然而，在追索这种类似性时我们必须记得，在原子物理学和生物学中，问题表现着一些本质上不同的方面。在原子物理学领域中，我们的兴趣主要在于物质在最简单形态下的行动；而在生物学领域中，我们所考虑的物质体系的复杂性却带有一种根本性质，因为即使是最原始的机体也包含着很多很多个原子。不错，普通力学的广阔适用范围，包括对原子物理学中所用仪器的说明在内，恰恰就是根据的这样一种可能性：当我们处理包含很多很多原子的物体时，可以充分地忽视作用量子所规定的描述中的互补性。尽管原子论特色有着本质上的重要性，但是，作为生物学研究的特点的却是另一事实：我们永远不能把任一单独原子所在的外界条件，控制得像原子物理学中基本实验的条件那样细致。事实上，我们甚至不能说出哪些特定原子是确实属于某一生命机体的，因为任何一种生理机能都伴随着一种物质交换过程，通过这种过程，一些原子经常在组成生物的有机体中出出进进。事实上，这种物质交换过程在一个生物机体的所有部分中扩展到这样一种程度，以至于我们不能在原子规模下明确区分生物机构的两种特点：一种是可以用普通力学来加以无歧义说明的，另一种是肯定需要考虑到作用量子的。物理学研究和生物学研究之间的这一根本区别，意味着不能给物理概念对生命问题的适用性走出一个明确的界限，来和因果性力学描述领域及原子力学中的真正量子现象之间的界限相对应。上述类似性的这种表观局限性，其根源一直深入到生命和力学这些名词的定义，这种定义归根结底是公约性的。一方面，如果我们不来分辨生命机体和无生命物体，而把生命概念引申到一切自然现象中去，那么生物学中的物理学界限问题就不再有什么意义。另一方面，如果我们按照日常语言把力学一词理解为自然现象的无歧义的因果描述，那么像原子力学这样一个名词也就没有意义了。我不准备进一步讨论这种单纯的术语问题；我只要指出，我们所考虑的类似性，其要素也就在于两种事物之间的明显互斥性：一方面是个体的自我保存和自我繁殖这一类典型的生命特点，另一方面是任何物理分析所必需的可分性。由于存在这种本质上的互补特点，力学分析中所没有的目的概念，就在生物学中找到了一定的用武之地。确实，在这种意义上，目的论的论证可以认为是生理学描述中的合法特色；这论证适当照顾到生命的特征，就像原子物理学中的对应论证照顾到作用量子一样。
当然，在讨论纯物理概念对于生命机体的适用性时，我们曾经像看待物质世界的任何其他现象一样来看待生命。然而，几乎用不着强调，作为生物学研究之特征的这种态度，绝不能引起对生命的心理学一面的任何忽视。恰恰相反，认识到力学概念在原子物理学中的局限性，倒不如说是更适于调和生理学观点和心理学观点之间的表现矛盾的。事实上，在原子力学中必须考虑测量仪器和所研究客体之间的相互作用，这种必要性和心理分析中的一些奇特困难很类似，那些奇特困难起源于这样一件事实：当把注意力集中于心理内容的任一特殊方面时，心理内容本身就必然会改变。这种类似性为心理一物理平行论提供了重要的阐释；把这种类似性加以扩大将使我们离题太远。然而，我愿意强调一下，这儿所谈的这种性质的考虑，是和想要在原子现象的统计描述中寻找对物质行为加以精神影响的新可能性的任何企图都是完全相反的。例如，人们有时说，某一原子过程在身体中发生的几率，可能受到意志的直接影响；按照我们的观点，这种看法是不可能有什么明确意义的。事实上，按照心理一物理平行论的广义解释，意志自由应该看成和那样一种生物机能相对应的意识生活的特点，该种生物机能不但不能适用因果性的力学描述，而且甚至也不能在物理上被分析到足以明确适用原子物理学统计规律的那种程度。用不着进入形而上学的猜测，我或许可以再说一句：对于“解释”这一概念的分析很自然地要和取消对我们自己的意识活动的解释同始同终。
最后，几乎用不到强调，我在这儿所说的一切，绝没有对物理科学及生物科学的未来发展表示任何怀疑的意思。事实上，这样的怀疑主义是现时代物理学家们所不能设想的；在这个时代，正是由于认识到我们的最基本概念的局限性，才引起了物理科学的如此惊人的发展。放弃对于生命的解释，也不曾妨碍已经在生物学各分支中发生了的奇妙的进步，包括在医学上被证实为如此有益的那些进步在内。即使我们不能在健康和疾病之间画一条明确的分界线，只要我们不离开前进的大道，在作为本会议题的这一特殊领域中就不会有怀疑主义存在的余地。从芬森（Finsen）的开创性的工作开始，人们就已经沿着这一大道成功地前进了”。这一大道的突出标志，就在于把研究光疗法的医学效果和研究光的物理特点最为紧密地结合起来。
生物学和原子物理学
（1937年10月在波洛尼亚纪念路·伽瓦尼的物理学和生物学会议上的演讲。）
伽瓦尼（Galvani）的不朽工作，在整个科学领域中开展了一个新时代；他的工作是一个最辉煌的例证，说明把对无生命自然界规律的探讨和对生命机体属性的研究密切结合起来是极有成果的。因此，借此机会回顾一下多少年来科学家们对物理学和生物学之间的关系问题所持的态度，特别是讨论一下最近期间原子理论的非凡发展在这方面所创造的前景，可能是合适的。
自从科学刚刚萌芽的时候起，在企图对干变万化的自然现象得到一种概括的看法方面，原子理论就曾经成为兴趣的焦点。例如，德漠克利特（Democritus）就曾经以非常深刻的直觉能力强调过，对于物质普通属性的任何合理说明，都需要用到原子论；大家知道，他也曾经企图利用原子论的概念来解释有机生命的特色，甚至解释人类心理的特色。由于这种极端唯物的观念带有相当的幻想性，所以就引起了一种很自然的反作用：亚里斯多德（Aristotle），以其对当时物理知识及生物知识的同样精湛的理解，完全地摒弃了原子理论，并试图提供一个充分广阔的构架，以根据本质上是目的论的概念来说明丰富的自然现象。然而，由于人们逐渐认识到一些基本自然规律对无生物体和有生机体都同样适用，亚里斯多德学说的夸大性也就被揭露了出来。
在这方面，当想到以后成为物理学真正基础的那些力学原理的建立时，注意到下述事实是不无兴趣的：按照大家熟悉的一种传说，阿基米德（Archimedes）关于浮体平衡原理的发现，是受到了他自己的身体在浴盆中升起时的感觉的启示，但这一发现也同样可能根据石头在水中会变轻的那种普通经验来得到。同样，伽利略（Galileo）通过观察美丽的比萨教堂中的挂灯摆动而认识了动力学的基本规律，而不是通过注视秋千上的一个小孩而认识了这种规律，这也应该认为是十分偶然的。但是，对于人们逐步认识到控制着自然现象的那些原理的本质统一性来说，这种[生物和无生物之间的]纯粹外表上的类似性，当然不会起多大作用；它当然不如生命机体本和工业机械之间的那种根源深远的相似性来得重要。这种相似性，通过解剖学和生理学的研究而被揭示了出来；这种研究在文艺复兴时代曾经进行得非常强烈，尤其是在这儿，在意大利。
这种对待自然哲学的新的、实验性的处理方式，从两个方面受到了同样的鼓励，那就是，由哥白尼（Copernicus）的见解而带来的世界图景的扩大，以及由哈维（Harvey）的伟大成就而引起的对于动物身体中循环机构的阐明。这种处理方式开辟了一些前景；对于这种前景所抱的热诚，在玻勒利（Borelli）的工作中得到了或许是最突出的表现，他曾经非常细致地阐明了骨骼和肌肉在动物运动中所起的机械功能。这种工作的经典性，绝没有因为玻勒利本人及其门人的企图而受到妨害；他们企图也用原始的机械模型来解释神经作用和腺体分泌作用。这种企图的明显的武断性和粗糙性很快地就惹起了普遍的批评；通过人们给玻勒利学派所起的“医术物理学家”（iatro－physicists）这一个半讽刺的名字，我们至今还记得这种批评呢。同样，人们也曾经力图把日益丰富的纯粹化学变化的知识应用到生理过程上去；这种努力的根基是稳固的，而且在绥尔威（SylVills）那儿找到了非常热诚的代表人；但是，由于夸大了消化及发酵和最简单无机反应之间的表面类似性，由于过于急迫地把这种类似性用于医学目的，这种企图也招致了一种反对，以致人们把这种早熟的努力标名为“医术化学”（iatro－chemistry）。
在我们看来，利用物理学和化学来概括说明生命机体性质的这种开创性的努力之所以收获不大，其原因是很明显的。人们不仅要等到拉瓦锡（Lavoisier）的年代才能揭露化学的基本原理（这种原理后来要为理解呼吸作用提供线索，然后又为所谓有机化学的非凡发展提供基础），而且，在伽瓦尼的发现以前，物理学规律的一个根本方面还没被发现。想想这种事情是很有启发性的：一种萌芽，在伏打、奥斯特、法拉第和麦克斯韦（Volta，Oersted，Fara－day，Maxwell）等人的手中将要发展成一种其重要性可以和牛顿力学分庭抗礼的理论结构，而这种萌芽却是从一种有着生物学目的的研究中生长出来的。事实上，检测伽瓦尼电流所必需的并在以后顺利制成的灵敏仪器，如果没有由大自然本身在高等动物的神经纤维中提供了榜样，那么，尽管在富兰克林（Franklin）的手中很有成果地进行了有关带电体的实验，要从这种实验进步到伽瓦尼电流的研究那也是很难想像的。
在这儿，即使只是提纲式的，要来叙述一下伽瓦尼以来的物理学和化学的惊人发展，或是列举一下上世纪生物学一切分支的各种发现，那都是办不到的。从马耳皮基（MalPighi）和斯帕兰扎尼（Spallanzani）在这所可尊敬的大学中进行的开创性工作到近代的胚胎学和细菌学，或者是从伽瓦尼本人到最近的有关神经冲动的绝妙研究，我们只要回想一下这样的发展路线也就够了。尽管这样对于很多典型生物学反应的物理方面和化学方面得到了影响远大的理解，但是，机体结构的出奇精致性，以及机体中相互联系着的调节机构的多样性，仍旧如此遥远地超过关于无生自然界的任何经验，以至于我们仍旧感到和以往一样不能沿着这种路线来对生命本身得到一种解释。事实上，最近发现了所谓病毒的毒化效应和生殖性质，当我们亲眼看到这一发现在和上述问题有关的方面所引起的热烈的科学争论时，我们感到自己面临着一个两难推论，就像德谟克利特和亚里斯多德所面临的问题一样他尖锐。
在这种形势下，虽然是在一种非常不同的背景上，人们的兴趣又都集中到原子理论上来了。因为道耳顿（Dalton）曾经应用原子论的观念来阐明化合物组成所服从的定量规律并得到了十分肯定的成功，所以原子理论已经变成一切化学推理的不可缺少的基础和无往而不利的指南；不仅如此，物理学中实验技术的惊人改进，甚至为我们提供了一些方法来研究和个体原子的作用直接有关的那些现象。这种发展彻底清除了这样一种传统偏见：由于我们感官的粗糙性，关于原子确实存在的任何证明都永远是人类经验所不能达到的。同时，这种发展所揭示的自然规律中的原子性特征，也比物质之有限可分性这一古老学说所表示的更为深入。我们事实上已经体会到，如果要理解真正的原子现象，我们的观念构架——既适于用来说明我们日常生活经验的，又适于用来表述宏大物体之行动所适合的并构成所谓经典物理学这一辉煌大厦的全部定律体系的那种构架——就得从根本上加以扩展。然而，为了理解自然哲学中这种新形势在合理态度上对于生物学基本问题所提供的可能性，必须简单地回忆一下引导我们认识到原子理论现状的主要发展路线。
如所周知；近代原子物理学的起点，就在于对于电的本身的原子性的认识；这种原子性，首先通过法拉第有关电解的著名研究指示了出来，而后通过稀薄气体的美丽放电现象中电子的分出而确定了下来；在上世纪末叶，稀薄气体的放电现象吸引了人们很大的注意。虽然J．J．汤姆孙（Thomson）的光辉研究很快地就显示了电子在千变万化的物理现象和化学现象中所起的重要作用，但是，直到卢瑟福（Rutherford）发现原子核为止，我们关于物质结构单位的知识一直是不完全的；卢瑟福的发现，使他在某些重元素的自发放射性增变方面的开创性工作得到了极大的荣誉。事实上，这种发现第一次对普通化学反应中的元素不变性提出了一种确凿的解释；在普通化学反应中，微小而沉重的原子核保持不变，只有原子核周围的轻微电子的分布才会受到影响。此外，这种发现不但对天然放射性的起源提供了直接的理解（在天然放射过程中，我们遇到原子核本身的爆裂），而且也为元素的感生嬗变提供了直接的理解；这种感生嬗变是卢瑟福在后来发现的：用高速重粒子轰击元素，当这些粒子和原子核碰撞时就可以使原子核发生蜕变。
要在这儿进一步讨论原子核增变的研究所打开的神奇的新研究领域，就离题太远了；关于原子核的嬗变，将是物理学家们在本届会议上的主要论题之一。我们的论证要点，事实上不能到这种新经验中去找，而要到下述事实中去找：除非激烈地脱离开经典的力学概念和电磁学概念，否则就不可能根据卢瑟福原子模型的已经确立的主要特点来说明普通的物理现象和化学现象。事实上，虽然牛顿力学对于开普勒（Kepler）定律所表示的行星运动的和谐性有所洞察，但是，像太阳系这种力学模型的稳定性却和原子的电子组态的内在稳定性不尽相同；当太阳系这一类的体系受到扰动时，它并没有返回原有状态的趋势，而原子的内在稳定性则是说明各元素的不同属性所必需的。最重要的是，原子的内在稳定性已由光谱分析肯定证明了。如所周知，光谱分析曾经表明，每一种元素都具有一种由明锐谱线组成的特征光谱；这种光谱对于外界条件的依赖性小到那样的程度，以致我们得到了一种通过光谱仪的观察来鉴定极远星体的物质组成的方法。
然而，解决这种两难推论的一个线索，早已由普朗克关于基本作用量子的发现提供了出来；这种发现，是另一种很不相同的物理研究的结果。如所周知，这种发现，是普朗克通过对物质和辐射之间的热平衡的特点进行天才的分析而得到的；按照热力学的普遍原理，这种热平衡的特点应该和物质的特性完全无关，从而也应该和关于原子结构的任何特殊概念完全无关。事实上，基本作用量子的存在表明着物理过程的个体性的新面貌；这种新面貌是经典的力学定律和电磁学定律所完全没有的；这种新面貌把各该定律的适用性本质上局限于那样一些现象：它们所涉及的作用量大于普朗克的原子论式的新恒量所定义的单个量子。这个条件虽然在通常物理经验的现象中是充分满足的，但对原子中的电子行动却是根本不成立的；而且，事实上只是由于作用量子的存在，才使电子不能和原子核熔合成一个中性的、实际上可以看成无限小的重粒子。
认识到这种情况就立刻使我们想到，每一电子和原子核周围的场的结合，可以描述为一系列的个体过程；通过这种过程，原子将从它的一个所谓定态转变到另一个所谓定态，并以一个单独的电磁辐射量子的形式放出其被释放的能量。这种观点和爱因斯坦对于光电效应的很成功的解释是很相近的，而且，通过弗朗克（Franck）和赫兹（HertZ）在用电子碰撞原子而激发光谱线的方面所作的优美的研究，这种观点得到了极有说服力的证实。事实上，这种观点不但直接解释了巴尔末、黎德堡和里兹（Balmer，Ryd－berg，Ritz）等人所发现的那种费解的线光谱普遍定律，而且，在光谱学证据的帮助下，这种观点也逐渐导致了原子中任一电子的定态类型的系统化的分类法；这种系统化的分类法，可以完全说明著名的门捷列也夫周期表中所表示的元素物理性质及化学性质之间的那种可惊异的关系。这样一种关于物质属性的说明，显得似乎是一种古老想法的实现：把自然规律的表述归结为纯数的研究；这简直超过了毕达哥拉斯学派（Pythagoreans）的梦想。关于原子过程之个体性的基本假设，同时涉及本质上放弃物理事件之间的细致因果联系的问题；这种细致的因果联系多少年来曾经是自然哲学的无可怀疑的基础。
要回返到和因果原理能够相容的描述方式吗？任何这样的问题都被多种多样的毫不含糊的经验所否决了。不但如此，人们很快地就证实，把想要说明原子理论中作用量子之存在的那种原始企图发展成一种适当的、本质上是统计性的原子力学是可能的；这种原子力学，在无矛盾性和完备性方面都可以和经典力学这一理论结构充分媲美，它是经典力学的一种合理的推广。如所周知，这种新的所谓量子力学的建立，主要应归功于年轻一代物理学家们的天才贡献；这种量子力学的建立，且不说它在原子物理学的和化学的一切分支中所取得的惊人成就，事实上它已经根本澄清了原子现象之分析及综合方面的认识论的基础。在这一领域中，就连观察问题本身也曾受到海森伯（Heisenberg）的修正；海森伯，他是量子力学的主要创始人之一。这种修正，事实上引导人们发现了一向不曾注意的先决条件——无歧义地应用那些甚至是最基本的、描述自然所根据的概念时的先决条件。这儿的分界点在于这样一种认识：任何按照经典物理学的习惯方式来分析作用量子所规定的那种原子过程之“个体性”的企图，都会受到一种不可避免的相互作用的破坏，这种相互作用存在于有关的原子客体和为此目的所必需的测量仪器之间。
这种情况的一个直接后果就是，利用不同实验装置对原子客体的行动所作的一些观察，一般并不能按照经典物理学的通常方法来相互结合。特别说来，以在空间和时间中标示原子中的电子为目的的任何假想过程，将不可避免地带来原子和测量装置之间的一种本质上不可控制的动量交换和能量交换，这种动量交换和能量交换将把作用量子所对应的原子稳定性的显著规律性完全消除掉。反之，这种规律性的说明蕴涵着能量和动量的守恒定律，而这种规律性的任何考察，都会在原则上带来对原子中个体电子的时空标示的放弃。于是，在这种互斥条件下得到的经验，显示着量子现象的不同方面；这些方面绝不是不相容的，必须认为它们是以一种新颖的方式而“互补”的。事实上，“互补性”这种观点，绝不意味着随便地放弃对于原子现象的分析；相反地，它表示着这一领域中的丰富经验的一种合理综合；这一领域超出了因果性这一概念的自然适用界限。
虽然这种探究的进行受到了相对论这一伟大范例的鼓舞，而正是通过揭露无歧义地应用一切物理概念的出人意表的先决条件，相对论才开辟了概括表面上不相容的现象的新可能，但是，我们必须知道，在近代原子理论中所遇到的形势是在物理学史上没有先例的。事实上，通过爱因斯坦的工作，经典物理学的观念构架得到了一种可惊异的统一性和完备性；整个这一观念构架建立在这样一种假设的基础上：可以把物质客体的行动和它们的观测问题区别开来；这种假设和我们在物理现象方面的日常经验适应得很好。要想在这种不能无限制应用的常见的理想化方法方面为原子理论寻求类似的教益，我们事实上必须到心理学这一类的完全不同的科学分支中去找，甚至要到前辈思想家如释迦牟尼和老子所遭遇的那样一些认识论问题中去找；当他们企图调和我们在宇宙大舞台中既作为观众又作为演员的两种不同地位时，他们就遇到这种问题。但是，承认在相隔如此遥远的人类兴趣领域中出现着的问题之间会有一种纯粹逻辑方面的类似性，绝不意味着要在原子物理学中接受和真正科学精神不相容的任何神秘主义；相反地，这种认识鼓励我们去检验一个问题：当把我们的最简单的概念应用于原子现象时，我们会遇到一些出人意料的佯谬问题，这种佯谬问题的直截了当的解决是否有助于澄清其他经验范围中的思维困难？
有不少的启示使我们在生命或自由意志和原子现象的那样一些特色之间来寻找一种直接的关联；为了理解那种特色，经典物理学的构架显然是太狭窄的。事实上，可以指出生命机体的反应有很多特征，例如视觉的灵敏性或是穿透性辐射对于基因突变的诱导；这种特征无疑地和个体原子过程后果的一种放大过程有关；这种放大过程和作为原子物理学的实验技术基础的那种过程相类似。但是，生物机体及调节机构的精致性远远超过预期的情况，这一认识仍然不能帮助我们说明生命的特征。事实上，所谓生物学现象的整体方面和目的方面（holisticand finalistic
aspects），肯定不能直接用通过作用量子的发现而揭露出来的原子过程的个体性特色来加以解释；倒不如说，量子力学的统计本质，初看起来甚至是增加了理解真正的生物学规律性的困难。然而，在这种两难推论中，原子理论的普遍教益就启示我们，要想把物理学定律同适用于描述生命现象的概念调和起来，唯一的途径就是要检查观察物理现象和观察生物现象的条件的本质区别。
开宗明义，我们就得注意这样一件事实：如果我们用一种实验装置来研究构成一个生命机体的那些原子的行动，而一直达到原子物理的基本实验对单个原子所进行的研究的那种程度，那么，任何一种这样的实验装置，就都会排除保持该机体的活命的可能。和生命有着不可分割的联系的那种无休止的物质交换过程，甚至意味着不能把一个生命机体看成在说明物质的一般物理性质和化学性质时所考虑的那种明确定义的物质体系。事实上，我们逐渐领会到，特有的生物学规律性代表着一些自然规律，它们和用来说明无生物体的属性的自然规律之间存在着互补关系，就如同在原子本身属性的稳定性和组成原子的粒子的那些可以用时空坐标来描述的行动之间存在着互补关系一样。在这种意义上，生命本身的存在，不论就它的定义还是就它的观测来说，都应该看成生物学的一个不能进一步加以分析的基本假设，就如同作用量子的存在和物质的终极原子性一起形成原子物理学的基本根据一样。
可以看到，这样一种观点距离机械论和活力论的极端学说是同样遥远的。一方面，它认为把生命机体和机器相互比拟是不适当的，不管这种机器是古代医术物理学家所设想的比较简单的结构还是最精密的近代放大机构；如果我们无批判地强调这种近代放大机构，我们就将得到“医术量子学者”的绰号。另一方面，这种观点认为，企图引入和已经很好地确立了的物理规律性及化学规律性不相容的某种特殊的生物学定律，那也是不合理的；这种企图在今天又有所抬头，因为人们受到胚胎学上关于细胞成长和细胞分化的新奇经验的影响。在这方面我们必须特别记住，在互补性的构架中避免任何这种逻辑矛盾的可能性，正是由这样一件事实提供出来的：生物学研究的任何结果，都不可能用不同于物理学及化学的方式来清楚地加以描述，这正如即使是说明原子物理学中的经验最后也得依靠那些在意识上记录感觉所不可缺少的概念一样。
最后这种说法又把我们带到心理学领域中；在这种领域里，科学研究中的定义问题和观察问题所带来的困难，远在这些问题在自然科学中尖锐化起来以前就已经清楚地被认识到了。事实上，在心理经验中不可能区分现象本身及现象的感知，这种不可能性很明显地要求人们放弃按照经典物理学的模型来进行简单的因果描述；而且，用“思想”、“感觉”这一类的字眼来描述这种经验的那种用法，也极有启发性地使我们想起在原子物理学中遇到的互补性。我不准备在这儿谈到更多的细节；我只要强调，正是这种在内心中明确区分主观和客观的不可能性，提供了表现意志的必要的自由。然而，像人们时常提议的那样将自由意志和原子物理学中的因果性界限更直接地联系起来，那却是和我在这儿关于生物学问题所说的那些话的基本倾向没有共同之处的。
在结束这一演讲时我愿意指出，这次集会是要纪念一位伟大的先驱，他的根本性的发现对于物理学和生物学都是十分重要的；这次集会给物理学家和生物学家提供了值得欢迎的进行有益讨论的机会；因此，作为一个物理学家而竟然远远超出了自己的特定科学领域，我希望大家原谅我的冒昧。
自然哲学和人类文化
（在哥本哈根人类学和人种学国际会议上的演讲，1938年8月在爱耳辛诺的克伦堡官中的一次会议上发表，刊于Nature，143，268（1930））
我非常踌躇地接受了这次盛情的邀请，来到人类学和人种学的杰出代表们的集会上发表演说；作为一个物理学家，对于人类学和人种学，我当然不具备第一手知识。但是，当就连历史环境都对我们每一个人述说着不同于各次例会所讨论的一些关于生活的方面时，利用这个特殊机会，试图用少量言词把我们的注意力引向自然哲学之最近发展的认识论方面，引向这种认识论问题和一般人类问题之间的关系，这或许是不无兴趣的。尽管我们的不同学科领域彼此相距很远，但是，一旦我们涉及的并非日常经验时，那就必须审慎应用一切习见约定，物理学家们所得到的这个新教益的确适于提醒我们想到一种新的危险，这是人文学家所熟知的，即用我们自己的观点来判断其他社会的文化发展。
当然，明确划分自然哲学和人类文化是不可能的。物理科学事实上是人类文明的一个不可分割的部分；这不只是因为我们对自然力的持续掌握曾经如此全面地改变了生活的物质条件，而且也因为物理科学的研究对于澄清我们本身的存在背景作出了很多贡献。现在我们再也不认为自己是很幸运地生活在宇宙中心而被居住在蛮荒边疆的比较不幸的社会所围绕着了；通过天文学和地理学的发展，我们已经认识到，我们大家全都共同住在太阳系中的一个小小的球状行星上，而太阳系也只是更大体系的一个小部分而已；对于澄清我们自身的存在背景，这种事实的意义多么重大啊！现在，甚至连空间和时间这样的最基本的概念，它们的无歧义应用的基础也重新受到了修正；通过揭露每一物理现象和观察者的立脚点之间的本质依赖性，这种修正曾对我们的整个世界图景的统一性和优美性作出了如此巨大的贡献；这种修正所给予我们的关于一切人类判断之相对性的忠告，又是何等地强有力啊！
这些伟大成就对我们的一般观点的重要性是人所共知的，而最近些年由于全新的物理研究领域的开辟而带来的认识论的教益，则还很少有人知道。我们进入了人类未之前闻的原子世界；这种进入确实是一种探险，可以和环球旅行者们的充满新发现的伟大旅行相媲美，可以和天文学家们向天空深处的大胆探索相媲美。如所周知，物理实验技巧的奇迹式的发展，不但彻底清除了认为我们的感官粗糙性将永远阻止我们获致有关个体原子的直接知识的那种古老信念，而且甚至告诉我们：原子本身都是由更小的粒子所组成的，这种粒子可以被分离出来，它们的性质也可以分别地加以研究。然而，在这种绝妙的经验领域中，我们同时也得到这样一种教益：一向所知的构成经典物理学这一辉煌大厦的那些自然定律，只有当我们处理的物体实际上可以认为包含着无限多的原子时才是正确的。关于原子的及原子级粒子的行动的新知识，事实上在一切物理作用的可分性方面揭示了一种出人意料的界限；这种界限远远超过了物质的有限可分性这一古老学说，并且使每一个原子过程都得到了一种独特的个体性。这一发现，事实上提供了一种理解原子结构之内在稳定性的新基础，这种稳定性归根结底规定了普通经验的规律性。
原子物理学的这一发展到底多么激剧地改变了我们对描述自然所持的态度，这一问题或许可以用下述事实极为清楚地加以说明：为了概括个体原子过程所服从的那些独特的规律性，甚至连因果原理都被证实为一种过于狭窄的构架了；这种因果原理一向被认为是解释一切物理现象的当然基础。当然，每人都可以理解，要放弃因果性这一概念，物理学家们曾经需要很切实的理由；但是，在原子现象的研究中，我们一再地得到这样一种教训：那些被认为老早已经得到了最后解决的问题，原来大多数还保留着很多使我们惊奇的东西。诸位一定听到过关于在光和物质的最基本属性方面出现的疑难；这种疑难在最近几年中曾使物理学家们感到非常困惑。我们在这方面遇到的表现矛盾，事实上和本世纪初引起相对论的发展的那些矛盾同等尖锐，而且，也正像后一种矛盾一样，前一种矛盾的解释也只是在较深入地分析了新实验本身给描述现象所需概念的无歧义应用所带来的界限之后才得到的。在相对论中，决定性的因素在于认识到了彼此作着相对运动的观察者将以根本不同的方式来描述所给对象的进程，而觉察到原子物理学的佯谬问题则揭示了这样一件事实：客体和测量仪器之间的不可避免的相互作用，给谈论原于客体和观察手段无关的那些行为的可能性加上了一种绝对的限制。
在这儿，我们面临着自然哲学中的一种全新的认识论问题；在自然哲学中，经验的一切描述一向是建立在普通语言惯例所固有的假设上；这种假设就是，明确区分客体的行动和观察的手段是可能的。这种假设，不但为一切日常经验所充分证实，而且甚至构成经典物理学的整个基础；而经典物理学则正是通过相对论得到了如此美妙的完备性。然而，当我们开始处理个体原子过程之类的现象时，由于它们的本性如此，这些现象就在本质上取决于有关客体和确定实验装置所必需的那些测量仪器之间的相互作用；因此，我们这时就必须较深入地分析一个问题：关于这些客体，到底能获得哪一类的知识？一方面，在这种问题上我们必须意识到，每一物理实验的目的——在可重演的和可传达的条件下获取知识——并没有为我们留下选择的余地；不但在测量仪器的结构及使用的一切说明中，而且也在实验结果本身的描述中，我们只能应用日常的或许曾被经典物理学术语修改过的那些概念。另一方面，同样重要的是理解这样一件事实：这种情况就意味着，当所涉及的现象在原则上不属于经典物理学的范围时，任何实验结果都不能被解释为提供了和客体的独立性质有关的知识，任何实验结果都是和某种特定情况有着内在联系的，在这种特定情况的描述中，必不可少地会涉及和客体相互作用着的测量仪器。上述这一事实对于那些表观矛盾提供了直截了当的解释；当尝试着把用不同实验装置得到的有关原子客体的那些结果结合成该客体的一种自足的图景时，这种表观矛盾就会出现。
但是，在确定的实验条件下，和原子客体的行动有关的报道，可以按照原子物理学中常用的术语说成是和有关同一客体的另一种报道互补的，这另一种报道要用和上述条件互相排斥的实验装置来得到。虽然这两种报道并不能利用普通的观念来结合成一种单一的图景，但是它们却代表着有关该客体的一切知识的同等重要的方面；这种知识是我们在本领域中所能得到的。人们曾经企图用一种力学类比来具体想像个体性的辐射效应；事实上，正是由于认识到这种力学类比的互补性，才导致了上述光的本性难题的满意解决。同样，在和原子级粒子的行为有关的不同经验之间，存在着互补的关系；只有考虑到这种关系，才能得到一个线索，来理解存在于一般力学模型的属性和统治着原子结构稳定性的独特定律之间的显著差异；这种独特定律，是较好地解释物质之各种物理属性及化学属性的基础。
当然，我并不打算在这种场合下进一步讨论这样的细节，但是，我希望已经给各位提供了一个足够清楚的印象；那就是，关于迅速增长着的原子领域中的经验，这儿所涉及的绝不是随便地放弃对它们的极大丰富性进行细致的分析。相反地，我们必须处理的，是要合理地发展一种对新经验进行分类和概括的方法；这些新经验，由于它们的特性不同，不能纳入因果描述的构架之内；只有当客体的行为和观察方法无关时，才能用因果性描述来说明这种行为。互补性观点绝不包括任何和科学精神相反的神秘主义，这种观点事实上是因果性这一概念的一种合理推广。
不论这种发展在物理学领域中显得多么出人意料，我相信你们有很多人已经认识到，在我所描述的关于原子现象的分析方面的形势和人类心理学中观察问题的特征之间，存在着一种切近的类似。事实上，我们可以说，近代心理学的发展可以描述为下述企图的反作用：把心理经验分析成可以像联系经典物理学实验结果那样地联系起来的要素。在内省过程中，明确区分现象本身和现象的感受是不可能的；而且，虽然我们可以常常说到把注意力转向心理经验的某一特殊方面，但是，仔细分析一下就会看到，在这种情况下我们事实上须要涉及互斥的形势。我们都知道一种古老的说法：如果我们试图分析我们自己的情感，我们就将失掉这种情感；就在这种意义上，我们在可以恰当地用“思想”和“感觉”这两个字眼来描述的心理经验之间认识到一种互补关系，和有关原子行为的不同经验之间的关系相类似；那些有关原子行为的经验是在不同实验装置下得到的，并且是通过来自我们的普通概念的不同类比来描述的。当然，利用这种对比，绝不是要来暗示在原子物理学和心理学之间存在什么较密切的关系；我们只是要强调这两个领域所共有的认识论上的论证，并从而鼓励我们来看一下，比较简单的物理问题的解决，可以在多大程度上有助于比较错杂的心理学问题的澄清；这种。动理学问题是人类生活给我们提出的，而且是人类学家和人种学家在他们的研究工作中时常遇到的。
现在，让我们更进一步来谈谈这种观点和不同人类文化的比较之间的关系问题；首先，我们要强调存在于用“本能”和“理性”这两个字眼来表征的生物行为方式之间的那种典型的互补关系。诚然，任何这样的字眼都可以有很不相同的用法；例如，本能可以表示动力也可以代表先天的行为，而理性则可以表示深刻的感觉也可以表示自觉的论证。然而，我们这儿所涉及的，只是当用这些字眼来区分动物及人所处的那些不同情况时的实际用法。当然，谁也不会否认我们属于动物界，而且，寻找一种包举无遗的定义来把人从其他动物中表征出来将是十分困难的。确实，任何一个生命机体的潜在可能性都是不容易估计的；我想我们每一个人都曾对马戏团中动物训练所能达到的程度有一个深刻的印象。甚至在个体和个体间的信息传递方面，都不能在动物和人之间画一条明确的分界线；但是，我们的语言能力当然在这方面使我们处于本质上不同的地位，这种不同不但表现在实际经验的交流方面，而且，最重要地还表现在通过教育来对孩子们传授有关行为和推理的传统方面，而这些则都是任何人类文化的基础。
至于说到和本能相比的理性，注意到一件事实乃是绝顶重要的，那就是，不使用组织在某种语言中的概念，任何真正的人类思维就都是不可想像的，而这种概念则是每一世代都得从头学起的。事实上，这种概念的使用，不但在很大程度上抑制着本能生活，而且，甚至大部分都和遗传本能的体现处于互斥的互补关系之中。在利用自然界的可能性来维持生命和传宗接代方面，低等动物有比人高明的地方；这种令人惊异的优越性，的确常常在下述事实中得到真实的解释：在动物方面，我们找不到上述那种有意识的思维。同样，所谓未开化民族有一种在森林或沙漠中自谋生活的可惊的本领；这种本领虽然在比较开化的社会中已经表面上不存在了，但是在我们任何一个人中偶然还会重现出来；这种本领可能证实着一个结论：这种功夫只有当并不依靠概念思维时才是可能的，而概念思维本身则是适应于对文化发展具有头等重要性的更加多样化的一些目的的。正因为还不能清楚地使用概念，一个初生的婴儿很难算作一个人；然而，尽管它比大多数幼小动物更缺少办法，但它属于人类，从而它当然就具有通过教育来接受一种文化的天生的可能，这就使它能够置身于某种人类社会中。
这种考虑立刻就使我们面临着这样一个问题：认为每一个婴儿都具有接受某一特定人类文化的与生俱来的素质，这种广泛流传的信念是不是有充分根据？或者说，我们是否需要假设，任何一种文化都可以在非常不同的体质基础上生根滋长呢？在这儿，我怕当然接触了遗传学家们争论未决的一个课题，那些遗传学家们在体质特点的遗传方面进行着最为有趣的研究。然而，联系到这种讨论，我们首先必须记得，想区分在阐明动植物之遗传性方面如此有成果的遗传型和表现型这两个概念，首先就要基本上承认外在生活条件对物种特征属性所起的次级影响。然而，就人类社会的各种文化特征而言，问题却在下述意义上颠倒过来了：这里的分类根据是社会历史及自然环境所形成的传统习惯。因此，在能够估计遗传上的生物学区别对所考虑的文化发展及文化保持的任何可能影响以前，这些传统习惯，以及它们固有的前提，都需要仔细地加以分析。事实上，在表征不同的民族乃至一个民族中的不同家族时，我们可以在很大程度上认为生物学的要素和精神传统是彼此无关的，而且，我们甚至很想按照定义用“人类”这个字眼来形容那些和体质遗传并非直接有关的特点。
初看起来，这样一种态度似乎只不过意味着对辩证论点的过度强调而已。但是，我们从物理科学的整个发展中得到的教益就是，有成果的发展根源，往往正在于对定义的适当选择。例如，当我们想到相对论的论证在科学的各个分支中带来的澄清作用时，我们确实就看到这种形式上的改进将引起多大的进步。正如我在化的传统差别，在很多方面是和人们描述物理经验时所用的不同的等价方式相类似的。但是，物理问题和人文问题之间的这一类似，是有一定界限的；而且夸大这种类似曾经引起对于相对论本身精髓的误解。事实上，相对论的世界图景的统一性，精确地蕴涵了一种可能性：任何一个观察者都可以在自己的观念构架中预见到任何另一观察者在他自己的构架中如何描述经验。然而，对于不同人类文化之间的关系这个问题，采取无偏见态度的主要障碍就在于传统背景方面的根深蒂固的差别；不同人类社会之间的文化的谐调就是以这种背景为基础的，而且，这种背景排除了这些文化之间的任何简单比较。
在这方面，最重要之点在于互补性观点可以成为适应这种形势的一种方式。事实上，当研究和我们自己的文化有所不同的人类文化时，我们需要处理一种特殊的观察问题；在较深入的分拆下，这种问题将表现许多和原子问题及心理学问题共有的特点；在原子；和题或心理学问题中，客体和测量仪器之间的相互作用，或是客观内容和观察主体的不可分割性，将阻止人们直接应用那些用来说明日常生活经验的习见概念。特别是在研究未开化民族的文化时，人种学家们不但确实知道必要的接触有破坏这种文化的危险，而且他们甚至面临这种研究对他们自己的人生态度的反作用问题。这儿我所指的是那种力探险家们所熟知的经验，由于体验到在和他们自己的习惯、传统极不相同的习惯、传统下人类生活也能显示一种出人意料的内在和谐，他们动摇了一向未经觉察的偏见。作为一个特别激烈的例子，我或者可以请大家回忆一下在某些社会中男人和女人所处的地位是如何地颠倒；这种颠倒不仅表现在家庭责任和社会责任方面，而目表现在行为和心理方面。在这种场合，即使我们很多人或许都感到难以承认这样一种可能性：所涉及的民族有他们的特定的文化而不是有我们自己的文化，而我们则有我们自己的文化而不是有他们的文化，这完全是命运使然；但是，很显然，甚至在这方面的一丝一毫的怀疑，都意味着否认任何独立形成的人类文化中所固有的那种民族自得感。
