N02 文献标识码：A 文章编号：1671-6477(2007)05-0569-06
一、科学哲学中的实在论与反实在论
科学理论中名词术语所指称的“东西”，诸如电子等微观客体是否真实存在，实在论者与反实在论者有完全相反的回答。实在论者认为科学理论中名词术语所指称的“东西”，比如电子，尽管看不见，但它真实存在，真有其“物”。而反实在论者则否认或怀疑科学理论中电子等微观客体的客观实在性，否认或怀疑电子等真有其“物”。
科学实在论者认为科学理论中电子等微观客体真有其物的基本依据是：第一，理论术语与观察术语不可截然区分，理论术语指称的“东西”，今天虽不可观察，但科学的发展会提供可观察性。世界上原则上没有不可观察的东西，今天是理论术语，明天可能就是观察术语。理论术语指称的是客观实在。第二，最佳说明推论。一个理论比它的竞争者能更好地说明经验证据，这个理论应更优越，我们更有理由相信它。第三，微观结构确实存在。科学理论常用指称的微观结构说明现象。科学需要相信这些不可观察的微观结构。例如构成核子的夸克，超导理论中引入的“库柏电子对”。科学家既相信这些看不见的“夸克”、“电子对”的存在，也相信由它们产生的可观察现象。第四，元奇迹论证。如果不相信理论为真，那么，我们只能承认现代科学的成功是一个“奇迹”。“奇迹”是指可以没有道理出现的事物，科学不应是没有道理的。实在论是使科学不成为“奇迹”的惟一哲学。
反科学实在论者否认科学理论中电子等微观客体真有其物的依据是：第一，给定的经验证据，可以对应很多逻辑自治的理论。如果理论术语所指是“真”，到底哪种理论所指为“真”呢?要知道，每一种理论都是依据相同的经验证据啊!反实在论者得出结论——经验证据不能决定科学理论的真假。这叫“不充分决定论旨”。第二，科学革命之后，新、旧理论范式之间具有不可通约性。原科学理论中的本体论概念，在新的科学理论中得不到承认。燃素、以太即为事例。库恩称：“我没有看到(在理论更替中)本体论发展的融贯方向。”这叫“本体论不连续性”。科学没有发生革命，“本体”就“不充分决定”，科学革命后，“本体”完全不连续，这样的“本体”还存在吗?以前的理论术语现在不再有所指了，现在有所指的理论术语，将来也不会有所指。理论术语所指不是实在。
现代反实在论的代表人物范弗拉森对实在论提出了批评。他说：麦克斯韦只是论证了观察与不可观的区分是含混的，并未明确指出不可区分，对微观客体的观察是间接的；最佳说明推论只是心理假说，更能说明经验证据的理论，只是经验适当的；并不是所有的科学现象都需要进一步说明，几率波背后不需要“隐参量”支撑；现代科学之所以成功，是我们淘汰了失败的理论。这表明，科学不是发现了真理，而只是经验适当的。
我们认为范弗拉森新理论“淘汰”旧理论的说法不太准确。合理的说法应是新理论“取代”旧理论。“取代”包含有两层意思：一是用正确的“取代”错误的，一是用完善的“取代”不完善的。相对论力学对牛顿力学的发展，并不意味着牛顿力学被淘汰，而是意味着相对论力学比牛顿力学能说明更多的自然现象，回答更多的为什么，给出更多的预见。新理论比旧理论表现得“更佳”。科学革命常常体现为人类认识层次的深入和深化。
依据相互作用建构实在论，人类的直接经验，多是直接生理建构的产物。人对自然的认知，最初只能是现象。现象背后的“东西”是什么，要靠理论结构和逻辑推理去建构。这样建构出的“东西”，还只是“现象实体”或“物理实体”。它是“本体”在具体相互作用，包括观察作用(理论结构)中的呈现。“现象实体”(物理实体)是实在的，它可以通过逻辑反演还原为现象，因此，它是经验上可以接受的。
反实在论者否认理论语术所指真有其物，恐怕主要还是来源于对电子的认识。那个理论上的“电子”集波粒于一身，这是宏观经验完全不能理解的。与其承认真有“电子”而饱受精神折磨，不如放弃“电子”真有其物，由经验建立的关系取代。这样岂不来得更轻松，更痛快?但这种痛快只能满足于一时，仔细一想，看不见的“东西”都无有其物，那自然和人类都终归子虚乌有了。这是更可怕的折磨。
量子力学曲率解释用“曲率模型”取代“点粒子模型”，可以消解上述折磨。微观客体的波动性和粒子性，有机地统一在同一模型中。不同的认识层次，“模型”要发生转换，也就是“现象实体”要发生变化，我们不能用一种模型贯穿所有的认识层次。
相互作用建构实在论和量子力学曲率解释，可以纳入当今世界科学哲学中结构实在论体系。现象实体可以建构，与相互作用及理论结构有关，是可变的；本体谈不上结构，不能建构，有连续性；本体通过现象实体给予呈现。库恩的范式不可通约，是误把“现象实体”当“本体”所做出的判断。反实在论“不充分决定论旨”中，相同的经验证据对应有多种不同的理论，其术语所指亦是“现象实体”，不是“本体”。“现象实体”的不同，主要是理论建立者的逻辑起点或视角有差异，与科学革命时，经验证据增多，现象实体的转换是有区别的。
二、曹天予的结构实在论
就职于美国波士顿大学哲学系的曹天予博士的结构实在论体现在对本体、结构和建构等三个概念的理解上。
(一)关于本体
曹天予认为，本体首先是指世界存在什么；其次是在某一研究领域，理论结构中不可还原的概念元素；再次是基本本体和其他基本存在之间有相互联系，但本体的存在不依赖于外在任何东西，本体是真实的、自主的存在；再次是在确定的研究领域，所有现象都可由本体推导出来，现象是本体的行为结果；最后他认为本体是有相对性的。本体的相对性主要体现在：在分析还原中本体不可再分，是最终的成分，它客观存在，由认识能力、实验能力决定；本体在不同概念框架，不同研究领域不能相互还原；世界有层次结构，本体是开放的，惟一的本体不存在，只有各个领域的还原，没有大统一的理论。
(二)关于结构
曹天予指出，结构是一系列成分之间稳定的关系系统。一个理论的结构，分数学结构和物理结构。数学结构是自我穿尽的，结构在本体论上优先，成分只是占位者；物理结构由成分的物理性质决定，成分在本体论上优先。
曹天予理解的结构中，数学结构必须赋予物理内涵，否则没有实际意义。赋予物理内涵的结构是物理结构，物理结构由成分的物理性质决定， 即由本体的物理性质决定，没有成分就没有物理结构，也就没有物理结构的实在性。通过结构，我们看到成分，看到本体，看到结构的实在性。
结构是成分之间稳定的关系系统，表明成分之间有稳定的相互作用存在，是稳定的相互作用形成了成分之间的稳定结构，相互作用建构实在论与结构实在论是相通的。
(三)关于建构
曹天予的“建构”，是指“科学理论的结构是开放的，我们对世界实在性的认识是开放的。科学的实在性是在特定历史阶段建构出来的东西，可以修正，具有历史特征”。
曹天予强调通过结构去认识本体，但又认为科学的本体具有开放性，经验证据在变化，理论结构也在变化，必然导致本体的变化。例如电子的建构就经历了汤姆逊“蛋糕模型”，卢瑟福的“行星模型”，玻尔的“轨道跃迁模型”，量子力学的“电子云模型”，量子场论的“真空态激发模型”等变化。
通过结构去建构本体，结构是实在的，本体也是实在的。结构变化，本体也发生变化，本体是开放的。
三、结构实在论的三个版本
结构实在论有三个不同的版本，它们共同的目标是反对反实在论。
(一)沃热尔(J.Worrall)的“认识版本”
认识版本的哲学背景是康德的“自在之物”，承认本体的存在，但不可知，可知的是形式和结构。形式和结构是连续的，具有实在性。他说：“转移中有连续性或积累，但连续性是在于形式或结构，而非内容。”“我们所知的是这一‘形式或结构’，而本体论的内容虽然还保留，但不可知。”
认识版本的科学背景则以电磁场为例。电磁场理论在科学革命中，保留下来的是麦克斯韦方程的形式和结构，它是连续的，可知的，本体的内容虽在，但到底是什么尚不可知。
(二)法兰奇和雷迪曼的“本体版本”
本体版本的哲学背景是康德的“通过关系才有对象，关系是第一性的”。他们认为世界只有关系和结构，物体=结构=本体。粒子和场谁最基本?波粒无法统一于同一微观客体，量子对象不可追踪，只有结构是实在的。他们认为：“本体形式的结构实在论是对本体的重新概念化，在最基本的形而上学层面，从物体变成了‘结构’。”
本体版本的物理背景，最根本的原因恐怕还是来源于微观客体的波粒二象性的实验事实。到目前为止，在微观世界，人们还无法合理地将波粒二象性有机地统一在粒子模型和波动模型上。他们不是去寻找波粒统一的新模型，追寻量子的形上对象，而是试图重新定义本体论概念，从而达到消解认识上的困惑。这显然是一种被动的哲学处理方法。
(三)曹天予的“知识论(或认识论)版本”
曹天予的知识论版本在第二部分已做了基本介绍。在本体论认识上，曹天予既不赞成本体不可知，也不赞成关系第一，结构就是本体。曹天予主张通过赋予物理内涵的数学结构去认识本体，结构只是成分之间稳定的关系系统。曹天予认为成分先于结构，成分自身没有结构。我们的理解，成分就是由结构所承担的本体。与相互作用实在论中的“自在实体”属同类概念。
曹天予反对相对主义。他指出，人类的感觉印象应有一个序列，谁先谁后是公认的，这正是逻辑学产生的基础；在人类的整个知识结构中，内在的稳定性将形成对象的稳定性，这个稳定对象就是所指称的本体(成分)；事物之间普遍有联系，这将形成因果性概念。我们认为，对于自然界，这种普遍联系就是四种基本相互作用，它将形成物理学中的因果关系，是物理学哲学研究对象。
曹天予认为，他的知识论版本与其他版本之不同，主要在于鼓励物理学家用物理术语来解释数学结构，用成分来理解物理结构。鼓励物理学家深入研究物理世界，发现更多的自然类，回答更多的为什么，提供现象的更多的说明。而结构实在论的其他两个版本，很可能会满意于现象学的描述。
曹天予指出，科学的客观性表现为五个方面。一是建构性，通过结构，建构本体；二是历史性，科学发展有历史阶段；三是整体性，承认有超出结构性陈述的东西；四是修正性，科学理论可以不断修正，结构是开放的；五是革命性，科学理论修正到一定程度，新的实验证据会引起科学革命，革命中有连续也有断裂。
四、相互作用建构实在论——结构实在论的第四版本
相互作用建构实在论与量子力学曲率解释是结构实在论家族中的一员，可称为“相互作用版本”。它与曹天予的“知识论版本”最为接近。下面将从哲学基础和科学基础两个层面加以说明。
(一)哲学基础
在对本体的认识上，相互作用建构实在论把“本体”称作“自在实体”，这与康德的“自在之物”既有联系也有区别。联系在于：“自在实体”是指世界存在什么，它是在观察之前就已形成的“自在之物”，它是真实的、独立的存在，在约定的研究领域是最基本的概念元素；区别在于：通过由相互作用形成的理论结构，我们可认识“本体”，本体是可知的，但本体的呈现由人的认识能力和实验能力决定，也与中介传媒的性质相联系；对世界的统一认识，我们能做的是把不同的认识层次有机地合理连接起来，不是把作用机制不同的认识层次强行归于某一层面中。这与曹天予的认识基本相同。
相互作用建构实在论，在“自在实体”(本体)与“现象”之间引进了“现象实体”概念。“现象”指“自在之物”——本体作用于人的感官所引起的感觉表象，是事物外在的、零散的、易变的方面。它还没有系统地上升为“体”。“现象实体”是“自在实体”(本体)通过观测信号作用，由人的感官或感官的延伸与大脑神经系统综合作用，在直接建构或间接理论建构中形成的系统的、稳定的“感觉表象”。“现象实体”的提出是科学认知过程的补充，这是康德时代所无法办到的。“现象实体”可以由眼一脑系统在观察中直接建构，也可以通过现象、理论结构和逻辑推理间接建构，将“自在之物”在特定相互作用(或理论结构)中转化为“为我之物”。“现象实体”可以建构，“自在实体”(本体)通过“现象实体”给予呈现。“成分自身没有结构”，“自在实体(本体)只有通过‘现象实体’才能呈现”，所以本体不能建构，但可知。
在传统本体论中，“自在实体”(本体)与“现象”是截然二分的，哲学上也可看作是本质与现象的截然二分。有了“现象实体”，主体和客体、本质和现象通过它有了相互贯通。“现象实体”是本体在人的认识中的真实呈现。
本体不能建构，本体是连续的；现象实体可以建构，现象实体是可以有区别的。反实在论者“不充分决定论旨”和“范式不可通约”中的“本体”，实际上是“现象实体”，而不是本体。反实在论者反对实在论的两条证据是不存在的。
理论的结构是由相互作用决定的，相互作用建构实在论看似与结构实在论有区别，但实质上是一致的。有怎样的相互作用，就会有怎样的理 论结构。相互作用发生质的变化，理论结构也会发生质的变化。相对论力学与牛顿力学理论结构的变化，在于观测作用中，光速从无限到有限的变化；经典力学与量子力学理论结构的变化，在于能量量子的出现，在于相互作用从连续到非连续的变化。不同的认识层次中，相互作用变了，理论结构就变了，现象实体也就变了。本体就有了新的呈现。相互作用建构实在论作为结构实在论中的一员，揭示了结构变化的动力学成因。结构是开放的，与曹天予的结构实在论是相通的。
相互作用是事物的真正的终极原因，每一事物通过自身体现出联系的普遍性，又通过联系的普遍性表明它自身的存在和真实性。物质和物质之间的相互作用是相辅相成的，有物质，就有物质之间的相互作用，有相互作用就有物质的存在。物质与相互作用没有谁先谁后的问题。相互作用建构实在论不强化关系，虚化本体，不赞成关系第一。这与曹天予也是相同的。
相互作用建构实在论强调了人的生物建构功能。指出，“现象实体”有三种认知进路：第一，“自在实体”通过光等中介传媒直接作用于人的感官，在人脑中引起感觉表象，建构“现象实体”并由此认识“自在实体”的存在。这里从“现象”到“现象实体”的建构，再到对“自在实体”的认知，都是在人的眼一脑系统中直接一气呵成的，这是人的直接的生物认知。第二，“自在实体”向“现象实体”的转换，不能由人的感官和大脑直接认知，而是通过感官的延伸——仪器，在我们的大脑中引起感觉表象，然后再由第一种方式完成从“现象”到“现象实体”再到“自在实体”(本体)的认知过程。它与第一种认知方式的重要区别在于“现象实体”的建构与人的理性认识有一定的外在联系，因为仪器的原理、设计依赖于人类已有知识、理论和已经建立起来的逻辑体系。第三，“现象实体”还有一种间接认知方式，那就是人不能直接感觉建构，甚至通过仪器也不能感觉建构，而是自然现象通过人的观察，由现象、已有的经验、知识、理论和逻辑基础，为研究对象建构“形象结构”。这种“形象结构”不是精神，它有“本体”依托，还有“现象”表现，是“现象实体”。如果把它作为物理学的研究对象，就是物理实体或物理实在。在微观世界，对电子等微观客体的认知，我们无法通过直接观察，完成生物建构，只能凭现象、经验、知识、理论和相应的逻辑推理来进行建构。建构符合客观实际的电子等微观客体的“现象实体”是人们始终追求的目标。
“自在实体”(本体)←→现象实体←→现象，体现了人类认识自然的全过程。它既是经验适当的，也是理论优越的。相互作用建构实在论借鉴了恩格斯、马赫、康德哲学思想的精髓。
(二)科学基础
1、“曲率模型”的建立。物理学上常用康普顿波长λc(λc=h/m0c)除以2π(rc=λc-λc/2π)作为静态粒子的特征长度。美国实验物理学家霍夫斯塔特对中子、质子分布半径的实验检测，及其他人对电子分布半径的测试，实验数据与特征长度均符合得相当好这表明用物质波波长建构电子的“形”是有实验依据的。
静态电子不是原子中的电子。静态粒子的特征长度不适用。原子中的电子在不停地运动，能级问能量是突变的，作用也是不连续的。电子从一个能级跃迁到另一个能级，我们看到的也只是光的频率和强度，是不连续的谱线。不连续的光谱不能给大脑建立一个连续的电子形象。在非相对论条件下，原子中电子的德布罗意物质波波长有空间概念。类似地，我们试用原子中的德布罗意物质波长λn(λn=h/pn)除以2πλn=λn／2π)，即相位圆的曲率半径作为原子中能级n上电子的基准曲率半径(λn)。氢原子中，这个半径λn刚好可以表达成：λn=na0。n是能级量子数；a0是玻尔半径；Rn=1/λn是相位圆的曲率。氢原子及其他物质波波函数的振幅中均可分离出Rn=1/λn这一曲率因子。波函数的曲率表示具有普遍意义。
每一能级有一个基准曲率Rn与电子对应，每一时空点有与电子对应的曲率在变化，电子波是曲率波。曲率的大小表示粒子性，曲率的变化表示波动性。波动性和粒子性在原子世界有机地统一在同一模型中。电子有了可追踪的研究对象。
曲率模型是在具体相互作用中对电子“形态”的一种建构，是结构实在论在量子力学中的模型具体化。现有量子力学与经典力学一样，都采用质点模型。量子力学中相互作用的性质变了，理论的结构变了，但建立理论的质点模型没有变。日本的坂田昌一，法国的托姆都认为这是量子力学中产生认识危机的根本原因，曲率模型是对质点模型的重新改造。
2、曲率解释可以包容几率解释。原子中电子越靠近原子核，曲率Rn越大，能级跃迁时发射的光子的频率越高；电子越远离原子核，曲率Rn越小，能级跃迁时发射的光子的频率越低。原子中的电子越靠近原子核，曲率Rn越大，“形”越小，在“形”内找到“点”电子的概率越高，电子跃迁几率越高，光越强；电子越远离原子核，曲率Rn越小，“形”越大，“形”内找到“点”电子的概率越小，电子跃迁几率越低，光越弱。曲率解释与几率解释有完全的、可理解的对应。曲率模型中包含有几率属性。
可以证明，我们用波长在相空间为电子建构的“形”在原子深处不可忽略，失去了宏观质点抽象的条件。如果非要把原子中的电子抽象成“质点”，一方面，“点”电子的位置就会有分布误差，误差的范围就是电子“形”的展布半径，这与现今量子力学的结果完全一致；另一方面，质点必须是虚的，波是实的，这与量子场论的思想方法一致。所谓虚实，主要看动量、能量赋予谁。原子中的虚质点、实体波要想转化为宏观的实质点、虚波必须经历量子测量。量子测量是将非连续作用转化为连续作用的过程。量子场论中真空态的激发和退激，就体现为连续作用介入的量子测量过程。连续作用的介入并不是指一定要无限分割量子，被测系统的无序度增加(量子熵增加)也可以达到同样的效果。
3、薛定谔方程的描述对象。相互作用建构实在论与量子力学曲率解释明确了薛定谔方程两类不同形式的描述对象。对于连续谱，与经典波动有类比性，对于非连续谱与经典波动没有可类比 性。原子内部能级问能量是突变的，相互作用是不连续的，“虚质点、实体渡”(曲率模型)是电子的“现象实体”，虚质点(电子)同时对应的诸多本征态(构成纯态)形成彼此独立的相干波源，而能级间量子跃迁放出固定频率的光子，预示二能级本征态之间有固定周相差，它对应的现象是波的干涉；原子外电子受到连续作用，“实质点、虚波”(质点模型，概率分布波)是电子的“现象实体”，本征态的连续分布(构成混合态)，预示相干波源和固定周相差的消失，它对应的现象是波的共振峰(波包)。两类问题，对于线性方程，本征态作为正交基，数学处理一样，虽然都在相空间讨论，但物理本质不同。二者之间的转换必须有连续作用的介入，这就是量子测量的本质。曲率模型中看得很清楚，而点模型把问题搞得很模糊。“曲率模型”由物质波相位圆的曲率来定义，正好可以体现“现象实体”与相互作用的性质相关，通过逻辑反演可以回到经验现象的事实。理论是逻辑自治的。
(三)相互作用建构实在论与量子力学曲率解释的五个基本要点
1、提出相互作用原理。广义：指事物间的普遍联系。狭义：自然界中一切物体在时空中的“形象”和“状态”都是由物质问的相互作用形成的，既包括四种基本相互作用(引力、电磁力、强力、弱力)，也包括人类观测世界使用的观测信号作用。
2、区分微观作用机制与宏观作用机制。微观：能量不连续(h≠0)，能级间相互作用不连续。宏观：能级连续分布，相互作用是连续的。相互作用机制不同，描述微观客体的“模型”亦应该变化。
3、区分微观质点与宏观质点的本质差异。原子深处宏观质点抽象原则不适用，或不能照搬。“虚粒子、实体波”(曲率模型)是微观粒子的“现象实体”。“实粒子、虚波”(质点模型)是宏观粒子的“现象实体”。
4、区分量子概率与经典概率的本质不同。量子概率：有相干性；经典概率：没有相干性。前者与非连续作用相关，后者与连续作用相关。二者的转换需要经历量子测量，引进连续作用机制。
5、揭示微观时空与宏观时空的不同属性及薛定谔方程两类描述对象的本质差异。微观：“虚质点、实体波”，“物”虚空实是基本特征。这与量子场论真空激发态思维方式相同；宏观：“实质点、虚波”(概率波)，“物”实空虚是基本特征。对于连续谱，薛定方程描述对象与经典波动有类比性；对于非连续谱，其描述对象没有类比性。二者的转换需要经历量子测量。
总之，相互作用建构实在论，在哲学上把本体与现象的对立，改造成了本体(自在实体)—现象实体—现象相贯通，协调了本体与现象的对立，消除了僵化的唯物主义与经验主义之间的矛盾；而量子力学曲率解释，利用曲率模型把质点模型与波动模型作了协调，把粒子一波动的对立，变成了粒子—曲率—波动的统一，消除了波粒分立造成的矛盾，解决了量子对象不可追踪的历史疑惑。现象实体与曲率模型是科学哲学与量子力学中现有矛盾协调统一的纽带。世界上没有截然对立的东西，关键是要有协调的方法，建立适当的模型。自然是和谐的，社会也是和谐的。
(责任编辑 曾毅生)