力学的进步不可避免地在当时的一切科学中造成了强烈的印象。特别说来，维萨留斯的解剖学研究和哈维关于血液循环的发现，就启示了生命机体和按力学定律而工作的机器之间的对比。在哲学方面，特别是笛卡尔，强调了动物和自动装置之间的类似性，但他认为人类有一个在脑部某一腺体中和肉体相互作用着的灵魂。但是，当时关于这种问题的知识的不足性，在斯提诺的关于脑的解剖学的著名巴黎演讲中受到了强调；这种演讲证实了斯提诺的一切科学工作的巨大观察能力和胸怀开阔的特征。
后来的生物学发展，尤其是在发明了显微镜以后，揭示了器官结构和调节过程的出人意料的精致性。在机械论概念就这样得到了越来越广泛的应用的同时，在机体中奇妙的再生能力和适应能力的启迪下，人们也一再地表示过所谓的活力论观点或目的论观点。这种观点并没有回返到关于在机体中起着作用的一种生命力的原始概念，而是强调了物理学处理方式在说明生命特征中的不足性。作为本世纪初期这方面的情况的一种清醒表示，我愿引用我的父亲、生理学家克里斯蒂安·玻尔在他的论文“论病理肺扩张”的绪言中的下列叙述；该论文发表于1910年的哥本哈根大学年报。
只要生理学可以被描述为自然科学的一个特殊分支，它的特定任务就在于作为一种给定的经验对象来研究机体所特有的现象，以便能够理解自动调节中的各种部分，并理解这些部分如何随着外在影响及内在过程的变化而相互平衡、相互谐调。于是，用目的一词来描述机体的维持并认为达成这种维持的调节机构是有目的的，也就是合乎这种任务的本性的。
正是在这种意义上，我们在以下将应用关于有机机能的“目的性”这一概念。然而，为了使这一概念在每一单独事例中的应用不致于显得空洞甚或引起误解，必须要求在这种应用之前应对所考虑的有机现象进行足够彻底的考查，以便一步一步地阐明该现象在机体的维持中有所贡献的那种特殊方式。这只不过是要求在科学上证实目的性这一概念是符合着它的定义而在所给事例中被应用的；虽然这种要求可能显得是不言而喻的，但是，强调这种要求却是不无必要的。事实上，生理学研究曾揭露了为数够多的极为精致的调节作用；这种情况就引诱人们将每一种被观察到的生命表现都认为是有目的的，而不去设法对它的详细作用过程进行实验上的探讨。利用在各种有机机能之间很容易出现的类似性，根据关于目的性在所给事例中的特点的主观判断来解释这种作用过程，这不过是其次的一步而已。
但是，正如许多例子所证实的，在我们关于机体的如此有限的知识下，这样的个人判断多么容易发生错误也是很明显的。在这种情况下，研究程序得到错误结果的原因，就在于缺乏对过程细节的实验演示。但是，作为一种启发性的原理，关于有机过程之目的性的先验假设，本身却是十分自然的；而且，由于机体中的条件的极端复杂和难以理解，为了表述所要研究的特殊问题并寻求解决该问题的途径，这种假设不但可能被证实为有用的，而且可能被证实为不可缺少的。但是，可以适当地用于预备性考查的是一件事物，可以合理地看成实际达成的结果却是另一件事物。至于一种给定机能在整个机体的维持方面的目的性问题，正如以上所强调的，这种结果只能通过详细示明达到目的所取的途径来取得。
这些说法表示了一些人的态度；我就是在这些人的圈子中长大的，在我的年青时代，我曾经倾听过他们的讨论；我所以引述这些说法，是因为它们为研究生命机体在自然描述中的地位问题提供了一个适当的出发点，正如我所要说明的，原子物理学的近代发展，在扩大了我们关于原子及其更加基本的组成的知识的同时，曾经揭示了所谓机械自然观的原则上的局限性，并从而为和我们的讲题最有关系的一个问题开创了一个新背景；这问题就是，对于一种科学解释，我们可以如何理解和要求什么？
为了尽可能清楚地表明物理学中的形势，我将从提请大家想到一种极端态度开始；这种态度，在经典力学伟大成功的冲动下，在拉普拉斯（LaPlace）的著名的世界机器观念中表现了出来。这一机器的各个组成部分之间的一切相互作用都服从力学定律，从而，一个知道这些部分在一给定时刻的相对位置及速度的智者，就能预言世界上以后发生的一切事件，包括动物和人的行为在内。如所周知，这一观念曾经在哲学讨论中起过很重要的作用；在这整个的观念中，没有适当注意应用交流经验所不可缺少的概念时的先决条件。
在这方面，后来的物理学发展曾经给了我们一种有力的教训。将热现象看成气体、液体及固体中的分子的不断运动，这样一种影响深远的解释，已经唤起人们注意到说明经验时的观察条件的重要性。当然，这儿不可能存在详细描述不可胜数的粒子彼此之间的运动问题，而只能存在利用普遍的力学原理来推导热运动的统计规律问题。在简单力学过程的可逆性和作为很多热力学现象之特征的不可逆性之间，有一种独特的对立；这种对立用这样一件事实来说明：温度和熵之类的概念的对于实验条件的应用，是和单个分子的运动的完全控制不相容的。
在生命机体的维持和生长中，人们常常看到和热力学定律所蕴涵的、在孤立物理体系中趋于温度平衡及能量平衡的那种趋势相矛盾的现象。然而，我们必需记得，一些机体是通过营养和呼吸不断地补充着自由能的，而且，最彻底的生理学研究也并不曾揭示对热力学定律的任何违背。但是，认识到生命机体和普通的动力机器之间的这些相似之点，当然还绝不足以回答机体在自然描述中的地位问题；这一问题显然要求我们对观察问题进行更深入的分析。
通过普适作用量子的发现，观察问题以一种出人预料的方式被提到了重要的地位；作用量子表示着原子过程中的一种整体性特点，该特点使人无法分辨现象的观察和客体的独立行为，而这种分辨是机械自然观的特征。在普通尺度的物理体系中，事件被表示为用可测量的量来描述的状态的序列；这种作法以一件事实为基础，那就是：这里所涉及的一切作用量都足够大，以致我们可以忽略客体和用作测量工具的物体之间的相互作用。在作用量子起着决定性作用从而这种相互作用成为现象的一个不可分割的部分的条件下，就不可能在同样程度上赋予事件以一种力学上明确定义的程序了。
我们在这儿所面临的通常物理图景的崩溃，突出地表现在不依赖于观察条件而谈论原子客体属性的困难中。事实上，一个电子可以被叫做一个带电的物质粒子，因为它的惯性质量的量度永远给出相同的结果，而且原子体系之间的电荷传递永远等于所谓单元电荷的若干倍。但是，当电子通过晶体时出现的干涉效应，却是和粒子运动的力学概念木相容的。在关于光的本性的著名的两难推论中，我们也遇到类似的特点，因为光学现象要求波动传播的概念，而原子光电效应中的动量传递及能量传递则涉及粒子的力学概念。
这种在物理科学中显得很新颖的形势，曾经要求人们重新分析应用我们用来描述环境的概念时的先决条件。当然，在原子物理学中，我们仍然保有通过实验来对自然提出问题的自由，但是我们必须认识到：可以用很多方式加以改变的实验条件都只是用那样重的物体来定义以致在描述这些物体的功能时我们可以忽略作用量子。有关原子客体的报道，只包括各该客体在这种测量仪器上造成的记号，例如由于一个电子的撞击而在放置于实验装置中的照像底片上产生的一个斑点。这种记号是由不可逆的放大效应显示出来的；这一情况就使现象具有一种独特的封闭特点，它直接指示着观察概念本身的原则木可逆性。
然而，量子物理学中最重要的特殊形势在于，所得的关于原子客体的报道，不能按照作为机械自然观之特征的处理路线来加以概括。一般说来，在同一实验装置下可以出现属于不同的个体量子过程的观察结果；这一事实，就已经为决定论描述方式带来了一种原则上的局限性。经典物理描述是以无限可分性的要求为基础的；这一要求也显然和典型量子现象中的整体性特点不能相容；该特点使得任何可以定义的细分都要求实验装置的一种改变，其结果将引起新的个体效应的出现。
为了表征在不同实验条件下观察到的现象之间的关系，必须引人互补性这一术语来强调这样一件事实：这样一些现象的总体，包罗了有关原子客体的一切可定义的报道。互补性概念绝没有包括对习见物理解释的随便放弃，这种概念直接指示了我们在一个经验领域中作为观察者的那种地位；在该领域中，用来描述现象的那些概念的无歧义应用是本质地依赖于观察条件的。通过经典物理学观念构架的一种数学推广，已经能够发展一种为作用量子的逻辑纳人留有余地的表述形式。这种所谓的量子力学，直接以表述统计规律为目的，这些统计规律适用于在明确定义的观察条件下得到的证据。这种描述之所以在原则上是完备的，是由于把经典物理概念保持到一种包括了实验条件的任何可定义的改变的程度。
量子力学描述的互补特点，清楚地表现在原子体系的结构及反应的说明中。例如，关于决定着元素的特征光谱并决定着化学价的原子能态及分子能态的规律，只有在排除了控制原子中及分子中电子位置的可能性的情况下才会出现。在这方面，注意到一点是很有兴趣的，那就是：结构式在化学中的有成果的应用，完全是以原子核比电子重得多这一事实为基础的。然而，在原子核本身的稳定性和嬗变方面，量子力学特点却又是具有决定意义的。只有在一种超出机械自然规范围以外的互补描述中，才可能为那些基本规律性找到用武之地；这些规律性决定着组成我们的工具及身体的那些物质的属性。
如所周知，原子物理学领域中的进步，在生物科学中得到了广泛的应用。特别说来，我可以提到我们所得到的、关于决定着物种之遗传性的细胞中那些化学结构的独特稳定性的理解，和关于用特殊射线来照射机体所引起的突变的统计定律的理解。此外，和观察个体原子级粒子时所用的效应相似的放大效应，在很多机体的机能中也起着决定性的作用。利用这种方法，典型生物学现象的木可逆性得到了强调，而机体作用过程的描述中所固有的时间方向，则在机体应用过去的经验来对将来的刺激发生反应的过程中显著地表示了出来。
在这种很有希望的发展中，我们遇到纯粹物理概念及化学概念的应用在生物学问题中的一种重要的、就其品格来说几乎是没有限制的引伸；而且，既然量子力学表现为经典物理学的一种合理推广，那么整个的这种处理方式就可以叫做机械论的方式。然而，问题在于，这种进步在什么意义上消除了生物学中所谓目的论的论点的应用基础呢？在这儿，我们必须意识到，封闭量子现象的描述及概括，并没有显示任何的特点，表示一种原子组织可以按照我们在生命机体的维持及进化中所看到的方式来使自己适应环境。此外，必须强调，关于机体中不断交换着的一切原子的、在量子物理学意义上包举无遗的一种说明，不但是无法实现的，而且也要求着和生命的体现不相容的观察条件。
然而，关于观察工具在定义基本物理概念时所起作用的教益，为目的性之类的概念的逻辑应用提供了一个线索；这种概念不属于物理学的范围，但是在描述有机现象时却很适用。事实上，在这种背景上显然可见；所谓机械论的和目的论的态度，并不代表关于生物学问题的两种矛盾观点，倒不如说，它们强调了一些观察条件的互斥性，这些观察条件是在我们追求生命的一种越来越丰富的描述时所同样不可缺少的。在这儿，当然并不存在那样一种解释，该解释和简单机械装置或复杂电子计算机的作用过程的经典物理解释相类似；我们所关心的，是要更广泛地分析我们在交流中所用的思维手段的先决条件及范围，这种分析已经成为物理学较新发展的很重要的特征。
不论在观察条件方面有多么不同，生物学经验的交流并不比物理事实的描述包含更多的对于主观观察者的依赖性。例如，到此为止，一直不需要更加细致地分析作为心理现象解释之特征的观察条件；要进行这种解释，我们就不能依靠当确定我们在无生自然界中的位置时发展起来的观念构架。然而，有一件事实指示了心理经验和物理观察之间的对比，那就是：意识经验可以记忆下来，从而必须认为它是和机体的组成中的永久性改变有联系的。在意识经验之间的关系方面，我们也遇到一些特点，使我们想起概括原子现象的条件。在交流我们的内心状态时所用的丰富词汇，事实上涉及一种典型的互补描述方式；这种描述方式对应于注意力集中于其上的那种内容的经常改变。
和说明原子现象的个体性所需要的那种力学描述方式的程度比较起来，机体的整体性和人格的统一性当然使我们面临着合理运用我们的交流手段的那种构架的进一步推广。在这方面必须强调，无歧义描述所必需的主观和客观之间的分界线，是用这样一种方法来保持的：在涉及我们自己的每一次交流中，我们可以说都引入了一个新的主体，它并不表现为交流内容的一部分。几乎用不着强调，正是选择主观-客观分界线的这种自由，为意识现象的多样性和人类生活的丰富性留下了余地。
本世纪物理学发展所导致的对待一般知识问题的态度，和斯提诺时代处理这种问题的方式是本质地木同的。然而，这绝不意味着我们离开了斯提诺所走的、得到了很伟大成果的知识丰富化的道路；但是，我们已经意识到，作为斯提诺的工作的特点的、为了优美及和谐而进行的努力，要求我们不断地修正我们的交流手段的先决条件及范围。
第三卷 原子物理学和人类知识论文续编（1958一1962年）
原编者序
本书形成两本较早的文集的续编，书中包括尼耳斯·玻尔在他一生最后五年中所写的几篇文章。刊行本文集的计划，是由我父亲在若干时候以前制订的，只是因为等候《再论光和生命）一文的最后完工，才一直没有能够出版。现在这本书的出版，将把该文的未完成稿包括在内。
书中前四篇文章的主题，可以说是较早文集中所描述的那些观点的加工和进一步发展。因此，引用著者写的上一本文集的引言中的下列文句〔来说明问题域许是适当的：
对于一般哲学思维的发展来说，物理科学的重要性，不但在于它对我们与日俱增的有关自然界——我们自己也是自然界的一部分——的知识有所贡献，而且在于它时常提供一些检验和精化我们的观念工具（conceptualtools）的机会。在本世纪中，关于物质的原子构造的研究，曾给经典物理概念的范围揭示了一种出人意料的界限，而且曾经刷新了结合在传统哲学中的那种对于科学解释的要求。本来，理解原子现象需要一些基本概念，现在，无歧义地应用这些概念的基础受到了修正；那么，这种修正的影响，也就远远超出了物理科学这一特殊领域。
第一篇文章描述量子物理学中的观测状况和互补性概念。我父亲觉得，在这篇短文中，他在论述某些本质问题上作得比早先更加清楚和简洁。
在第二篇文章中，比较详细地论述了处理心理学问题和社会学问题的互补方式。我父亲从青年时代就很喜欢的一本丹麦小说中的一段话，被用来阐明了其中互补关系很显著的那种心理状况。
其次两篇论文，接触到物理学和生物学之间的关系；这种关系是我父亲多年以来所深感兴趣的，而且是他在1932年的《光和生命》这篇演讲中初次讨论了的；这篇演讲已收入上一本文集中（按指《原子物理学和人类知识》——译者）。他觉得，从那时起，他的某些意见并不是经常得到正确诠释的，因此，特别是在分子生物学领域中一些伟大新发现的刺激下，他渴望按照从那时起的发展过程来对那些观点作出说明，而他是用很大热情一直注意着分子生物学中的新发现的。
这一课题在1960年所写的第三篇文章中就已经接触到了，但是，我父亲希望在一篇更详尽的文章中重新提起这一问题，该文的基础是1962年6月在科伦（Cologne）发表的一篇题名为《再论光和生命》的演讲。但是，不久以后他就病了，而且，虽然他已在相当程度上开始康复并已重新开始了该文的修订工作，但是，当他在1962年11月18日突然逝世时，这篇文章却还没有完成。
他留下了一篇作为科伦演讲的底稿而准备的原稿；在这篇稿子中，他阐述了自己关于物理学和生物学之间的关系的观点，在一定程度上比他早先那些文章阐述得更为详尽。然而，我们在发表这篇稿子时是颇感踌躇的。熟悉我父亲的工作方式的人们，都知道他是以何等的努力来准备他的一切出版物的。正文总将多次重写，而问题也将逐步澄清，直到在其不同方面的表现上达到了恰当的均衡为止。虽然这篇稿子已经作了很大的加工，但它离完成还是很远的。尽管如此，由于这篇稿子中包含的观点很有兴趣，我们终于把它收在这本集子中了；但是，读者请勿忘记，这些观点的表述还是很不成熟的。有些段落包含着关于特定的生物学问题的评论，著者曾打算对这些段落进行较大的修改。因此，这些段落被从正文中删掉了，而其内容则用插在正文中的小字注解指出。
书中最后三篇文章，从个人回忆的角度描述了原子物理学及量子理论的发展中的不同阶段。当和老老少少的同道们在一起时，我父亲时常喜欢生动地回忆那些和新见解的起源及逐步澄清相联系着的往往带有戏剧性的事件。这几篇为了不同的特定场合而写的文章的准备工作，引导他进行了广泛的历史研究；通过这种研究，他用自己在各有关时期的丰富的私人通信并用发表了的资料补充了自己的回忆。纪念卢瑟福的文章的写作，延续了好几年；在这几年中，他曾经和很多参加过有关事态发展的同道们商讨过。虽然最后这三篇文章是历史性的，但它们却同时也给我父亲提供了一种机会，来从新的角度阐明构成这一文集以至以前各文集之基本主题的那些一般性的观点。
在准备各篇文章时，我父亲曾经得到约恩·卡耳卡尔、奥格·皮特森和伊瑞克·吕丁格尔的协助。此外，他想必也愿意对S．海耳曼女士的有效协助表示感谢。
奥格·玻尔
1963年5月于哥本哈根
量子物理学和哲学——因果性和互补性
物理科学对哲学的意义，不但在于稳步地增加我们关于无生命物质的经验，而且首先在于提供一种机会，来检验我们的某些最基本概念的基础和适用范围。尽管实验资料的积累和理论概念的发展带来了术语的改进，但是，物理经验的所有阐述，当然归根结底是以日常语言为基础的；这种语言适用于确定我们的环境并追寻原因和结果之间的关系。事实上，伽利略的纲领，即把物理现象的描述建立在可测定的量的基础上的纲领，曾经给整理越来越大的经验领域提供了坚实的基础。
在牛顿力学中，物质体系的状态决定于各物体的瞬时位置和瞬时速度；在这种力学中已经证明，仅仅依据关于体系在一个已知时刻的状态以及作用于各物体上的力的知识，就能通过了解得很清楚的简单原理，推出体系在任一其他时刻的状态。这样一种描述，显然代表用决定论思想来表示的一种因果关系的理想形式；人们发现，这种描述是有着更宽广的适用范围的。例如，在电磁现象的阐明中，我们必须考虑力以有限速度而传播的过程，但是，决定论的描述仍然可以在这种阐明中保留下来，其方法是：在状态的定义中，不但要包括各带电体的位置和速度，而且要包括电力和磁力在给定时刻在每一空间点上的方向和强度。
相对性思想中包含着一种关于物理现象的描述对观察者所选参照系的依赖程度的认识，这种认识并没有从本质上改变上述这些方面的形势。在这里，我们涉及了一种最有成果的发展，它曾经使我们能够表述一切观察者所公有的物理定律，并将以前显得彼此无关的现象联系起来。虽然在这一表述中用到了四维非欧几里得度规之类的数学抽象，但是，对于每一观察者来说，物理诠释却还是建筑在空间和时间的普通区分上的，并且是保留了描述的决定论品格的。而且，正如爱因斯坦（AlbertEinstein）所强调的，不同观察者的时空坐标表示法，永远木会蕴涵着可以称为事件因果顺序的那种序列的反向；因此，相对论不但扩大了决定论描述的范围，而且也加强了它的基础；这种决定论的描述，乃是通常称为经典物理学的那座宏伟大厦的特征。
然而，普朗克（基本作用量子的发现，却在物理科学中开辟了一个新纪元；这种发现，揭示了原子过程中所固有的一种远远超过物质有限可分性这一古代见解的整体性特点。事实上，问题变得很清楚：经典物理理论的形象化描述，代表着仅仅对那样一些现象为正确的理想化，在各该现象的分析中，所涉及的一切作用量都足够大，以致可以将作用量子略去不计。尽管这一条件在普通规模的现象中是大大得到满足的，但是，在和原子级粒子有关的实验资料中，我们却遇到一种和决定论的分析不相容的新型规律性。这些量子定律规定着原子体系的奇特稳定性以及各体系之间的反应，因而它们归根结底也应该能够说明我们的观察手段所依据的那些物质属性。
因此，物理学家们当时面临的问题，就是要发展古典物理学的一种合理的推广，这种推广应该可以将作用量子很谐调地包括在内。在用比较原始的方法对实验资料进行了预备性的考察之后，通过引入适当的数学抽象，这一困难任务终于完成了。例如，在量子力学表述形式中，通常用来定义物理体系的状态的那些物理量，被换成了一些符号性的算符，这些算符服从着和普朗克恒量有关的非对易算法。这种程序阻止我们，使我们不能将这些量确定到古典物理学之决定论描述所要求的那种程度，但是，它却允许我们确定出这些量的值谱分布，这也就是和原子过程有关的资料所揭示的那种值谱分布。适应着这种表述形式的非形象化品格，它的物理诠释被表示成了和在给定实验条件下所得观察结果有关的。本质上属于统计类型的一些定律。
尽管量子力学作为整理有关原子现象的大量资料的手段是很有力的，但是，它离开了因果解释的习惯要求，从而也就很自然地引起了一个问题：我们在这儿所涉及的，是不是经验的完备无遗的描述呢？这一问题的解答，显然要求人们比较仔细地检查检查在分析原子现象时无歧义地应用经典物理学概念的条件。决定性的一点在于认识到这一事实：实验装置的描述和观察结果的纪录，必须通过用通常物理术语适当改进过的日常语言来给出。这是一种简单的逻辑要求，因为对于“实验”一词，我们只能理解为这样的程序：关于该程序，我们能够告诉别人我们作了什么和学到了什么。
在实际的实验装置中，这种要求的满足，是通过用一些刚体当作测量仪器来加以保证的；各刚体应该足够重，以致可以对它们的相对位置和相对速度进行完全经典的说咱。与此有关，也很重要的是记住下述情况：一切有关原子客体的无歧义的知识，都是依据遗留在确定着实验条件的那些物体上的永久性记号——例如由电子的撞击而在照相底片上造成的一个斑点——来推得的。纪录原子客体的出现所依据的那些不可逆的放大效应，并不会引起任何特殊的麻烦，它们仅仅提醒我们注意观察概念本身所固有的本质不可逆性而已。在这方面，原子现象的描述具有完全客观的品格，其意义是：这里没有明白地涉及任何个别的观察者，因此，只要适当照顾相对论的要求，就不会在知识的传达中引入任何歧义了。
在所有这些方面，量子物理学中的观察问题，是和经典的物理学处理方式毫无不同的。然而，在量子现象的分析中，本质上新的特色却在于引入了测量仪器和被研究客体之间的根本区别。这是下述必要性的直接后果：在说明测量仪器的功能时，必须应用纯经典的术语，而在原理上排除关于作用量子的任何考虑。在它们那一方面，现象的那些量子特色是由依据观察结果而推得的关于原子客体的知识来显露的。在经典物理学的范围内，客体和仪器之间的相互作用可以略去不计，或者，如果必要的话，可以设法将它补偿掉，但是，在量子物理学中，这种相互作用却形成现象的一个不可分割的部分。因此，在原理上，真正量子现象的无歧义的说明，必须包括对于实验装置之一切有关特色的描述。
重复进行按上述方式定义的同一实验，一般会得出关于客体的不同纪录；这一事实本身就直接暗示着：这一领域中的经验的概括说明，必然是由统计规律表示出来的。几乎用不着强调，我们在这儿所涉及的，并不是统计学的习惯应用的一种类似事例；在习惯应用中，是用统计学来描述一些物理体系，它们的结构过于复杂，以致实际上无法将它们的状态定义得像决定论的说明所要求的那样完备。在量子现象的情况，决定论的说明所蕴涵的各事件的无限可分性，在原理上是被指定实验条件的要求所排除了的。事实上，真正量子现象所特有的整体性特点，是在下述情况中得到逻辑表示的：任何明确规定的再分划的尝试，都会要求对实验装置进行一种和所研究现象的定义不相容的改变。
在经典物理学的范围内，某一给定客体的一切特征属性，在原理上可以用单独一个实验装置来确定，尽管在实际上用不同的装置来研究现象的不同方面往往是方便的。事实上，用这种方法得到的数据仅仅互相补充，并且可能结合成关于所研究客体之性能的首尾一致的图景。然而，在量子物理学中，用不同实验装置得到的关于原子客体的资料，却显示着一种很新颖的互补关系。事实上，必须认识到，这样的资料就详尽无遗地概括了关于客体的一切可设想的知识，尽管当企图把它们结合成单独一种图景时这些资料显得是相互矛盾的。互补性这一思想绝不会限制我们以实验的形式向大自然提出问题的那些努力，它仅仅在测量仪器和客体之间的相互作用形成现象的一个木可分割的部分时，表征着我们通过这种询问所能接收到的答案而已。
当然，实验装置的经典描述以及关于原子客体的纪录的不可逆性，保证着和因果性的基本要求相容的一种因果顺序，但是，决定论理想的无可挽回的放弃，却在支配着一些基本概念之无歧义应用的互补关系中得到了突出的表示，而经典的物理描述却以这些基本概念的无限制结合为基础。事实上，要确定一个原子级粒子在一个有限时空域中的出现，就要用到这样一种实验装置：它涉及对固定标尺及校准时钟之类物体的动量传递和能量传递，而这种传递是不能包括在各该物体之功能的描述中的，如果这些物体应该起到定义参照系的作用的话。反之，动量守恒定律和能量守恒定律对原子过程的任何严格应用，在原理上就暗示着放弃粒子的详细时空标示（
这些情况，在海森伯（Werner
Heisenberg）的测不准关系式中得到了定量的表示；这种关系式指示着在量子力学中确定一些运动学变量和动力学变量时的反比式的活动范围，而这些变量则是在经典力学中定义体系状态所必须用到的。事实上，在量子力学表述形式中表示着这些变量的那些符号的有限对易性，就对应于无歧义地定义各该变量时所要求的那些实验装置的互斥性。在这方面，我们所涉及的当然不是精确测量方面的限制，而是时空概念和动力学守恒定律的明确应用方面的限制；后一种限制是由测量仪器和原子客体之间的必要区分所带来的。
当处理原子问题时，借助于薛丁谔（Erwin Schrodinger）的态函数来进行具体的计算是最为方便的；由这种态函数，可以通过确定的数学运算推演出支配着在特定条件下所能得到的观测结果的那些统计规律。然而，必须认识到，我们在这里所处理的是一种纯符号性的手续，它的无歧义的物理诠释归根结底要涉及完备的实验装置。忽视这一点有时引起过混乱；特别说位诸如“观察对现象的扰乱”或“测量对客体物理属性的创造”这一类语句的应用，就几乎是和日常语言及实际定义不相容的。
与此有关，甚至提出了这样的问题：为了更恰当地表示有关的形势，是否必须采用多值逻辑学呢？然而，由以上的论证就可看队对于日常语言和普通逻辑学的一切违背都可以得到避免，只要将“现象”一词仅仅用来指示可以无歧义地传达的知识就行了，在这种知识的说明中，“测量”一词是在标准化的比较这一简单意义下被应用的。术语选择方面的这种慎重性，在探索新的经验领域时是特别重要的；在那种领域中，知识不能被概括于那种在经典物理学中得到如此不受局限的应用的习见构架之中。
正是在这一背景上，可以看到量子力学在一致性和完备性方面是满足有关合理解释的一切条件的。例如，强调在明确规定的实验条件下得到的永久性纪录乃是量子力学表述形式之合理诠释的基础，这种强调就对应于经典的物理解释中所蕴涵的一个前提：事件之因果顺序的每一步，在原理上都是可以得到验证的。而且，可以将每一种可设想的实验装置全都考虑到，这种可能性就提供着描述上的完备性，和经典物理学中所追求的完备性相仿佛。
这样的论证当然并不意味着，在原子物理学中，我们在实验资料以及便于概括该种资料的数学工具方面就没有更多的东西好学习了。事实上，事情似乎是这样：为了说明在探索很高能量的原子过程时揭露出来的那些新颖特点，人们必须在表述形式中引入更进一步的抽象。然而，决定性的问题在于，在这方面也根本不存在回到那种描述方式的问题，该种描述方式在较高的程度上满足关于因果关系之形象化表示的习见要求。
我们已经看到，量子规律性不能按经典路线来加以分析，这一事实本身就要求，在经验的说明中，在测量仪器和原子客体之间要有一种逻辑的区分，这种区分在原理上就阻碍着概括性的决定论描述。总之，可以强调指出，互补性这一较宽广的构架，绝不会导致任何对于因果性这一理想的随意放弃，它直接表示着我们在说明物质基本属性方面所处的地位，这些属性是经典物理描述的前题，而它们又超出经典物理描述范围之外。
不管适用相对性思想和互补性思想的典型形势是何等地不相同，这两种形势在认识论方面却表现着深远的相似之点。事实上，在两种情况下我们都涉及对于谐调性的寻求，这种谐调性不能概括在说明范围更窄的物理经验领域时所采用的那种形象化概念之中。但是，有决定意义的一点是：不论在哪一种情况下，我们的观念构架的适当扩展，都并不蕴涵对于观察主体的任何引用，这种引用是会阻止经验的无歧义传达的。在相对论性的论证中，这种客观性是通过适当照顾现象对观察者参照系的依赖性来加以保证的；而在互补描述中，则通过适当注意基本物理概念之明确应用所要求的条件来避免全部的主观性。
从一般性的哲学观点来看，重要的是：在其他知识领域中的分析和综合方面，我们都面临着一些形势，它们是会使我们想起量子物理学中的形势的。例如，生命机体的不可分割性和有意识的个人以及人类文化的特征；都显示出一些整体性特色，这些特色的说明，蕴涵着一种典型的互补描述方式。由于在这些较宽广领域中传达经验时可供应用的丰富辞汇有着很不相同的用法，最重要的是由于在哲学文献中对于因果性概念有着各色各样的诠释，所以上述比较的目的有时是被误解了的。然而，用于描述物理科学中较简单形势的适当术语的逐渐发展却表明，我们所处理的并不是一些或多或少模糊的类比，而是在较宽广领域中的不同方面之间遇到的一些逻辑关系的清楚的实例。
人类知识的统一性
（1960年10月，应欧洲文化基金会（La Fondation Europeenne de la Cu1ture的邀请在哥本哈根的一次会议上发表的演讲。）
这一讲话题目中所提到的问题，是像人类文明本身一样古老伯；但是，在我们的年代，随着学术研究和社会活动的与日俱增的专门化，这一问题却重新引起了人们的注意。人文学家们和科学家们对人类问题采取着明显不同的处理方式；对于由这些处理方式所引起的广泛的混乱，人们从各方面表示了关怀，而且，与此有关，人们甚至谈论着现代社会中的文化裂痕。但是，我们一定不要忘记，我们是生活在很多知识领域都在迅速发展的时代，在这方面，常使我们想起欧洲文艺复兴的时代。
不论当时对于从中世纪世界观中解脱出来感到多么困难，所谓“科学革命”的成果现在却肯定成为普通文化背景的一部分了。
在本世纪中，各门科学的巨大进步不但大大推动了技术和医学的前进，而且同时也在关于我们作为自然观察者的地位问题上给了我们以出人意料的教益；谈到自然界，我们自己也是它的一部分呢！这种发展绝不意味着人文科学和物理科学的分裂，它只带来了对于我们对待普通人类问题的态度很为重要的消息；正如我要试图指明的，这种消息给知识的统一性这一古老问题提供了新的远景。
为了扩大并整理我们关于周围世界的经验而进行科学探索，多少年来已被证实为富有成果的，尤其是在促进技术的不断进步方面；这种进步已在很大程度上改变了我们日常生活的体制。天文学、大地测量学和冶金学在埃及、美索布达米亚、印度和中国的早期发展，主要是为社会的需要服务的，而在古希腊，我们却初次遇到一些系统化的努力，其目的在于阐明用来描述知识和整理知识的那些基本原理。
特别说来，我们赞赏那些希腊数学家们，他们打下了牢固的基础，而后来的世世代代正是建筑在这种基础上的。对于我们的主题来说，重要的在于意识到这一事实：数学符号和数学运算的定义，是以普通语言的简单逻辑应用为基础的。因此，数学不应被看成以经验的积累为基础的一个特殊的知识分支，而应被看成普通语言的一种精确化，它用表示关系的适当工具补充了普通的语言，对于这些关系来说，通常的字句表达是不准确的或太纠缠的。
鉴于常使较广泛范围的人们感到可怕的那种数学抽象的表现难懂性，我们可以指出，甚至初等的数学训练都能使中学生们看透著名的阿乞利士和乌龟赛跑的佯谬问题。如果乌龟比阿乞利士超前极少的一点，这个行走如飞的英雄怎能追上并超过那个缓慢的爬行的动物呢？事实上，当阿乞利士到达乌龟的起跑点时；他将发现乌龟已沿着跑道爬到较远的地方了，而这种情况将无限地重复下去。我几乎用不着提醒你们，这种类型的事例的逻辑分析，在数学概念和数学方法的发展中是起了重要作用的。
从一开始，数学的应用对于物理科学的进步来说就是必不可少的。尽管欧几里得几何学已经足以使阿基米德阐明静力学平衡的基本问题，物质体的运动的详尽描述却要求发展微分算法，而牛顿力学这一宏伟巨厦就是建筑在这种算法上的。最重要的是，依据简单的力学原理及万有引力定律来对我们太阳系中各行星的轨道运动作出的解释，深刻地影响了以后各世纪中的一般哲学态度并且加强了下述观点：为了概括理解一切知识，空间和时间也像原因和结果一样应该被看成一些先验的（apriori）范畴。
但是，我们时代中的物理经验的扩大，却已经使我们有必要从根本上修正无歧义地应用我们那些最基本概念的基础，而且也已经改变了我们对于物理科学的目的的看法。事实上，从我们现在的观点看来，与其把物理学看成关于a
priori（先验地）给出的某些事物的研究，倒不如把它看成整理并探索人类经验的一些方法的发展。在这方面，我们的任务必然是用一种方式来说明这种经验，该方式不依赖于个人的主观判断，从而在下述意义上是客观的：这种经验可以用通常的人类语言来无歧义地加以传达。
至于反映在“这儿”和“那儿”、“早些”和“晚些”等等原始用法中的空间概念和时间概念本身，那就必须记得，对于我们通常的判定方位来说，远大于我们附近各物体的速度的光的巨大传播速度是多么地重要。然而，已经证实，甚至通过最精密的测量也无法在实验室中确定地球绕口的轨道运动的任何效应，这种可惊异的情况就表明：彼此之间有着高速相对运动的观察者，对于刚体的形状和刚体之间的距离应该有不同的感受，而且，在一个观察者看来是同时发生的事件，在另一个观察者看来甚至也可以是在不同时刻发生的。认识到物理经验的说明对观察者的立足点的依赖程度，绝不会导致使人思想混乱的复杂性；相反地，在追寻对一切观察者都正确的基本规律时，这种认识已被证实为最富有成果的了。
事实上，通过广义相对论，爱因斯坦在放弃绝对空间和绝对时间的一切想法方面使我们的世界图景得到了一种超过任何以前梦想的统一性和谐调性；这种理论，提供了关于普通语言之一致性及适用范围的有益的教益。虽然理论的适当表述涉及四维非欧几里得几何学这样的数学抽象，但是，它的物理诠释却是根本地建筑在下述可能性之上的：每一个观察者都可能保留空间和时间之间的截然区分，并且可能考察任一其他观察者在他的参照系中将如何借助于普通语言来描述经验和标示经验。
以本世纪第一年普朗克普适作用量子的发现为起点的发展，揭露了观察问题的新的基本方面；这些基本方面，就使我们必须对利用原因和效果等字眼来分析现象的基础本身加以修正。事实上，这一发现证明，所谓经典物理学的广阔适用性是完全以下述情况为依据的：在任何通常规模的现象中，所涉及的作用量是如此地大，以致可以将量子完全忽略掉。然而，在原子过程中，我们却遇到一种新颖的规律性，它们不具备因果的形象化描述，而原子体系的独特稳定性却以它们为依归，而物质的一切属性，归根结底是依赖于这种独特稳定性的。
在由物理实验技巧之现代精化所开辟的这一新的经验领域中，我们已经遇到很多伟大的惊人事件，甚至已经面临着这样一个问题：通过用实验来对大自然提出问题，我们所能接受到的是什么类型的答案？事实上，在普通经验的说明中被认为理所当然的是：所考察的客体是不受观察的扰乱的。诚然，当我们通过望远镜来看月球时，我们就接受到从月球表面反射过来的太阳光，但是，这种反射引起的反冲是太小了，它对像月球这样重的物体的位置和速度不可能有任何效应。然而，如果我们需要处理原子体系，它们的结构和对外界影响的反应是在根本上取决于作用量子的，那么，我们所处的地位就完全不同了。
我们所面对的问题是，在这种情况下，我们怎样才能得到客观的描述；这时，有决定意义的是意识到下述事实：不论现象超出普通经验的范围多么远，实验装置的描述和观察结果的纪录都必须是以普通语言为基础的。在实际的实验过程中，这一要求是大大得到满足的，其方法是：应用光阑和照相底片之类的沉重物体来确定实验条件，这些物体的使用方式是可以用经典物理学来说明的。
然而，恰恰是这种情况，就排除了把测量仪器和所考察的原子客体之间的相互作用和现象分开来加以说明的可能性。
特别是，这种形势阻碍着时空标示和动量、能量守恒定律之间的无限制的结合，而经典物理学的因果的形象化描述则是以这种结合为基础的。例如，对于在某时刻所占的位置已经被控制了的一个原子级粒子，目的在于确定该粒子在较后时刻位于何处的一种实验装置，就蕴涵着对固定标尺和校准时钟的一种在原理上木可控制的动量传递和能量传递，这种标尺和时钟是定义参照系所必需的。相反地，应用适于研究动量平衡和能量平衡的任一装置（这对说明原子体系的本质属性是有决定意义的），就意味着放弃对构成各该体系的粒子进行详细的时空标示。
