哲學和物理學有聯繫嗎，在物理學中有哪些地方體現了這種聯繫？

01-27

物理學從前被稱為自然哲學。

「物理在以前稱為自然哲學」，這說得不是很恰當。確切來說是之前科學（包括物理在內）還沒有正式建立起來，籠統地劃在哲學的範疇下而已。後來慢慢地才從哲學中分化出來。「如果有，在物理中哪些地方體現了？」即便哲學和物理有什麼聯繫，也未必在物理中體現出來=。= 「哲學和物理有什麼聯繫」，這個問題說開了可以寫一本書，比如講歷史上物理和哲學的淵源等等。所以只以框架和舉例的方式簡單談談現今物理哲學研究的內容，來說明哲學和物理之間有哪些聯繫。

這個答案本來是用來回答「為什麼量子物理總會涉及哲學思想？ - 與光同塵的回答」，後來擴充了量子力學的部分，把物理的其他分支放在這裡說。量子力學的部分見上。

不僅僅是量子物理，很多其他的物理理論都會被哲學家拿來討論，比如相對論，thermodynamics，牛頓力學，電磁學等等。不僅僅是物理，很多其他學科的理論也會被哲學家拿來討論，比如生物，神經科學，computer science，心理學，經濟等等等等。這些跨學科討論的還有著不同的目的，比如：

第一，哲學討論往往是以一定的經驗事實為依據的，而科學的發展讓我們突破了之前很多認知上的局限，對我們所在的經驗世界有了更對的了解，哲學家當然不會忽視這些。並不一定說是這些科學理論涉及什麼哲學思想，而是哲學討論必須和正確的科學理論consistent（實在想不出應該用哪個中文詞代替比較合適ORZ，不是相一致--個人感覺一致表示要一模一樣；也不是相呼應--哲學理論和科學理論不能說相呼應吧？也不是相互不矛盾--比不矛盾還要再強一些；相符合相比還能貼近一些，但感覺還是差了點）。

比如說哲學一直在討論時間和空間，時間和空間是有限的還是無限的，是連續的還是簡短的，是實體還是只是物體之間的關係。。。這些討論一直和物理有很大的聯繫。可以說，哲學和物理有的時候討論的對象是一樣的，比如時間空間，比如物質的基本構成等等，只是討論的方法、思路有很大不同。而如果物理在某個問題上取得了很大的進展，比如相對論這樣顛覆常識的關於是時間空間的理論的提出後，哲學家會汲取新的物理知識，在其基礎上進一步地討論。同樣的，量子物理顛覆了很多我們長久以來認為理所應當的觀念，比如non-separability, non-locality，probability，哲學當然不會忽視這些，而是在這些新的經驗事實的基礎上，重新審視哲學問題和哲學理論，分析我們從量子物理所學到的會對哲學理論產生哪些影響，或者修改某些以符合經驗，或者提出新的問題。

第二，很多科學理論本身是存在爭議的，而這些爭議在目前的情況下無法通過實驗得到證實，甚至有些問題從原則上來說就無法通過實驗來證實，出於各種原因，哲學家就會討論這些問題。特別地，有一個領域，foundations of physics，比如說量子力學中measurement problem的解決方案（可以參考今天的物理學家比較認同量子力學的哪個解釋？ - 與光同塵的回答），很多物理學家覺得討論這些問題沒有意義，所以不屑於討論，甚至鄙視搞這方面研究的，而這些問題的答案對於哲學討論至關重要，所以有一小撮人就在哲學系下面研究啦，據我所知還有一小撮人在數學系。

比如說物理的基本定律都是time symmetric，具體來說就是時間向前和向後是沒有區別的。比如你對一個在空中垂直運動的球體進行受力分析，是無法判斷出它究竟是向上運動還是向下運動的。但是熱力學的定律卻是有時間方向的，比如你只會觀察到在盒子里的一小團氣體隨著時間發展慢慢運動充滿整個盒子，卻不會觀察到隨著時間流逝一整盒的氣體縮回到原來的角落裡（沒有外力的情況下）。物理學的project是要從其基本定律推出其他特殊定律的，而time-symmetric的基本定律是無法推出特殊的time-asymmetric的熱力學定律的，甚至可以說這兩種定律是相互矛盾的。為了解決這個矛盾，foundations of physics的研究有各種各樣的討論，其中和哲學上關於時間的方向的討論有很大關係。

相關的還有物理哲學有個分支叫philosophy of cosmology等等。

第三，哲學上討論科學的研究方法的，我個人對這方面不是很感興趣所以了解不多，如果以後有機會接觸了再來補充吧。

物理與哲學關係非常緊密，物理理論的突破可以對哲學在某些領域的研究產生深遠的影響，而哲學則根本上限制了物理研究的範圍。當然，兩個學科中宏觀上的聯繫以我目前淺薄的學識和粗鄙的見解還解答不了，我就舉點具體的例子，希望這些例子能較具體地體現物理與哲學之間千絲萬縷的聯繫，也對題主也有些幫助。同時拋磚引玉，希望各路真正的大神也能不吝賜教呀！

我能想到第一個這樣的例子就是自由意志，或者更精確的來說，是道德責任所需要的自由意志。如果不想看下面的大段的話，那簡而言之就是，如果決定論，那我們的行為是決定的，我們沒有自由意志，如果量子隨機，那我們的行為是隨機的，我們沒有自由意志。目前貌似還沒有除了「決定」和「隨機」以外的第三種可能，所以道德責任所需的自由意志不存在。

當然自由意志有很多的定義。最重要也最有爭議的就是道德責任所需要的那種自由意志 (The sort of free will required by moral responsibility in the basic desert sense)。具體來講，就是當一個人做了不道德的事情，比如說從商店裡偷了東西，我們要懲罰他。那這個懲罰在道德上的依據是什麼呢？是因為他罪有應得。那為什麼是「應得」的呢？因為他有自由意志。正因為他有自由意志，所以他可以控制自己的行為；因為他可以控制自己的行為，所以他可以選擇不偷；而他現在選擇了去偷東西，所以他自然對這個行為負有道德責任。

從這一角度上來說，這邊討論的自由意志，是一種在平行世界裡定義的自由意志，也就是說，如果我想要不去做，那我能夠不去做(If I had chosen done otherwise, I could have done so 高大上的虛擬式) 這一種叫條件式的自由意志；還有一種是說，我本可以想要不去做的 (I could have not desired to do so)，這一種叫非條件式的自由意志。兩者大同小異，主要的思想在於我們有能力可以做出與當下不同的行為；這些與當下不同的行為構成了一個與當前世界平行的世界。

這個定義的重要性在法律上也有所體現。比如當一個精神病患者犯了法，做了不道德的事情，我們直覺上不會覺得他應該為他犯的錯負責。原因在於我們會感覺既然他不能控制自己的行為，即他沒有自由意志，那法律就不會對他做出「正常人」在相似情況下會接受的懲罰。同樣的，當一個人沒有自由意志，比如說他被人用槍抵著頭，逼迫著去搶劫別人，那我們直覺上也不會覺得這個實施搶劫行為的人應該為他的行為負責。畢竟他沒有選擇的餘地。所以對待這兩類人，我們在道德上和法律上都不會認為他們需要為自己的行為負責，或者說付正常情況下應該付的責任，這是因為，在上述兩種情況下，這兩類人不被人為擁有「自由意志」。

由此可見，更根本的問題在於，如果需要為道德責任負責所需要的那種自由意志被定義成「我可以控制我的行為」，那麼，如果我們的行為是「隨機」的，也就是說，前後的思想和行為沒有任何因果聯繫，那我們沒有自由意志；而如果我們的行為是決定的，也就是說，只存在一條由因果論決定的行為路徑，那我們也是沒有自由意志的。

那麼問題就來了，那我們有沒有這個意義上的自由意志呢？這時候我們就要扯到物理了，或者說更廣義上的科學（因為這個牽扯到還原論的問題，為了方便起見，我們就當討論物理定律和物理事件了）。物理定律，大多數都是決定論的，也就是說，給定時間t0起始條件加上相應的物理定律，我們可以推演出以後t1, t2等等等等的對應條件。如果我們認為物理主義為真，即世界上所有的事件都是可以用物理來解釋的，包括意識，現象，自由意志等，那自由意志是可以用大腦裡面的腦神經之間的化學反應來描述的，這樣一來，加上決定論，那麼我們的「自由意志」其實不存在，因為我們所有的思想和動作，在大爆炸的那一刻，就已經被物理定律全部決定了。也就是說，現在的我，下午3點31分在美帝紐約州伊薩卡市的某星巴克里碼字的這個行為，在138億年前的某次大爆炸已經被決定了，我的自由意志只不過是一種虛妄，一種假象而已。同樣的，那些殺人的，搶劫的，他們的行為也只不過是被決定了的（比如斯賓諾莎就這樣覺得）。因此，如果決定論為真，物理主義為真，那麼那種道德責任所需要的那種自由意志並不存在，那也就沒有「罪有應得」一說，那我們也不需要為自己的行為付道德責任。

但物理看起來似乎不一定就是決定論的。正如@與光同塵之前所說的，量子物理裡面的測量問題，目前還沒有一個統一的闡釋，物理哲學家們對此也爭論不休。甚至很多物理學家都不想去考慮這個問題，他們中是工具主義者，即，對他們來講，量子物理只是一種工具，用來分析和預測這個世界的工具。然而，量子物理這個理論模型實在太精確了，如果只說它是一種人為設計出來的工具而沒有揭示這個世界的一些本質的話，又總讓人覺得不可能。但總的來講，現在的情況就是，要麼他們不管，要麼各種闡釋都有其合理和神棍的地方。不過這些不在本文討論範圍之內。我們就暫且假設他是隨機的，即完全是不受任何不管是決定論意義上的還是統計學意義上的物理定律所決定，那明顯，我們的行為就是不受自己意志所控制。這樣一來，我們也是沒有道德責任所需要的自由意志。所以我們也不應該為自己的行為負責。

那如果量子力學如哥本哈根闡釋那樣，是一種單個事件隨機，但統計學上決定的呢？也就是說有50%的可能情況下我會殺人，有50%的可能情況下我不會殺人，那我就有自由意志嗎？這個基本上就是扔色子，結果不收我們控制，尤其是那個可能性是不受我們控制的，而是物理定律所決定的。如此一來，我們也沒有自由意志。

簡而言之，如果物理事件是決定的，那我們沒有自由意志，如果物理事件是隨機的，那我們也沒有自由意志。那還有除了「決定的」和「隨機的」以外的第三種可能嗎？似乎目前還找不到，所以綜上所述，我們沒有道德責任所需要的自由意志，所以以道德責任為依據的陟罰臧否是不適當的。

當然也有哲學家說(忘了是誰了...)他可以結合量子力學和混沌理論來描述自由意志是存在的。不過他的論證似乎沒有那麼大的說服力。但總的來說，量子力學對測量問題的闡釋很大程度上可以決定我們是否擁有道德責任所需要的自由意志，所以這個是物理和哲學的聯繫之一，自由意志。

第二個可以想到的，就是物理/科學本身到底是什麼。具體可以參考羅素單子論和丹皮爾的《科學史》，下面試為之言。

羅素認為，科學所能描述的性質，基本上都是兩個個體之間的關係(relational property)，或者說一個個體傾向上的(dispositional)，或者是一群個體之間結構上的(structural)，但物理似乎沒有描述一個個體本身內在的性質。比如說電荷，我們在定義它的時候，是定義的它在電場力會受到的力的大小，這個是從傾向和關係上定義的，但對電荷本身到底是什麼，就沒有描述。再比如，萬有引力，也說描述的兩個質量之間的關係，比如說是與兩者質量和距離相關的一種吸引力，這也是從傾向和關係上定義的，但對萬有引力本身到底是什麼也無法進行描述。所以說，從認知的角度來說，我們其實對這個世界最根本的內在性質一無所知，我們所能了解的只是世界所呈現出來的每個個體之間的關係。萊布尼茲就認為，這個世界如果只有關係性的或傾向性的性質的話，那也太荒謬了，所以他才認定一定有一種叫「單子」（monad）的東西，它就會從一個呈現態跳到另一個呈現態(representational state)，單子相互作用就有了感知，進而可以解釋宏觀上的現象。羅素的也有這類似的想法，大體上來說，羅素的單子本身有著內在的性質，然後單子之間由物理定律統治，可以用來解釋這個物理世界。這個意義上來講，我們可以認為物理知識的極限/邊界，就在於它只能夠描述關係性和傾向性的性質，這不僅僅是認知上（即以我們目前所知的來講）更是形而上的（即以我們根本能夠知道的東西來講）。

還有一種就是現象學，就是說我們所能感知的和接觸到的，都只是這個世界呈現出來的現象，或者我們的感官捕捉到的信息所轉化呈現出來的現象。所以，既然物理學知識是建立在我們對現象的感知上，那麼物理學也只是一種對現象的系統的描述，而對這個世界本身一無所知。這一方面我不是了解的特別多，就不獻醜了。

這個大概就是物理學和哲學的聯繫的具體例子，類似的還有很多。我們教授曾經說，他就覺得應該挑25個世界頂級的量子力學家和25個世界頂級的形而上學教授，把這50個人扔到喜馬拉雅山裡面去，思考這個世界的終極奧義，尤其要討論羅素單子論到底是不是一個神智健全的正常人應該接受的理論... 然後我們問他，那那25個教授裡面有你嗎？教授拈花微笑，深藏功與名...

不是物理學以前叫做自然哲學，而是在以前自然哲學包括了幾乎所有自然科學，物理學只是占的比重大而已。題主，物理和哲學塵歸塵，土歸土，以前的事就不要拿出來提了，除了引起爭吵，沒有多大意義。

一開始物理簡單，也沒有系統的工具，是一堆哲學家在研究，爭論爭論也能出個結果。

後來物理變得複雜了，哲學家沒有系統的數學工具研究不了，就自成學科了。

至於聯繫嘛，哲學家總喜歡試圖研究一下物理，但是還不想學那麼多數學，其實物理也沒理解透，倒是喜歡一些酷酷的理論╮(╯▽╰)╭他們研究的嘛，正如第一名說的，物理學家懶得叨叨，要不就證明拿出來;物理學家做的他們又做不了…

之後聽說他們就只好說自己是所有學科的基礎了…

不黑不黑，其實哲學挺有意思的~我也很喜歡上哲學課噠~有一些思辨，會給物理和數學的發展有一些指導吧，沒有是不可能噠~不過比起物理嘛，看我介紹~

因果關係吧，在黑洞的視界外所有的物理定律都不在適用了，只有假設因果關係是成立的，才能進一步推導。

迪卡爾