作为哲学家的薛定谔

作为哲学家的薛定谔

高旭东,王凯

长江师范学院电子信息工程学院，重庆涪陵408100

摘要：薛定谔的量子论在推动现代量子力学发展的基础上，进一步深刻地影响着分子生物学的新发展方向，为细胞核层次以下的有关基因规律的研究提供了重要的方法论引导，在很大程度上体现出薛定谔量子理论的科学哲学意义。薛定谔将有关分子生物学的量子化描述写进《生命是什么》著作，字里行间渗透着丰富的以自然辩证法为核心的科学哲学思想。本文以薛定谔方程的理论建树为历史主线，通过跨学科的视角重塑人们对于物理学家薛定谔的身份认知。

关键词：薛定谔、量子力学、分子生物学。

引言

对于目前而言，重要的不是为薛定谔的本质身份去进行辩解，而是启发更多人像他那样站在哲学的高度去思考和实践。量子理论方面的贡献对现代量子科技发展的巨大影响决定薛定谔以物理学家的身份载入物理学史册，但他在毕生的学术研究中没有局限于对微观世界量子问题的探索。在与海森堡、狄拉克等人一起初步建立量子力学理论体系的基础上，薛定谔结合热力学、量子力学、化学方面的理论撰写出版了《生命是什么》这一著作，有力地淡化了物理学与生物学之间的学科边界，对于分子生物学的发展具有极大的推动作用。

一．科学哲学：量子科学与关于薛定谔方程的哲学评价

薛定谔方程是以薛定谔命名的一种描述微观粒子运动规律的波动方程，作为量子力学中的基本方程及基本假定，对于现代量子科学的发展具有重要的基础指导作用。薛定谔方程在某种程度上甚至可以称为量子力学中的“牛顿方程”，其对于现代物理量子理论体系的学术贡献与牛顿方程对于经典物理力学体系的学术贡献基本相当。

不同科学理论体系之间普遍存在着一些不以人的意志为转移的客观联系，甚至将某些看似零关系的理论通过一定的中介以实践的方式联系起来，就很有可能引出新的，具有革命性的重大科学发现。薛定谔曾为维也纳大学的哲学博士，其内在的哲学思想对于往后在量子力学，乃至生物学方面的理论建树具有重要意义。薛定谔方程理论体系建立的出发点是微观粒子普遍存在的波粒二象性现象，而波粒二象性理论的科学性正是通过普朗克常量这一中介将看似矛盾的波动说与粒子说联系起来的。在这基础之上，薛定谔进一步将量子理论纳入到生物学的构想中来，开辟了分子生物学的新发展路径。

当代科学发展的一个重要特点，就是在两门或多门学科的交叉处、相交处建立起新的学科。徐飞站在教育的角度于《自然科学之于生活的深意》一文中谈到，要引导学生跨越自身专业的限制，扩展视野。[1]因为，只有将一些孤立领域的知识综合起来，才能为人类社会的发展做出较大的贡献，帮助人类更好地认识自己。正如薛定谔本人所言，科学是我们致力于回答一个包容了所有其他问题的重大哲学问题，即我们是谁这一整体中的一部分。

二．学术贡献和哲学精神：作为量子力学跨学科文本编辑者的薛定谔

薛定谔方程的提出对于现代量子力学的发展具有里程碑意义，且薛定谔本人因此于1933年与狄拉克共获诺贝尔物理学奖。薛定谔认为，量子论与遗传机制有着密切的联系，生物学方面的遗传问题可以通过量子描述来予以解释。于是，在此后的学术生涯中，薛定谔将量子理论用于解释细胞基因、染色体等方面的遗传学问题，出版了对生物学界具有重要影响力的《生命是什么》著作，展现出对于未来分子生物学发展的良好预见性。

《生命是什么》一书由序言和六个章节组成，第一章主要论述了近代物理学的发展状况；第二、三章主要阐明了一些遗传学的基本概念，主要作用在于为后面遗传问题的量子化描述作铺垫；从第四章开始，对于遗传问题背后的分子生物学描述开始渗透量子力学理论，且兼顾热力学、化学。在该书中，薛定谔总是以一种通俗易懂的语调将一些抽象难懂的牵涉量子问题的微观生命现象描绘出来，使得《生命是什么》一书能有效地流入市场，走进大众读者的视野，最终被生物学界的生物学家所用，给他们后续的遗传学研究工作带来分子层面的深度启发。

另外，薛定谔在序言中谈到，为了写这本书，我宁可放下任何尊贵者的荣誉，因为对于统一的、普遍性的知识的不懈追求是我们从先辈们那里继承下来的最好品质。这体现出薛定谔开放包容的哲学精神。薛定谔在书中阐述关于分子生物学的量子力学描述时，处处都渗透着学科交叉、知识迁移的认知观念，启发读者善于运用辩证、联系、发展的哲学思维来看待自己周围的客观世界，还有自身内在的主观世界。

三．理论创新与跨学科发展：量子物理对于现代生物学发展的重要意义

随着现代量子科学的深入发展，作为量子叠加态的“薛定谔猫态”已经在分子、原子、甚至光子中有所实现。受薛定谔关于生命现象的量子思想影响，科学界对于物理与生物学科之间的交叉研究也在不断加深，这对于现代分子生物学的发展具有重要意义，部分科学家甚至开始研究如何用病毒来制备薛定谔猫态。因为，许多学者认为，薛定谔猫态客观存在于一切生命过程，是生物生存必不可少的。

在出版《生命是什么》著作之前，薛定谔于1943年在都柏林圣三一大学作了一系列有关生命思考的演讲，启发人们从理论物理的角度理解生命问题。有关遗传物质稳定性的量子解释以及生物成长过程中的“负熵”概念一度引起生物学界、物理学界，乃至整个科学界的巨大震动，给后来沃森、克里克等人对于DNA分子结构的研究带来很大的启发，由此进一步打开了分子生物学学术研究的大门。

在此基础之上，薛定谔后来于1956年在剑桥大学做了有关“意识”和“心灵”的演讲，且将演讲内容系统地编辑成《心灵和物质》一书，隐含的“生命即信息”概念使得后来克劳德·香农以此为思想引领建立了信息论，使得这方面的假说得到不断证实和补充完善。

“意识”本是哲学社会科学领域的一个关键研究点，但薛定谔通过对这方面的量子化解释使其在后来被逐步定义为“量子意识”（不属于科学范畴，目前只是假说），且成了新兴神经科学的研究对象。正如马克思所认为的那样，意识是对客观世界进行主观反映的人脑的机能。

四．结束语

薛定谔作为伟大的物理学家，却在生物学领域依然有所建树。因此，其内在的科学哲学思想不容忽视。薛定谔以他独特的薛定谔方程为中心，与其他物理学家共同建立了现代量子力学理论体系，在荣获诺贝尔物理学奖之后进一步将量子理论用于解释细胞核层面以下的生命现象，且撰写出版了《生命是什么》著作，为后世量子生物学新兴学科的建立和发展带来重要的理论参考和实践引导。综上，薛定谔是一位以哲学的方式实践着的科学家，对其内在的以科学哲学思想为内核的科学精神进行深度发掘，有助于高校物理专业学生学会站在全局的角度关注立足社会发展的前沿科学动态，从而树立良好的科学人文品质和实事求是的执著探索精神。

参考文献

[1]徐飞.科学大师启蒙文库：薛定谔[M].上海交通大学出版社，2011.05.

[2]埃尔温·薛定谔.生命是什么——生物细胞的物理学见解[M].商务印书馆，2018.03.

[3]李炳全，张旭东，叶枝青.“心”的本体性、根本性与前在性——心智哲学视域下“心”之地位探析[J].苏州大学学报（教育科学版），2018（2）.