科学何去何从

• 圆圆

  2023-11-14
  因此，物理学家最重要的任务是发现最普遍的基本定律，从这些定律中合乎逻辑地演绎出世界图景。但是，并没有逻辑的方法能够发现这些基本定律。只有直觉的方法可行，它借助的是对表象背后秩序的某种“感受”，而这种“同感”①是通过经验发展出来的。既然如此，人们就能够说任何一种物理学体系都具有同等的症当性和可能性吗？从理论上来看，这观点并没有不符合逻辑的地方。但是科学的发展历史业色表明在所有可行的理论结构中，总会存在一个理论结构它被证明在每次科学进步阶段中，都优于其他所有的理论结构。对每一位有经验的研究者莱说，物理学的理论体系是依赖于感觉一知觉世界，并且被其所控制的。尽管并没有逻辑方法可以让我们从感官知觉出发，抵达构成理论结构的那些原理。另外，作为对经验世界加以誊写的概念综合，或许可以被简化为几个基本定律，在这几个基本定律的基础上，整体综合才得以合乎逻辑地被建构起来。物理学家发现，在每一次重要的进步中，基本定律会随着实验研究的进步而越来越被简化。人们惊讶地注意到，崇高的秩序是怎样从看似混乱的事物中浮现出来的。但这无法被归结为人本身头脑的努力，而是源于知觉世界所内禀的一种性质。莱布尼茨将这种性质妥善表述为“预定和谐”（德国著名数学家、哲学家莱布尼茨提出了“预定和谐”的理论：虽然所有实体看起来是凭借自由意志或者凭借特定的行为规律来发生关联，但是这些实体之间并非偶然地互相影响，而是经过“神”预先制定的规则实现“调和”。）
• 圆圆

  2023-11-14
  从上述的三角关系可见，普朗克认定科学的结论和其研究的过程都不可能是完全客观的，都包括了形而上学的部分，这部分就是科学研究中的信仰，因此，科学的结论实际上是科学的假说。
• 圆圆

  2023-11-14
  来非常简单。但是，当我们开始处理个别情况时，要贯彻这一原则根本不是一件简单的事。我们日常的说话习惯让我们很难严格遵守实证主义的原则。在日常生活中，当我们谈到一个外部物体一比如，一张桌子一我们所说的桌子和在物理学中实际观察到的桌子是不一样的。我们可以看见这张桌子，可以触摸它，可以靠在上面检查它的牢固性和硬度，如果我们用指节敲打它，会感受到疼痛。根据实证主义科学的观点，这张桌子只不过是这种种感觉的综合体，我们只是养成了将这些感觉与“桌子”这个词联系起来的习惯。去掉这些感官上的感觉，就什么也不剩了。在实证主义理论中，超出了感官记录范围的一切东西，我们都必须完全忽视。这样做子，我们在这个界定清晰的领域里就是无懈可击的了。对于实证主义者来说，问他一张桌子在现实中意味着什么是没有意义的；对于其他物理学概念而言也是如此。围绕着我们的整个世界不过是我们已有经验的类似物。讨论一个独立于这些经验而存在的世界，只是在做一个没有意义的陈述。如果一个问题与外部世界相关，却不可能被某些感官经验直接涉及，且无法被置于观察之下，那么它就毫无意义，必须被排除掉。因此，在实证主义体系的范围内，没有给任何种类的形而上学留下一席之地。如果我们仰望星罗棋布的夜空，会看到无数的光点和光斑，在天空中以或多或少有规律的方式运动着。我们可以测量它们光线的强度和颜色。根据实证主义理论，这些测量不仅仅是天文学和天体物理学的原始材料，而且是这些科学唯一的主题和内容。除了记录这些测量结果，天文学和天体物理学就没什么可讨论的了。如果它们从这些测量结果中进行了任何推测，那么这些推测就无法被看作是合法的科学。这就是实证主义的观点。我们对于测量材料进行核对、选择、系统化的思维构造，还有我们进一步去解释为什么会这样而非那样的种种理论，都是一种人们对于实证主义图景的介入。它们只是人类理性任性的发明。它们或许能提供某种方便，就像使用明喻①的习惯...
• 圆圆

  2023-11-14
  因为我们接受了这样一个假设，即感官知觉并没有从其自身之中，创造出我们周围的物理世界，相反，它们带来了外在于我们且完全独立于我们的另一个世界的信息。因此，我们剔除了实证主义式的“好像”，并且将一种相比单纯的直接感官印象具有更高层次的现实，赋予前文已经提到种种实践上的发现，比如法拉第的发现，等等。一旦我们迈出了这一步，我们就把物理学的目标提升到了一个更高的水平。物理学不仅仅局限在对实验发现的单纯事实进行描述；提供关于外部真实世界的不断增长的知识，也是它的目标。在这一点上，一个新的认识论①困境产生了。实证主义理论的基本原则是，在通过感官获得的知觉这一受限制的范围之外，不存在其他知识来源。那么现在，就由两个定理共同构成了物理学整体结构最基本的中枢。这两个定理是：（1）存在一个独立于我们认知行为的真实的外部世界，（2）这个真实的外部世界是不能被直接认识的。在某种程度上，这两个论断是相互矛盾的。而且这一事实揭示了一种非理性或神秘元素的存在，它附加在物理学身上，正如它附加在人类知识的任一分支上一样。自然界中可以被认识的现实，不可能被科学的任何一个分支的探索所穷尽。这意味着科学永远无法抵达那个位置一完全彻底地解释它不得不面对的问题。我们从现代科学所有进步中看到，解决一个问题只是揭开了另一个问题的神秘面纱。我们登上的每一个山顶都会让我们看到另一座山的山顶。我们必须把这接受为一个艰难却完全不容置疑的事实。我们无法通过后退到一个从一开始就限制科学范围（只剩下对感官经验的描述）的基础上，来消除这个问题。科学的目标比这要多一些。它是朝着一个永远无法抵达的目标的不懈奋斗。因为这个目标在本质上就是无法实现的。它在本质上是某种形而上学的存在，正因如此，它总是一次又一次地超越了我们的每一个成就。但是，如果物理学永远无法对它的对象有一个彻底的认知，那么岂不是意味着所有的科学都沦落...
• 圆圆

  2023-11-14
  假设上述所有条件都得到了验证，那么物理学家的外部“宇宙”图景再需要一个附带的要求就可以完成了。在绘制这幅图景的整个过程中，必须避免一切在本质上逻辑不融贯的东西，否则研究者就可以完全自由地乱涂乱画了。他将驾驭自己的创新精神，让想象力的建设性力量不受阻碍和干扰地发挥作用。这自然意味着他在构造自己的精神建筑时拥有极大的自由。但是必须记住，这种自由只是为了一种特殊的目的，且是对想象力进行一次建设性的运用。这不仅仅是在幻想领域中的一次随意飞行。
• 圆圆

  2023-11-14
  早已有人提出，在提出假说时，作者在一开始就是自由的。他在搭建他的理论综合体的过程中，可以完全自由地选择概念和定理，当然，前提是它们之间没有任何逻辑上的矛盾。事实并非如此，正如在物理学家圈子里常说的那样一在阐述一个假说时，科学探索者必须严格地仅从原始资料中提取材料来支持自己的观点，而这些原始材料是由实验测量结果明确提供的。这似乎意味着，形成假说的概念必须严格独立于所有的理论来源，但事实并非如此。因为，从一方面来说，每个假说作为物理学家所呈现的外部宇宙图景中的一个因素一都是自由思考的人类心智的产物；而且，从另一方面来说，没有任何一个物理学公式是实验测量的直接结果。实际情况是反过来的。每种测量方式都先要通过理论赋予的含义来获得它对物理学的意义。任何一个熟悉精密实验室的人都知道，即使最精密、最直接的测量，例如对重量和电流的测量，都需要一次次地进行校正，然后才能应用于某些实际场景。很明显，这些校正无法由测量手段本身提供。哪些地方需要被校正，这必须通过某种理论或别的什么对情况进行了事先说明才会被发现；换言之，它们一定是在某个假说下产生的。
• 圆圆

  2023-11-14
  现在我们来到这幅图的另一面。这种“精神之眼”在观察各种物理学自然过程的背后的机制时，所拥有的理想的敏锐性，完全是出于这样一个事实：物理学世界的本质在这种情况下是由观察者本人的心智“制作”的。只要这个由他的直观所构造的世界依然是一个假想的世界，它的创造者对它而言就是全知的，而且对它拥有完全的支配权，可以按照他的意愿随意塑造它；因为只要一考虑现实，这个物理学世界就并没有任何价值了。只有当规划这个假想世界的理论体系，和实验测量所提供的实际结果能够进行接触的那一刻，才会产生价值。
• 圆圆

  2023-11-14
  回顾物理学迄冷为让的发展道路，我们必须承认，进一步的发展在本质上取决手对测量方法的发展和更加广泛的应用。在这一点上，我与实证主义的观点是一致的。但是我们之间的区别是，实证主义认为通过感官知觉进行的实验测量，是物理学进步贯穿始终的全部过程；而我认为，对于物理现实的研究应该把测量结果看成或多或少错综复杂的混合物，它代表的是对外部世界中事件所产生的种种反应的记录，而这种记录的准确性也相对地取决于，在记录工具本身之中，以及在研究者用来理解现象的感觉器官中，到底发生了什么。
• 圆圆

  2023-11-14
  现在，除非你拥有一个合理的理论，你才能根据它提出合理的问题。换言之，一个人在头脑里必须先产生某种理论假设，然后再将其置于实验测量的检验中。这也就是为什么经常会发生这样的情况：一种特定的研究路径，在一种理论中是有意义的，而在另种理论中就没有意义了。同样，一个问题的重要性，常常会在其所依据的理论发生改变时，也跟着改变。
• 圆圆

  2023-11-14
  当理论科学的某项新进展被明确地建立起来时，与之相关的某些问题经常被贴上“毫无意义”的标签。不仅如此，有时还会有人尝试去证明这些问题在“先验的”基础上是毫无意义的。这是一种错觉。无论是地球的绝对运动也即地球相对于光以太的运动还是牛顿的绝对空间，其本身都并不像相对论的拥护者经常宣称的那样，是毫无意义的。前三个问题只有在引人狭义相对论时才没有意义，后一个问题只有在引入广义相对论时才没有意义。因此，当我们回首过去的几个世纪，就会发现，解释自然的种种理论在当时被认为是合理且优秀的，但在面对某些新的科学理论的光芒时，则已经黯然失色。它们曾服务过它们的时代，然后就消逝了。尽管已被在科学意义上更为开明的信条所代替，我们也必须记住，那些旧理论对于它们的时代也曾拥有过道理和意义，就像另外一些理论在我们的时代也拥有了道理和意义；直到某一天，还会有更新的理论产生，来代替它们的位置。因果律直到最近才被一致接受为科学研究中的基本原则。但现在，围绕着它又产生了一场观点上的争论。至今为人所信的因果性原理，它对每一个物理事件真的都具有良好的效力吗？还是说，当应用在更加精细的原子上时，它就只有概括性和统计性的意义了？这个问题无法通过援引任何认识论理论，或通过实验测量来决定。当一个物理学家尝试着建立他关于外部宇宙的假想图景时，按照他的喜好，他可能会，也可能不会，把他的理论综合体建立在动力学意义上的严格因果性原则之上，或者他可能只采用一种统计学意义上的因果性。重要的问题是，他所采用的因果性原则能够让他的理论走多远。要回答这个问题，只有暂时选择两个立场中的一个，然后再去研究从这个立场中通过逻辑可以衍生出的结论，就像我们处理实证主义的问题时一样。
• 圆圆

  2023-11-14
  在审视建立于理性主义基础上的各种世界哲学时，我们看到的下一个伟大的名字是或特弗里德·威廉·莱布尼茨。根据莱布尼茨的哲学，这个世界是为了实现一个与造物主的至高智慧相对应的计战划而创造的。在每一个被创造的事物中，神都为它植入了个体存在的法则，所以世界上的每个事物都是独立于其他所有事物存在并发展的，只遵循个体命运的法则。所以，莱布尼茨认为，事物之间的因果关系只是表面上的。这意味着我们必须排除因果原则。
• 圆圆

  2023-11-14
  除了适用于个别情况下的动力学定律外，物理学也承认其他定律，它们被称为统计学定律。后者以相当准确的程度表达了一个特定事件发生的概率，因此它们容许在特殊情况下出现例外情况。一个典型的例子是热的传导。如果两个温度不同的物体相互接触，根据热力学的两个定律，热量总是会从较热的物体传递到较冷的物体。我们今天从实验中得知，这个定律只代表了种可能性，因为（尤其是在两个物体的温度差非常小时）在某些特殊的接触点和某个特殊的时刻，热量可能会以相反的方向传导——即从较冷的物体传导向较热的物体。热力学第二定律和所有统计学定律一样，只对大量相似事件的平均值有确切意义，对每一事件本身并没有什么确切意义。如果我们考虑个别事件，我们只能描述出一个确定的可能性程度
• 圆圆

  2023-11-14
  每个最终被证明有效的、产生价值的假设，在一开始只是在发明者脑中模糊地现。当阿基米德在一个早晨跳出他的浴缸，大喊“无利”①时，他显然没有想出可以确定各种物体密度的全部原理。毫无疑问，有些人会对他一开始的尝试嗤之以鼻。这可能就是为什么大多数科学先驱，虽然相信自己正走在新发现的轨道上时，却迟迟未能揭示他们最初对新发现的本质。他们必须要顶着纯粹主义者的炮火，而这对任何人来说都不是一个明智的立场，他们要在痛苦中遵循着自己的直觉，在他们的尝试失败时也不能气馁，而要持之以恒。物理学的每一个假设都必须经历一段艰难的孕育期和分娩期，才能被带到阳光下，以现成的科学形式交到其他人手中，让外行人不动脑子就可以应用它们。