简论迪昂的科学哲学思想论文(2)
作者:佚名; 更新时间:2019-01-09

  迪昂还谈到抽象理论和力学模型,并把欧洲大陆的和英国的物理学家的思维方式和方法进行了有趣的比较。在迪昂看来,任何物理学理论的构成都源于抽象和概括这两方面的工作。首先,精神分析大量具体的、不同的、复杂的、特殊的事实,并用定律(即把抽象概念连结在一起的一般命题)概述什么对事实来说是共同的和根本的。其次,精神考虑整个定律群;它用极为少数的、与某些十分抽象的观念有关的极其普遍的判断代替这个定律群;它选择一些初始性质并以下述方式形成基本假设:属于所研究的群的所有定律都能够通过演绎法推导出来,演绎也许是冗长的,但却是十分可靠的。基本假设和可以演绎出的推论的系统,抽象、概括和演绎的工作在我们的定义中就构成了物理学理论,这就是所谓的抽象理论。

  欧洲大陆物理学家偏爱这种理论。他们的理论不管是解释的还是纯描述的,都是按照严格的逻辑法则构造的体系。作为不畏惧深奥的抽象和冗长的演绎,主要渴求秩序和明晰的理性的产物,他们的理论要求无缺点的方法贯彻始终。这种体系把若干十分清楚的公设(原理、假设)看作是其基础,并力图建立一个像欧几里得几何学那样极其严格的和有逻辑性的结构,每一个实验定律都能确切地容纳在这个结构内。这种理论的统一和各部分之间的逻辑联系,是下述观念自然而必然的结果:思想的力量加于物理学理论,动摇这种统一和打破这种联系就是违背了逻辑原则或犯了错误。

  对于英国学派的物理学家来说,情况根本不是这样。例如,开耳芬勋爵就这样宣称:“我的目标就是要证明,如何建造一个力学模型。这个模型在我们所思考的无论什么物理现象中都将满足所要求的条件。”“在我未能给一种事物建立起一个力学模型之前,我是永远也不会满足的。如果我能够建立起一个力学模型,我就能理解它。只要我不能建立起力学模型,我无论如何也无法理解它。” 开耳芬的话代表了英国物理学家的典型观点:理解一个物理现象与模拟该现象设计一个力学模型是一回事;从而,实物的本性必须通过设想的机械来理解,它的运行将显示和模拟出物体的性质。

  这样一来,在英国物理学家的眼中,理论既不是解释,也不是物理定律的合理分类,而是这些定律的模型,这种模型不是为满足理性而建立的,而是为偏爱形象而建立起来的。因而,它摆脱了逻辑的统治。正是英国物理学家构造一种模型描述一群定律,构造另一种完全不同的模型描述另一群定律,而不管某些定律对于两个群是共同的事实。对拉普拉斯(法国)和安培(德国)之类的学者来说,给同一定律以两种不同的理论解释,并坚持两个解释同样可靠,这是荒谬的。对于开耳芬和麦克斯韦学派的物理学家来说,对同一定律用两种不同的模型来描述,这并不矛盾。而且,这样引入科学中的解释根本没有震动英国人,反而认为它增添了额外的变化魅力。英国人的想像强有力,但却不像欧洲大陆人那样渴求秩序和简单性,缺乏构成抽象和概括的理论的方法。迪昂在另一处也讨论了抽象思想者和形象思想者的两种不同类型思维的特征及差异 。迪昂还进一步对力学模型方法作了分析和评价。他强调不要把类比方法与模型的使用混淆起来。物理学史向我们表明,探求不同范畴现象之间的类似,也许是构造物理学理论全部程序中最可靠和最有效的方法。物理学中的类比方法正是这样的方法,但它的利用常常使用更精确的形式,即代数方程等价。这种代数方程的对应是无限有价值的东西,它不仅引起思维经济,而且由于它容许人们把构造另一种理论的所有代数工具转移到一个理论中,也构成了发现的方法。类比在于把两个抽象的体系汇集在一起;无论已知它们中的哪一个,都有助于我们猜测另一个未知的;或者两个在都得到系统阐述时,它们互相都明晰了。在这里没有使最严格的逻辑学家惊讶的东西。力学模型虽然能够在发现的道路上引导某些物理学家,它还能导致其他发现,但是,至少可以肯定,它没有引起物理学的进步,倾入到我们大量知识中的份额似乎是相对贫乏的。事实上,开耳芬利用力学模型作为一种发现工具远不如作为一种说明方法。

  二、物理学理论的结构

  迪昂还就物理学的结构进行了比较详细的分析,他依次讨论了物理学中的量与质、事实、实验、定律、理论和实验的关系、假设的选择等问题。

  迪昂认为,为了使在物体中所发现的一个属性可以用数字符号来描述,用亚里士多德的语言来说,其充要条件是这个属性属于量的范畴而不是属于质的范畴;用比较容易接受的现代几何学的语言来讲,其充要条件是这个属性是一个数量。任何属于量的范畴的属性的基本特征是:量的数量的每一个状态总是可以借助于同一量的另外的较小状态的相加而形成;通过比第一个量小但与它同类的量的交换和结合操作,每一个量都是一个联合,它们是它的部分。

  每一个不是量的属性即是质,起源于相加思想的测量不能对付质。但是,正如量不仅仅是用抽象的数确定的。而是由与它的标准的知识相关联来确定一样,质的强度也不完全是由数字符号表示的,而必须把适合于得到这些强度尺度的具体程序与这一符号联系起来。当然,作为一种质的不同强度标准的尺度,总是作为它的原因的具有这种质的一些量的结果。值得注意的是,迪昂在这里还提出了原质(primary qualities)的概念。所谓原质,就是在科学发展的一定时期不能再分解、再简约的质。原质不是永恒的,而是暂时的。今天不能还原为其他物理性质的质,明天也许将不再是独立的,也许物理学的进步将使我们在原质中辨认出性质的结合。为了给出一组尽可能简单的物理定律的描述,为了达到最完善的思维经济,在构造理论时,应该使用原始的概念或原质。显然,迪昂关于量和质的规定,是他形成物理学理论四个操作的头一步,即物理量的选取和测量。

  迪昂把事实分为理论事实和实用事实。理论事实即一组数学资料,在理论家进行推理和计算时用它宋代替具体事实。在理论事实中,不存在模糊和不确定性,一切都是以精确的方式决定的。例如,温度以某种方式分布在某一物体。这里的物体是按几何学定义给出的;该物体每一点都有一个对应的温度;这温度对每一点而言都是一个数,它不与其他任何数相混。与理论事实相对的是实用事实,前者是通过后者翻译而成的。在这里看不到刚刚宣称的任何确定性了。物体是具体的块料;温度不是每一点的,而是某一体积内的平均温度;温度也不是某一严格的数,而是不超出某一范围。迪昂关于实用事实和理论事实的论述,使我们想起他的同胞彭加勒关于未加工的事实和科学事实的划分及观点 。

  关于实验,迪昂认为,物理学实验是精确地观察现象,并伴随着对这些现象的解释;这种解释用抽象的符号描述代替通过观察实际收集到的具体资料,前者借助于观察者所承认的理论与后者对应。物理学实验的结果决不是知觉一组具体的事实,而是形成把某些抽象的、符号的观念相互联系起来的判断。迪昂注意到,抽象的符号和具体事实之间可以有对应,但不是完全的对称;抽象的符号不能恰如其分地描述具体的事实,具体事实也不是抽象符号的严格体现。因此,一个理论事实可以被翻译成大量完全不同的实用事实;一个实用事实对应于大量的不相关的理论事实。这一双重的观察表明,在实验过程中实际观察到的现象和物理学家所形成的结果之间插入了一个十分复杂的智力精制品。迪昂还看到,这种智力操作不仅体现在实验结果所获得的形式中,它在实验者使用的工具中也明确地显示出来,因为惟有现象的理论解释使仪器的使用成为可能。

  至于物理学定律,迪昂认为它是符号的关系。正如常识规律是人借助于天然的工具对事实进行的观察为基础一样,物理学定律也是如此基于物理实验的结果。物理学定律对于实在的应用,需要知道或接受整个一组定律。常识的规律仅仅是一般的判断,如太阳从东方升起这一判断,它或者为真,或者为假。但是,物理学定律是近似的,对于严格的逻辑学家来说,它不能或者为真,或者为假。正由于任何近似的物理学定律都会随实验精度的增加而提高近似度,因而定律本质上是暂定的。对定律的价值的估计因不同的物理学家而异,取决于他们各自的观察工具和他们研究所要求的精度,因而定律本质上是相对的。而且,总是存在着一些情况,使得通过定律关联起来的符号不能够以满意的方式描述实在,这又是物理学定律是暂定的一个原因。

  关于物理学理论和实验的关系,迪昂提出了一些有影响的见解。首先,他提出理论的实验检验在物理学中并不具有逻辑简单性。这是因为,不可能将想要检验的理论放在实验室的门外,没有理论就不可能调节任何一个仪器,或者解释任何一个读数。在物理学家的心目中,不断地出现着两种系统:一种是由他操作的玻璃和金属的具体系统,另一种是理论用以代替具体系统的公式的抽象系统,物理学家正是根据后一种系统进行推理的。于是,人们根本就不可能割断物理理论与检验这些理论的恰当的实验程序之间的联系,这一事实以独特的方式使得这种检验变得复杂了,并且使人们不得不仔细地考虑它的逻辑意义。

  其次,迪昂揭示出,一个物理学实验决不能否决一个孤立的假设,而只能否决一组完整的理论。其理由在于:一个物理学家决定证明一个命题的不正确性时,为了从这一命题推演出对一种现象的预测并进行实验以表明这个现象是否会产生,为了解释这个实验的结果并确认被预测现象没有产生,他并不仅仅限于运用被讨论的命题,他还运用他认为是毫无疑问而接受的一整套理论。因此,导致有争议的预测不仅仅是从遭到诘难的命题而来的,而是从这一命题加上那一整套理论而来的。如果预测的现象未出现,不仅被讨论的那个命题有毛病,而且物理学家所运用的整个理论的构架都有毛病。实验告诉我们的仅仅是,在被用于预测那个现象并确定它是否出现的那些命题中,至少有一个错误;但是,这个错误在哪里,它却恰恰没有告诉我们。物理学家可能会宣布,这错误正好包含在他想要反驳的那个命题中,但他能肯定这个错误不在另一个题中吗?如果他能肯定这一点,他就隐含地接受丁他所运用的所有其他命题的正确性,他的结论的有效性无非是他的信念有效性。这样一来,物理学家决不能使一个孤立的假设、而只能使一整组假设接受实验检验。当实验与他们的预测不一致时,他所知道的是,这组假设中至少有一个是不可接受的,应该加以修改;然而,实验并不指明哪一个应被修改。因此,判决性实验在物理学中是不可能的。判决性实验只能说明整个理论是否要修改,至于要修改哪一个假设,纯逻辑是无能为力的,这里需要的是物理学家的洞见(good sense)。那些并非来自逻辑而又引导人们选择的动机,那些“理智所不知道的理由”,那些对充分的“直觉的心灵”而非“几何学的心灵”而言的理由,就构成了所谓的名副其实的洞见。

核心期刊快速发表
Copyright@2000-2030 论文期刊网 Corporation All Rights Reserved.
《中华人民共和国信息产业部》备案号:ICP备07016076号;《公安部》备案号:33010402003207
cnqika@163.com;zclwnet@126.com;zclwnet@163.com;
本网站专业、正规提供职称论文发表和写作指导,并收录了海量免费论文和上百个经国家新闻出版总署审批过的具有国内统一CN刊号与国际标准ISSN刊号的期刊杂志,供诸位选择和查阅参考,免费论文版权归原作者所有,谨防侵权。