自然辩证法考试总结

1、1、古代朴素辩证法自然观基本特点和历史地位古代朴素辩证法自然观基本特点为直观性、思辨性和猜测性。古代朴素辩 证法自然观，把自然界当做一个统一的有机体，力图在某种具有固定形体的东 西中，在某种特殊的东西中去寻找统一，认为自然界是一幅由种种联系和相互 作用无穷无尽地交织起来的画面，其中没有任何东西是不动的或不变的，而是 一切都在运动、变化、产生和消失。这种自然观来自天才的直观、理性的思考 和大胆的猜测，虽然正确地把握了自然界的总画面的一般性质，却不能具体地 说明自然界地联系；这种自然观虽然想从自然界本身寻求对自然现象的解释， 但同时还缺乏足以把自然现象联结成因果链条的经验知识；这种自然观虽然想 从

2、总体上去把握自然界，但同时人们对自然界的认识尚未进步到分析和解剖的 程度，对构成总体的部分和细节尚不清楚，因而对总体联系的认识必然是模糊 的。这就使得它不得不用哲学的猜想来填补知识的空白，用哲学的思辨来编制 自洽的理论，因而古代人的自然观念是笼统的，带有直观性、思辨性和猜测性 的特点。补充（可看可不看）历史地位：古代朴素辩证法自然观的产生，标志着人类对自然界的认识已冲破原始神话和宗教的藩篱，开始运用理性思维去探索自然的本质和规律，是人类在认识自然上的道路上的一次巨大进步。人类对自然的认识以自然哲学的形式出现，意味着哲学与自然科学之间存在着天然的联系：一方面哲学要以对自然界的认识作为自己的重要基

3、础；另一方面自然科学在认识自然界的过程中不可能回避对自然界的总观点的问题。古代自然观坚持从自然界本身去寻求对自然界的解释，坚持在自然界的总体联系和运动、发展、变化中认识自然界。正是这种自发的唯物主义和朴素的辩证法思想，使得它一方面在哲学上成为马克思和恩格斯创立辩证唯物主义自然观的思想渊源，另一方面在科学上孕育了许多在以后得到发展和证实的天才预 见，如古希腊阿利斯塔克的日心说、德谟克利特的原子论、巴门尼德的充实说（认为“存在“充实空间，不存在虚空）、恩培多克勒的进化论等，在近代科学诞生后，先后发展成为哥 白尼一开普勒的日心说、道尔顿的原子论、法拉第一麦克斯韦的电磁理论、达尔文的进化论等科学理论。

4、正如恩格斯指出的：“在希腊哲学的多种多样的形式中，差不多可以找到以后各种观点的胚胎，萌芽。因此，如果理论自然科学想要追溯自己今天的一般原理发生和发展 的历史，它也不得不回到希腊人那里去。”2机械唯物主义自然观的性质与局限性机械性：机械唯物主义自然观，是以机械的观点去看待自然界和人的。它 承认自然界是物质的，物质是按规律运动着的，但它用纯粹力学的观点来考察 和解释自然界的一切现象，认为自然界是一部机器，把自然界的各种运动形式 都归结为机械运动形式。这种观点否认了有机界与无机界、人类社会与自然界 之间的性质上的差别；它不把自然界理解为一个过程，而把自然界看做是按某 种必然规定的机械的构成，认为自然

5、界的运动只是永远绕着一个圆圈旋转，具 有严整的秩序，不存在偶然性，而运动只有数量的增减和场所的变更，其变化 的原因在于物质的外部即外力的推动。这种观点与古代朴素辩证法自然观的观 点相比，显然是一种倒退。古代朴素辩证法自然观把自然界看成是相互联系和 相互作用的整体，是一个活生生的生命有机体，虽然是原始的、素朴的，然而 在本质上却是正确的。所以恩格斯指出：“18世纪上半叶的自然科学在知识上， 甚至在材料的整理上大大超过了希腊时代，但是在观念地掌握这些材料上，在 一般的自然观上却大大低于希腊时代。 ” 形而上学性：机械唯物主义的自然观的形而上学性，是与当时经验自然科 学所运用的还原分析的方法密切相关

6、的。所谓还原分析法就是把复杂的事物和 复杂的关系，还原为简单的事物（要素）和简单的关系，即把一个统一的整体 分割为若干孤立的部分（要素） ，分别研究各个部分（要素）的属性、特征、结 构和功能，然后再把这些部分合为一体。但是，这样所得到的一般只是各个部 分的共同属性，而不是原有对象的整体性。它对于当时的自然科学发展是必要 的，然而，也给人们留下了一种习惯，即孤立地考察自然界的事物和过程，撇 开它广泛的总的联系；不是把自然界看做是运动的，而是看做静止的；不是看 做本质上变化着的，而是看做永恒不变的；不是看做活的，而是看做死的。 “这 种考察方法被培根和洛克从自然科学中移植到哲学中以后，就造成了最近

7、几个 世纪所特有的局限性，即形而上学的思维方式。 ”随着自然科学的发展，尤其是 理论自然科学的出现，这种形而上学的思维方法便显得愈来愈不适用了。不彻底性：机械唯物主义自然观割裂了自然界与人类社会历史发展的关系， 认为自然界是孤立于人的实践领域之外的原始的自然存在物。这种观点必然导 致自然观与历史观的割裂，最终陷入唯心主义和神学目的论。因为机器的自 然图景是同机器的制造者相关联的，也就是说，自然界的产生与发展是同有神 论者信仰的超验的上帝相联系的。比如，对于地球围绕太阳的运动最初是如何 形成的？地球上无限多样性的动物和植物的种类是如何产生的？人类最初又是 怎样产生出来的？这些根本性的问题，机械论

8、者最终不得不用超自然的原因来 说明。这就不难理解，牛顿用神的”第一推动力“来说明行星最初的运动；瑞 典生物学家林耐用上帝的安排来解释动物和植物物种的产生；至于人类的产生 问题，也只好用上帝创造人类来回答。因此， “这一时期的自然科学所达到的最 高的普遍的思想，是关于自然界安排的合目的性的思想，是浅薄的沃尔弗式的 目的论，根据这种理论，猫被创造出来是为了吃老鼠，老鼠被创造出来是为了 给猫吃，而整个自然界被创造出来是为了证明造物主的智慧。 ”这种目的论实际 上是根本否定了科学，使科学又回到了神学的怀抱之中。3 自然史与人类史的统一（ 44 ） 自然史与人类史的关系问题 , 其实是一个哲学问题。如何

9、实现自然史与人类 史的统一 ,从形而上的视角来看 , 也就是如何超越思维与存在、精神与物质的二 元对立的问题。人与自然是生成的存在 , 只有在生成的意义上 , 才有可能真正实现人与自然 的统一。对于人与自然的相互生成 , 在马克思看来 ,人并不是超自然的存在 , 并不 是纯精神性的 , 其生存的根基就深深地植根于自然界之中。从肉体的方面来看 , 人与自然界的其他生命个体一样 , 只有依靠自然提供的产品才能生活 , 无论这种 产品是以食物、衣服、住房等何种形式表现出来。不但如此 , 人的精神世界亦是 在自然中现实地生成的。因为人与动物不同 , 动物和自身的生命活动是直接同一 的,而人则使自己的生

10、命活动变成自己意志和意识的对象。也就是说, 人在自己的生命活动中 ,现实地生成一个意识的、精神的世界。因此 , 人的生存就其整体 来说, 是自然界的一部分 , 是在自然界中的生活。但是, 人之所以能够通过自身的活动在自然中现实地生成 , 其根本原因在于 人先行存在于自然界之中。因为对象之所以成为对象 , 取决于对象的性质以及与 之相适应的本质力量的性质。人的每一种独特的本质 , 都有其借以实现的独特方 式。正是在人的对象性的活动中 , 才扬弃了对象世界的外在性 , 使现实的自然界 得以生成。因此, 人与自然是相互包含、相互设定的。正是在人的现实的活动中, 人与自然才获得了其存在的现实性。只有在

11、现实的人的活动中 , 人与自然界才表现为 一个相互生成的过程 , 而这一过程本身就是人类历史生成的进程。人与自然都是在人类的历史进程中现实地生成的, 自然史与人类史是统一的,二者是同一个过程的两个方面。因此 , 马克思说 : “我们仅仅知道一门唯一 的科学 , 即历史科学。历史可以从两方面来考察 , 可以把它划分为自然史和人类 史。但这两方面是密切相联的 ; 只要有人存在 , 自然史和人类史就彼此相互制 约。”马克思这里所说的自然史并不是指在人之外存在的纯粹客观的自然界的 演化史 , 而是人类学的自然界生成的历史。在马克思看来 , 人生存的自然界与人 是同时诞生的 , 而且是互为对象而存在的

12、, 所以, 非对象性的存在物是非存在物。 作为对象性的存在 , 人与自然并不是一成不变的 , 而是在人的感性活动中现实地 生成的。正是在这一生成的过程中 , 形成了自然史与人类史的统一性。自然科学 所揭示出来的自然史 , 并不是纯粹客观的自然的演化进程 , 而是内在地包含着人 类历史发展的进程。不但如此 ,自然科学通过大规模的研究活动 , 一方面为人的 活动增加了大量的材料 ,另一方面也通过实践日益深入到人的生活之中 , 改造人 的生活, 并为人的解放做了准备。我们说自然、历史与人的存在是统一的 , 统一于人的实践活动之中。这种 统一就表现为自然史与人类史的生成过程。正是在人的现实的实践活动中

13、 , 人现 实地创造着人与自然的统一。只有从现实的人的感性活动出发 , 把人与自然理解 为一种生成的存在 , 才有可能真正解决自然史与人类史的统一问题。4 系统的思维方式 随着系统自然观的确立，形成了一种探索组织性、复杂性问题的思维方式 系统思维方式。”今天我们正目睹一场思维方式的转换：转向谨严精细而又 是整体论的理论。这就是说，要构成拥有他们自己的性质和关系集成的集合体， 按照同整体联系在一起的事实和事件来思考。 “系统自然观突破了传统的科学思 维方式，为人们提供了系统思维这样一种崭新的科学思维方式。所谓系统思维方式，是把对象当做一个系统的整体加以思考的思维方式， 它根据系统的性质、关系、结

14、构，把对象的各个组成要素有机地组织起来构成 模型，研究系统的功能和行为，具有整体性、综合性、定量化和精确化的特征。这种思维方式认识对象的基本思路是：第一，把对象作为其构成要素以一 定的联系组成的结构与功能的统一整体（系统）来考察，从整体、部分、环境 的相互联系、相互制约、相互依赖的关系中揭示对象的整体性质和运动规律。 它首先从整体出发，对事物进行综合研究，然后以综合为指导，对事物的组成 部分进行分析，探讨它们之间的内在联系，最后又在分析的基础上回到整体的 综合研究。第二，认为各要素组成的整体，具有不同于各要素功能简单相加的 新功能，即认为系统具有非加和的性质系统性质。人们认识系统就在于找 出这

15、种系统性质，构造一个新系统的目的就在于利用这种非加性来实现某种新 功能。第三，把所观察的系统都看做动态的开放系统，认为任何系统都处于一 定环境之中，它与外界环境有着千丝万缕的联系。任何系统要得到自身的发展， 必定是与环境不断进行物质、能量和信息的交换。第四，系统思维方式对某一 具体系统的研究侧重于无序、不稳定性、多样性、不平衡性、非线性等方面， 这与传统的千方百计将系统简化为稳定、有序、均匀、平衡、线性作用的思维 方式有很大差别。需要指出的是，系统思维方式与还原论、形而上学思维方式不同。它观察 事物的侧重点不是部分而是整体；它不是立足于分析而是立足于综合；它不是 像形而上学思维方式那样把分析与

16、综合分为截然不同的两个阶段的单向性思 维，而是把综合与分析通过反馈耦合形成双向性思维。应用还原分析方法，要 取决于两个条件：一是“部分”之间的相互作用不存在或者微弱到某些研究任 务可以不考虑的程度；只有在这种情况下，部分才能实际地、逻辑地、数理地 “求出”来，然后“放在一起” 。二是描述部分的行为的关系是线性的；只有这 样才有累加性条件，即描述总体行为的方程和描述部分行为的方程具有相同形 式，可以通过部分过程相加取得总体过程。因此，传统的思维方式对于内部联 系不紧密、相互作用软弱、局部行为与整体行为相差不大的事物是基本适用的， 但对于多因素、复杂系统就不能适用。只有用系统思维的方式，才能把握事

17、物 的整体功能。5 牛顿的绝对时空观 我们知道 ,时空观是人们对于时间和空间的物理性质的认识 , 时空观同自然科学 的发展密切相关 , 科学史上的重大变革往往伴随着新时空观的产生。在远古时 代,人们认为大地是平坦的 , 到了两千多年前 , 亚里士多德提出地球是一个球形 的主张, 并且认为地球心就是宇宙的中心 , 万物都有各自的夭然位置 ,物体之所 以会运动 , 因为它要回到自己的天然位置上。牛顿发现苹果落地和月亮绕地球运 行是由同一个原因 （地球引力 ）引起, 而不是由于它们要回到自己的“天然位置” 上。牛顿站在亚里士多德的肩上 , 引入了绝对静止空间和绝对不变时间的概念 , 即绝对时空观。在

18、牛顿看来 , 时间、空间和“任何外界事物”之间是相互独立、 没有关系的。牛顿认为空间和时间是客观的 , 但它们是不依赖于运动着的物质而 存在的 , 它们是完全不变的 , 相互没有联系的。他把这样理解的空间和时间叫作 绝对的'空间和时间。绝对的时空观：把空间看成是一个巨大的空匣子 , 是一 种完全脱离物质而独立存在的虚空 , 物体在静止时占有了一定的空间 . 或者在占 有的这一空间中作机械运动 , 物体和空间之间并没有不可分割的必然联系 . 同样 , 时间被看作是一种万古不变的、绝对均匀地流逝着的持续性 , 不论物体是静止着 还是运动着 , 时间是独立地流逝着 , 时间是与物质、运动、空

19、间毫无必然联系的 一种完全不变的持续性。牛顿的绝对时空观就是对宏观领域内低速运动的物质 的机械力学性质的外部联系的反映。在历史上, 牛顿绝对时空观所以能在自然科学中占统治地位达二百多年之久,说明它有着深刻的根源。一方面它是建立在人们日常生活体脸和人们平常习惯 的思维方式的基础上 ,符合人们的“通常知识” 。在人类的日常生活中 ,既不会直 接接触广阔无边的宇宙空间 , 也不会走到微观世界里去 ,更不可能把握每秒近三 十万公里的光速的物质运动 , 人们总是容易直观地把物体运动仅仅理解为可凭 肉体感官接触到的宏观低速的物体 , 而平常习惯的思维方式又很容易设想出脱 离物质运动的空间和时间 , 例如我

20、们把一个房间里的桌子、椅子、床铺等一切东 西都撅出去 , 就可以认为这个房子是空无一物了 , 可是这房子依然存在。而时间 呢,一秒一分一小时一天地流逝着 ,一去不复反 ,好象跟别的事物无关。因此 ,人 们在生活实践中就容易接受与物质运动无关的时空观。另一方面 ,. “人类的时 空观是相对的” , 绝对时空观相 . 适应于当时自然科学的发展水平 ,那时 , 自然科 学的研究没有深入到微观、高速的领域 , 而运用绝对时空观来观察、分析、处理 宏观低速领域的问题仍是行之有效的 , 所以人们对绝对时空观的真伪性在当时 就不会轻易怀疑或否定了。在牛顿看来如果人们对时空的认识仅仅停留在它的量上, 而没有深

21、入到它的本性的话 , 那么这种认识是肤浅的 , 对于科学研究来讲是不够的 , 为了从性质 上真正认识时空 , 使人们不仅有日常生活的表观的时空观念，而且具有科学的纯 粹的时空观念。牛顿的见解无疑是正确的 . 因为如果时空的特性完全以每个具体 事物的具体运动过程为转移的话 , 那就既不能揭示任何机械运动的规律 . 也不能 表述任何机械运动的规律。可见 , 牛顿这种纯粹的、理想化的绝对时空观的提出 对于人类科学认识的发展不能不说是个杰出的贡献。因此 , “我们完全有理由这 样说: 没有抽象思维的理想化就没有牛顽的绝对时空观 , 而没有绝对时空观念也 就不会有牛顿的力学定律和力学体系 . ” 牛顿的

22、绝对时空观是一种思维的抽象 , 这种抽象在一定范围内是有其合理性的 , 但一旦超越其局域范围 , 就必然导致谬 误。6 推进生态文明，建设美丽中国 我国政府提出建设生态文明和美丽中国的战略构想，要求从文明进步的新 高度来把握和统筹解决资源环境等一系列问题，从经济、政治、文化、社会、 科技等领域全方位着眼着力，在更高层次上实现人与自然、环境与经济、人与 社会的和谐，为增强可持续发展能力、实现中华民族永续发展提供了更为科学 的理念和方法论指导。美丽中国是生态文明建设的目标指向，生态文明建设是建设美丽中国的由 之路，推进生态文明、建设美丽中国是全球可持续发展、绿色发展和低碳发展 的中国实践，是对保护

23、地球生态健康和建设美丽地球的智慧贡献，也是新时期 中国发展的重大战略布局，是改善民生创造幸福生活的时代要求和实现中华民 族可持续发展的迫切需要。我们的目标应该是建设既富强又美丽的中国，不仅要增加GDP,也要提高人民生活质量，拥有健康，这就要有清新的空气、清洁的水、茂密的森林、广 袤的草原。建设美丽中国，应该是社会主义的基本特征，是社会主义现代化建 设的目标之一建设美丽中国，不仅涉及到社会的各阶层、各方面、各行业，而 且不同时期有不同目标、内容和要求；既要搞好顶层设计，明确方向、目标和 任务，又要采取有效措施，扎实推进。核心是按照生态文明要求，通过形成资 源节约和环境保护的空间格局、产业结构、生

24、产方式、生活方式，构建全社会 共同参与大格局，加快推进资源节约型、环境友好型社会建设，实现经济繁荣、 生态良好、人民幸福，给自然留下更多修复空间，给农业留下更多良田，给子 孙后代留下天蓝、地绿、水净的美好家园。环境保护是生态文明建设的主阵地和根本措施，是建设美丽中国的主干 线、大舞台和着力点。推进绿色、循环、低碳发展，加快生态文明建设步伐， 为人民创造良好生产生活环境，关键要在环境保护上取得突破性进展。环境保 护取得的任何成效，都是对建设生态文明和美丽中国的积极贡献。一是积极探索在发展中保护、 在保护中发展的中国环保新道路。 我国正处于 并将长期处于社会主义初级阶段，发展不足和保护不够的问题同

25、时存在。忽视 资源环境保护，经济建设难以搞上去，即使一时搞上去最终也要付出沉重代价。二是形成节约环保的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式。三是从源头上扭转生态环境恶化趋势， 为人民创造良好的生产生活环境， 努 力建设美丽中国，实现中华民族永续发展，为全球生态安全作出贡献。全力完 成主要污染物减排任务。持续推进造纸、电力行业污染减排，加快钢铁、水泥 等非电重点行业脱硫脱硝进程，加强机动车氮氧化物排放控制。强化污染减排 目标责任考核，实行严格的责任追究。四是着力解决影响科学发展和损害群众健康的突出环境问题。 享有良好的生 态环境是人民群众的基本权利，是政府应当提供的基本公共服务。必须确保人 民

26、群众饮水安全，集中力量解决重金属、化学品、危险废物、细颗粒物和持久 性有机污染物等关系民生的环境问题。五是深入推进生态示范创建。坚持典型引路、试点示范，因地制宜、 循序渐 进，全面开展生态省 （市、县 ） 、环境保护模范城市、环境优美乡村、环境友好 企业、绿色社区等创建活动，着力打造生态文明建设的细胞工程，形成全社会 共同推进建设生态文明和美丽中国的良好局面。六是加快建立有利于生态文明建设的体制机制。保护生态环境必须依靠制 度。7 牛顿的推理力学牛顿在自然哲学的数学原理第三篇首节： “哲学中的推理法则”中叙述 了四条法则，这是他从科学研究实践中总结出来的方法论总则。法则 1 除那些真实而已足够

27、说明其现象者外， 不必去寻找自然界事物的其他 原因。法则 2 对于自然界中同一类结果，必须尽可能归之于同一种原因。法则 3 物体的属性，凡既不能增强也不能减弱者， 又为我们实验所能及的范 围内的一切物体所具有者，就应视为所有物体的普遍属性。法则 4 在实验哲学中，我们必须把那些从各种现象中运用一般归纳而导出的 命题看作是完全正确的，或者是非常接近于正确的；虽然可以想像出任何与之 相反的假说，但是没有出现其他现象足以使之更为正确或者出现例外以前，仍 然应当给予如此的对待。总观牛顿的 4 条法则，前 3 条概括了寻求因果关系和客观规律的基本方法， 第 4 条已朴实地说出了科学理论的检验和发展的规律

28、性。对于法则 1，可以看出，牛顿把这一法则植根于自然界，认为简单性是自然 本身的固有属性，在寻求自然现象的原因时，一是要真实，二是要够用，多余 的原因是不需要的。在科学史上，几乎所有大科学家都相信自然界遵循简单性 原理。对于法则 2，牛顿列举了一些同类现象： “例如人和牲畜的呼吸；陨石在欧 洲和在美洲的下落；炉火和太阳的光；光线在地球和在行星上的反射。 ”他通过 对许多自然现象的观察和研究，发现了存在于自然界中的相似性、统一性。并 把这一发现当作寻求因果关系的一个方法论原则，即对于同一类结果，尽可能 归之于同一种原因。这一法则无论过去还是现在，在人们探求因果规律时确实 发挥着方法论的效能。不过

29、，牛顿当时所说的“同一种原因” ，有其独特的含意。他认为自然界的 各种现象“都是和某些力相联系的” ，都可追溯到同一起因自然力。他相信 依靠力便可解释和论证各种现象，这种力学的或机械的观点由于牛顿力学的广泛而又成功的应用而日益深入人心，以致在其后的二百多年间铸成了统治人们 思想的机械论世界观。所以，法则2虽然至今有效，然而对它的理解已远不同于牛顿。适应于力学极盛时期的机械论世界观已经成为历史的遗迹。对于法则3,牛顿运用例证做了大段说明：人们怎样依靠实验和观察，总结 出物体具有广延性、坚硬性、不可入性、动性、惯性以及物体之间的相互吸引 等。他强调只有通过实验才能了解物体的属性。这些属性不是理性的

30、推断，而 是感觉的总结。这一说法继承了弗？放喔木 橹饕骞鄣恪F涫担诜彳？中所叙述的研究方法已不只是感觉的总结了。因为“我们实验所能及的范围内的 一切物体”就是指有限范围内的有限物体，而把依据有限范围内的实验归纳出 来的物体所具有的属性，视为所有物体的普遍属性，就已包括了感觉所达不到 的理性的推广，已是一种在实验和归纳的基础上所做出的理性的判断。所以， 法则3实际上概括了经验与理性相结合的正确方法，也是人们至今运用着的方 法。看来，牛顿对此尚不自觉，因而未能明确表达。在法则4中，牛顿已经看到了归纳法的局限性， 并且提出了怎样科学地对待 归纳方法的原则。一方面，他认为：我们必须相信那些通过归纳得到

31、的结论的 正确性；另一方面，他又指出：只是在没有出现其他现象足以使之更为正确或 出现例外以前，我们这样对待那些结论。换句话说，如果出现了其他现象或例 外，我们就不能固守原有的结论，而应以立足于更多的现象的更为正确的结论 来修正或替代原有的结论。牛顿强调说：“这条法则，我们必须遵守。”事实上， 牛顿通过观察和实验总结出来的物体属性不可入性，在19世纪末电子、放射性等新发现面前，就只得退出科学的舞台了。牛顿力学本身正是按照法则4发展着的：对于宏观物体的低速运动，牛顿力 学无疑是精确可靠的，然而在研究接近于光速的高速运动时，就需要运用相对 论力学，对于微观物体的运动，则需要运用量子力学。补充一点：任

32、何不是从现象中推论出的说法都应称之为假说。而这样一种假说，无论是形而上学的或者是物理学的， 无论是属于隐蔽性质的或者是力学性质的，在实验哲学中都没有它的地位。在实验哲学中，命题都从现象推出，然后通过归纳而使之成为一般8海森堡的测不准理论测不准原理(the Uncertainty principle)，也称为不确定性原理，由量子力学创始人海森堡(Heisenberg )在1927年提出的，他创立了矩阵力学继续发现，如 果承认矩阵力学方程是正确的的，那么根据矩阵乘法的不可交换性，会导出p*q不等于q*p。海森堡从p和q的测量误差 p和厶q的角度对这个不等式进行了推演，得出推论： p* q>h

33、 ( h为普朗克常数)这就是”海森堡不确定性原理”。指的是在一个量子力学系统中，一 个粒子的位置和它的动量不可被同时确定，位置的不确定性和动量的不确定性是不可避免 的。该原理揭示了微观粒子运动的基本规律：粒子在客观上不能同时具有确定的坐标位置及相应的动量。20世纪20年代初期盛行的量子论，将原子塑造成是电子沿着固定量子化 的轨道绕着一个原子核运行，电子可以通过吸收或释放出正确波长的光子而移 至更高或更低的能级。这个模式在氢原子很适用，但用在大一点的原子或分子 则碰到了问题。海森堡反对当时的模型，因为他说既然无法实际观察到电子绕 着原子核的轨道，就不能说这些轨道是真的存在，我们只能观察到被原子释

34、放 或吸收的光谱而已。自1925年起，海森堡即开始研究，他设想以丫射线显微镜来测量电子的位置。用来照亮电子的高能量光子会使电子产生反冲，而使其 动量有一定的改变，由于分辨率愈高的显微镜需要愈高能量的光，对电子的反 冲作用愈强。海森堡因此推想，位置测定得越准确，动量的测定就越不准确。 这种不确定性是量子力学的一个基本特点，并非受限于任一特别的实验设备。 此新原理有很深的意义。以前大家认为只要知道任一时间中粒子的位置与动量， 以及所有作用在其上的力，就可以至少在理论上预测未来任一时间的位置与动 量。海森堡发现并非如此，因为我们绝无法真的同时知道粒子确切的位置和动 量。海森堡认为，“对于物质的这些不

35、可再分的构造物，也就是对于我们所知道的 那些最轻的物体，任何一种照射，或者是根本任何一种观察行动，都表示一种 重要的干扰，都足以使被观察物体的行为发生决定性变化。”1对电子速度的测定必然绘电子一个决定性的干扰，电子已经不是原来的状态了 ，从而使得对电 子位置的精确测定成为不可能（如果要测定一个物理量，那必须要引入一个测试这个物 理量的测试方法。比如你要测定一个电子的位置，那你需要一个放大倍速很高的显微镜，比如电子显微镜，然后把一束光射到电子可能的位置。如果那个位置有电子， 那么这束光会放射回来。相反，如果那个位置没有电子，那么这束光就会透过去，没有放射光。显然，如果 要精确测定电子的位置， 那光束要足够细才行。然而，要光束足够细，就要求光的波长足够短。不幸的是，越是波长越短的光，其动量也越大。如果这样的光照到电子上（这个过程可 以看成是光子和电子的碰撞），就会引起电子动量的巨