題主是國內的哲學系本科生,很想學習一些物理哲學,至少入門一下。由於系內不為本科生開設物理學哲學,哲學系學生的培養方案也沒有學習大學物理課的機會。現在物理只有高中水平,並且三年沒碰忘了很多。想請問各位對此有了解的大佬如下問題:

1、是否需要先學好物理以及數學才能學習物理學哲學?需要學到什麼程度?

(我校剛剛進了一位Pittsburgh 物理學哲學的老師,他的意思是問題不大,然而這位大佬是物理本科的……因此可能他本身的物理學水平已經足夠高了,未必適合作為小白的參考)

2、物理學哲學是否推薦自學?是否可以自學?

(物理學是一門門檻比較高的學科,自學是否會陷入誤區或容易走上歪路?我的導師建議不要貿然嘗試,但他的主攻方向是general philosophy of science——儘管他的學術涉獵面非常廣,不過其中並不包括物理學哲學。因此我還是希望知道專業領域包括物理哲學的各位對此有何意見。)

3、是否有推薦的入門書或公開課或其它建議?

(像斯坦福哲學百科詞典、各種Routledge、Blackwell出版社的handbook、companion等是否合適?如果有了解過的話,Coursera上Edinburgh的物理學哲學作為入門是否合適?)

問題大致如上。能回答其中任意一個的都非常歡迎!誠心求助,非常感謝!


謝邀。我雖然不是做物哲的,但我系物哲很厲害,因此很多同學都是做物哲的。他們中有的是本科物理出身,也有本科哲學出身的。平時和他們聊天有一些感想,寫出來供參考。不過由於我不是做物哲的,你的問題3我就沒法回答了。

首先:做物理哲學最後你肯定是要懂很多物理的。從這個角度來講你現在多學一學也不會有什麼害處。不過,除非你現在就是特別喜歡物理,哪怕以後乾的工作和這個完全無關也想學,學習就是樂趣……不然我並不鼓勵你現在特別努力地學物理,原因有幾條:

  • 第一個就是,如果你沒有很明確的物哲目標,現在學的物理以後很可能全都用不上。比如你現在學了一大堆相對論因為學校教的最多的是相對論,後來發現你對量子力學和Maxwell公式更感興趣,那現在學的就基本上全浪費了。而大多數情況下,一個本科生對自己真正喜歡的物哲方面不會有很清晰的了解。我一個朋友一開始想做QFT因為他覺得量子立場很神奇,後來發現其實他只是覺得力和力場的概念很神奇,於是他現在在做牛頓(。)基本上完全和QFT無關。
  • 第二個是:物理哲學家需要懂很多物理不假,但你懂物理的方式和物理學家懂物理的方式並不完全一樣。簡單來講,你最好有能力看懂物理論文,但並不需要有能力寫出物理論文。你最好能知道物理實驗是怎麼設計的,分析用的是什麼手法,但你不需要真的會設計實驗或者使用演算法。簡單來說,就是你不需要打特別牢固的基礎。然而你現在在物理系學他們的本科課程基本上都是在打基礎,畢竟他們訓練自己的學生出來當物理學家是需要有獨立的做物理的能力的——你不需要這個能力,你只要別人說你能聽懂就行。所以跟著物理系本科生的課上,會有不必要的難度。
  • 第三個是:博士生學新知識的效率比本科生不知道高出多少去。基本上本科生學一兩年的基礎知識,博士生半年就可以學會。所以你不用特別擔心自己比其他人少了幾年物理經歷,這種經歷分分鐘就補上了。

當然,還是那句話,如果你以學物理為樂那當我沒說。

那麼不學物理的話,又對物哲感興趣,現在應該努力學些什麼呢:

  • 如果你一路上來都是文科生,實在是有些擔心自己跟不上,可以學一些基礎數學,為以後打基礎。雖然說博士生學東西效率高,但據我觀察一般高效率是因為會有幾個興趣相似的同學一起啃高深物理書,可以互相幫助。不過大家一般沒精力陪著你先學一學期基礎數學然後再去啃物理。何況雖然物理方向學錯了會浪費掉,一般來講會有一些比較核心的數學是各個方面都會用到的,比如微積分和概率。如果你有精力,可以去學一學這方面的課(如果物理系會開數學課那最好了,不然的話跟數學系學數學課會再度出現上述第二條的情況),以後會很有用。
  • 看一些「流行物理書」,就是會被物理系同學恥笑的那種寫給外行人看的書。當然裡面的知識別太當真,重點是對這個學科的內部分化有一些概念,方便以後決定自己具體喜歡哪方面。如果對某方面很感興趣,可以找一些相關的物哲方面的文章來看。物哲論文一般來講會寫的稍微通俗一點,哪怕物理跟不上也能知道大概意思。這樣多讀一讀就能在未來招生老師問你「喜歡哪種物哲啊?」的時候說出點內容來。
  • 最後一條——多上一些物哲之外的哲學課。並不是說讓你發展多方面興趣。而是:像我之前所說的,博士生時期學東西很快,也會比較忙,肯定沒精力(也不應該浪費精力)去學和專業無關的內容。然而物理哲學家首先也得是個哲學家,平時和系裡做其它方向的同學或是開會時遇到其它業界大佬總要聊上幾句。這時候就到了考研你本科哲學儲備的時候了……要是人家只要不是做物哲的你都跟對方相對無言,那你在圈子裡能找到三個朋友都算神奇。然而都在讀博士了也不能為了交朋友去重新讀《理想國》,所以……

嘛,就是這麼多。利益相關:我只知道北美的情況。


這個問題從側面顯示出母校的科學哲學蒸蒸日上。作為一個老師兄,我十分高興讚歎啊~~

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接下來分別回答題主的三個問題:

1,是否需要先學好物理以及數學才能學習物理學哲學?需要學到什麼程度?

從現在物理學哲學的前沿和研究現狀來說,沒有接受過相當於國內一流物理學本科專業提供的高年級層次、水平的課程或以上的物理學教育,你可能連文獻大體在討論什麼問題、甚至是它的introduction部分,甚至是第一段都未必看得懂(看不懂也就罷了,最怕的是看錯)。相應的,對數學的要求也相當高,至少要懂微積分和線性代數(否則也無法接受本科高年級的物理學教育),看情況很可能還要懂泛函分析和幾何等。因此,對於第一個問題來說,從字面意義上來說其答案毫無疑問是需要「學好」,而且學到物理學本科甚至研究生以上的程度是很有必要的。

順帶說一句,這個情況不僅僅是在philosophy of physics里如此,各門philosophy of special sciences的研究前沿都呈現這個趨勢,包括philosophy of biology、philosophy of social science等都是如此。

但是這裡要注意,作為一門philosophy,物理學哲學對physics的要求和一般的物理學或其他與物理學關係密切的自然科學(如化學、材料學之類)是不一樣的。物理學等自然科學對physics的要求除了understanding之外,provement、特別是tough calculation的要求非常高。而哲學的要求則主要集中在understanding上,provement相對而言稍次要一點,而calculation的部分非常少。而即使在understanding方面,物理學的要求更主要集中在其理論、概念在數學上的定位、與數學和其他物理學理論的一致性,以及與經驗證據的關係等方面;哲學的要求則更主要集中在如何把握、提取出物理學理論、概念的「哲學」意義上。當然,什麼是「哲學」意義,這個在物理學哲學中表現得很寬泛,只要是從哲學觀念性的要求出發的討論也許都可以被涵蓋其中。從物理學哲學的研究現狀來看,無疑也有很多人更願意將物理學理論的數學定位或一致性之類的問題視為一種哲學觀念性的要求,並主要考慮這種問題,而很少回歸到傳統哲學的語境去討論,因此物理學哲學中對provement的要求其實也很高。

因此題主那位Pittsburgh引進老師的話也沒說錯,這是由於從教學實踐上來說,純粹的物理學教育更注重provement、特別是tough calculation方面的訓練,而這種教育對於物理學哲學而言其實在很大程度上說是不著重點的。——但是,我要強調一點,tough calculation本身(無論是其過程還是結果、特別是其過程)就很可能包含重要的「哲學」意義,因此哲學對其進行understanding是必要的。我只是說,物理學教育直接要求學生進行數學上嚴謹而結果精確的calculation;而哲學其實並不特彆強調數學上的嚴謹精確,而是要求如何從哲學觀念角度正確把握這個calculation(當然,後者很多時候需要前者的支撐,但對於哲學而言,這個要求是潛在的、已經預設由物理學基本完成了的,不需要專門拿出來討論)。從這個角度來說,物理學哲學對physics的需要就不像嚴格的物理學專業教育那樣必須是按培養流程一板一眼地教出來的,而必須是帶有哲學自身的特點和要求,在哲學的引導下來學習;甚至還允許搞出「蛙跳戰術」,這個是可以的。

不過,就算如此,從我個人的觀點出發,我覺得即使是作為哲學的學者或學生,如果真要想做好的物理學哲學研究的話,自己親身跟著物理學學習和研究的流程(包括自己親自去推導一些理論,計算一些結果,做一些實驗等等)走一走,這個是很有好處的。這是因為當代物理學是一個發展得非常廣泛而細緻的學科,從我個人的角度來看,大量在哲學上非常有趣且可供考察的觀念都潛藏在這些廣泛的觸角以及精細的細節之中,以等待物理學哲學的發掘。因此,如果能親自隨著物理學的學習和研究道路走一走,就有助於從實踐中體驗、掌握那些潛藏著的有趣觀念,並避免以下的問題:

(1)對物理學哲學的思考和研究過於「拿大」或「追時髦」,即只關注那些非常有名、被各種教科書或科普小文章反覆念叨的理論,比如相對論、量子力學、大統一理論、弦論之類的。但忽視了在這些理論之外,物理學中的哲學觀念還有廣闊的分布空間。

(2)如果確實是喜歡考慮那些理論上的問題也可以,但如果不能在細節上深入考察而只喜歡「高屋建瓴」地「概覽」那些理論的話,則很容易變成空泛的意見性表達、甚至是民科。

2、物理學哲學是否推薦自學?是否可以自學?

3、是否有推薦的入門書或公開課或其它建議?

這兩個問題比較相關,就放在一起說吧。

(1)物理學哲學是否可以自學?我覺得這個問題的要點恐怕是在於:就算僅僅是想達到入門的要求,我們也很可能是「不得不」自學物理學哲學(哪怕是接受國外頂級的科學哲學教育)。但是另外,如果你是因為想學物理學哲學而要去補習物理和數學,則千萬不要自學

——正如剛才所說的,當代物理學已經是一個非常廣泛而細緻的學科。受此影響,物理學哲學也是如此。而且特別麻煩的是,與數學哲學、生物學哲學或社會科學哲學等不同,物理學哲學缺少主幹性的哲學問題,或特別有代表性的、提綱挈領的哲學立場爭論(比如像生物學哲學可以以對還原論和進化論方面的哲學討論為主幹,數學哲學可以以邏輯主義-形式主義-直覺主義的爭論為主幹,社會科學哲學可以以自然主義-反自然主義以及個體主義-整體主義的爭論為主幹)——物理學哲學裡的研究相對「平等」,比如對時空本性的討論、量子力學詮釋之類的,並沒有誰壓得過誰,誰更重要、更「基本」、更適合作為「大綱」的問題。

(而且要說起來的話,針對物理學哲學的這種「大綱」其實從某種意義上來說早就已經被挪用到general philosophy of science裡面、成為它的基本內容去了。)

因此,如果要寫一本物理學哲學方面導論、通論型的書的話,則其結果最可能的是各方專家把自己最擅長的問題領域介紹一通,然後只是擺在一起;其次則可能是只能找某個領域的專家只介紹自己領域的事情,其他東西不管。比如SEP就沒有philosophy of physics條,而只有這個:

physics

  • experiment in (Allan Franklin and Slobodan Perovic)
  • holism and nonseparability (Richard Healey)
  • intertheory relations in (Robert Batterman)
  • quantum field theory — see quantum theory: quantum field theory
  • Reichenbachs common cause principle (Frank Arntzenius)
  • structuralism in (Heinz-Juergen Schmidt)
  • symmetry and symmetry breaking (Katherine Brading, Elena Castellani, and Nicholas Teh)

這兩種情況就都失去了其作為導論、通論的意義了。課程也是如此。再考慮到物理學哲學需要極高的知識基礎……因此,這個學科領域其實是很難通過某種體系化、步驟流程化的教學來進入的,想入門的幾乎是唯一的辦法也許就是你在已有相當物理學背景的基礎上自己硬懟前沿文獻去……

(2)推薦的入門書和公開課程。

首先如果題主說的Edinburgh課程是這個:Philosophy and the Sciences: Introduction to the Philosophy of Physical Sciences | Coursera,那麼它其實嚴格來說和真正的物理學哲學關係並不密切……

其次,我手頭上philosophy of physics的書不少,其中「號稱」自己是通論性質的大多都有我前面說的那兩個問題:要麼是「領域排比」、要麼是「只有其一」。但是以下這本書真的很不錯:

Mario Bunge. Foundations of Physics. 1967.

這本書的優點在於,在介紹物理學哲學的專門問題之前,先將物理學裡的一些通用觀念、概念、術語從哲學角度出發來簡略串聯梳理了一遍(其實就是在強物理學背景引導下的general philosophy of science簡介)。無論有沒有物理學背景,這個對於物理學哲學學者來說都是非常友好的舉動,有助於將哲學和物理學有機結合起來。如下圖:

邦格還有另外一本書,名字就叫做「物理學哲學(philosophy of physics)」還有中譯本,但這本書的內容其實完全傾向於general philosophy of science。

除了邦格的書之外,題主還可以注意以下兩本書。雖然是「領域排比」型的,但非常專業和前沿。特別是可以注意編者和書中章節作者(前述的SEP詞條編者也一樣)的人名,以便順藤摸瓜查找自己有興趣的文獻:

The Oxford Handbook of Philosophy of Physics(編者Robert Batterman)

Elsevier Handbook of the Philosophy of Science叢書中的Philosophy of Physics卷(編者Jeremy Butterfield,John Earman)。這本書有中文翻譯,但不要太指望,因為其內容對國內學者來說太寬廣太難了。


做物理學哲學,必須要學很多物理。普通物理是不夠的,四大力學是必學的,(更深的)QFT甚至弦論也是要學的,否則就淪為民科(哲)。但學習時應該著眼的是物理理論的結構性(structural)特徵,不要跟物理學生一樣下去算很多dirty details。同時要避免把自己變成數學物理學家,試比較(前者是物理哲學家後者是數學物理學家):Jeremy Butterfield與Jerold Marsden(經典力學),James Weatherall與Simon Donaldson(規範理論) 等等,以體會不同的研究風格。

除了樓上這位前輩提供的材料之外,還可以追蹤arXiv、nLab等網路平台上的最新動態,或者直接問貴校的劉闖老師。

關於量子基礎,我想邀請 @高山 老師來答,他是這方面的專家。

以下文獻列錶轉載自 Halvorson 的普林斯頓主頁:

Philosophy of Physics

A guide for the aspiring researcherThis document is written for graduate students who are considering writing a dissertation in philosophy of physics. I hope to give some pointers on how to get up to speed on the relevant background material. The suggested readings on this page are primarily drawn from philosophy and from physics; for background in pure mathematics, see Mathematics for Philosophers of Physics.There are a number of different ways that one can do philosophy of physics. First, there are philosophers of physics such as David Albert and Tim Maudlin who emphasize the metaphysical implications of physics, and forgo more in depth discussion of foundational (mathematical) issues. Second, there are philosophers of physics such as David Malament who emphasize giving rigorous, mathematically valid proofs of philosophically significant claims. Third, there are philosophers of physics such as John Norton who tightly integrate philosophical issues with historical issues. But these main divisions are not sufficient to describe the richness of the field. For example, John Earmans work is highly technical, but is also centrally concerned with metaphysical and historical issues. (Oliver Pooley maintains a page of philosophy of physics homepages. See also the list compiled by Christian Wüthrich.)A two-volume Handbook of Philosophy of Physics was published in 2007. These volumes are supposed to give a broad overview of the entire field. However, these volumes give a somewhat slanted view of the field, in that they are less dialectical than many of the journal articles, and they do not include articles by some of the more prominent metaphysically oriented philosophers of physics (e.g. Albert and Maudlin).Classical Mechanics

Saunders Mac Lane. Geometrical mechanics. Mimeographed notes, University of Chicago 1968. See also his "Mechanics," Chapter 9 of Mathematics: Form and Function.

Michael Spivak. Physics for mathematicians, mechanics I. 2010Special and General RelativityEarman, John, World enough and space-time. MIT Press, Cambridge, MA (1989) ISBN: 0262050404Torretti, Roberto, Relativity and geometry. Pergamon Press, Oxford (1983) ISBN: 0080267734Malament, David B., "Classical general relativity", in Handbook of the Philosophy of Physics, ed Jeremy Butterfield and John Earman (Elsevier: 2007) ISBN: 0444515607Sklar, Larry, Space, time, and spacetime. University of California Press (1977) ISBN: 0520031741Norton, John, Philosophy of space and time, pp 179--231 in Introduction to the Philosophy of Science, ed Merilee Salmon et al. (Prentice-Hall; reprinted Hackett: 1992) ISBN: 0872204502Friedman, Michael, Foundations of space-time theories. Princeton University Press, Princeton, NJ (1983) ISBN: 0691020396Malament, David B., "Notes on the foundations of general relativity"

Quantum Mechanics

Albert, David Z., Quantum mechanics and experience. Harvard University Press, Cambridge, MA (1992) ISBN: 0674741129Dickson, Michael, "Non-relativistic quantum mechanics", in Handbook of the Philosophy of Physics, ed Jeremy Butterfield and John Earman (Elsevier: 2007) ISBN: 0444515607Redhead, Michael, Incompleteness, nonlocality, and realism. The Clarendon Press Oxford University Press, New York (1990) ISBN: 0198242387Ruetsche, Laura, "Interpreting quantum theories" in The Blackwell Guide to the Philosophy of Science.Shimony, Abner, "Conceptual foundations of quantum mechanics", in The New Physics 373--95 (1989)Clifton, Rob, "Introductory notes on the mathematics needed for quantum theory" (1996)David Wallaces QM reading listBetween Relativity and Quantum Theory (including Bells Theorem)Cushing, J.T. and McMullin, E., Philosophical consequences of quantum theory. University of Notre Dame Press (1989) ISBN: 0268015791

Maudlin, Tim, Quantum non-locality and relativity: metaphysical intimations of modern physics. Blackwell (2002) ISBN: 0631232214

Malament, David B., "Notes on Bells theorem"Quantum Field TheoryTeller, Paul, An interpretive introduction to quantum field theory. Princeton University Press (1995) ISBN: NILRedhead, M.L.G., "Quantum field theory for philosophers", PSA: Proceedings of the Biennial Meeting of the Philosophy of Science Association 1982, 57--99 (1982)Geroch, Robert, "Notes for special course on particle physics"Algebraic Quantum Field TheoryAQFT is not a topic, but a collection of tools to reason about the structure of quantum field theories. Consequently, much of the background necessary for AQFT is mathematical: one needs a strong grounding in functional analysis, and more specifically in the theory of operator algebras. AQFT is also increasingly making use of category theory, and so it would help to know some of that as well.Update 2010: Laura Ruetsches book on the philosophy of QFT will soon be published by Oxford. This highly recommended book sets its discussion in the context of AQFT.Other Areas in Philosophy of Physics

There are several other "live" areas in philosophy of physics, perhaps most notably the foundations of thermodynamics and statistical mechanics. But due to limitations on my expertise, I omit these from this guide.

Other ResourcesDissertationsOne of the best resources on philosophy of physics are PhD dissertations. Some of these you can find online, and most can be bought from Dissertations Express. For example, for quantum field theory, see the dissertations of Nick Huggett (Rutgers), Aristides Arageorgis (Pittsburgh), Doreen Fraser (Pittsburgh), or Hans Halvorson (Pittsburgh). For quantum information theory, get the dissertation of Chris Timpson (Oxford). For time and physics, Craig Callenders (Rutgers) dissertation is an invaluable source. For cosmology, see Chris Smeenks (Pittsburgh) dissertation. For quantum gravity, get the dissertations of Gordon Belot (Pittsburgh) and Christian Wüthrich (Pittsburgh).Stanford Online Encyclopedia of PhilosophyOf course, one cannot learn a field merely by reading encyclopedia articles. But the SEP is good for finding further literature to study.quantum mechanics | space and time | statistical physicsDisclaimerThis guide is not complete, even by the standards of my own knowledge. I wrote it on the spur of the moment, to save myself from writing the same email message again to a student who asked for advice. Please do not hesitate to email me to remind me of further resources.Author: Hans HalvorsonLast updated: Nov 2010


參考牛津大學,從本科就有物理哲學的培養方案

http://philosophy-of-physics.ox.ac.uk/index.html

http://philosophy-of-cosmology.ox.ac.uk


  應該就是科學哲學吧,科學哲學主要就是討論物理哲學。你真的對於科學哲學感興趣,我建議先了解 Kuhn 的著作,然後了解我國科學界的具體問題,學以致用。


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