所谓波粒二象性,是指在不同条件下,微观粒子分别表现为波动状态和粒子状态两种性质。对微观粒子波粒二象性的认识,可追溯到20世纪初。当时人们发现光在光电效应(光的吸收)、原子光谱(光的发射)等现象中显示出粒子性;在光的干涉、衍射现象中又显示出波动性。人们还发现,在微观领域,对微观粒子或亚原子粒子的认识必然要受到人们所使用的观测仪器的制约;所谓的波粒二象性正是由于观察者所选择和使用的观测仪器的性质不同所造成的。例如,电子在云雾室照片径迹中表现为“粒子”,而在晶体衍射实验中就表现为“波”。不仅如此,在微观领域要想同时获得某些成对的物理量(如位置与动量、时间与能量),是不可能做到精确的。“如果谁想要阐明‘一个物体的位置’,例如一个电子的位置这个短语的意义,那么他就得描述一个能够测量‘电子的位置’的实验;否则这个短语就根本没有意义。”[21]这就是德国著名物理学家海森伯(WernerKarlHeisenberg)提出的著名的“测不准原理”。事实上,类似的“测不准”“佯谬”在其他的物理量之间也是存在的。丹麦著名物理学家玻尔认为,测不准关系实际上是波粒二象性的必然结果。在他看来,测不准性并不标志着粒子物理学的语言或者波动物理学的语言已经不适用,而只是标志不能同时使用两种表示方式,因为,“这种关系式指示着在量子力学中确定一些运动学变量和动力学变量时的反比式的活动范围,而这些变量则是在经典力学中定义体系状态所必须用到的”[22]。无疑,在量子力学与经典力学的语言描述之间存在着互斥性,但它们又是可以互补的。正是基于这样一种考量,玻尔提出了他的关于量子力学的互补性诠释的思想。他认为,通过一种“互补性的描述方式”,我们就能将微观粒子和波的两种经典概念统一起来。“只有根据原子态概念的适用性和原子级粒子的时空标示之间的根本互补性,才能用一种合理的方式来说明原子属性的特征稳定性。”[23]很显然,玻尔的互补原理及他的整个理论的终极基础就是波粒二象性。这一原理既看到实在及不同描述方式的互斥性,同时又看到它们的互补性,因而具有深厚的哲学内涵。对于互补性为什么只限于两种属性,而不是三种或多种属性,物理学家冯·威扎克(?ker)的解释是,波粒二象性构成了一个完备的析取(disjunction),物理实在要么呈现点状集中,要么散布在空间中;前者用粒子模型来描述,后者则用场或波的模型来描述。[24]
三、时间认知与空间认知
时间和空间是物质存在的两种基本形式,也是人类认识(认知)的两种基本方式。康德曾明确将时间与空间作为人类的两类基本的感性形式,并分别将它们与代数和几何相对应。他指出:“几何学是根据空间的纯直观的;算学是在时间里把单位一个又一个地加起来,用这一办法做成数的概念。”[25]在他看来,空间与时间这两种感性形式之间是有着质的差异的。空间作为一切外部直观的基础所构成的先天表象不是由外部经验抽象得来的,它具有主体外感官的一切形式;而时间则是直观我们自己和我们内部状态的形式,因而是内感官的形式。“对一切显象来说纯然的直观要么是空间,要么是时间,所以任一显象作为直观都是一个广延的量,因为它唯有通过在把握中(从部分到部分)的相继综合才能被认识。”[26]