科學(xué)理論的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1、科學(xué)理論的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)理論的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，迄今仍然是一個(gè)眾說(shuō)紛紜的問(wèn)題。大凡卓有成效的科學(xué)家，都非常關(guān)心這個(gè)問(wèn)題。愛(ài)因斯坦就是一位對(duì)科學(xué)理論評(píng)價(jià)問(wèn)題有獨(dú)到見(jiàn)解的科學(xué)大師，他關(guān)于科學(xué)理論的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的闡述，即使今天看來(lái)還是那么引人入勝。本文主要就愛(ài)因斯坦的有關(guān)見(jiàn)解作一闡釋，也談?wù)勛约旱囊恍┛捶āＲ?、兩個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)“外部確實(shí)認(rèn)和“內(nèi)部的完美晚年，愛(ài)因斯坦把自己在科學(xué)理論中的經(jīng)歷從認(rèn)識(shí)論和方法論的高度加以考慮和提煉。在“自述(1946年)這篇有名的回憶錄中，他在開場(chǎng)批判那個(gè)作為物理學(xué)根底的力學(xué)之前，闡述了批判各種物理學(xué)理論的普遍觀點(diǎn)。愛(ài)因斯坦明確提出，評(píng)價(jià)科學(xué)理論有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。他認(rèn)為：“第一個(gè)觀點(diǎn)是很明顯

2、的：理論不應(yīng)當(dāng)同經(jīng)歷事實(shí)相矛盾。它“所涉及的是用現(xiàn)成的經(jīng)歷事實(shí)來(lái)證實(shí)理論基幢?！暗诙€(gè)觀點(diǎn)涉及的不是關(guān)于理論同觀察材料的關(guān)系問(wèn)題，而是關(guān)于理論本身的前提，關(guān)于人們可以簡(jiǎn)單地，但比擬模糊地稱之為前提(根本概念以及這些概念之間作為薹礎(chǔ)的關(guān)系)的自然性或者邏輯的簡(jiǎn)單性。愛(ài)因斯坦分別稱這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)為“外部確實(shí)認(rèn)和“內(nèi)部的完美。它們可以看作是評(píng)價(jià)科學(xué)理論的外部標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)。愛(ài)因斯坦在談到這個(gè)問(wèn)題時(shí)寫道：“雖然概念體系本身在邏輯上完全是任意的，可是它們受到這樣一個(gè)目的的限制，就是要盡可能做到同感覺(jué)經(jīng)歷的總和有可靠的(直覺(jué)的)和完備的對(duì)應(yīng)關(guān)系；其次，它們應(yīng)當(dāng)使邏輯上獨(dú)立的元素(根本概念和公理)，即不下定義的

3、概念和推導(dǎo)不出的命題，要盡可能地少。(pp56)就這樣，愛(ài)因斯坦十清楚確地提出了評(píng)價(jià)科學(xué)理論的外部標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，而且認(rèn)為內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)從來(lái)都在選擇和評(píng)價(jià)各種理論時(shí)起著重大的作用。在科學(xué)史上和哲學(xué)史上，像這樣徑直從兩個(gè)方面提出評(píng)價(jià)科學(xué)理論標(biāo)準(zhǔn)的，恐怕很少有先例。愛(ài)因斯坦的這些觀點(diǎn)對(duì)當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)產(chǎn)生了較大的影響。當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)文獻(xiàn)中所謂的客觀標(biāo)準(zhǔn)和主觀標(biāo)準(zhǔn)、后驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和先驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，在或多或少的程度上與愛(ài)因斯坦的外部標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)有相通之處。二、兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在評(píng)價(jià)科學(xué)理論中的地位愛(ài)因斯坦曾屢次闡述過(guò)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在評(píng)價(jià)科學(xué)理論中的地位。像所有的自然科學(xué)家一樣，愛(ài)因斯坦也非常重視對(duì)理論的“外部確實(shí)認(rèn)。他認(rèn)為，即使觀念世界

4、是不能用邏輯的工具從經(jīng)歷推導(dǎo)出來(lái)的，而在某種意義上是思維的自由創(chuàng)造，但這個(gè)觀念世界還是一點(diǎn)也離不開我們的經(jīng)歷本性而獨(dú)立，正像衣服不能分開人體的形狀而獨(dú)立一樣。他強(qiáng)烈反對(duì)那些先驗(yàn)論哲學(xué)家，他們把根本概念從經(jīng)歷領(lǐng)域里排除出去，而放到虛無(wú)縹緲的先驗(yàn)的頂峰上去。他并不認(rèn)為思辨比經(jīng)歷高超，并明確指出：“一個(gè)希望受到應(yīng)有的信任的理論，必須建立在有普遍意義的事實(shí)之上。(p.106)在愛(ài)因斯坦看來(lái)，評(píng)價(jià)科學(xué)理論的外部標(biāo)準(zhǔn)是最高標(biāo)準(zhǔn)和最終標(biāo)準(zhǔn)。他這樣說(shuō)過(guò)：“物理學(xué)中沒(méi)有任何概念是先驗(yàn)地必然的，或者是先驗(yàn)地正確的。惟一地決定一個(gè)概念的生存權(quán)的，是它同物理事件(實(shí)驗(yàn))是否有明晰的和單一而無(wú)歧義的聯(lián)絡(luò)。(p118)我

5、認(rèn)為，這里的“惟一，無(wú)疑是就最高標(biāo)準(zhǔn)和最終標(biāo)準(zhǔn)而言的，它并不排擠作為評(píng)價(jià)科學(xué)理論的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)的地位和作用。愛(ài)因斯坦認(rèn)為，經(jīng)典力學(xué)中的一些根本概念，如絕對(duì)同時(shí)性、絕對(duì)速度、絕對(duì)加速度等等，在相對(duì)論中之所以被拋棄，正因?yàn)樗鼈兺瑢?shí)驗(yàn)之間不可能有單一而無(wú)歧義的聯(lián)絡(luò)。歐幾里得幾何學(xué)中的“平面、“直線等概念，也遭到了同樣的命運(yùn)。愛(ài)因斯坦提出了一個(gè)原那么性的命題：理論體系所具有的真理性取決于它同經(jīng)歷總和的對(duì)應(yīng)可能性的可靠性和完備性(p.6)。他后來(lái)還說(shuō)過(guò)：“只有考慮到理論思維同感覺(jué)經(jīng)歷材料全部總和的關(guān)系，才能到達(dá)理論思維的真理性。(p523)這說(shuō)明，理論的真理性確實(shí)立必須在實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)之后，它是一個(gè)后驗(yàn)問(wèn)題，而不

6、是先驗(yàn)問(wèn)題。我認(rèn)為，這并不意味著一些科學(xué)理論在提出(未受實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn))時(shí)不具有真理性。試問(wèn)，難道麥克斯韋1864年提出的電磁場(chǎng)方程不具有真理性，而只是赫茲1887年的電磁波實(shí)驗(yàn)才使它具有真理性?難道狄拉克1928年預(yù)言正電子的理論不具有真理性，而只是安德森1932年通過(guò)實(shí)驗(yàn)在宇宙線中發(fā)現(xiàn)了正電子才使它具有真理性?這些科學(xué)理論在提出時(shí)本身就具有真理性，它們只是不具有所謂的“現(xiàn)實(shí)的真理性。與此相對(duì)，我們不妨稱科學(xué)理論在未受實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)時(shí)本身所“固有的真理性為“潛在的真理性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，這些潛在的真理性就轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的真理性，從而使科學(xué)理論煥發(fā)出它的現(xiàn)實(shí)性和力量。也答應(yīng)以說(shuō)，“內(nèi)部的完美標(biāo)準(zhǔn)，恰恰就是用來(lái)評(píng)

7、價(jià)科學(xué)理論的“潛在的真理性的。外部標(biāo)準(zhǔn)固然是評(píng)價(jià)科學(xué)理論的最高標(biāo)準(zhǔn)和最終標(biāo)準(zhǔn)，但它也有明顯的局限性。對(duì)于這一點(diǎn)，愛(ài)因斯坦是了如指掌的，這也是他相當(dāng)重視內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)的原因。綜觀愛(ài)因斯坦的觀點(diǎn)，內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)在評(píng)價(jià)科學(xué)理論中之所以必不可少，概括起來(lái)，主要是由以下幾方面的因素引起的。第一，理論不應(yīng)當(dāng)同經(jīng)歷事實(shí)相矛盾，這一要求初看起來(lái)似乎很明顯，但應(yīng)用起來(lái)卻非常傷腦筋。愛(ài)因斯坦敏銳地覺(jué)察到：“人們常常，甚至總是可以用人為的補(bǔ)充假設(shè)來(lái)使理論同事實(shí)相適應(yīng)，從而堅(jiān)持一種普遍的理論基矗(p.10)愛(ài)因斯坦認(rèn)為，理論物理學(xué)的完好體系是由根本觀念(根本概念和根本原理)以及由此用邏輯推理得到的結(jié)論構(gòu)成的，前者是整個(gè)理論體系的

8、基矗在用外部標(biāo)準(zhǔn)對(duì)理論進(jìn)展評(píng)價(jià)時(shí)，常常可以引入人為的補(bǔ)充假設(shè)把反駁事實(shí)變成非反駁的事實(shí)甚或有利的證據(jù)，從而保持理論根底不變。這正如迪昂p.duhe，舊譯杜恒早在本世紀(jì)初就指出的，預(yù)言出現(xiàn)某一現(xiàn)象涉及到假設(shè)干個(gè)假設(shè)，即使這類情況的先行條件陳述無(wú)誤，未能觀察到所預(yù)見(jiàn)的現(xiàn)象，也僅僅是否證那些假設(shè)的合理。為了恢復(fù)與觀察的一致，科學(xué)家可以隨意改變出如今前提中的任何一個(gè)假設(shè)。拉卡托斯后來(lái)在他的“研究綱領(lǐng)方法論中進(jìn)一步發(fā)揮了這些觀點(diǎn)。研究綱擁有內(nèi)部構(gòu)造即“硬核，它對(duì)應(yīng)于愛(ài)因斯坦的根本觀念；研究綱領(lǐng)的外部構(gòu)造即“保護(hù)帶，它由各種輔助性的理論假設(shè)構(gòu)成。因此、當(dāng)經(jīng)歷事實(shí)與理論不相容時(shí)人們可以通過(guò)調(diào)整輔助性假設(shè)來(lái)使

9、理論適應(yīng)經(jīng)歷事實(shí)，從而使“硬核免遭否證。例如，斐茲杰惹和洛倫茲針對(duì)邁克耳遜-莫雷實(shí)驗(yàn)的否認(rèn)結(jié)果提出的收縮假設(shè)就是這樣的人為的輔助假設(shè)。從這個(gè)意義上講，沒(méi)有也不可能有所謂的“判決實(shí)驗(yàn)。我在一篇短文中通過(guò)歷史事實(shí)說(shuō)明，就連許多人認(rèn)為是判決實(shí)驗(yàn)的邁克耳遜-莫雷實(shí)驗(yàn)，當(dāng)時(shí)既沒(méi)有駁倒一般的以太理論，也沒(méi)有駁倒流行的靜止以太說(shuō)。奎因也認(rèn)為，科學(xué)是一個(gè)由許多互相聯(lián)絡(luò)的命題和理論組成的大網(wǎng)絡(luò)；這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的四周是詳細(xì)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)，它們與經(jīng)歷事實(shí)直接聯(lián)絡(luò)；而處于網(wǎng)絡(luò)中心的是高度抽象的數(shù)學(xué)和邏輯，它們一般不受經(jīng)歷事實(shí)變化的影響，盡管它們并非絕對(duì)不可修改。這就給直接應(yīng)用外部標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)科學(xué)理論帶來(lái)極大的困難。第二，愛(ài)因斯

10、坦發(fā)現(xiàn)：“對(duì)應(yīng)于同一個(gè)經(jīng)歷材料的復(fù)合，可以有幾種理論，它們彼此很不一樣。但是從那些由理論得出的可以加以檢驗(yàn)的推論來(lái)看，這些理論可以是非常一致的，以致在兩種理論中間難以找出彼此不同的推論來(lái)。(p115)例如在生物學(xué)領(lǐng)域，在達(dá)爾文關(guān)于物種由于生存競(jìng)爭(zhēng)的選擇而開展的理論中，以及在以后天獲得性遺傳這一假設(shè)為根據(jù)的物種開展理論中，就有這樣的情況。以牛頓力學(xué)為一方，以廣義相對(duì)論為另一方，又是兩種理論的推論非常一致的實(shí)例，它們都受到同一經(jīng)歷材料復(fù)合的支持。盡管這兩種理論的摹本假定完全不同，但是要從廣義相對(duì)論中找出能加以檢驗(yàn)而為相對(duì)論以前的物理學(xué)理論所得不到的推論，為數(shù)還是很少的。顯而易見(jiàn)，這不僅對(duì)理論形成中

11、的“歸納萬(wàn)能論是一個(gè)致命的打擊，也為根據(jù)外部標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)科學(xué)理論提出了一個(gè)棘手的問(wèn)題。第三，要用外部標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)理論，首先必須確定這個(gè)理論的經(jīng)歷內(nèi)涵，即確定該理論可用實(shí)驗(yàn)事實(shí)證實(shí)的命題然后才能著手進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，對(duì)命題進(jìn)展評(píng)價(jià)。但是，這井非總是立即可以施行的，科學(xué)家當(dāng)然也不能為等待這一天的到來(lái)而把理論思維停頓下來(lái)。在這種情況下，內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)就可以發(fā)揮它的特殊作用。誠(chéng)如愛(ài)因斯坦所說(shuō)：“只要數(shù)學(xué)上暫時(shí)還存在難以克制的困難而不能確立這個(gè)理論的經(jīng)歷內(nèi)涵，邏輯的簡(jiǎn)單性就是衡量這個(gè)理論的價(jià)值的惟一準(zhǔn)那么，即使是一個(gè)當(dāng)然還不充分的準(zhǔn)那么。第四，當(dāng)根本概念和公理間隔 直接可觀察的東西愈來(lái)愈遠(yuǎn)，以致用事實(shí)來(lái)驗(yàn)證理論的含義變得愈來(lái)

12、愈困難和更費(fèi)時(shí)日的時(shí)候，“內(nèi)部的完美對(duì)于理論的選擇和評(píng)價(jià)就一定會(huì)起更大的作用(p.12)。例如，牛頓力學(xué)中的許多根本概念都與日常經(jīng)歷相一致，它們間隔 那些可否證它們的直接可觀察的東西相當(dāng)遙遠(yuǎn)。但是，當(dāng)人們用內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量它們時(shí)，卻會(huì)發(fā)現(xiàn)它們是不自然、不簡(jiǎn)單的。面對(duì)牛頓力學(xué)，擅長(zhǎng)深思的科學(xué)家都可能提出這樣的問(wèn)題：絕對(duì)空間是力學(xué)過(guò)程的無(wú)所不在的積極參與者，而它自身為什么不受物體及其運(yùn)動(dòng)的影響呢？慣性參照系為什么比其他一切剛性坐標(biāo)系優(yōu)越呢？為什么速度是相對(duì)的而加速度卻是絕對(duì)的呢?運(yùn)動(dòng)定律中出現(xiàn)的慣性質(zhì)量也在引力定律里出現(xiàn)，但為什么不在其他各種力的表示式里出現(xiàn)呢？把能量劃分為本質(zhì)上不同的兩局部(動(dòng)能和

13、勢(shì)能)是自然的嗎?愛(ài)因斯坦正是從這些問(wèn)題入手批判牛頓力學(xué)的，而不是主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)展評(píng)價(jià)的。這是他創(chuàng)立相對(duì)論的思想基矗第五，用外部標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)理論，必須把理論同觀察到的實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)展比擬。在這里，惱人的問(wèn)題出現(xiàn)了：觀察并非是中性的，事實(shí)也不是赤裸裸的。觀察者是能動(dòng)的主體，他的觀察不可能對(duì)所發(fā)生的一切現(xiàn)象一覽無(wú)余，而是有目的、有選擇的；觀察是受理論指導(dǎo)的，不同知識(shí)背景的人觀察同一現(xiàn)象，也會(huì)看到不同的東西；觀察到的事實(shí)要用語(yǔ)言陳述才能與理論比擬，才能進(jìn)展交流，觀察陳述本身就包含著理論。這就是當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)所謂的“觀察浸透理論的命題。因此，用外部標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)科學(xué)理論，實(shí)際上并不是把理論同赤裸裸的實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)展

14、比擬，而是把理論同通過(guò)浸透理論的觀察所得到的、包含著理論的觀察陳述進(jìn)展比擬，這勢(shì)必造成了運(yùn)用外部標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)科學(xué)理論的復(fù)雜性和困難程度。愛(ài)因斯坦也是清醒地認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)的，他在同海森伯的一次談話中成認(rèn)：觀察是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，實(shí)際上是理論決定我們可以觀察到的東西。在我們可以聲稱已經(jīng)在最低程度上觀察了任何東西之前，我們必定可以說(shuō)出自然界是怎樣起作用的，必定至少用理論的語(yǔ)言知道了自然規(guī)律。只有理論，即只有關(guān)于自然規(guī)律的知識(shí)，才能使我們從感覺(jué)印象推論出根本現(xiàn)象。當(dāng)我們聲稱我們可以觀察某種事物時(shí)，我們實(shí)際上應(yīng)當(dāng)是說(shuō)：雖然我們就要提出同舊規(guī)律不一致的新的自然規(guī)律，可是我們?nèi)匀患俣?，這些現(xiàn)存的規(guī)律包括從現(xiàn)象到

15、我們的意識(shí)這整個(gè)途徑以這樣的方式起作用，使我們可以依靠它們，從而才可以議論“觀察到的結(jié)果(p211)。第六，實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)當(dāng)然是任何理論的有效性的一個(gè)必不可少的先決條件，但是一個(gè)粗淺的道理是：一個(gè)人不可能什么事都去試一試；由于材料、技術(shù)等客觀條件的限制，并非所有設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)都能在短時(shí)間內(nèi)付諸施行。這也是科學(xué)家對(duì)“自然性、“簡(jiǎn)單性等內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)感興趣的原因。在科學(xué)理論中，愛(ài)因斯坦非?？粗卦u(píng)價(jià)科學(xué)理論的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，而且也擅長(zhǎng)運(yùn)用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)論對(duì)別人的理論和自己的理論都是如此。前面已談過(guò)，他用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)和批判了牛頓力學(xué)，下面再談?wù)勊\(yùn)用內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)對(duì)自己的相對(duì)論的評(píng)價(jià)。談到廣義相對(duì)論時(shí)，愛(ài)因斯坦說(shuō)：“這理論主要

16、吸引人的地方在于邏輯上的完備性。從它推出的許多結(jié)論中，只要有一個(gè)被證明是錯(cuò)誤的，它就必須被拋棄；要對(duì)它進(jìn)展修改而不摧毀其整個(gè)構(gòu)造，那似乎是不可能的。(p.113)這種說(shuō)法也完全適用于狹義相對(duì)論。由于愛(ài)因斯坦堅(jiān)信相對(duì)論在邏輯上的完好性，即相對(duì)淪的邏輯前提的“自然性和“簡(jiǎn)單性，因此他在提出相對(duì)論時(shí)，就對(duì)自己的理論滿懷信心。1905年，德國(guó)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家考夫曼(.kaufann)完成了關(guān)于高速電子(射線)的質(zhì)量與速度相依關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，他于1906年宣布，他的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持亞伯拉罕(abraha)和布赫爾(a.hbuherer)的剛性球電子論，而同洛倫茲和愛(ài)因斯坦的根本結(jié)論(電子在運(yùn)動(dòng)方向的直徑會(huì)隨速度的增

17、加而收縮)不相容。當(dāng)時(shí)，早在1902年就明確提出了相對(duì)性原理的彭加勒馬上動(dòng)搖起來(lái)，認(rèn)為該原理并不具有我們先前賦予它的那樣重要的價(jià)值(他在1904年把相對(duì)性原理作為物理學(xué)的六大根本原理之一)。洛倫茲更是非常悲觀絕望，他在1906年3月8日給彭加勒的信中說(shuō)：“不幸，我的電子扁縮的假設(shè)同考夫曼的新結(jié)果發(fā)生了矛盾，于是我必須放棄它。因此，我已到了山窮水盡的地步。在我看來(lái)，不可能建立起一種要求平移對(duì)電學(xué)和光學(xué)現(xiàn)象完全不產(chǎn)生影響的理論。面對(duì)考夫曼的實(shí)驗(yàn)否證，愛(ài)因斯坦并不以為然。他在1907年發(fā)表的長(zhǎng)篇論文中表示，考夫曼的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)同相對(duì)論的“這種系統(tǒng)的偏離，終究是由于沒(méi)有考慮到的誤差，還是由于相對(duì)論的根底不

18、符合事實(shí)，這個(gè)問(wèn)題只有在有了多方面的觀測(cè)資料以后，才能足夠可靠地解決。他進(jìn)一步指出，亞伯拉罕和布赫爾的理論“在很大程度上是由于偶爾碰巧與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符，因?yàn)樗麄冴P(guān)于運(yùn)動(dòng)電子質(zhì)量的根本假設(shè)不是從總結(jié)丁大量現(xiàn)象的理論體系得出來(lái)的。事實(shí)果然不出愛(ài)因斯坦的意料，1916年，兩位法國(guó)物理學(xué)家指出考夫曼的實(shí)驗(yàn)裝置是有缺點(diǎn)的。對(duì)于廣義相對(duì)論，愛(ài)因斯坦在實(shí)驗(yàn)證據(jù)缺乏的情況下也是非常自信的。他曾這樣說(shuō)過(guò)：“當(dāng)1919年日蝕證明了我的推測(cè)時(shí)，我一點(diǎn)也不驚奇。要是這件事沒(méi)有發(fā)生，我倒會(huì)非常驚訝。(p.284)三、“內(nèi)部的完美標(biāo)準(zhǔn)的豐富內(nèi)涵作為內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)的“內(nèi)部的完美，在科學(xué)理論的評(píng)價(jià)中占有重要的地位，具有“外部確實(shí)認(rèn)所

19、無(wú)法替代的作用。愛(ài)因斯坦雖然賦予內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)以前提(愛(ài)因斯坦又稱其為邏輯前提、理論框架、理論基儲(chǔ)公理根底等，它包括根本概念以及這些概念之間作為根底的根本關(guān)系；愛(ài)因斯坦又把根本關(guān)系稱為根本假設(shè)、根本原理、根本定理、根本公理；他有時(shí)又把根本概念和根本關(guān)系統(tǒng)稱為根本觀念)的“自然性或者“邏輯的簡(jiǎn)單性的含義，可是他并沒(méi)有把它確切地表達(dá)出來(lái)(他認(rèn)為這樣做有很大的困難)。因?yàn)椤斑@里的問(wèn)題不單是一種列舉邏輯上獨(dú)立的前提問(wèn)題(假如這種列舉竟是毫不模糊地可能的話)，而是一種在不能通約的性質(zhì)間作互相權(quán)衡的問(wèn)題(p.10)。愛(ài)因斯坦在“自述中成認(rèn)，我們不能立即或根本就沒(méi)有才能用明確的定義來(lái)代替這些提示，但是要作比擬明確

20、的闡述還是可能的。遺憾的是，愛(ài)因斯坦在“自述中并未對(duì)作為內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)的前提的“自然性或者“邏輯的簡(jiǎn)單性怍明確而詳盡的闡述。因此，在下面我們擬從愛(ài)因斯坦在其他各處的言論以及他的哲學(xué)思想和科學(xué)理論出發(fā)，結(jié)合自己的一些考慮，討論一下“內(nèi)部的完美的豐富內(nèi)涵。在愛(ài)因斯坦看來(lái)，前提的“自然性即是“邏輯的簡(jiǎn)單性，而他使用最多的字眼還是后者。所謂“邏輯的簡(jiǎn)單性，愛(ài)因斯坦的意思是“指這樣一種努力，它要把一切概念和一切互相關(guān)系，都?xì)w結(jié)為盡可能少的一些邏輯上獨(dú)立的根本概念和公理。(p.384)顯而易見(jiàn)，愛(ài)因斯坦的邏輯簡(jiǎn)單性是對(duì)科學(xué)理論形式體系的根底的要求，而不是對(duì)形式體系本身的要求；它既不是指理論內(nèi)容的簡(jiǎn)單性(相對(duì)論的

21、內(nèi)容是深?yuàn)W的)，也不是指數(shù)學(xué)形式的簡(jiǎn)單性(廣義相對(duì)論用了連愛(ài)因斯坦起初也不甚熟悉的絕對(duì)微分和張量分析)。愛(ài)因斯坦惟恐一般人誤解他的意思，因此曾直率地表示：“我們所謂的簡(jiǎn)單性，并不是指學(xué)生在精通這種體系時(shí)產(chǎn)生的困難最小，而是指這體系所包含的彼此獨(dú)立的假設(shè)或公理最少。(p299)他在對(duì)玻恩的?關(guān)于因果和機(jī)遇的自然哲學(xué)?的最后一章所作的批注中寫道：“惟一事關(guān)緊要的是根底的邏輯的簡(jiǎn)單性。(p.442)愛(ài)因斯坦在“基幢和“邏輯二詞上加有著重號(hào)，其目的正是為了強(qiáng)調(diào)他的本意。愛(ài)因斯坦在創(chuàng)立和評(píng)價(jià)新理論中，非常注意邏輯的簡(jiǎn)單性。霍耳頓(ghltn)曾經(jīng)指出，愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論代表了一種要把根本假設(shè)限制到具有

22、最大普遍性和最少數(shù)量的企圖。在1905年的狹義相對(duì)論論文中。除了通過(guò)被進(jìn)步為公設(shè)的兩個(gè)“猜測(cè)(即相對(duì)性原理和光速不變?cè)?以外，只作了四個(gè)另外的假定：一個(gè)是關(guān)于空間的各向同性和均勻性，另外那么是定義鐘的同步的三個(gè)邏輯性質(zhì)。而洛倫茲1904年的論文盡管聲稱是以“根本假設(shè)，而不是以“特殊假設(shè)為根底的，事實(shí)上卻包含了十一個(gè)特殊假設(shè)。最近霍耳頓的學(xué)生米勒(a.i.iller)指出，愛(ài)因斯坦不需要把兩個(gè)觀察者a和b的公共“時(shí)間tb-ta=ta-tb稱為定義，因?yàn)樗鼈兪窍鄬?duì)論兩個(gè)公設(shè)的結(jié)果。同樣地，對(duì)于光傳播來(lái)說(shuō)，慣性參照系空間的各向同性和均勻性也是相對(duì)論兩個(gè)公設(shè)的結(jié)果。假設(shè)空間對(duì)光傳播來(lái)說(shuō)不是各向同性的

23、，那么某些方向就會(huì)是優(yōu)越的；假設(shè)空間對(duì)光傳播來(lái)說(shuō)不是均勻的，那么某些點(diǎn)就會(huì)是優(yōu)越的。從邏輯根底上看，廣義相對(duì)論比狹義相對(duì)論更簡(jiǎn)單，但是它的包容量卻更大。在廣義相對(duì)論中，狹義相對(duì)論中的不變的平直時(shí)空度規(guī)失去了獨(dú)立的邏輯元素的地位，而成為由物質(zhì)分布的引力場(chǎng)所決定的相對(duì)論可變量；狹義相對(duì)論中的兩個(gè)根本原理也不再是獨(dú)立的邏輯元素了，而成為引力場(chǎng)效應(yīng)可以忽略不計(jì)、黎曼時(shí)空過(guò)渡到歐幾里得時(shí)空的特殊結(jié)果。愛(ài)因斯坦說(shuō)：一個(gè)理論的前提的簡(jiǎn)單性越大，它所涉及的事物的種類越多，它給人們的印象也就越深。(p15)正由于相對(duì)論在邏輯上的簡(jiǎn)單性，從而使愛(ài)因斯坦堅(jiān)信它的正確性。愛(ài)因斯坦甚至把邏輯簡(jiǎn)單性看作是理論物理學(xué)和科學(xué)

24、的目的之一。他說(shuō)：“理論物理學(xué)的目的，是要以數(shù)量上盡可能少的、邏輯上互不相關(guān)的假設(shè)為根底，來(lái)建立起概念體系，假如有了這種概念體系，就有可能確立整個(gè)物理過(guò)程總體的因果關(guān)系。(p.170)他還說(shuō)：“科學(xué)的目的，一方面是盡可能完備地理解全部感覺(jué)經(jīng)歷之間的關(guān)系，另一方面是通過(guò)最少個(gè)數(shù)的原始概念和原始關(guān)系的使用來(lái)到達(dá)這個(gè)目的。(p.344)愛(ài)因斯坦的方法在本質(zhì)上是美學(xué)的，他本人也經(jīng)常談到科學(xué)美，并把美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)作為評(píng)價(jià)科學(xué)理論的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，我們不妨稱其為準(zhǔn)美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上，美也是簡(jiǎn)單性，只不過(guò)美是從美學(xué)角度來(lái)講的，簡(jiǎn)單性那么是從邏輯角度而言的。羅森在談到愛(ài)因斯坦的這一特點(diǎn)時(shí)說(shuō)得好：“他采取的方法與藝術(shù)家所

25、用的方法具有某種共同性；他的目的在于求得簡(jiǎn)單性和美。而對(duì)他來(lái)說(shuō)，美在本質(zhì)上終究是簡(jiǎn)單性。當(dāng)衡量一種理論的要素時(shí)，他總要提出鋒利的問(wèn)題：這是理智的嗎?一種理論不管獲得了怎樣的成功，假如在他看來(lái)不是理智的(他使用德語(yǔ)中vernunftig這個(gè)詞)，那么他便認(rèn)為這一理論不可能對(duì)自然界提出一種真正是根本的理解。愛(ài)因斯坦是科學(xué)家，更是科學(xué)的藝術(shù)家。因此，我們也答應(yīng)以說(shuō)，對(duì)于一個(gè)獨(dú)立的邏輯元素最少的理論，他從科學(xué)家的眼里看到的是簡(jiǎn)單性，而從科學(xué)藝術(shù)家的眼里看到的那么是美。有理由認(rèn)為，愛(ài)因斯坦也讀過(guò)彭加勒的名著?科學(xué)與方法?。在該書中，彭加勒集中闡述了科學(xué)美。他認(rèn)為自然美在于其“深?yuàn)W的美，即“潛藏在感性美之

26、后的理性關(guān)，也就是與科學(xué)有關(guān)的美。彭加勒雖未對(duì)科學(xué)美的含義做出十清楚確、非?？隙ǖ拇饛?fù)，但他把“統(tǒng)一、“和諧、“對(duì)稱、“簡(jiǎn)單性等內(nèi)容賦予科學(xué)美。彭加勒還認(rèn)為，科學(xué)家研究自然，是因?yàn)樗矚g它；他之所以喜歡它，是因?yàn)樗敲赖?；科學(xué)家投身于長(zhǎng)期艱巨的勞動(dòng)，也許為此緣故甚于為人類將來(lái)的福利。彭加勒的這些看法在愛(ài)因斯坦思想上引起了共鳴，他說(shuō)：“科學(xué)家的目的是要得到關(guān)于自然界的一個(gè)邏輯上前后一貫的摹寫。邏輯之對(duì)于他，有如比例和透視規(guī)律之對(duì)于畫家一樣；而且我同意昂利彭加勒，相信科學(xué)是值得追求的，因?yàn)樗嵝蚜俗匀唤绲拿馈?p.204)愛(ài)因斯坦也同意彭加勒賦予科學(xué)美的內(nèi)容，這有大量的言論和事實(shí)可以佐證。愛(ài)因斯坦

27、渴望看到自然的先定的和諧，孜孜不倦地追求科學(xué)理論的統(tǒng)一。對(duì)于沒(méi)有任何經(jīng)歷體系的不對(duì)稱性與之對(duì)應(yīng)的這樣一種理論構(gòu)造的不對(duì)稱性，他是無(wú)法容忍的。他把邏輯簡(jiǎn)單性視為科學(xué)的目的。就其本質(zhì)而言，它們都是從不同角度對(duì)科學(xué)理論的探究與評(píng)價(jià)，實(shí)際上說(shuō)的是一個(gè)意思?！昂椭C、“統(tǒng)一似乎是就理論的內(nèi)容來(lái)說(shuō)的，“對(duì)稱似乎是就形式而講的，至于“簡(jiǎn)單性那么是針對(duì)邏輯前提而言的。例如，在1905年的相對(duì)論論文中，愛(ài)因斯坦從麥克斯韋電動(dòng)力學(xué)應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)物體上就要引起并非現(xiàn)象所固有的不對(duì)稱入手，把相對(duì)性原理從力學(xué)推廣到電動(dòng)力學(xué)，不僅到達(dá)了邏輯的簡(jiǎn)單性，而且也使力學(xué)和電動(dòng)力學(xué)兩個(gè)理論體系之間到達(dá)了統(tǒng)一、和諧。在構(gòu)造狹義相對(duì)論時(shí)，愛(ài)

28、因斯坦主要用的還是定性概念形式的抽象對(duì)稱法。此后，尤其是在閔可夫斯基的工作之后，他已逐漸從定量數(shù)學(xué)形式的協(xié)變對(duì)稱法對(duì)待問(wèn)題了這就是要求普遍的自然定律對(duì)于洛倫茲變換是協(xié)變的。這是他能到達(dá)廣義相對(duì)論的關(guān)鍵之所在。其實(shí)，作為“內(nèi)部的完美的邏輯簡(jiǎn)單性標(biāo)準(zhǔn)或準(zhǔn)美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)也不是沒(méi)有一點(diǎn)客觀根底的。愛(ài)因斯坦就曾明確表示：“自然規(guī)律的簡(jiǎn)單性也是一種客觀事實(shí)，而且正確的概念體系必須使這種簡(jiǎn)單性的主觀方面和客觀方面保持平衡。(p214)他還說(shuō)過(guò)這樣的原那么性的看法：“邏輯簡(jiǎn)單的東西，當(dāng)然不一定就是物理上真實(shí)的東西。但是，物理上真實(shí)的東西一定是邏輯上簡(jiǎn)單的東西，也就是說(shuō)，它在根底上具有統(tǒng)一性。(p.380)。海森伯在

29、同愛(ài)因斯坦的一次談話中，曾說(shuō)他和愛(ài)因斯坦一樣相信自然規(guī)律的簡(jiǎn)單性具有一種客觀的特征。假如自然界把我們引向極其簡(jiǎn)單而美麗的數(shù)學(xué)形式，即假設(shè)、公理等等的貫徹一致的體系，我們就不得不成認(rèn)這些形式是“真的，它們顯示出自然界的真正特征(p.216)。事實(shí)上，真理是與客觀邏輯體系一致的。在數(shù)學(xué)中，這是顯而易見(jiàn)的(非歐幾何和數(shù)理邏輯就是明顯的例子，它們剛出現(xiàn)時(shí)，被許多人視為荒唐的東西，但后來(lái)卻分別在廣義相對(duì)論和電子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中找到了用場(chǎng))。在與經(jīng)歷材料親密相關(guān)的其他學(xué)科，也常常出現(xiàn)類似的情況。愛(ài)因斯坦的“內(nèi)部的完美標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際上也是前人的以及他本人的科學(xué)理論的經(jīng)歷概括和理性升華。說(shuō)愛(ài)因斯坦的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)于當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)所謂的主觀標(biāo)準(zhǔn)或先驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，并不意味著它是主觀主義和先驗(yàn)論。其實(shí)，主觀標(biāo)準(zhǔn)或先驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的意思也不是那樣。例如，先驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和后驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)之說(shuō)是針對(duì)評(píng)價(jià)在實(shí)驗(yàn)之前和之后的時(shí)期而言的；主觀標(biāo)準(zhǔn)也是就實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)這一客觀標(biāo)準(zhǔn)而言的，正如我們前面說(shuō)過(guò)的，客觀標(biāo)準(zhǔn)也有主觀因素的介入，主觀標(biāo)準(zhǔn)也有一定的客觀基矗愛(ài)因斯坦的評(píng)價(jià)科學(xué)理論的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，正反映了主觀與客觀的統(tǒng)一，真理與客觀邏輯體系的一致。值得注意的是，愛(ài)因斯坦還在“自述中把他的評(píng)價(jià)理論的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)(邏輯的簡(jiǎn)單性)進(jìn)