论认识的主体性与客体性

1、论认识的主体性与客体性论文关键词：hausdrff认识的主体性量子力相对论客体性初始条件分形曲线论文摘要：人类的认识既不是完全客体性的也不是完全主体性的，它源于主体和客体的互相作用、交互规定，在不同方面、不同层次上表达着主体性或客体性。20世纪的科学从相对论、量子力学到混沌学、分形理论都表达了这一精神本质，本文在简单阐述相对论、量子力学所表达的主体性与客体性后，着重分析了混沌学与分形理论中的主体性与客体性问题。人类对客观世界的认识，是主体(人类)与客体(客观世界)互相作用的结果，所以对认识的理解必须从主体、客体及其互相作用方式三方面着眼。认识既不是完全客体的，也不是完全主体的，详细的认识是主客

2、体在互相作用中交互规定的结果。自然现象在变化中有不变的东西，科学所研究的就是变化中的不变及潜在可能性的现实化。现实性不能超越潜在可能性的范围，它不是任意的、无规律的，其中存在着不依赖于主体的客观特征；有意义的、详细的事件即潜在可能性的详细实现，却是依赖于详细的环境条件，依赖于主体、测量工具或码尺的。认识中的主体规定表达了认识的主体性方面，客体规定表达了客体性方面，任何知识体系都同时包括这两个方面。20世纪物理学的重大成果相对论、量子力学、混沌学、分形理论虽然研究对象不同，所提醒的详细自然规律不同，但是在“认识源于主客体互相作用，兼有主体性与客体性这一点上却是一样的。一相对论、量子力学中认识的主

3、体性与客体性(一)相对论中认识的主体性与客体性相对论效应显著的是宇观的、高速运动的自然。相对论说明：对于同时性、时间间隔、空间间隔等一些物理现象，不同参照系观测结果不同，观测结果依赖于主体对参照系的选择，它反映了认识的主体性一面；对于四维时空间隔、物理定律的形式等，不同参照系观测结果一样，观测结果不依赖于主体对参照系的选择，而决定于观测对象自身的客观性质，它反映了认识的客体性一面。根据狭义相对性原理，不同惯性系对同一物理过程进展的时、空描绘，所得到的时间、空间坐标不同，时间间隔和空间间隔也不同，即所谓的“同时性的相对性和“钟慢、“尺缩现象，不同惯性系对同一物理过程的时、空间隔测量值之间的对应关

4、系，是由洛仑兹变换确定的1，相对论因子(1-v22)1/2详细表达了对时间间隔和空间间隔的测量依赖于主体(观测者)的程度和方式。狭义相对论中包含的这些“同时性的相对性、“时间间隔和空间间隔的相对性等，明确地说明了主体(观测者)对客体(被测过程)的认识并非与主体毫无关系，而是在一定程度上决定于主体与客体的互相关系，决定于主体对参照系的选择，这是对认识的主体性的表达。狭义相对论中不同的惯性系对同一物理过程进展的时、空测量，所得到的时空坐标、时间间隔和空间间隔尽管不同，即时、空测量值依赖于观测者所选用的参照系，但是洛仑兹协变保持了原时“dt(即inkski四维时一空间隔dt2dx2+dy2+dz2-

5、d2)不变2，也就是说，不同参照系中的dt对于一个确定的物理过程来说是相等的，是不依赖于观测者对参照系的选择的。进一步地，广义相对性原理说明了，客体(被测过程)的真实的物理规律应该在任意坐标变换下形式不变3，不存在优越的参照系，这是认识的客体性的表达。可见，相对论中对同一物理过程的认识既有依赖于主体的局部也有不依赖于主体的局部。笔者要强调的是，由于对主体的任何有意义的作用，其发生方式与主体对客体的测量本质上是一样的，都是两者的互相作用，因此这种认识的主体性不是虚幻的、无意义的，而是真实的、有意义的，所以认为相对论反映的是完全的主体性或完全的客体性都是不正确的，任何详细的认识都是主客体互相作用、

6、交互规定的结果，它既具有主体性又具有客体性。(二)量子力学中认识的主体性与客体性量子力学的研究对象是微观自然。以哥本哈根学派为代表的对量子力学的物理诠释，充分地说明了认识的主体性和客体性的双重规定。量子力学的测量理论说明“在所有场合，我们关于一切现象的知识都是通过对有关系统与测量仪器之间的互相作用的研究获得的4，在这一互相作用过程中，涉及到对象与仪器的一种非无限小的互相作用，这时仪器对观测对象的影响是无法补偿的、不可控制的，因此对体系态的描绘不能只涉及到所考虑的对象，而且要涉及到对象与观测条件之间的一种关系5。客体以客观的潜在的可能性制约、规定了主体，主体(测量仪器)以详细的现实的环境条件规定

7、着客体，详细的实现了的测量结果那么是这种交互规定的结果，进而使其不可防止地打上了主客体双方的烙樱一方面，量子力学突出地说明了认识对主体的依赖，由波函数所描绘的一个微观客体的态，只是一些潜在的可能性，这些可能性实现的方式依赖于与客体互相作用的系统。明显地表达认识的主体性的是大家熟悉的微观客体的波粒二象性，以电子为例，它具有显示其粒子形象或波动形象的潜在可能性，至于终究开展其中哪一种可能性，就要看它与何种系统互相作用，即要看主体是用晶体来测量它的衍射图样，还是用计数器测量它的光电效应。另一方面，量子力学中认识的客体性表达在波函数能提供微观客体可能的最完备描绘，6它所表示的系统的状态是一种混合态，是

8、所有可能状态的叠加，它是客观的。详细的测量结果虽然局部地依赖于相应的操作算符，但其现实结果只能是基于唯一的波函数所提供的所有潜在可能性中的现实性，任何现实性只是潜在可能性中的一个，详细测量过程中潜在可能性实现的几率由波函数确定地给出。例如，电子在一个详细的测量中，终究表现出波动性还是粒子性，详细的本征值是什么，虽然依赖于主体(测量装置)，但是详细的、可变的现实背后有一般的、不变的客观根据波函数。由波函数表示的微观客体的潜在可能性和由详细测量过程提供的微观客体的现实性(实现了的可能性)互相补充才提供了对客体的真正的完备的描绘，单纯强调认识的客体性或主体性都是偏面的，都不能说是对客体的真正的完备的

9、描绘，主客体在交互规定中才能产生真实的、详细的认识。所以说，量子力学中关于微观客体的完备的认识，既具有主体性又具有客体性。综上所述，相对论、量子力学都说明了“人类的认识兼有主体性和客体性这一原那么，60年代后开展起来的混沌学、分形理论被认为是本世纪继相对论、量子力学之后的第三次物理学革命，它们的根本思想也表达了“人类的认识兼有主体性和客体性这一原那么，而且进一步深化、拓宽了这一原那么的适用范围，更加明确了不存在完全排除观测者的纯粹的客观自然这一事实，说明以主客体互相作用为根底来考察人类认识的性质，具有重要的认识论和方法论意义。二混沌学中认识的主体性与客体性混沌学的研究对象是非线性的、不稳定的自

10、然。它发现了确定论系统的内在随机性，说明产生混沌现象的因素可归纳为两个方面：一定的非线性机制(不是所有的非线性机制)和非绝对准确的初始条件，即“一定的非线性机制+“非绝对准确的初始条件一混沌。表达主客体互相作用对认识的双重规定特征的是：一方面，客体对主体表现出的混沌特性即不可预测程度(预测精度随时间增长而减小)依赖于主体对客体初始条件确实定程度(在多大精度上知道其初始条件)，所以它是不确定的、相对的、可变的，依赖于详细的主体对客体的互相作用行为，表达了认识的主体性。另一方面，一个确定的混沌系统，它的非线性机制是确定的、客观的，并且导致了其演化过程在整体层次上呈现出一些客观规律，如奇异吸引子具有

11、一定的分数维，通向混沌的倍周期分叉过程中存在普适的费根鲍姆常数等，这些都反映了混沌的不依赖于主体的客观本质特征，表达了认识的客体性。(一)混沌学中认识的主体性初始条件是在起始时刻主体对客体所作测量的结果，测量越准确，主体(观测者)所获得的关于客体(被测系统)系统)的知识越多。假如系统对初始条件不敏感，那么初始条件所包含的知识、信息(也就是主客体间确实定性关系)将保存下来，初始条件的不确定程度不会明显地扩大，因此可以依赖客体系统的动力学演化规律对系统的动态过程做出预测。相对而言，假如系统对初始条件是敏感的，这是由系统的非线性机制造成的，初始条件包含的主体对客体的知识就会由于非线性机制造成的指数型

12、发散而丧失，即初始信息将以非线性机制确定的速率随着时间的流逝而逐渐丧失，这时根据客体系统的动力学方程就不能在稳定的精度内预测客体系统的长时间演化行为，客体对主体来说成为混沌的7。初始条件确实定是主体(观测者)与客体(被测系统)互相作用的结果，所以主体的性质、特征对初始条件有相应的规定，进而影响着客体系统相对于主体的混沌演化特征(可预测程度)。那么初始条件是怎样表达认识的主体性的呢?这是由初始条件总有非无限小的与主体相关的不确定域来表达的，这种不确定域的存在是因为：一是物质本身所固有的。物质的存在都有一定的非局域性，都要占据一定的空间、时间、能量范围等，即事物在其测度空间中有非零体积。如微观客体

13、的能级都是有一定宽度的，量子力学中的不可对易量有其本身固有的存在域，以动量和坐标为例，其中一个量可以用进步测量精度来减小其不确定度，而同时另一个量就会有由测不准关系制约的相应的不确定程度的增大，这种增大了的不确定度就不是可以再通过进步测量精度所能减小的，它是客体所固有的，换言之，测不准关系所表示的是由于存在最小作用量从而使得不可对易量间有不可消除的物质本身固有的不确定域。详细的是什么量不确定和不确定的程度依赖于主体对客体的作用方式，依赖于是测量客体的位置还是测量客体的动量，是倾向于表现客体的粒子性还是倾向于表现客体的波动性。这种认识的主体性与量子力学中的原那么上是一样的。二是测量过程本身的限制

14、。任何测量都是精度有限的测量，不存在无限准确的测量，因为“测量是主客体(测量者与被测系统)间的一种互相作用，这种互相作用必须通过测量工具来进展，所以测量结果的准确度不可能高于测量工具的准确度。虽然可以通过进步测量工具的准确度来进步测量结果的准确性，但原那么上这种不准确性是不可能根本消除的，它是永远伴随着测量过程而存在的。这种不准确性直接产生于测量工具，也就直承受测量者(主体)的规定，在这种情况下初始条件的不确定程度决定于主体选择什么测量工具，选择什么精度的测量工具，在主体也是测量工具的意义上，还依赖于主体自身的特征。所以说，测量本身的限制也是测量过程中主体(测量者)的限制，这是一种重要的认识的

15、主体规定。三是由模糊性导致的。系统的模糊性导致分辨率降低，进而使准确的相轨道描绘成为不可能的和不必要的，这时以相轨道可以重合但系统不会陷入其周期之中的非周期性来描绘这种混沌行为将是方便的。对于某些宏观现象，如社会经济系统中的一些量，即使数值上是确定的，其本质上也是有较大模糊性的，这种模糊性使过高的准确度成为不必要的、没有意义的。经济系统中的产值、增长率等都具有模糊性，一千亿产值和1千零50亿产值可能代表根本一样的经济状况，10和9的增长率所反映的经济状况可能没有什么不同。在这种情况下，对系统初始条件不确定域的考察，在相当大程度上依赖于主体的信息占有量、判断力和对考察过程的本钱的考虑，这时认识的

16、主体性将更强一些。(二)混沌学中认识的客体性混沌学中，对初始条件确实定表达着认识的主体性一面。而确定的非线性机制那么是认识的客体性的根底，也是客体性的最集中表达。混沌并不是完全不确定的，混沌中有秩序，混沌中存在着不依赖于主体的反映客体系统固有性质的客观确定性。混沌学说明混沌现象产生于确定论系统，典型的有一维非线性映射方程xn+1f(，xn)，产生洛仑兹吸引子的非线性微分方程组8这些方程本身是确定论的，反映着系统的不依赖于主体的客观性质。在此根底上，标志认识的客体性的还有适用于不同迭代过程的费根鲍姆普适常量、奇异吸引子确定的分数维(洛仑兹吸引子维数为2.06)等等呈现规律性的性质。可见，在一个详

17、细的能产生混沌的非线性系统中，同时包含了表达着主体性的初始条件和表达着客体性的非线性机制，两者的结合即主客体的互相规定、互相制约，决定了详细的主体与客体的关系，也就是具有主体性与客体性双重规定的“混沌。三分形理论中认识的主体性与客体性分形理论的研究对象是自相似的、无特征尺度的自然。在分形理论中实现了从欧氏测度到豪斯道夫测度的测度观的转变，分形理论的根本思想是对于没有特征尺度的客体，研究其标度变换下的不变性。标度的变换也即码尺的变换，用不同的码尺所测得的客体的结果，有随码尺的变化而变化的，也有随码尺的变化而保持不变的。分形理论中的这种标度变换思想具有重要的方法论意义，说明了主客体互相作用是一切测

18、量及理论的根底，更是一切认识的基矗(一)分形理论中认识的主体性分形理论是以豪斯道夫测度理论为根底的，它的主体性集中地表达在两个方面：首先，hausdrff测度及维数是分形理论的核心概念，也是整个分形理论的根底，hausdrff测度的定义为：其中，是欧氏直径9，它是构造一个集合x的hausdrff测度的基矗可见hausdrff测度是基于对被测集合的欧氏直径的定义，而这种直径其实就是主体对客体进展测量的媒介，的欧氏性质本身就反映了主体的特征，是人类习惯于欧氏方式的结果，它深深地打上了认识主体人类的印记，深入地说明了一切认识、一切科学规律都是“人的认识、“人认识的规律，都必须使人可以理解，以人为出发

19、点、为目的。因此可以说，分形理论虽然实现了从欧氏测度到hausdrff测度的测度观的转变，但它仍然未能摆脱以欧氏测度为表现形式的主体的规定。其次，正是因为认识的主体人是生活在欧氏空间中的，是以欧氏测度为根底的，人们所用的码尺(测量工具)是欧氏的，人们需要的测量结果即对人有意义的结果也都是欧氏的，所以可以说在人们对分形的研究中，详细结果是依赖于码尺的。以分形曲线为例，曼德布罗特(andelbrt)给出的一般分形曲线的长度公式为，10对于此式可以有不同的理解，一种可被人们承受的理解是，即l是分形曲线的欧氏长度，是分形曲线的hausdrff长度，是码尺11，此式是联络与的定量关系式，该式不仅对于实验

20、测量较方便，而且明确地表达了以主客体互相作用、交互规定为根底的认识的主体性与客体性。在式中，下面将谈到对于一个分形客体(这里为分形曲线)它的hausdrff测度(长度)及分维d是一定的，即存在且唯，在这个前提下，主体(观测者)对客体(分形曲线)测量其长度时(人们需要的是欧氏长度)，所得的曲线长度就只依赖于所选择的码尺的大小，选择个码尺就是一个相应的曲线长度。大家熟悉的海岸线的长度和国家间边界的长度就是这种情况，不同国家对于其间的共同边界长度有不同的测量结果12，就是由于他们测量时采用的是不同的码尺。对分形客体的欧氏测量结果依赖于所选码尺，其原因在于“分形是在其无标度区间内整体与局部相似的形，其

21、在不同的尺度上都有相似的细节存在。而作为主体与分形客体间的测量媒介的码尺，其本身就是一个详细的、个别的“特征尺度，那些小于其“特征尺度的客体细节，将被它平滑掉，那些大于其“特征尺度的客体特征将被保存下来。所以变换观测尺度时，缩小的变换会在测量过程中把更多的细节记入观测结果，导致结果增大；扩大的变换会在测量过程中平滑掉小于码尺的细节，从而导致最后的结果缩校因此在对分形的测量中，详细的测量结果依赖于所选择的码尺，主体选择什么样的码尺就会有与码尺相应的测量结果，这是分形中认识的主体性的集中反映。(二)分形理论中认识的客体性前文所述，分形的欧氏测度依赖于主体所选码尺的大小，它不是唯一确定的，这正说明了

22、欧氏测度不能反映分形的本质特征。分形理论告诉我们，一个分形客体的hausdrff测度和维数是反映其本质特征的量，是认识的客体性的表达。对于一个分形来说，其hausdrff维数dix满足：显然，对应于的d是唯一的，且d=dix。也就是说，假如用dix表示任意非空集合x的hausdrff维数，那么用小于hausdrff维数的d值构造的hausdrff测度，而用大于hausdrff维数的d值构造的hausdrff测度，只有用dix=d的值构造的hausdrff测度才会是有限值，且是唯一的有限值13。可见，对于一个特定的分形简单分形客体来说，它的hausdrff维数的d与hausdrff测度都是唯一的

23、，它们是对分形的不依赖于主体的本质特征的反映，表达着认识的客体性方面。四结语以上概略地谈了相对论、量子力学和混沌学、分形理论中认识的主体性与客体性问题，这四个理论作为20世纪重要的科学理论，它们共同反映的自然观告诉我们：人所认识的自然不是具有独立实在性的自然，而是基于主客体互相作用的自然，是认识源于理论的自然。“排除观测者及其影响作用的是牛顿力学体系的理想情况，这个理想情况在现实中是不存在的。14当互相作用中主体对客体的干扰原那么上不可排除在某些方面与客体的客观极限接近时，即干扰不可忽略、不可作为零来处理时，对客体的认识就不能排除主体的影响。如：相对论中，当v与可比时，相对论因子(1-v2/2)1/2就与1有较大的偏离，这时那些具有相对速度v的不同参照