如何理解波尔说的「如果认为物理学家的任务是发现自然是什么那就错了，物理学关心的是关于自然能说什么」?
尼尔斯·玻尔这句名言：“如果认为物理学家的任务是发现自然是什么那就错了，物理学关心的是关于自然能说什么”，乍听之下，可能会让人觉得有些出人意料，甚至有些绕口。这背后蕴含着玻尔对物理学本质的深刻洞察，尤其是在他开创量子力学时代之际。要理解这句话，我们需要从几个层面来剖析。
一、抛开“自然是什么”的形而上学迷思
在玻尔的时代之前，甚至在很多人的日常认知里，科学家的目标似乎是去“揭开自然的神秘面纱”，去“认识事物的本质”，仿佛自然本身是一个客观存在的、我们只要足够努力就能完全洞悉其“是什么”的实体。这种想法带有很强的形而上学色彩，它假设存在一个独立于观察者和描述方式的“实在”，而科学的任务就是将其一一对应。
然而，量子力学的发展，特别是那些无法用经典直觉来理解的现象，比如波粒二象性、叠加态、测量问题等，让物理学家们开始反思这种“找到事物终极本质”的简单模型。玻尔认为，我们对自然的理解，或者说“能说什么”，很大程度上受到我们观察、测量以及描述手段的限制。
举个例子，在经典物理中，我们可以说一个球“是”在某个位置，“是”以某个速度运动。我们可以同时精确地知道它的位置和速度。但到了量子世界，例如电子，当我们试图精确描述它的“是什么”时，情况就变得复杂了。例如，我们能说电子“是”在哪里，或者“是”以什么速度运动，但很难同时精确地做到这两点。海森堡的不确定性原理就直接指出了这一点：我们对一个物理量的测量精度越高，对另一个与其相关的物理量（如位置和动量）的测量精度就越低。
所以，玻尔的意思是，我们不能简单地假定自然“是”一个固定的、可被我们完全捕获的实体，然后我们去“发现”它。我们对自然的认识，是通过一系列的实验和理论描述来完成的，而这些实验和理论描述本身是有其局限性和选择性的。
二、物理学是“关于自然能说什么”的语言和规则
这句话的第二层含义，是强调物理学作为一种“描述性”和“预测性”的科学体系。物理学家不是在“发现”一个预先存在的、完整的“自然本身”，而是在构建一套关于如何与自然互动、如何理解自然现象的“语言”和“规则”。
这里的“能说什么”，可以理解为：
我们能通过实验观察到什么？ 实验是物理学的基础。物理学家设计实验，来激发自然表现出特定的行为，然后去观察和记录。我们不能直接“看到”一个电子的波函数，但我们可以通过一系列实验，比如双缝干涉实验，来间接“看到”电子的波动性表现。
我们能通过理论模型来解释什么？ 物理学理论，比如量子力学，提供了一套数学框架和概念工具，让我们能够组织、理解和预测我们观察到的现象。量子力学告诉我们，一个粒子在被测量之前，可能处于多种可能状态的叠加；测量行为会“塌缩”这种叠加态。这是一种关于“能说什么”的描述方式，而不是直接揭示粒子“本身是什么”。
我们能做出什么预测？ 物理学最终的目标之一是能够预测未来会发生什么。比如，如果我们知道一个原子核当前的衰变概率，我们可以预测在一定时间内有多少会发生衰变。这种预测是基于我们对自然“能说什么”的理解建立起来的数学模型。
玻尔认为，物理学不是在描摹一个独立于人类认知之外的“绝对真实”。相反，物理学是人类与自然进行“对话”的产物。我们提出问题（设计实验），自然用它自己的方式（现象）回应，我们再用我们的理论语言来“翻译”和理解这些回应，并试图从中找出模式和规律，以便于我们继续提问和预测。
三、互补原理的体现
玻尔的这句话与他提出的互补原理（Complementarity Principle）紧密相连。互补原理是量子力学中的一个核心思想，它指出，某些物理性质对同一系统是互补的，也就是说，我们不可能同时精确地测量或描述这些性质。例如，光的波粒二象性。我们可以设计实验来展示光的波动性（如干涉），也可以设计实验来展示光的粒子性（如光电效应），但我们无法在同一个实验中同时精确地描述它的波和粒子的全部特性。
玻尔认为，我们选择哪种观察方式（例如，是将其视为粒子还是波），就会决定我们对它“能说什么”。你问“它是波吗？”，它会以波的方式回应你；你问“它是粒子吗？”，它会以粒子的方式回应你。你不能同时问这两个问题，并期望得到一个完整的、单一的答案，因为这两个描述是互补的，彼此排斥但又共同构成了对这一现象的完整理解。
因此，“物理学关心的是关于自然能说什么”意味着，物理学家不是要去“抓住”一个固定不变的“自然之物”，而是要理解在不同的观察和描述框架下，自然会“呈现”出怎样的行为和特性，以及如何用精确的语言来表述这些行为和特性。
四、对科学实践的启示
这句话也对我们如何理解科学活动本身有着重要的启示：
承认局限性是进步的开端： 认识到我们无法完全把握“自然是什么”，并不意味着科学停滞不前，而是鼓励我们更深入地思考“如何描述”和“如何预测”。这种对自身能力的理性认知，恰恰是科学严谨性的体现。
理论是工具，不是终极答案： 物理学理论不是对“现实”的直接复制，而是帮助我们理解和操纵现实的强大工具。它们是“模型”，是“语言”，是“地图”，而不是“疆域本身”。地图画得再好，也不是它所描绘的山川河流。
科学是动态的、不断演进的： 随着我们观察手段的进步和理论工具的发展，我们关于“自然能说什么”的理解也会不断更新和扩展。今天我们认为“只能这样说”，明天可能就有新的理论框架来更全面地描述。
总结一下：
玻尔认为，科学家的任务不是去发现一个独立于我们之外的、可以被完全捕捉和定义的“自然本体”。因为我们的观察和描述总是受到我们所使用的工具、理论框架以及我们自身认知能力的限制。与其追求对“自然是什么”的终极形而上学定义，不如专注于构建一套能够精确描述、解释和预测我们所能观察到的自然现象的“语言”和“规则”。“能说什么”，就是要探讨在怎样的条件下，自然会呈现出何种行为，以及我们如何用数学和概念来有效地表达这些行为，而这些表述本身就是我们对自然的理解。这是一种更加务实、也更加深刻的科学观。
一、抛开“自然是什么”的形而上学迷思
在玻尔的时代之前，甚至在很多人的日常认知里，科学家的目标似乎是去“揭开自然的神秘面纱”，去“认识事物的本质”，仿佛自然本身是一个客观存在的、我们只要足够努力就能完全洞悉其“是什么”的实体。这种想法带有很强的形而上学色彩，它假设存在一个独立于观察者和描述方式的“实在”，而科学的任务就是将其一一对应。
然而，量子力学的发展，特别是那些无法用经典直觉来理解的现象，比如波粒二象性、叠加态、测量问题等，让物理学家们开始反思这种“找到事物终极本质”的简单模型。玻尔认为，我们对自然的理解，或者说“能说什么”，很大程度上受到我们观察、测量以及描述手段的限制。
举个例子，在经典物理中，我们可以说一个球“是”在某个位置，“是”以某个速度运动。我们可以同时精确地知道它的位置和速度。但到了量子世界，例如电子，当我们试图精确描述它的“是什么”时，情况就变得复杂了。例如，我们能说电子“是”在哪里，或者“是”以什么速度运动，但很难同时精确地做到这两点。海森堡的不确定性原理就直接指出了这一点：我们对一个物理量的测量精度越高，对另一个与其相关的物理量（如位置和动量）的测量精度就越低。
所以，玻尔的意思是，我们不能简单地假定自然“是”一个固定的、可被我们完全捕获的实体，然后我们去“发现”它。我们对自然的认识，是通过一系列的实验和理论描述来完成的，而这些实验和理论描述本身是有其局限性和选择性的。
二、物理学是“关于自然能说什么”的语言和规则
这句话的第二层含义，是强调物理学作为一种“描述性”和“预测性”的科学体系。物理学家不是在“发现”一个预先存在的、完整的“自然本身”，而是在构建一套关于如何与自然互动、如何理解自然现象的“语言”和“规则”。
这里的“能说什么”，可以理解为：
我们能通过实验观察到什么？ 实验是物理学的基础。物理学家设计实验，来激发自然表现出特定的行为，然后去观察和记录。我们不能直接“看到”一个电子的波函数，但我们可以通过一系列实验，比如双缝干涉实验，来间接“看到”电子的波动性表现。
我们能通过理论模型来解释什么？ 物理学理论，比如量子力学，提供了一套数学框架和概念工具，让我们能够组织、理解和预测我们观察到的现象。量子力学告诉我们，一个粒子在被测量之前，可能处于多种可能状态的叠加；测量行为会“塌缩”这种叠加态。这是一种关于“能说什么”的描述方式，而不是直接揭示粒子“本身是什么”。
我们能做出什么预测？ 物理学最终的目标之一是能够预测未来会发生什么。比如，如果我们知道一个原子核当前的衰变概率，我们可以预测在一定时间内有多少会发生衰变。这种预测是基于我们对自然“能说什么”的理解建立起来的数学模型。
玻尔认为，物理学不是在描摹一个独立于人类认知之外的“绝对真实”。相反，物理学是人类与自然进行“对话”的产物。我们提出问题（设计实验），自然用它自己的方式（现象）回应，我们再用我们的理论语言来“翻译”和理解这些回应，并试图从中找出模式和规律，以便于我们继续提问和预测。
三、互补原理的体现
玻尔的这句话与他提出的互补原理（Complementarity Principle）紧密相连。互补原理是量子力学中的一个核心思想，它指出，某些物理性质对同一系统是互补的，也就是说，我们不可能同时精确地测量或描述这些性质。例如，光的波粒二象性。我们可以设计实验来展示光的波动性（如干涉），也可以设计实验来展示光的粒子性（如光电效应），但我们无法在同一个实验中同时精确地描述它的波和粒子的全部特性。
玻尔认为，我们选择哪种观察方式（例如，是将其视为粒子还是波），就会决定我们对它“能说什么”。你问“它是波吗？”，它会以波的方式回应你；你问“它是粒子吗？”，它会以粒子的方式回应你。你不能同时问这两个问题，并期望得到一个完整的、单一的答案，因为这两个描述是互补的，彼此排斥但又共同构成了对这一现象的完整理解。
因此，“物理学关心的是关于自然能说什么”意味着，物理学家不是要去“抓住”一个固定不变的“自然之物”，而是要理解在不同的观察和描述框架下，自然会“呈现”出怎样的行为和特性，以及如何用精确的语言来表述这些行为和特性。
四、对科学实践的启示
这句话也对我们如何理解科学活动本身有着重要的启示：
承认局限性是进步的开端： 认识到我们无法完全把握“自然是什么”，并不意味着科学停滞不前，而是鼓励我们更深入地思考“如何描述”和“如何预测”。这种对自身能力的理性认知，恰恰是科学严谨性的体现。
理论是工具，不是终极答案： 物理学理论不是对“现实”的直接复制，而是帮助我们理解和操纵现实的强大工具。它们是“模型”，是“语言”，是“地图”，而不是“疆域本身”。地图画得再好，也不是它所描绘的山川河流。
科学是动态的、不断演进的： 随着我们观察手段的进步和理论工具的发展，我们关于“自然能说什么”的理解也会不断更新和扩展。今天我们认为“只能这样说”，明天可能就有新的理论框架来更全面地描述。
总结一下：
玻尔认为，科学家的任务不是去发现一个独立于我们之外的、可以被完全捕捉和定义的“自然本体”。因为我们的观察和描述总是受到我们所使用的工具、理论框架以及我们自身认知能力的限制。与其追求对“自然是什么”的终极形而上学定义，不如专注于构建一套能够精确描述、解释和预测我们所能观察到的自然现象的“语言”和“规则”。“能说什么”，就是要探讨在怎样的条件下，自然会呈现出何种行为，以及我们如何用数学和概念来有效地表达这些行为，而这些表述本身就是我们对自然的理解。这是一种更加务实、也更加深刻的科学观。
网友意见
数学哲学里有所谓“柏拉图主义”，认为有一个终极的体系在那里等着我们去发现，去认识。
玻尔的这句话就是站在了柏拉图主义的反面罢。
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