简论迪昂的科学哲学思想论文
作者:佚名; 更新时间:2019-01-09

  皮埃尔迪昂(Pierre Duhem,1861~1916)是法国著名的科学家(物理学、理论力学、物理化学)、科学史家和科学哲学家 。由于他的虔诚的宗教信仰、保守的政治态度、非凡的学术才干、秉直而倔强的个性,他生前受到法国学术界和教育界一些当权人物的排斥与迫害,很不得志。在他死后一段相当长的时间内,他似乎被西方世界“遗忘”了。在我国学术界,人们多年来对他所知无几,甚至连他的名字也以讹传讹了几十年(在《唯物主义和经验批判主义》一书中误译为“杜恒”)。其实,迪昂是科学思想界中的一位十分重要的人物,这一点已为越来越多的人所承认。由于迪昂长期在科学前沿进行创造性的探索,又对科学发展史(尤其是中世纪的科学史)有精湛的研究和独到的见解,这成为他的科学哲学思想的丰富源泉。迪昂的科学哲学思想主要集中在1906年出版的《物理学理论的目的和结构》 一书中。这是现代科学哲学最重要的经典著作之一,其中的许多观点即使在今天看来也还是新鲜的和激动人心的。下面,我想以此书为主,简要论述一下迪昂的科学哲学思想。

  一、物理学理论的目的

  在迪昂所处的时代,关于物理学理论的目的,存在着两种截然不同的意见。有人认为,物理学理论就其对象而言是解释(说明)在实验上已经确立的一组定律;也有人认为,物理学理论是一种抽象系统,其目的是概括和在逻辑上分类一组实验定律,而不是标榜解释这些定律。

  按照迪昂的观点,前一种看法是不正确的。在迪昂看来,解释(explain或explicate,法文是explicate)就是剥去像面纱一样的覆盖在实在上的外观,以便看到赤裸裸的实在本身。但是,观察物理现象并不能使我们进入与隐藏在可感觉的外观之下的实在的关系之中,而只能使我们在特定的和具体的形体中理解可感觉的外观本身。此外,实验定律就其对象而言并不具有物质的实在性,它仅是以抽象的和具体的形式处理这些可感觉的外观。例如,弹奏和吹奏乐器,人们听到或强或弱、或高或低的声音,从而产生了声音感觉和音乐情感。这些特定的和具体的感觉经过我们智力的精心制作,形成了像强度、高音标准、八度音、和音、音色等普遍而抽象的概念。声学实验定律就是阐明这些概念和其他同样抽象而普遍的概念之间的恒定关系。而当物理学理论被看作解释时,那么,在每一个可感觉的外观被剥去,抓住物理实在之前,其目标是达不到的。

  这样一来,对于这样两个问题,即“存在与可感觉的外观不同的物质实在吗?”“这样的实在的本性是什么?”在实验方法中没有它们的来源。观察和实验只能得到可感觉的外观及其关系,而无法达到它们背后的实在。对上述两个问题的解答超出了物理学方法所能达到的范围,它们是形而上学的对象。因此,如果物理学理论的目的是解释实验定律,那么理论物理学就不是自主的科学,它就要从属于形而上学。倘若如此,物理学理论就不成其为受到普遍赞同的理论,因为把不同形而上学体系分开的观点就会扩散到物理学领域,从而形成深刻的分歧、尖锐的对立。事实上,形而上学体系并没有给出足够严格或足够详细的工具,从中能够推导出物理学理论的所有元素。因为关于物质真实本性的形而上学所提供的工具经常是否定的。例如,亚里士多德主义者和笛卡儿主义者都否认空虚空间的可能性;牛顿主义者拒不承认不能还原为质点之间作用的力;原子论者和笛卡儿主义者否定任何超距作用等等。当情况否定敌对学派所提出的理论时,它们可以恰当地得到辩护;但是当我们希望推导物理学理论的原理时,它们则不结果了。物理学理论所求助的命题是形而上学无法提供的,从而对于该体系的信徒来说依然是神秘的。无法解释的东西总是形而上学宣称所给出的解释的基础。迪昂的结论是:即使没有形而上学体系也足以构造物理学理论。

  迪昂从物理学理论的目的看到了它的真实本性,即物理学 理论不是隶属于形而上学系统的解释,而是从少数原理(假设)演绎出来的数学命题的系统,以便尽可能简单、尽可能完善、尽可能正确地描述一组实验事实。

  要形成这样的物理学理论,迪昂认为必须通过以下四个相继的操作来完成。第一,我们选择自认为简单的性质描述我们所要描述的物理性质,其他性质可视为这些简单性质的组合。我们通过合适的测量方法使它们与一组数学符号、数字,大小对应。符号和性质之间没有内在的本质联系,符号只是约定的记号。例如,用摄氏温标测量的温度就是感觉经验所感知的冷暖的约定的、定量的描述。第二,我们选择少量的原理或假设,作为演绎的逻辑前提或理论的基础。它们仅仅是根据方便的需要和逻辑上的一致,把不同种类的符号和数量联系起来的命题,它们并不以任何方式宣称陈述了物体真实性质之间的真实关系。第三,根据数学分析法则把原理或假设结合在一起。理论家计算所依据的数量并非是物理实在,他们所使用的原理也并未陈述这些实在之间的真实关系。对他们的要求是:他们的符号化是可靠的,他们的计算是正确的。第四,由第三种操作所引出的某些结论被“翻译”成物理学术语。也就是说,我们得到关于物体可测量特性、关于定义和测量这些性质的方法的新陈述,这些方法作为一种“词典”,可以帮助我们翻译。现在,这些新命题可以与实验结果进行比较,由它们与实验是否相符,看其是好理论还是坏理论。简而言之,这四个基本的操作也就是:物理量的定义和测量;选择假设;理论的数学展开;理论与实验的比较。

  迪昂由此得出结论说,真正的理论不是给物理现象以与实在一致的解释的理论,它是以满意的方式表示一组实验定律的理论。虚假的理论不是试图在与实在相反的假定上建立的解释,它是一组并不与实验定律一致的理论。与实验一致是物理学理论真理性的惟一标准。

  关于物理学理论的统一性,迪昂是从两个角度来看待的。首先,他赞同马赫的观点 ,把理论视之为思维经济。他说:用定律代替具体的实验事实达到了经济;当我们的精神把实验定律浓缩为理论时,便是双倍的经济。迪昂从中看到了物理科学进步的道路:实验家不断揭示出迄今未曾料到的、未形成新定律的事实,理论家通过构想更浓缩的表达、更经济的系统,使之有可能容纳这些获得的东西。物理学的发展刺激了“不厌倦提供的自然”和不希望“厌倦想像”的理性之间的持续斗争。其次,迪昂认为,理论不仅仅是实验定律的经济描述,它也是这些定律的分类。实验物理学向我们提供的是一堆杂乱的定律,没有用一种亲族的纽带把它们联结起来,常常是十分偶然的原因或相当表面的类似导致我们把它们汇集在一起。可是,通过把原理与实验定律关联起来的演绎推理,理论便在定律之间建立了秩序和分类。它使某些定律汇集在一起,把它们密切地排列在同一个群中;它通过把其他定律放在离得很远的两个群中,从而把它们分开。这样的分类使知识可以被方便地使用、顺利地应用。迪昂从这种有秩序的分类中洞见到科学美。他说:秩序不论在哪里统治,都因之而产生美。理论不仅给出了物理定律群,而且它声称这些定律更容易运用、更方便、更有用,从而也更美。

  这种审美情感并不是达到高级完善程度的理论所产生的惟一反作用,它还能使人们在理论中看到自然分类。迪昂指出,理论变得越完善,我们就越理解,理论使实验定律秩序化的逻辑秩序是本体秩序的反映;我们就越是觉得,它在观察资料中建立的关系对应于事物之间的真实关系;我们就越是感到理论倾向于自然分类,而不是纯粹人为的系统。

  理论形成自然分类的引人注目的特征是,理论在实验之先。在这样的理论中,不仅每一个已知的实验定律被假设的推论所表示,而且更重要的是,人们能够从假设中推出不与先前任何已知的实验定律对立的推论,它们描述了可能的实验定律。其中一些涉及到实际能够实现的情况,这些推论特别有趣,因为能够把它们交付事实检验。如果它们严格表示了支配这些事实的实验定律,那么该理论的价值将被扩大,该理论支配的领域将增添新定律。相反地,如果在这些推论中存在一个与事实全然不一致的理论,那么该理论就必须或多或少地受到修正,或者也许要被完全抛弃。

  作为纯粹人为的系统的理论对不可见实在之间的真实关系没有任何暗示,这种理论不会进一步预言新定律。而作为自然分类的理论表示了事物之间深刻的真实的关系,它的推论在经验之先,并能激起新定律的发现。由此可见,自然分类这一特征是由在还没有被发现的实验定律之先的理论的多产性标志的,这增强了我们的下述信念:我们的理性在抽象的概念中建立起来的关系对应于事物之间的关系。迪昂关于越完善的理论越倾向于自然分类的思想是颇有启发性的。

  由于自然分类在各种实验定律之间建立了一种作为真实秩序的图像和反映的逻辑协调,从而把脱离我们的实在组织起来,构成能够启发新发现的、富有成效的理论。因此,迪昂认为物理学理论的目的就是变成自然分类。

  迪昂考察了已有的物理学理论以及往昔的物理学家关于物理学理论本性的观点,他辨认出它们实际上是由两个不同的部分构成的:其一是描述部分,它是为分类定律而提出的;其二是解释部分,它是为把握潜藏在现象深处的实在而提出的。有人认为,解释部分是描述部分存在的根据,是描述部分成长的种子或是养育它发展的根。迪昂强调指出,这种看法大错特错了。实际上,这两个部分之间的联系几乎总是十分脆弱和十分人为的。描述部分就其自身而言,是由于理论物理学的合适的、自主的方法发展的;而解释部分则像寄生物一样附着在这种充分形成的有机体(描述部分)上。

  迪昂进而指出,理论具有的功能和多产性,并不归因子解释部分,理论中的每一种好东西(如理论在实验之先的功能)都能在描述部分中找到。这一切都是在物理学家忘记探索解释的情况下发生的。另一方面,虚假的、与事实矛盾的东西尤其可以在解释部分找到;物理学家把错误引入其中,这是由于他希望把握实在而引起的。迪昂洞察到,当实验物理学进步到与一种理论对立并迫使理论修正或变换时,纯粹描述部分几乎全部进入新理论中,并把旧理论固有的全部有价值的东西带进新理论,而解释部分则被抛弃了,以便给另外的解释开辟道路。迪昂由此得出一个重要的结论:这种连续的传统保证了理论的生命的永恒和科学的进步。迪昂通过对物理学理论目的考察,不仅为物理学家的活动划定了范围,避免他们在思辨的形而上学问题上纠缠,而且也恰当地说明了理论更替的连续性和科学进步的大趋势。与库恩的“范式不可通约”和否认“科学进步”的观点相比,也许更为可取一些。问题在于,每一个具有探索精神的科学家也都具有求根溯源的本性,“画地为牢”能否使他们“安分守己”?形而上学不仅侵入到科学家的研究纲领之中(在许多情况下还是有成果的),而且也融入理论的“硬核”之中,能否人为地把它分离出去?最绝妙的途径也许是:既接受形而上学的启迪,又不墨守形而上学的教条。当然,这不是一般人所容易做到的。但是,善于在对立的两极保持必要的张力的科学家却具有这种高超的本领 。

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