彭加勒范文10篇

彭加勒范文篇1

显赫的彭加勒家族

130年前的4月29日，昂利•彭加勒出生在法国南希(Nancy)。他的祖父曾在拿破仑军队中供职，隶属于圣康坦(SaintQuentin)部队医院。1817年，祖父在鲁昂(Rouen)定居，并结婚成家，后有两个儿子。大儿子莱昂•彭加勒(LéonPoincaré)生于1828年，他是一位第一流的生理学家兼医生、南希医科大学教授。二儿子安托万•彭加勒(AntoinePoincaré)，曾升迁为国家道路桥梁部的检查官。

莱昂的妻子是一个善良、机敏、聪明的女性，她生有一子一女，儿子就是后来成为伟大科学家的昂利•彭加勒。安托万有两个儿子：一个是昂利的堂弟雷蒙•彭加勒(RaymondPoincaré)，他曾于1911年、1922年和1928年几度组阁，出任总理兼外交部长。1913年1月至1920年初，荣任法兰西第三共和国第九届总统。安托万的另一个儿子吕西安•彭加勒(LucienPoincaré)是中等教育局局长，并在大学担任高级行政职务。昂利就是这个显赫的彭加勒家族中的成员。

据说，昂利不喜欢Poincaré这个姓。因为在法语中，Point是“点”的意思，而Carré是意为“正方形”或“平方”的名词、形容词。在这位著名的数学家看来，Poincaré意味着“点的平方”，这显然是毫无意义的。可是，有人认为，Caré是quarré的后缀，法国古诗中有“挥起正方形的拳头(poingquarté)……”这样的句子，Poincaré这个姓也许由此而来。

走上生活之路

从彭加勒家族成员的显赫名单中，人们也许会想，昂利•彭加勒可能会显示出某些行政管理才能。可是出乎预料的是，他除在童年时代和妹妹以及其他小朋友作政治游戏时做过高官外，从未表现出这方面的能耐。在这些政治游戏中，他总是秉公办事，合理待人，他的每一个伙伴都能从他的“衙门”获取应得的报偿。俗话说，从小看大，三岁看老。昂利•彭加勒后来没有象雷蒙那样成为一个显赫一时的政治家，而成为一位诚实、正直、严肃的科学家。

昂利•彭加勒的童年是不幸的。在幼儿时，他的运动神经共济官能就缺乏协调。他的两手后来虽说都能写字画图，但他的字、画都不好看。乍看起来，他也没有什么超人的天才，这可由一件趣闻佐证。当他后来被公认是他所处时代的第一流数学家时，他接受了比内(Binet，法国心理学家)试验，结果他被断定是一个笨人。由于在他的孩提时代，母亲把全部心血倾注到子女的教育上，所以他的智力发展较快，很早就学会了讲话，不过开始也不大顺利，他思考得很快，而迟迟找不到要说的恰当词语。

五岁时，白喉病把他折磨了整整九个月，从此留下了喉头麻痹症。这次疾病使得他长时期身体虚弱、缺乏自信。他无法和小伙伴们作粗野的游戏了，只好另找娱趣。

他的主要娱乐是读书，在这个广阔的天地里，他的天资通过锻炼逐渐显露出来。大约从七八岁时起，他对博物学发生了兴趣，《大洪水前的地球》一书给他留下了深刻的印象。他读书速度之快令人难以置信，而且过目不忘，往往能说出那页那行讲了些什么。他在自己的一生中都保持着这种视觉记忆(空间记忆)能力。他的时间记忆——以不可思议的准确性回忆往事一一能力也非常强。大多数数学家好像通常通过眼睛看来记忆公式和定理，彭加勒视力极差，他上课时看不到老师在黑板上写的东西，也不好记笔记，全凭耳朵听，这大大增进了他的听觉记忆能力。到后来，他在头脑中能够完成复杂的数学运算，他能够迅速地写出一篇论文而无需大改。人们对此觉得不可理解，在他看来，这却是自然而然的。这种“内在的眼睛”大大有益于他的工作，因为抽象的数学研究正需要丰富的想象和敏锐的直觉。

幼年的残疾弄得他手指不大听使唤，从而妨碍了实验技巧的训练。尽管他后来教过实验物理课程，也掌握了一些实验技能，但总的说来仍比较逊色，这也是他后来主要从事理论研究的原因。有人说，假使他在实验科学方面和在理论科学方面的兴趣一样强烈的话，他也许会成为与牛顿相媲美的人。

彭加勒十分喜爱动物。他初次玩来复枪时，无意中射死了一只小鸟。他为此深感内疚，再也不愿摸枪支了(除在战争期间强制进行的军事训练而外)。九岁时，他写了一篇出色的作文，法文老师认为，彭加勒的作文在形式和内容方面都有独创性，它是一篇“小杰作”。这篇作文第一次表明彭加勒将来会成为一个有出息、有成就的人。

彭加勒在初等学校的学业成绩是优秀的。但是他并没有一天到晚爬在桌子上死啃书本，像其他孩子一样，他也乐于游戏和玩耍。他喜欢跳舞，还自编自演过一出诗剧。功课对他来说就像呼吸一样容易，他把许多时间用来娱乐和帮母亲干活。从小时候起，彭加勒就具有“心不在焉”的性格：他每每忘记吃饭，几乎从未记清他是否吃过早餐。这种性格直到成年也未改，比如离开旅馆时，他有时便稀里糊涂地把房间的台布、床单之类的小物件卷进自己的行李中。

在15岁前后，奇妙的数学紧紧地扣住了彭加勒的心弦。一开始，他就显示出终生的怪癖：当他不停地来回踱步时，那正是在聚精会神地思考数学问题，只有彻底想好了，他才把结果记在纸上。他工作时，各种外界干扰对他来说毫无影响。有一次，一位芬兰数学家长途跋涉到巴黎与彭加勒商讨问题，当女仆告诉彭加勒有客来访时，他似乎没有听到，还在继续来回踱步，整整踱了三个钟头。

1870年，普法战争爆发了，当时彭加勒才16岁。他年幼体弱，没有服兵役，可是也经受了风险。德国侵略者占领了他的家乡南希，他在战地巡回医院协助父亲工作。后来，他随母亲到阿兰瑟(Arrancy)的外婆家去，他童年时代最幸福的日子就是在那里渡过的。阿兰瑟位于圣普里瓦(SaintPrivat)战场附近，母子三人忍饥挨饿，在滴水成冰的天气里越过一个个沦为焦土的村镇。到达目的地，映入他们眼帘的只是一片残垣颓壁，侵略者的铁蹄蹂躏了美好的家园。敌人的兽行促使彭加勒终生成为一名热情的爱国主义者。但是，他从来也没有把敌国的数学和敌国军队的野蛮行径混同起来。正像埃尔米特(C．Hermite，法国数学家)没有反对高斯(C．P．Gauss，德国数学家)一样，彭加勒也从未敌视过库默(E．Kummer，德国数学家)。可是，彭加勒的堂弟雷蒙却迥然不同，每当他提起德国人时，总是伴随着憎恨的尖叫声。在战争期间，彭加勒为了听懂德国兵的交谈和阅读德文报纸，他通过自学掌握了德语。

按照法国通常的习惯，彭加勒在17岁(1871年)进入专业训练之前接受了首次学位(文学和理学学土)考试。在考数学时，他由于迟到而心神不安，连证明收敛几何级数求和公式的简单试题都作错了。由于平时成绩优秀，他还是在数学不及格的情况下通过了学位考试。主考人说：“彭加勒是一个例外，若是其他任何学生，无论如何也不会被录取。”

他进入福雷斯(Forestry)学校学习，在没有记一页课堂笔记的情况下赢得了一次数学奖金，这使他的同学惊讶不已。他们以为彭加勒是个吊儿郎当的人，便闹了个恶作剧，哄骗他代表四年级学生参加数学竞赛，解一个十分难对付的数学题。彭加勒似乎没有怎么思考就直接写出了答案，然后扬长而去，那些垂头丧气的戏弄者还在纳闷：“他究竟是怎样作出来的?”在彭加勒的整个一生中，其他人经常询问同样的问题。的确，当一个数学难题摆在他面前时，他的答案就像刚刚离弦的箭一样飞来。

1871年底，彭加勒进入高等工业学校深造。据说，在入学考试时，一位主考入得知彭加勒是“数学巨怪”，故意把考试推迟了三刻钟，想用一个经过精心推敲的试题难倒他。结果，彭加勒回答得很出色，得到了最高分数。他尽管在数学上名列前茅，但体育成绩很不好，绘画得了零分。按当时的规定，零分意味着淘汰。主考人熟知他的情况，还是破例录取了他。

彭加勒1875年从高等工业学校毕业，其时21岁。他接着到矿业学校学习，打算做一名工程师。他满怀信心地攻读工程技术课程，一有闲空，就劲头十足地钻研数学，并在微分方程一般解的问题上初露锋芒。1878年，他向巴黎科学院提交了这个课题的“异乎寻常”的论文，为此于第二年8月1日得到了数学博土学位。

彭加勒并非命中注定要成为一个矿业工程师，但是在见习期间，他却表现出一个真正的工程师的勇气。在一次矿井爆炸时，他奋不顾身地冲进去营救16个遇难的同事，为此深得矿工们的信赖。然而，这个职业与他的志趣不相投，他又想作一个职业数学家。得到博士学位后不久(12月1日)，他应聘到卡昂(Caen)大学作数学分析教师。两年后，他升迁到巴黎大学执教，讲授力学和实验物理学等课程。除了在欧洲参加科学会议和1904年应邀到美国圣路易斯博览会讲演外，他一生的其余时间都是在巴黎作为法国数学界乃至世界数学界的领袖而度过的。

堪与高斯媲美的大数学家

1789年的法国大革命推翻了成为社会发展桎梏的封建制度和专制政体，促进了科学的发

展，使法国在18世纪末和19世纪初取代英国，一跃而成为世界科学的中心。在这里，只需提一下拉格朗日，蒙日、拉普拉斯、傅里叶、柯西等著名数学家的名字就可想而知法国科学的盛况了。可是，由于启蒙主义在德国的活跃和以普鲁土为中心的各诸侯国的统一，德国在世界舞台上崭露头角，后来居上，在19世纪后半期夺得了科学的主导权。尽管如此，由于彭加勒等人的继往开来，仍使法国有能力自立于世界科学之林。彭加勒被认为是19世纪最后四分之一和本世纪初期的数学主宰，并且是对数学和它的应用具有全面知识的最后一个人。要知道，当时的许多数学分支都变成了封闭的体系，它们各有其特殊的术语和专门的研究方法，要同时跨越几个领域实在不易，要作个通才，更是难上加难。可是，彭加勒就是这样的通才，人们公认他是堪与高斯相媲美的大数学家。

在彭加勒出生后的第二年，高斯(1777~1855)就去世了。高斯是德国著名的数学家，被誉为“数学家之王”。他的研究遍及所有数学部门，也是非欧几何学的创始人之一。可以说，19世纪数学的发展一开始就在数学巨人高斯身影的笼罩之下，而后来却在同样一位数学大师彭加勒的支配之中。他们两人是最高意义上的广博的数学家，并且都在物理学和天文学上做出了重要贡献。事实上，彭加勒在数学的四个主要部门——算术、代数、几何、分析——中的成就都是开创性的。洛夫(Love)在评价彭加勒时说过：“他的权威现在已被公认，他能够进入所有时代最伟大的数学家行列之中，未来的几代人将不可能修改这一论断。”

彭加勒的首次成功是在微分方程理论方面。这项工作开始于1880年，其时他年方26岁。对于常微分方程的研究促使彭加勒从事超越函数新类系——自守函数——的探讨，自守函数是椭圆函数的推广。彭加勒把自己发现的一类自守函数命名为富克斯函数。克莱因(F．Klein)倒是考虑了富克斯函数，但富克斯(L．Fuchs)却没有考虑过，为此克莱因就优先权问题向彭加勒提出了抗议。彭加勒的回答是把自己紧接着发现的一类自守函数命名为克莱因函数，因为这类函数正像有人所幽默地注视到的，克莱因也从未想到过。

1884年，彭加勒在《数学学报》前五卷发表了关于自守函数的五篇重要论文，这一划时代的发现使不到30岁的彭加勒闻名于世。从此，他一生事业的魔杖被抓住了，阿拉丁的神灯被擦亮了。可是，当这组论文的第一篇发表时，克隆尼克(L．Kronecker)却警告编辑说，这篇不成熟的和隐晦的论文会把期刊扼杀掉。

自守函数的研究和微分方程定性理论的研究一样，促使彭加勒重视拓扑学。1887年，33岁的彭加勒被选人巴黎科学院，像这样年轻的新人进入科学院实属罕见。大多数数学家在签署意见时认为，“彭加勒的工作成就超过了通常的赞扬，这必然使我们想起雅可毕(C．C．J．Jacobi)描述阿贝尔(N．Abe)的情况——他解决了在他之前未曾设想过的问题。事实上必须承认，由于椭圆函数的成功，我们正在目睹数学领域里的一次革命，这次革命在每一个方面都可以和半个世纪前出现的革命相比较。”

彭加勒说过，数学家具有两种截然相反的倾向。有的人具有不断扩张版图的兴趣，在攻克某个难题后，便抛开这个问题，急着出发进行新的远征。另外的人则专心致志地围绕着这个问题，从中引出所有能够引出的结果。前者像一个乘汽车的旅行家，后者则象一个徒步游客。彭加勒本人就是这样一个在数学新版图上乘车驰骋的旅行家。法国数学家、彭加勒的传记作家达布(G．Darboux)谈到彭加勒这一特点时说：“他一旦达到绝顶，便不走回头路。他乐于迎击困难，而把沿着既定的宽阔大道前进、肯定更容易到达终点的工作留给他人。”彭加勒属于库恩所说的发散式思维的科学家，对于一个科学开拓者来说，这的确是不可或缺的素质。

就这样，彭加勒接二连三地出击，雄心勃勃地进行新的征服。在函数论方面，他的每个贡献都是拓广的领域的出发点，他在1883年的一个结果导致了整函数和亚纯函数的庞大理论，该理论在80年之后仍未穷竭。他对阿贝尔函数和代数几何学也十分感兴趣。从1881年到1911年，他就这个课题写的论文和自守函数的一样多，他的一些证明方法在1965年之前还未有人超过，这些方法在其他现代问题上也有价值，看来其有效性还远未挖尽。在数论领域，他给出了整数型亏格的第一个普遍定义，给出“秩”(rank)的概念，这个概念的许多问题仍未得到解答，更深入地钻研他的论文也许会导致新的结果。关于代数学，他研究了次数≥3的算术理论、非交换代数、包络代数，发现了李代数中的基本定理：彭加勒-柏克霍夫-维特定理。微分方程及其在动力学上的应用显然处于彭加勒数学思想的中心地位，他几乎每年都要发表这个课题的论文。在这方面最突出的贡献是微分方程定性理论，其中许多都是前人未曾触及到的。关于代数拓扑学，他从1894年开始研究，在十年内发表了六篇奠基性的论文。他定义了贝蒂数，发明了单形的同调论的一整套方法，推广了欧拉多面体定理(现称欧拉-彭加勒公式)，提出了流形同调的著名的对偶定理，引进了挠率概念。有人正确地说过，直到1933年发现高阶同伦群之前，代数拓扑学的发展完全基于彭加勒的思想和方法。在关于概率论的大量论著中，他最先使用了“遍历性”的概念，这成为统计力学的基础。他在数学基础等领域也作了许多工作。尽管如此，彭加勒并不十分满意他已有的成果，他甚至说过，他从来没有发表过一篇既不后悔它的内容、也不后悔它的形式的论文。

在数学哲学方面，彭加勒在发现了逻辑悖论的情况下复活了直觉主义，并且形成了广泛的运动，他的立场使他成为数学直觉主义学派的先驱。他批判了罗素、皮亚诺(G．Peano)等人为代表的逻辑主义和以希尔伯特等人为代表的形式主义，但也不是完全排斥它们。他极力主张，如果不求助于直觉，要从已经接受的逻辑原理推导出全部数学真理是不可能的。他多次强调直觉在数学发明中的重大作用。他说，对于纯粹数学家而言，直觉本领是必不可少的。逻辑用于论证，直觉用于发明。知道如何批判固然不错，知道如何创造当然更好。数学创造并不在于用已知的数学实在构成新的组合。任何一个人都会做出组合，但是这种组合的数目是无限的，它们中的大多数毫无意义。创造恰恰在于不作无用的组合，而作有用的、为数极少的组合。发明就是辨认和选择。可是，你如果没有在所有组合中选择的技巧，就无法辨认一个组合是否正确。逻辑可以告诉我们走这条路或那条路保证不遇见任何障碍，但是它不能告诉我们那一条路能引导我们到达目的地。为此，必须从远处了望目标，教导我们了望的本领是直觉。没有直觉，数学家便会像这样一个作家：他只是按语法写诗，但却毫无思想。彭加勒还形象地比喻了专注于逻辑和受直觉指引这样两种截然相反的思想类型。他说前者“步步进逼，效法符邦(Vauban)，挖壕筑垒，稳扎稳打，没有给机遇留下任何余地”；而后者“象勇敢的前卫骑兵，迅猛出击，以速制胜，但有时也要冒几分风险”。在科学的疆场上，彭加勒这位直觉主义者正是扮演了冲锋陷阵的“前卫骑兵”。

彭加勒认为，整数是不可定义的，整个数学的基础是数学归纳原理，它的可靠性被直觉地认可，也就是说，是综合的、先验的。他嘲笑罗素在《数学原理》(1903年)中把1定义为α{x•α＝i’x}，他说，对于从未听说过数目1的人来说，这是一个“令人赞叹的”定义。

彭加勒认为，数学创造的产生是一个使心理学家十分感兴趣的问题，它是人类思想似乎从外面所得最少的能动性，通过了解这一过程，我们有希望达到人类精神的最基本之处。他说：“潜在的自我无论如何也不比自觉的自我低下，它不是纯粹自动的，它能够辨认，它机智、敏锐，它知道如何选择、如何凭直觉推测。”他通过自己发现富克斯函数的经历，详细地说明了这个问题。他说他怎样在冥思苦想、一无所获的情况下，晚上偶尔喝了黑咖啡，久久不能入睡，构成了稳定的结合。他说他在地质旅行时，脚踩上汽车踏板的一刹那，一种想法突然闯入心头。他说他在海边的悬岩边散步，是怎样突然顿悟的。他说他沿大街散步时，一个相当困难的问题怎样霎时呈现在他的面前。彭加勒总结了这种无意识工作的条件：“如果—方面有意识的工作在它之前，另一方面又被有意识的工作尾随其后，那么这就是可能的，而且肯定是富有成果的。”

开辟了理论天文学的新纪元

自牛顿以来，天文学向数学家提出了许多问题。直到19世纪之前，天文学家在处理天文学问题时所用的武器实际上是牛顿、欧拉、拉格朗日和拉普拉斯所发明的武器的改良。但是，从19世纪开始，柯西发展了复变函数论，他本人和其他人对无穷级数收敛问题进行了研究，天文学的武库通过数学家的努力正在扩充起来。对于彭加勒来说，他很自然地想到自己的解析学，他把这种从未运用过的数学新武器用来进攻天文学。他所发动的战役在当时是如此地现代化，以致在40多年后，还没有几个人能够掌握他的锐利武器。

在19世纪，法国在理论物理学和其他学科方面失去了霸主地位，但在理论天文学方面仍然领先一步。彭加勒是这一光荣传统的继承人，他站在他的同胞克莱劳(A.Clairaut)、拉普拉斯、勒维烈(U．LeVerrier)这些天文学巨人的肩上，当然会看得更远一些。他的主要工作有三个方面：旋转流体的平衡形状(1885年)，太阳系的稳定性即n体问题(1899年)，太阳系的起源(1911年)。

彭加勒对第一个问题的兴趣是被威廉•汤姆孙和泰特(P．G．Tait)的《论自然哲学》一书中的一节激起的。此外，他在讲授流体力学时也对标准教材中关于旋转流体的处理感到不满。

彭加勒在1885年发表的长篇论文中讨论了由雅科毕椭球体派生出来的、角动量渐增的新体系的平衡形状，这种形状后来称为梨形。彭加勒认为，这种体系演化的下一个阶段可能是一大一小彼此绕着旋转的两个天体的平衡状态，该假设肯定不能用于太阳系，某些双星必然会呈现出这样的过渡形式。后来，俄国数学家李亚普诺夫(A.M．Lyapunov)和英国天文学家金斯(J．Jeans)分别在1905年和1915年证明，梨形是不稳定的。当然，现在有些人不再相信，彭加勒的梨形能在宇宙演化中起任何作用。但是，至今仍然有人研究，流质经过旋转不稳定后发生的分裂可能导致形成双星体系，甚至有人认为地球也是梨形，因而彭加勒处理问题的一般方法也许可能再度得势。

彭加勒在天文学上的最大成功表现在对“n体问题”的处理上，这是瑞典国王奥斯卡二世(OscarⅡ)在1887年提出的悬赏问题。设n个质点以任意方式分布在空间中，所有质点的质量、初始运动和相互距离在给定的时刻假定都是已知的。如果它们之间按照牛顿万有引力定律相吸引，那么在任何时刻，它们的位置和运动(速度)怎样呢?对于数学天文学来说，一群星系中的每个恒星都可以视为这样的质点，于是n体问题就相当于今后天空的情况将是什么样子，假使我们有足够的观察资料描述目前天空的普遍结构的话。显然，这个天文学问题不仅具有数学特色，而且具有物理学特色。关于“两体问题”(n＝2)，已被牛顿完满地解决了。著名的“三体问题”(n＝3)后来受到人们的注意，因为地球、月亮和太阳就是三体问题的典型例子。自欧拉以来，人们把它视为整个数学领域最困难的问题之一。从数学上讲，该问题归结为解九个联立微分方程组(每个都是线性二阶的)。拉格朗日成功地把这个问题加以简化，可是其解即使存在，也不能用有限个项来表示，而是一个无穷级数。如果级数在形式上满足方程组，并且对于变数的某些值收敛，那么解将存在。彭加勒在他1889年的论文中提出了一种新的强有力的技巧，其中包括渐近展开和积分不变性，并且在微分方程的接近奇点附近的积分曲线行为方面做出了根本性的发现。

尽管彭加勒没有解决n体问题，但在三体问题上却获得了明显的突破，因此评审团还是把奥斯卡奖——2500瑞典克朗和金质奖章——授予他。法国政府不顾瑞典国王的阻拦，也授予彭加勒宪兵团荣誉骑士的称号。彭加勒在写给奥斯卡奖评审团的信中说：“你们可以告诉你们的君主，这项工作不能看作是对所提出的问题提供了完美的答案，然而它具有这样的意义：它的公布将在天体力学上开创一个新时代。因此，陛下所期望的公开竞赛的结果可以认为是达到了。”

彭加勒在数学天文学方面的早期工作汇集在他的专题巨著《天体力学的新方法》(三卷本，1892、1893、1899年)中。接着该书出版的是1905~1910年出版的另外三卷著作《天体力学教程》，它具有更为实用的性质。稍后又有讲演集《流体质量平衡的计算》和一本历史-批判著作《论宇宙假设》。

彭加勒的传记作者达布断言(他的观点受到许多人的支持)：这些著作中的头一部事实上开辟了天体力学的新纪元，它可与拉普拉斯的《天体力学》和达朗贝尔(D.D’Alembert)关于二分点岁差的工作相媲美。乔治•达尔文爵士在评论《天体力学的新方法》》时说：“很可能，在即将来临的个半世纪内，一般研究人员将会从这座矿山发掘他们的宝藏。”达布在评价彭加勒的这些工作时写道：“在50年间，我们生活在著名德国数学家的定理上，我们从各个角度应用并研究它们，但是没有添加任何基本的东西。正是彭加勒，第一个粉碎了这个似乎是包容一切的僵硬的理论框架，设计出展望外部世界的新窗户。”

彭加勒的《论宇宙假设》普遍地被这个领域的研究者看作是经典的，书中对建立在拉普拉斯星云说上的模型的性质作了全面的分析和认真的尝试。这本书作为回顾太阳系起源的各种理论，即使在今天也值得一读，但是由于忽略了20世纪初其他天文学家提出的一些理论，因而有某些不足之处。彭加勒关于宇宙演化的观点是19世纪末有代表性的，真实世界的进程是渐变的，不可逆的，不连续的变化也明显地发生，但只是在确实需要时才发生，而且不是以大变动的形式。这种观点显然与今天流行的“大爆炸”宇宙学格格不入。

像一个直觉主义者所作的那样，彭加勒在天文学研究中的不少工作与其说是定量的，还不如说是定性的，这种特点导致他研究分析学。在这方面，他发表了六篇著名的论文，使该课题起了革命性的变革。分析学方面的工作又转而顺利地应用到天文学的数学之中。

通过研究天文学，彭加勒深深体会到：“天文学是有用的，因为它能使我们超然自立于我们自身之上，它是有用的，因为它是宏伟的，这就是我要说的。天文学向我们表明，人的躯体是何等渺小，而人的精神又是何等伟大，因为人们的理性能够包容星辰灿烂、茫无际涯的宇宙，并且享受到它的无声的和谐，在它那里，人的躯体只不过是沧海之一粟而已。于是我们意识到我们的能力，这是一种花费越多收效越大的事业，由于这种意识能使我们更加坚强有力。”彭加勒意味深长地说：“星星不仅发出可见光，射入我们的眼睛，而且它们也向我们发出一种极为微妙的光，照亮我们的精神。”

作为相对论先驱的理论物理学家

彭加勒讲授物理学达20年以上，他以特有的求全性和充沛的精力完成这项任务，结果使得他成为理论物理学所有分支的专家，发表了不同论题的文章和书籍达70种以上，其中特别偏好光和电磁理论。他研究了三维连续统的振幅，弄清了许多导热问题，以及势论方面的电磁振荡问题，论证了狄利克雷原理。

说实在的，在物理学方面，彭加勒的运气并不怎么好。为了使他的才能得到体现，他应该晚生30年或多活20年。恰恰在经典物理学进入它的衰老期时，他却处于精力充沛的时期；当物理学重新焕发青春——以普朗克1900年量子论的提出和爱因斯坦1905年狭义相对论论文“论动体的电动力学”的发表为标志——之时，他的头脑却被19世纪的经典理论所充塞，以致于在他逝世前，他几乎没有多少时间消化那些令人惊奇的新事物。尽管如此，他还是在物理学革命的三个领域中作出了重要贡献。鉴于这个问题作者已有专文叙述，此处只扼要地介绍一下。

1895年底，德国物理学家伦琴在维尔茨堡大学实验室发现了X射线，这一发现在西方科学界引起很大的轰动。伦琴当即把关于发现X射线通报的印刷品寄给了一些同行，其中包括彭加勒。彭加勒曾参与过阴极射线本性的争论，力图证明它们是由粒子构成的。伦琴的发现对彭加勒的激励比对其他任何法国科学家都要大。

彭加勒是科学院的成员，有参加科学院周会的习惯。在1896年1月20日的周会上，他展示了伦琴寄给他的第一张X射线照片。当他的科学院同事贝克勒耳问他，射线从管子的哪部分发出时，他回答说，射线似乎是从管子中与阴极相对的区域发出的，在这个区域，玻璃变得发荧光了。贝克勒耳立即想到，X射线可能和荧光有关，第二天就开始试验荧光物质是否会发出X射线，他在几周内进行了一系列实验，从而导致了放射性的发现。放射性的发现又引起连锁反应，促使居里夫人发现了放射性更强的新元素钋和镭。彭加勒对这些新发现满腔热忱，他把镭甚至誉为“当代伟大的革命家”，他看到了科学的巨大革命力量。

彭加勒和洛伦兹一样，也是相对论的先驱。早在爱因斯坦之前，他就提出了建造相对论的一切必需的材料(相对性原理和光速不变原理)。

在1895年，彭加勒就对当时以太漂移实验的研究状况表示不满。他虽然认为洛伦兹理论是现有理论中最好的，但对洛伦兹针对每一个实验事实都要引入孤立的假设的作法进行了批评。他极力强调，人们应该针对以太漂移实验的零结果引入一个更为普遍的观点。这时他已意识到：“不可能测出有重物质的绝对运动，或者更明确地说，不可能测出有重物质相对于以太的相对运动。人们所能提供的一切证据就是有重物质相对于有重物质的运动。”1904年9月，在美国圣路易斯国际技术和科学会议的讲演中，他完整地提出了相对性原理，并把它作为物理学六个普遍原理之一列举出来。他说：“根据这个原理，物理现象的定律应该是相同的，不管观察者处于静止还是处于匀速直线运动。于是我们没有、也不可能有任何手段来辨别我们是否作这样一种运动。”

在彭加勒1898年发表的“时间的测量”一文中，他首次提出了光速在真空中不变的公设。他写道，光速不变是一个公设，没有这个公设，就无法测量光速。他认为，我们无论对于同时或两个时间间隔的相等均不能有直觉，我们自信有此直觉只不过是幻想而已。在1902年出版的《科学与假设》中，他再次强调了他的观点：“绝对空间是没有的，我们所理解的只不过是相对运动而已”，“绝对时间是没有的，所谓两个历时相等，本身只是一种毫无意义的断语”；“不仅我们没有两个相等的时间的直觉，而且也没有发生在不同地点的两个事件同时性的直觉。”彭加勒在1904年圣路易斯的讲演中甚至惊人地预见了新力学的大致图景：“……惯性随速度而增加，光速会变为不可逾越的极限。原来的力学依然保持一级近似，……”

饶有兴味的是，彭加勒在1905年还详细地讨论了利用光信号使时钟同步的问题。彭加勒的讨论不完全等价于爱因斯坦的描述，因为彭加勒在这里安排了两个观察者而不是一个观察者，然而他也得出相同的结果。彭加勒没有达到相对论，除了科学上的原因之外，也有认识论方面的原因。国外学者认为，这是由于他未能把他的约定主义贯彻到底—一在理论上他是一位约定论者，在实践上他却是一位经验论者。

彭加勒对量子论的发展也有过贡献，我们将在下面叙述。不用说，彭加勒也有失误，例如在世纪之交关于原子实在性的争论中，他对原子论持中立态度。但是，当有了确凿的实验证据后，他公开修正了自己的观点。这种态度是光明磊落的。

逻辑经验主义的始祖之一

彭加勒对科学和数学的哲学意义一直兴味盎然，但只是在本世纪初，当他作为一个专门数学家的伟大形象被牢固地树立起来之后，才唤起了他对非专业领域的附带热情。他于1902、1905、1908年先后出版了《科学与假设》、《科学的价值》》和《科学与方法》三本书，它们既是畅销一时的科学哲学著作，也是内容丰富、语言优美的科普读物。在那些年代，经常可以看到工人和店员们在巴黎的公园和咖啡馆贪婪地阅读彭加勒的通俗著作，尽管这些书籍印刷低劣，封面破旧。在法国的图书馆或阅览室，彭加勒的书都用手指翻脏了，显然有许多人借阅过。这些书被译成英、德、俄、西班牙、匈牙利、瑞典、日，中等文字，几乎传遍了整个文明世界。由于他的文字才华，彭加勒得到了一个法国作家所能得到的最高荣誉。人们称他为“法国的散文大师”，文学研究院接纳他为会员。一些妒忌心强的小说家心怀不满地散布说，彭加勒作为科学家能够获得这种独一无二的荣誉，是因为文学研究院经常要编辑权威性的法语字典，兴趣广泛的彭加勒显然能在工作中帮助文学研究院的诗人和语法学家，告诉他们自守函数是什么。但是众人却公正地认为，彭加勒已经得到的荣誉并不比他应该得到的多。

彭加勒在科学哲学上继承了马赫和赫兹的传统，并汲取了康德的一些思想，他的思想显然受到数学研究的影响。他有些接近马赫主义，但并不是一个彻头彻尾的马赫主义者，他被认为是逻辑经验主义的始祖之一。爱因斯坦称他是“敏锐的深刻的思想家”。

在《科学与假设》中，彭加勒坚持“实验是真理的唯一源泉”，明确表示了他的经验主义的哲学立场。从这种立场出发，他仿效马赫，批判了经典力学的一些基本概念和原理。但是他不像马赫那样仅从哲学和逻辑的角度进行批判，他还依据了当时的一些实验事实，而且批判矛头也涉及到经典物理学。他强调假设在科学中不仅是必要的，而且是合理的，并把假设分为三类——极其自然的假设，中性假设和真正的推广——进行论述，并指出假设要经常经受检验和不可滥用假设。彭加勒对科学的统一性和简单性也很感兴趣。他认为科学正在走向简单和统一的道路，其原因在于科学家对自然界的统一性和简单性具有坚定的信念。关于自然界的统一性，这是不成问题的，至于自然界的简单性，却不是一个容易解答的问题，不过人们可以把它看作如此而无危险。在该书中，彭加勒通过对非欧几何学的分析提出了约定主义哲学。他认为约定是我们精神自由活动的产品，但是自由并非任意之谓。约定主义是彭加勒的创造，它后来和马赫的经验主义成为逻辑经验主义兴起的哲学基础。值得注意的是，爱因斯坦在“奥林比亚科学院”时期读过《科学与假设》，该书给他以极强烈的印象，爱因斯坦后来的某些科学哲学思想可能渊源于此。

《科学的价值》引人注目的有三点。其一是关于物理学危机的论述。彭加勒通过对物理学历史和现状的考察指出，物理学已处于危机之中，这种危机是好事而不是坏事，它能加速物理学的改造，是物理学革命的前兆。其二是比较系统地阐述了他的科学观。他认为科学是一种分类方法和关系体系，科学的发展的非直线的、无止境的，科学走向统一和简单的道路，科学的基本原理具有极高的价值，并倡导“为科学而科学”。其三是毫不隐晦地表白了他的唯心主义哲学前提。

《科学与方法》分为“科学与科学家”，“数学推理”、“新力学”和“天文学”四部分。使人感兴趣的是第一部分，这部分除论述了科学创造的心理学外，还集中论述了科学美。在彭加勒看来，科学美是潜藏于自然的感性美之后的理性美，而理性美要由具有理性的人去把握，因而科学美必然带有浓厚的主观色彩。他用“雅致”、“和谐”、“对称”、“平衡”、“秩序”、“统一”、“方法的简单性”、“思维经济”等词语来描述科学美的特征。彭加勒不仅把科学美作为选择事实和理论的一个标准，而且认为科学美也是激励科学家进行科学研究的持续动力。他这样说过：“一个科学家，尤其是一个数学家，他在工作中体验到和艺术家相同的印象，他的乐趣像艺术家的乐趣那样大，而且具有相同的性质。”

在彭加勒逝世后的第二年，还出版了他的一本科学哲学著作《最后的沉思》(1913年)，该书是由勒邦(G．LeBon)集其遗著编辑而成的。该书由九个短篇组成，其内容涉及到规律的进化、空间和时间、数学和逻辑、量子论、物质与以太的关系、伦理学和科学等。关于科学和伦理学的关系问题，其他三本书基本上没有涉及。彭加勒认为，科学能在道德教育中起十分有用和十分重要的作用，科学能促使我们以特殊利益服从普遍利益，能把人们改造成为具有英雄主义行为和献身精神的人。

彭加勒的科学哲学思想中包含着唯心主义的糟粕，但也不乏闪光的珍珠，值得人们探讨、发掘。作者曾就彭加勒的哲学倾向、科学观、方法论等写过几篇文章，此处不拟赘述。

为追求真理奋斗到最后一息

彭加勒说：“热爱真理是伟大的事情”，“唯有真理才是美的”，“追求真理应该是我们活动的唯一目标，这才是活动的唯一价值”。彭加勒言行一致，为追求真理，他一直奋斗到生命的最后一息。

彭加勒富有创造力的时期是从1878年的博士论文开始的，在短暂的34年科学生涯中，他却写出了将近500篇论文和30本科学专著，这些论著囊括了数学、物理学和天文学的许多分支。当我们考虑到那些开创性工作的重重困难时，不能不钦佩他高度的创造性和坚忍不拔的毅力。由于他的杰出贡献，他赢得了法国政府所能给予的一切荣誉，也受到英国、俄国、瑞典、匈牙利等国政府的奖赏。

进入20世纪，彭加勒的声望急剧地增长。1906年，他当选为巴黎科学院主席，1908年，他被选为法国科学院院士，这是一个法国科学家所能达到的最高地位。当时，他蜚声国际学术界，受到同行们的称颂，一些有志干一番事业的年轻人都想拜他为师。特别是在法国，他被视为大智者，他在各种问题——从科学到哲学，从政治到伦理——上的见解总是直率的、明快的，被公众当作决定性的意见而接受。

在最后的四年中，除了恼人的疾病期外，彭加勒的生活总的来说是安定的、幸福的。他有一个美满的小家庭，温厚的贤妻、一个儿子和三个女儿。他喜欢他的子女，特别是当他们还是小孩子的时候。他也爱好交响乐。

可是，彭加勒既没有沉湎于小家庭的脉脉温情，更没有躺在荣誉和地位上高枕而卧。他说：“经验并非一切，而且学者也不是被动的，他没有等待真理跑来找他，或者期待真理碰到他鼻子尖上的机会。他必须去迎接真理，正是他的思考向他揭示出通向真理的道路”。作为一个永不满足、永远进击的学者，他忘我地向新的未知版图挺进。在生命的最后征途上，他依然留下坚实的足迹。

在1908年的罗马国际数学会议上，彭加勒因病未能宣读激动人心的讲演：“数学物理学的未来”。他的病是前列腺肿大，意大利的外科医生为他作了手术，这似乎可以看作是痊愈了。回到巴黎后，他像以往那样不知疲倦地工作着。但是到1911年，他觉得自己身体不适，精力减退，他说他在世上的日子不会长了。可是，他不愿放下手头的工作去休息，他头脑蕴育的新思想太多了，他不愿让它们和自己一块葬入坟墓。

1911年10月30日至11月3日，彭加勒应邀参加了在布鲁塞尔召开的第一届索耳未会议，欧洲21位最著名的科学家出席了会议，会议的中心议题是“辐射理论和量子”。在这之前不久，彭加勒对量子论是完全陌生的，通过参加会议，他变成新理论的倡导者和发展者，从而在量子论的历史上留下了光辉的一页。洛伦兹后来回忆说，彭加勒在讨论中表现出“他的思想的全部活力和洞察力，人们佩服他精力充沛地进入那些对他来说是全新的物理学问题的才干。”

从布鲁塞尔返回巴黎后，奇异的量子使彭加勒难以安静下来。在生命的最后时刻里，他完全沉浸在这个奇妙的世界里，他以难以置信的毅力和速度从事这项困难的研究。1911年12月4日，即布鲁塞尔会议结束后一个月，彭加勒向科学院提交了关于量子论的长篇论文的缩写本（全文发表在1912年1月的《物理学杂志))上)。他在文章中指出，量子论并不是相对论的扩展，新的冲击比过去的冲击更为使人仓皇失措，这无疑是自牛顿以来自然哲学所经历的最伟大最深远的革命。这篇论文的思想在英国物理学界引起很大的反响。

与此同时，彭加勒还在思考一个新的数学定理，这就是把狭义三体问题的周期解的存在问题归结为平面的连续变换在某些条件下不动点的存在问题，这可能是分析中根据代数拓扑学所做出的存在性证明的第一个例子。他感到自己没有时间和精力来证明这个定理了，于是在1911年12月9日一反通常的习惯，写信给《数学杂志》的编辑，询问是否能接受一篇未经深究和修改的专题论文。他在信中写道：“……在我有生之日，我无法解决它们了。不过，它们的最后结果能够把研究引向新的、未曾料到的路线上，在我看来，它们似乎具有十分充分的发展前途。不管它们使我遭到什么蒙骗，我仍将顺从地把它们奉献出来。……”在彭加勒的这一“未完成的交响乐”发表后不久，所需要的证明由美国年轻的数学家伯克霍夫(G．D．Birkhoff)在几个月之后给出了。

1912年春，彭加勒再次患病，可是他还是顽强地奋斗着。同年4月，在法国物理学会的一次讲演中，他又谈到量子论问题，他要求人们不要为推翻根深蒂固的旧见解而烦恼。就在当月公开发表的一篇评述性文章中，他再次强调：“把不连续性引入自然定律”，“这样一个非同寻常的观点能够成立”。他依次讨论了热力学和几率、辐射定律、能量量子、作用量子、普朗克的新理论等。他写道，尽管量子假设面临着一些困难，我们也必须拯救它，否则我们就不会有可供建筑的基础了。他对普朗克的“倒退”感到困惑，认为“坚持最初的观点是比较合适的”。彭加勒猜想，宇宙万物象电子一样，都应当经历量子跃迁。由于在普遍的跃迁之间的不运动状态内具有无法区分的瞬时，因此必然存在着“时间原子”(atomoftime)。这就是逝世前几个月，彭加勒在头脑中酝酿的大胆思想。

临终前三周，即1912年6月26日，彭加勒抱病在法国道德教育联盟成立大会上发表了最后一次公开讲演。他说：“人生就是持续的斗争”，“如果我们偶尔享受到相对的宁静，那正是我们先辈顽强地进行了斗争。假使我们的精力、我们的警惕松懈片刻，我们就将失去先辈为我们赢得的斗争成果。”他还指出：“强求一律就是死亡，因为它对一切进步都是一扇紧闭着的大门；而且所有的强制都是毫无成果的和令人憎恶的。”彭加勒本人的一生就是自由思考、持续斗争的一生。

7月9日，医生为彭加勒施行了第二次前列腺手术，手术是成功的。7月17日，他在穿衣时因栓子(堵塞血管使血管发生栓塞的物质)而十分突然地去世了。他仅仅活了58岁，这正是他的能力的高峰时期。

在茫茫的夜空中，一颗“智多星”陨落了：这颗“智多星”发出了他所能发出的熠熠光亮，给人类带来了一线光明，即使在坠入大地时，也要把最后一道余光毫无保留地奉献出来。彭加勒的所作所为，得到了能够鉴赏他的成就的人的赞誉。据说有这样一件轶事。在第一次世界大战期间，一些英国军官问他们国家的大数学家和大哲学家罗素：“谁是当代最伟大的人?”罗素不加思索的回答：“彭加勒!”“噢，是那个人I”这些对科学一窍不通的军官以为罗素指的是法国总统雷蒙•彭加勒，一个个兴奋得呼叫起来。当罗素得知呼叫的缘由时，便解释道：“我指的不是雷蒙•彭加勒，而是他的堂兄昂利•彭加勒。”

可是，彭加勒也曾被一些人所误解，蒙受了不白之冤。长期以来，在苏联、东欧、日本和我国出版的许多书刊中，他竟被描绘成在科学史上“兴风作浪”的反面人物。当我们用事实拭去抹在他脸上的油彩和尘埃时，难道不应当作一点历史的沉思吗?

主要参考文献

[1]H.Poincaré，TheFoundationsofScience，AuthorizedTranslationbyG.B.Halsted，TheSciencePress，NewYorkandGarrison，N.Y.,1913.

[2]H.Poincaré，MathemalicsandScience：LastEssays，TranslatedbyTohn.W.Bolduc，DorerPublications，Inc，NewYork，1963.

[3]彭加勒(H.Poincaré)；《科学家と詩人》，平林初之輔訳，岩波書店，1927.

[4]E.T.Bell,MenofMathematics,DoverPublicationsPress,NewYork,1937.

彭加勒范文篇2

彭加勒(HenriPoinearé，1854~1912)的整个哲学思想是比较复杂的。杰齐•吉戴明在谈到这位科学哲学家的思想时这样写道：就他的有关算术的认识论地位而言，他是一个康德主义者，因为他宣称算术的一些公理，特别是数学归纳原理是先验综合真理。另一方面，他在空间哲学、几何学哲学和物理学哲学中却抛弃了康德主义，并用发生经验论(几何学与物理学的概念及陈述起源于经验)和约定论的结合来代替它。在集合论基础方面，他的立场是反对康托尔的，是一位结构主义者和前直觉主义者。在物理学哲学中，他的约定论为经验的要素留下了余地，以致处于经验论传统的范围内。他也具有进化论思想的成分(进化认识论)，如他最富有哲学意义的时间学说。此外，就他强调感性知觉和经验材料的作用而言，有人认为他是实证论者。就他视探索真理和追求科学美为活动的唯一目的和唯一价值而言，有人认为他是高远的理想主义者。就他抨击实用主义，认为理论是人类理智的自由创造，以及为科学统一性而斗争来说，有人认为他是理性论者。但也有人指出他是一个证伪主义者和归纳主义者，因为他把相对性原理仅仅看作是可被实验否证的暂时性的假设。也有人指责他是地地道道的唯心论者，因为他在谈到意识和存在等哲学问题时，的确说过一些可以做出唯心主义解释的话。当然，人们也能从他的思想中发现毕达哥拉斯主义(对自然先定和谐的信念)、操作主义(要使定义有用，它必须能指示，它必须能指示我们如何测量)、工具主义(科学是一种整理事业，两种对立的中性假设都可以作为研究的有用工具)、马赫主义(他赞同马赫的某些观点)的色彩。

上述种种看法也许都有一定的道理，但是从整体上看，彭加勒主要还是—位约定论者。恰当地讲，彭加勒的约定论应该称之为“经验约定论”(empirio-conventionalism)，这是彭加勒的哲学创造，也是彭加勒的主导哲学思想。

经验约定论认为，数学中的公理与物理学中的一些基本概念和基本原理既非先验综合判断，亦非经验事实，它们原来都是约定；约定是我们精神自由活动的产物，它贯穿在整个科学创造活动中，但自由并非完全任意，而是充分发挥我们的能动性；约定无所谓真假，只是出于方便而已，约定的提出要受到实验事实的引导和避免一切矛盾的限制，约定的选择要出于方便或简单性的考虑，因为有些实验的确向我们保证了这一点；约定具有巨大的方法论功能，在从事实过渡到实验定律，尤其是从实验定律上升到原理时，其方法论功能更为显著。

但是，在苏联和我国，乃至在西方某些书刊中，彭加勒的经验约定论常常受到一些人的误解和曲解。本文拟在论述彭加勒的经验约定论的具体内涵和精神实质的基础上，对那些误解和曲解进行必要的澄清，最后论述一下经验约定论的积极意义。

一、经验约定论的具体内涵

在康德和惠威尔(W．Whewell)的著作中，已透露出约定论的某些意向，在彭加勒同代人马赫和迪昂(P．Duhem)的思想中，也有约定论的成分。当然，把彭加勒的经验约定论看作是这些哲学家思想发展的逻辑结果或伴生物也未尝不可，但是确切地讲，他的经验约定论主要还是植根于他对科学基础的深刻反思，植根于当时在数学家当中流行的一些信念，例如索菲斯•李(SophusLie)的变换群理论以及哈密顿(WR．Hamiton)对四元数和分析力学的贡献都有助于彭加勒的经验约定论韵形成和发展。彭加勒是经验约定论的创始人和集大成者。

彭加勒的约定论哲学最初是在1887年发表的《论几何学的基本假设》一文中公诸于世的，它是以简短的认识论评论的形式出现的。在这篇论文中，他首次指出度规几何学的选择类似于坐标系的选择，后来他把几何学公理称为“伪定义”或约定。在19世纪最后10年和20世纪初，彭加勒把他的约定论思想扩展到时间测量的分析中，扩展到物理学原理中，从而为约定论适应他的整个科学认识论和科学哲学奠定了坚实的基础。

彭加勒的约定论虽说发轫于1887年，但是更为系统、更为集中、更为普遍、更为明确的表述，则见于他在1902年出版的《科学与假设》以及此盾的几本科学哲学著作中，这是他在对数理科学的基础进行了敏锐的、批判性的审查和分析后提出来的。

彭加勒以几何学为对象进行了探讨。他说，几何学公理与数学归纳法那样的先验综合判断不同，人们不能否定数学归纳法这一命题而建立类似于非欧几何学的伪算术。另一方面，几何学公理也不是实验的真理，它涉及的是理想的点、线、面，人们没有作关于理想直线或圆的实验，人们只能针对物质的对象作实验。即使退一步讲，认为度量几何学是对固体的研究，射影几何学是对光线的研究(这实际上属于物理学实验，而不是几何学实验)，困难依旧存在，而且是难以克服的。因为几何学若是实验科学，它就不会是精密科学，它就要不断根据实验事实来修正，不仅如此，以后还会常常证明它有错误(原因在于没有严格的刚体)。因此，彭加勒得出结论说：“几何学的公理既非先验综合判断，亦非经验的事实。它们是约定，……”“换句话说，几何学的公理只不过是伪装的定义。”他进而认为：“几何学研究一组规律，这些规律与我们的仪器实际服从的规律几乎没有什么不同，只是更为简单而已，这些规律并没有有效地支配任何自然界的物体，但却能够用心智把它们构想出来。在这种意义上，几何学是一种约定，是一种在我们对于简单性的爱好和不要远离我们的仪器告诉我们的知识这种愿望之间的粗略的折衷方案。这种约定既定义了空间，也定义了理想仪器。”

彭加勒的约定论渗透在他的下述几何学哲学中：1．欧几里得几何学的公理虽然起源于经验推广，但它们是该系统原始术语的隐定义(例如，“点”、“处于……之间”、“是等距离的”)；它们是术语的约定，既不为真，也不为假，而是方便的；同样的结论也适合于其他几何学公理。2．度量几何学的可供选择的系统是不同的度规系统或度规语言，它们可以基于合适的词典从一种翻译成另一种。3．在物理理论中，物理现象所归属的空间本质上是无定形的数学连续统(我们感觉到的物理连续统的理想化)。只有当我们就“同余”(Congruence，也可译为全等或叠合)或“距离”拟定专门的约定时，它才能够被度量；这可以用不同的方式来完成，或者产生出欧几里得几何学，从而产生出度规和度量几何学的约定性。4．从群论的观点来看，几何学(度量几何学和非度量几何学)是研究各种变换群下的不变量的。就度量几何学而论，两个图形同余意味着一个图形能够通过空间中某种点变换转换为另一图形；而且，同余的一致性取决于图形的位移是由变换群给出的这一事实。5．什么是先验的，这是群的普遍概念；无论如何，它不是感性的先验形式，而是知性(在康德的意义上)的先验形式；在群的普遍概念内，我们能够选择一个特殊的变换群，这个群将决定我们的几何学。

彭加勒发现，尽管物理学比较直接地以实验为基础，但是它的一些基本原理也具有几何学公理那样的约定特征。例如惯性原理并不是先验地强加在人们精神上的真理。否则，希腊人为何没有认出它呢?他们怎么会相信，当产生运动，的原因终止时，运动也就停止呢?或者，他们怎么会相信，每一物体若无阻碍，将作最高贵的圆运动呢?而且，如果人们说物体的速度不能改变，只要不存在使它改变的理由，那么人们同样可以坚持，在没有外部原因参与的情况下，这个物体的位置或它的轨道的曲率不能改变。彭加勒认为，惯性定律可以推广为这样的陈述：物体的加速度仅取决于这个物体和邻近物体的位置以及它们的速度(广义惯性原理)；如果一个物体不受力的作用，那么与其假定它的速度不变；倒不如假定它的位置不变，要不然就假定它的加速度不变；这一切同样完全符合充足理由律，因此惯性定律并非先验地强加于我们。

惯性原理也不是经验的事实。任何人在任何时候也没有实验过不受力作用的物体，又何以知道物体不受力的作用呢?牛顿以为惯性原理来自实验且被实验确证，这是一种错觉。牛顿实际上是受了拟人说的影响，也受到伽利略以及开普勒的影响；事实上，按照开普勒定律，行星的路线完全由它的初始位置和初始速度来决定，这恰恰是我们推广惯性定律所要求的东西。而且，广义惯性原理也无法用判决性实验来检验。因此，惯性原理便化归为约定或隐定义。同样，牛顿的其他两个运动原理也不过是起了力、质量的约定性定义的作用而已(S.H.，pp.112~129)。

彭加勒看到，力学原理的确具有约定那样的合理功能，但是它们也有经验概括那样的合理功能。因此，他得出结论说：“这样一来，力学原理以两种不同的姿态出现在我们面前。一方面，它们是建立在实验基础上的真理，就几乎孤立的系统而言，它们被近似地证实了。另一方面，它们是适应于整个宇宙的公设，被认为是严格真实的。如果这些公设具有普遍性和确实性，而这些性质反而为引出它们的实验事实所缺乏，那么，这是因为它们经过最终分析便化为约定而已，我们有权利做出约定，由于我们预先确信，实验永远也不会与之矛盾。然而，这种约定不是完全任意的；它并非出自我们的胡思乱想；我们之所以采纳它，是因为某些实验向我们表明它是方便的。这样就可以解释，实验如何能够建立力学原理，可是实验为什么不能推翻它们。与几何学比较一下，几何学的基本命题，例如欧几里得的公设，无非是些约定，要问它们是真还是假，正如问米制是真还是假，同样是没有道理的。”(S.H.，pp.162~163)

不仅物理学的基本原理是约定，而且物理学的一些基本概念实际上也是约定。他在详细讨论了时间及其测量问题之后得出结论说：“两个事件同肘、或者它们的相继顺序、两个持续时间相等，是这样来定义的，以使自然定律的表述尽可能简单。换句话说，所有这些法则、所有这些定义，只不过是无意识的机会主义的产物。”

彭加勒坚定地认为，“约定是我们精神自由活动的产物”(S.H.，p.3)，它贯穿在整个科学创造活动中。他指出，在科学研究中，科学家必须在面临的大量未加工的事实中选择有观察价值和使用价值的事实，科学家要依据自己思想的自由活动从中做出选择。科学事实是语言的约定，即由未加工的事实翻译成某种科学语言，在由未加工的事实上升为科学事实的过程中，能明显地发现我们精神的自由活动。在从科学事实过渡到定律的过程中，科学家的自由活动的成分将变得更大。进而，在从定律提升为原理时，这就要全靠约定了(V.S．,pp.230~241)。

二、经验约定论辨正

彭加勒的经验约定论的以下两点常常遭到一些人的指责：第一，彭加勒说约定是我们精神的自由活动；有人认为“自由”就是任意，就是随心所欲、放荡不羁。第二，彭加勒说约定是出于方便，无所谓真假，既不能被实验证实，又不能被实验否证；有人认为这是否认客观真理。我觉得，这些人的论断是站不住脚的。

其实，彭加勒所说的“精神的自由活动”，其意是指“充分发挥我们的能动性”。他明确指出，这种“自由”“并非放荡不羁、完全任意”，“并非出自我们的胡思乱想”；学者所思考，所发现的世界，并不是他本人的“任性所创造”(S.H.，pp.3，162)。他说，欧几里得几何学的原理是约定，但这些约定却不是任意的，如果我们迁移到非欧世界，我们便会采纳其他约定了。至于从实验事实或经验定律推广、提升而得到的物理学原理就更不能是任意的了，在这里“毫无自由意志干预的余地”。同样，人们也没有权利说科学家创造了科学事实。“科学家并没有凭空创造科学事实，他用未加工的事实制作科学的事实。因而，科学家不能自由而随意地制作科学事实。工人不管如何有本领，他的自由度总是受到他所加工的原材料性质的限制。”(S.H.，p.232)

彭加勒还指出，科学中的规则和定义具有约定的因素，但这种约定也不是任意的。他把科学规则和游戏规则进行了比较：“游戏规则是一种任意的约定，即使采取相反的约定，亦无妨碍。与此不同，利学规则却是一种富有成效的行动规则，需要附带说明的是，至少就一般情况而言，如果反其道而行之，就不会成功。”(V.S.,p.218)同样，定义虽说是作为约定向我们陈述的，“但是，如果我们希望把定义作为任意的约定强加给人们，那么绝大多数人都会反感”。

按照彭加勒的约定论的观点，我们的规律的表述随着我们的约定而变化，这些约定甚至可以修改这些规律的天然关系。但是，在复写这些规律时，却存在着一些独立于这些约定的不变的东西。“翻译的可能性隐含着不变性的存在。翻译就精确地分离出这种不变性。”(V.S．,p.247)这正是科学家在从事自由的精神活动时不能随心所欲地作约定的原因。另一个原因在于，每一个约定都有其实验根源。“即使我们没有看到导致科学创造者采纳约定的实验，这些实验尽管可能是不完善的，但也足以证明约定是正当的。我们最好时时留心回想这些约定的实验根源。”(S.H.，p.133)

彭加勒说约定的选择要出于方便的考虑，也并不是仅凭纯粹的主观意愿就行了。这是因为，有些实验的确向我们表明一些约定是方便的，而且以简单性作为选择标准也是出于方便，经验向我们表明它往往不会使我们受骗。例如，欧几里得几何学现在是、将来依然是最方便的，这是因为它是最简单的。这不仅仅是由于我们的智力习惯，或我们对欧几里得空间有一种说不出的直接的直觉，而且它本身的确简单，比如平面三角公式就比球面三角简单。另外，也因为它充分完美地与天然固体的性质相符合，这些固体是我们的手和眼睛所能比较的，我们用它们来制造我们的测量工具(S.H.,p.67)。出于同样的理由，我们也是根据欧几里得空间来陈述力学事实的。我们完全可以根据非欧空间陈述力学事实，但非欧空间却是一种不怎么方便的向导，它使陈述变得相当复杂(S.H.，pp.111~112)。

不过，彭加勒同时指出，指导我们选择方便的约定的实验对几何学和对力学而言是不同的。他说：实验引导我们把几何学的基本约定视为比较方便的东西而加以采纳，但这些实验所依据的对象与几何学所研究的对象毫无共同之处，它们与固体的性质有关、与光的直线传播有关。它们是力学实验、光学实验，它们无论如何不能被看作是几何学实验。甚至可以说，我们的几何学在我们看来似乎是方便的理由在于，我们身体的各部分、我们的眼睛、我们的四肢，都具有固体的性质。为此，我们的基本实验主要是生理学实验，这些实验与作为几何学家必须研究的对象即空间无关，而与他的身体，也就是说与他为从事这一研究必须利用的仪器有关。相反地，力学的基本约定和向我们证明它们是方便的实验与严格相同的对象或类似的对象有关。约定的和普遍的原理是实验的和特殊的原理的自然而直接的推广(S.H.，p.164)。正因为如此，力学还属于经验科学，而几何学经验主义则是不合理的。

彭加勒说，作为约定的公理或原理不再受实验检验，它们无所谓真假；这种说法并不是否认客观真理。在彭加勒看来，问欧几里得几何学为真还是为假是毫无意义的。“这好比问米制是否为真，旧制是否为假；笛卡儿坐标是否为真，极坐标是否为假。一种几何学并不比另一种几何学更真；它只是更为方便而已。”(S.H.，p.67)

彭加勒的这些看法是合理的。他多次强调，几何学原理不是经验的事实，欧几里得几何学公设是不能用实验证明的，在可供选择的度量几何学之间不可能做出孰真孰假的判决性实验。他以恒星视差为例来说明这个问题；如果罗巴契夫斯基几何学为真，那么十分遥远的恒星的视差将是有限的；如果黎曼几何学是真实的，视差将是负的。这些似乎是在实验能及的范围内的结果，可以期望，天文观察能使我们在三种几何学之间作出抉择。但是，在天文学中，直线只是意味着光线的路径。因此，如果发现了负视差，或者证明了一切视差都大于某一极限，那么便有两条道路向我们敞开着：我们既可以放弃欧几里得几何学，也可以修正光学定律，假定光严格说来不是以直线传播的，不用说，所有世界的人都会认为后一种解决办法比较有利。因此，欧几里得几何学一点也不害怕新颖的实验。另外，在这个过程中还存在着判定直线和距离二者特性的颇为复杂的程序(S.H.，pp.93~95)。彭加勒据此得出结论说：“经验在任何时候都不会与欧几里得公设矛盾；另一方面，任何经验永远电不会与罗巴契夫斯基公设矛盾。”“实验不能在欧几里得几何学和罗巴契夫斯基几何学之间作出裁决。”(S.H.，P.95，100)

彭加勒的这种思想被称之为彭加勒命题。该命题断言：没有构成两个基本因素——语言的和真实的(经验的)假设——的实验体制，经验检验是不可能的。一个经验假设的证伪既可以通过把实验的否定结果归咎于一个辅助假设来避免，也可以通过改变语言来避免。基于这样的理由，通过约定而得到的原理“不再受到实验的检验，它既不为真也不为假，只是方便而已。”(V.S.,p.239)

认为彭加勒的这些观点是否认客观真理的说法，实际上是混淆了两种不同的理论系统。任何一种几何学(如欧几里得几何学)，都一身二任。作为非解释系统，它只是抽象的句子集或命题集，无所谓真假；作为解释系统，它与经验事件相联系，才有真假；而约定，则是连接这两个系统的环节或桥梁。在解释系统的经验事实的引导下，通过约定得到原理或公设并形成非解释系统(以公理为逻辑前提的演绎体系)，就成为正确的、但无所谓真假的命题集合，彭加勒指的就是这种情况。他曾经这样说过：“数学概念给出了十分精炼、十分严格的定义；对于纯粹数学家来说，所有的疑问都消失了；但是，如果人们想把它应用于物理科学，它就不再是纯粹概念的问题，具体对象往往只不过是纯粹对象的粗糙图像。说这个对象满足定义，至少近似地满足定义，就是陈述了一个新的真理，唯有经验才能够无疑问地提出新真理，新真理不再具有约定的公设的特征。”(S.M.,p.164)关于这个问题，爱因斯坦也有一段原则性的论述讲得恰到好处:“命题如果是在某一逻辑体系里按照公认的逻辑规则推导出来的，它就是正确的。体系所具有的真理内容取决于它同经验总和的对应可能性的可靠性和完备性。正确的命题是从它所属的体系的真理内容取得其‘真理性’的。”谈到对真理的态度，彭加勒并没有否认客观真理，他认为科学研究就是为了追求真理，他本人为追求科学真理奋斗到生命的最后一息。

在这里，很有必要谈谈经验(狭义地讲是实验)在彭加勒约定论中的作用和地位问题。

在彭加勒的约定论中，经验的意义是双重的：它处于本原或基础的地位，起着指导或提示的作用。他说：“在几何学的起源中，经验起着必不可少的作用”(但几何学并不是经验科学)(S.H.，p.90)。例如，固体运动学，光的直线传播对作为约定的几何学的形成都有贡献。几何学虽然不从事天然固体的研究，但它把刚性的理想固体作为对象，而理想固体毕竟是天然固体的一种简化了的粗糙的图像。理想固体的概念出自我们精神的自由活动，但是我们对天然固体的经验显然为这一概念的产生提供了机会。正是在这个意义上，彭加勒才断言：“假使在自然界没有固体，那么便不会有几何学。”(S.H.，P.80)

力学的起源与此类似，经验也是具有约定特征的力学原理的基础(S.H.，p.129)。但是，作为约定的力学原理的有效范围或“作用半径”是比较小的，没有理由把它们与原有的(经验的)力学分开，也没有理由把这门科学看作是演绎的。在物理学中，原理的作用更加减弱，经验的成分就更加增强了(V.S.,p.243)。

实验在选择方便的约定时也起指导或提示作用。彭加勒说，“实验虽然给我们以选择的自由，但同时又指导我们辨明最方便的路径。”(S.H.，P.3)“我们在所有可能的约定中进行选择，要受实验事实的指导；但选择依然是自由的，只是受到避免一切矛盾的必要性的限制。”(S.H.，P.66)“正是约定，它是经验向我们提示的，但是我们却可以自由地采用它。”(L.E.,p.23)他还强调指出；在这一选择中，经验只是指导我们，并没有把约定强加于我们(S.H.，p.91)。正是考虑到经验在彭加勒约定论中的地位和作用，以及考虑到经验主义是作为自然科学家的彭加勒从事科学工作的坚实立足点，我才把彭加勒的约定论命名为经验约定论。

彭加勒坚决反对勒卢阿那样的哲学家恣意夸大约定在科学中的地位和作用。在勒卢阿看来，科学仅仅是由约定组成的，科学表面上的确实性只是归因于这种情况；科学事实和科学定律都是科学家人为的产物；因此，科学不能教导我们以任何真理，它只能作为行为规则为我们所用。彭加勒尖锐地指出：勒卢阿的学说不仅是唯名论的哲学理论，而且无疑属于柏格森的反理性主义(V.S.,p.214)。彭加勒在批判勒卢阿时进一步阐明了自己的观点(V.S.,pp.213~247)。他指出，作为一种行为哲学的勒卢阿的唯名论是自我拆台的；这是因为，假使科学是纯粹的约定，那么它就不能起行为基础的作用，假使它能够作为行为的基础，那么它就不是纯粹约定。事实上，科学并非全部都是约定的，因为科学并不能整个由原理构成，例如当约定式的力学被孤立时，它只是微不足道的东西。科学事实也不是科学家凭空臆想出来的，它只不过是把未加工的事实翻译成专门的科学语言而已。他宣称，在理论的约定变化的条件下，存在着一种不变的东西，其他有歧义的理论相对于它是可以比较的，或者甚至是可以相互翻译的。由彭加勒反对唯名论这一事实也可以看出，对彭加勒的经验约定论所作的那些指责是站不住脚的。

三、经验约定论的积极意义

从哲学上讲，彭加勒提出经验约定论也不是无缘无故的。在近代科学发展的早期，弗兰西斯•培根提出了经验、归纳的新方法，这种方法对于促进近代科学的发展起了巨大的作用，但后来却逐渐助长了狭隘经验主义的盛行。到19世纪，以惠威尔和穆勒为代表的“全归纳派”和以孔德、斯宾塞为代表的实证主义广为流行，把经验和归纳视为万能认识方法。到19世纪末，第二代实证主义的代表人物马赫更是扬言要把一切多余的“形而上学的东西”从科学中“排除掉”。另一方面，早在18世纪末，康德不满意经验论的归纳主义阶梯，他把梯子颠倒过来：不是从经验上升到理论，而是以先天的“感性直观的纯形式”(时间和空间)和先天的“知性的纯粹概念或纯粹范畴”(因果性、必然性、可能性等十二个范畴)去组织后天经验，以构成绝对可靠的“先验综合知识”。彭加勒看到，无论是经验论还是先验论(属于理性论的体系)。都不能圆满地说明科学理论体系的特征。为了强调在从事实过渡到定律以及由定律提升为原理时，科学家应充分享有发挥能动性的自由，他提出了经验约定论。经验约定论既要求摆脱狭隘经验论(约定不是经验唯一地给予的)，又要求摆脱极端理性论(约定也不是我们思想的结构唯一地给予的)，但是它又吸取了经验论和理性论的合理因素(彭加勒既要人们注意约定的实验根源和实验的指导作用，又要人们大胆假设和自由创造)，从而在极端经验论和极端理性论这两极之间保持了“必要的张力”。正因为如此，经验约定论是一种卓有成效的科学认识论和科学方法论原则。它的积极意义可以从以下几个方面略见一斑。

(一)经验约定论预示并代表了现代科学发展的理论化和持续进步的大趋势。

在19世纪，随着数学和其他自然科学的发展(尤其是非欧几何学的诞生和原理物理学的出现)，随着这个世纪后期批判学派掀起的“科学的新批判”运动的开展，正统的理性论的(康德的)和传统的经验论的客观性、理性和科学知识确定性的观点越来越难以立足了。数学和科学的基本原理原来不是先验综合真理；事实也不象传统的经验论者所宣称的那样简单。人们必须承认，数学和科学在比人们预想的更大的程度上具有人为的特征。在这一建设性的活动中，人们并不是世界所发生的事件的被动记录员，在科学活动中，人们不仅利用自己的大脑和感官，而且也利用自己的意象和决心。科学成长是生态过程的一部分和社会生活的一部分。科学除了是受真理观指导的智力事业之外，它也是受到追求简单性或科学美激发的有感情的活动。在19世纪和20世纪之交这个由经典科学向现代科学的大转变时期，经验约定论正好预示并代表了现代科学发展的大趋势。这是因为，经验约定论暗含着这样两个进一步的主张：第一，在现代物理学中，存在着一种日益强大的趋势，即在有效的、更抽象的数学假设体系中系统阐述和解决问题，也就是说，存在着比在经验哲学中所梦想的更为抽象的数学思维，更为间接的检验。第二，约定的原理的作用正在增长，我们在可供选择的、以极大的近似拯救现象的抽象系统之间进行分辨的能力正在减小(与检验经验推广的简单结果相比)。由此不难看出，科学理论不仅有约定，而且约定也是科学理论进步的重要因素。

随着20世纪初开始的物理学革命的深入发展，随着相对论和量子力学两大理论体系的建立，经验约定论所预示和代表的现代科学发展的大趋势已为富有哲学头脑的著名科学家清醒地洞察到。1930年前后，爱因斯坦以相对论作为理论科学在现展的基本特征的一个良好例子而表述了这样的思想：初始的假设变得愈来愈抽象，离经验愈来愈远。另一方面，它更接近一切科学的伟大目标，即要从尽可能少的假设或者公理出发，通过逻辑的演绎，概括尽可能多的经验事实。同时，从公理引向经验事实或者可证实的结论的思路也就愈来愈长，愈来愈微妙。理论科学家在探索理论时，就不得不愈来愈听从纯粹数学的、形式的考虑，因为实验家的物理经验不能把他提高到最抽象的领域中去。在这种情况下，适用于科学幼年时代的以归纳为主的方法，正在让位给探索性的演绎法。在探索性的演绎法中，关键是要找到作为公理基础的基本假设，为达此目的，就要允许科学家有权自由发挥他的幻想。

经验约定论透过科学表面上的易变性，看到科学根底下的不变性，从而说明了科学持续进步的大趋势。彭加勒在他的著作中始终追求这样一个哲学目标：不管科学中急剧的、表面上的破坏性变化，不管数学关系和观点中的流行的变化，不管两种反怀疑论的传统(传统的理性论和传统的经验论)的不稳定性，不管在当时扩散的非理性主义，主观主义和相对主义学说中表露出的相反的主张，客观科学知识的进步都是可能的。这是因为，作为科学中的经验成分的科学事实(用科学语言翻译而成的未加工的事实)具有不变性，作为科学中的约定成分的原理幸免于理论的更替，它们对科学进步的连续性负有责任。

(二)经验约定论对当代科学哲学的发展有较大的影响。

经验约定论对本世纪初产生而在20年代形成一个强大流派的分析哲学的思想发展产生了重大影响。这主要表现在以下两个方面：第一，当分析概念恰当地推广到包括所有的术语约定(用公理意义法则所说的阿杜基耶维兹[K.Ajdukiewicz]命题，卡尔纳普的意义公设)时，分析命题似乎归结为一种语言的确定；第二，由于彭加勒的发生经验论与约定论相结合，由于他坚持科学中的陈述正改变着它们的地位(最著名的例子也许是相对性原理，彭加勒宣称，该原理是提升到约定地位的经验推广，而后来考夫曼的实验结果使这种地位发生了动摇)，因此用比较严格、比较固定的方式理解的语言分析相对化就很有必要。否则，如果语言在通常不严格的、隐喻的意义上使用，我们区分分析和非分析的命题(奎因[W.Quine]、怀特[J.H.White]和其他人)的能力就成问题了。最后，彭加勒如果不是第一个，也是头一批提出约定和非约定的成分出现在同一命题中并可以人为地把二者分开的人。

彭加勒强调：“一切定律都是从实验推出，但是要阐明这些定律，则需要有专门的语言，日常语言太贫乏了，而且太模糊了，不能表示如此微妙、如此丰富、如此精确韵关系。”由于“精妙的语言不是无关紧要的东西”，所以科学家才创造出使他们心满意足的语言。(V.S.,p.141)他还指出，科学事实就是对未加工的事实的语言约定，科学家就事实所创造的一切就是他阐述这一事实的语言。“如果他预言了一个事实，他将使用这种语言，对于所有讲这种语言和理解这种语言的人来说，他的预言便摆脱了模棱两可。而且，这种预言一旦做出，它便明显地不依赖于科学家，不管他是否付诸实现。”(V.S.,p.233)彭加勒的这些思想，对分析哲学的某些分支(如语言哲学、语义学)的发展也有所启示。

经验约定论的影响也渗透在后来出现的整体论哲学中。奎因于50年代初在批判逻辑实证主义两个教条的基础上提出来的知识整体论认为，包括逻辑、数学、自然科学和人文科学在内的整个知识信息和系统，有如一个场，各类命题按它们距离经验的远近而在其中分布，并构成一个互相联系的整体来同边界条件、经验发生关系。这种整体性意味着场内的任何陈述并不是单独地同特殊的经验发生一一对应的关系，以致于在观察语句跟经验发生冲突时，要对场中哪些陈述进行修改有很大的选择自由。通过对几何学相对性原理的案例分析，奎因证明这种知识的整体性以及由此带来的约定性或任意性确实存在。

经验约定论对20世纪自然科学家的哲学思想也有比较广泛、比较深入的影响。爱因斯坦笃信经验约定论，并对它作了进一步的阐释与发展。当代著名物理学家惠勒也认为概念是“人们赖以进行交流思想的种种约定的综合”。他在引用了玻尔的“物理学并不是在研究物理本身，而是在研究我们对物理世界究竟能说些什么”后指出：“我们所能说的取决于我们的约定，也取决于计数器的记录。”经验约定论后来也被其他科学家和哲学家承袭、修改和发展，如阿杜基耶维兹的激进约定论、爱丁顿(A.S.Edington)的“有选择的主观主义”、刘易斯(C.I.Lewis)和佩普(A.Pap)的“概念实用主义”等。

(三)经验约定论充分肯定了主体在认识过程中的能动作用。

如上所述，经验约定论与经验论和唯理论的信念不同，它认为约定既不是经验唯一地给予的，也不是我们思想结构唯一地给予的。约定的选择固然要受到经验和其他理性考虑的引导，但这种选择依然有很大的自由，这就为主体在认识过程中发挥能动作用留下了充分的活动天地。而在纯粹经验论(狭隘经验论)或纯粹理性论(极端唯理论)的认识论中，主体都是不很活跃的。因为在狭隘经验论中，认识主体只不过起着“平面镜”和“传感器”的作用而已，至多不过是对经验材料加以分类和整理，而在极端唯理论中，认识框架(概念和范畴)是先天的，不可更改的。

在强调主体在认识过程中的能动作用方面，经验约定论与皮亚杰的发生认识论可谓不谋而合：“认识既不能看作是在主体内部结构中预先决定了的——它们起因于有效的和不断的建构；也不能看作是在客体的预先存在着的特性中预先决定了的，因为客体只是通过这些内部结构的中介作用才被认识的，并且这些结构还通过把它们结合到更大的范围之中(即使仅仅把它们放在一个可能性的系统之内)而使它们丰富起来。换言之，所有认识都包含有新东西的加工制作的一面，而认识论的重要问题就是使这一新材料的创造和下述的双重事实符合一致，即在形式水平上，新项目一经加工制作出来就立即被必然的关系联结起来；在现实水平上，新项目，而且仅仅是新项目，才使客观性成为可能。”

(四)经验约定论容许理论的多元化和方法的多元化。

理论的多元化和方法的多元化是经验约定论传统的一部分。在经验约定论看来，人们在同一经验材料的引导下做出或选择约定时依然是自由的，由作为约定的公理或原理及其导出命题构成的非解释理论系统无所谓真假，只是出于方便的考虑。因此，科学家面对同样的经验材料的复合，除了有意识地运用逻辑思维外，完全可以通过形象思维和灵感思维，诸如“直觉”、“想象”、“幻想”、“猜测”乃至下意识的“顿悟”、“灵感”等，发明出新概念和新原理，进而构造出简单而方便的理论体系。即使两种理论是矛盾的，只要人们不在它们之中寻找事物的基础，它们都可以成为有用的研究工具。

理论和方法的多元化能导致思想活跃、学术繁荣；而理论和方法的一元论则导致思想僵化、学术凋敝。前者是知识增长的必要条件，后者则妨碍科学的进步。理论和方法的多元化是现代科学的一个显著特征，经验约定论则率先表达了现代科学的这一时尚。其实，经验约定论的创始人彭加勒是始终反对“舆论一律”的，他强调指出：“我们必须听任思想的多样性，或者最好我们必须为之高兴。”(S.M.，p.127)

与对物理世界的描述相比较，科学中的约定更多地表达了人的心理和人的关系。科学中的约定是科学活动主观性的集中体现，而科学活动的主观性则是创造科学的科学家的主观能动性在科学上打下的烙印，它充分表现在科学家构造科学理论时所追求的目的之中。诚如爱因斯坦所说：“科学作为一种现存的和完成的东西，是人们所知道的最客观的，同人无关的东西。但是，科学作为一种尚在制定中的东西，作为一种被追求的目的，却同人类其他事业一样，是主观的，受心理状态制约的。”作为经验约定论的传统之一的理论和方法的多元化，在科学理论的主观性与客观性的统一中找到了它的合理根据。

(五)经验约定论具有重要的方法论意义。

经验约定论在事实的选择以及在由未加工的事实过渡到科学事实和由科学事实过渡到定律的过程中都具有方法论的意义，尤其在由定律提升为原理的过程中，约定的作用及其方法论意义表现得特别明显和卓有成效。

在谈到经验约定论的这一方法论意义时，彭加勒说：“当一个定律被认为由实验充分证实时，我们可以采取两种态度。我们可以把这个定律提交讨论；于是，它依然要受到持续不断的修正，毋庸置疑，这将以证明它仅仅是近似的而告终。或者，我们可以通过选定这样一个约定，使命题肯定为真，从而把定律提升为原理。为此，程序总是相同的。原来的定律阐述了两个未加工的事实A和B之间的关系；在这两个未加工的事实之间插入了一个抽象的、或多或少的中介物C，于是我们就有A和C的关系，我们可以假定该关系是严格的，它就是原理；而C和B的关系依然是需要受到修正的定律。”彭加勒认为，用这种方法“常常能得到巨大的好处”(V.S.,p.239)。在他看来，经典物理学的六大基本原理就是通过这种途径从定律被提升为原理的，它们代表着无数观察的精髓，它们的出现标志着物理学面貌的巨大变革：从中心力物理学转变到原理物理学。

需要说明的是，经验约定论只是多元化的科学认识论和方法论中的一种，它既不是独一无二的，也不是至高无上的。它没有排斥传统的归纳法在经验科学中的作用和演绎法在理论科学中的作用，而是综合了二者的合理因素，在经验科学向理论科学的过渡过程中发挥着自己的特有功能。它既对已有的科学方法留有广阔的用武之地，也向未来的行之有效的科学方法(因为一切新理论的探索即是新方法的探索)敞开着欢迎的大门。其实，方法的多元化本来就是经验约定论的意向之一。

参考文献

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感谢桂起权同志在与我的学术通信中使我注意到这一点。

《爱因斯坦文集》第1卷，许良英等编译，商务印书馆1976年第1版，第6页。

我在一篇论文中比较详细地论述了“善于在对立的两极保持必要的张力”的认识论和方法论意义。参见《中国社会科学》1986年第4期。

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《爱因斯坦文集》第l卷，第262页。

J.Giedymin,ScienceandConvetion,p.116.

引自中国自然辩证法研究会编辑的《第四届全国科学哲学学术讨论会资料》（1985年12月于北京）中刊载的罗嘉昌的论文摘要。

李醒民：论爱因斯坦的经验约定论思想，《自然辩证法通讯》1987年第4期。

方励之编：《惠勒讲演集——物理学和质朴性》，第17、23页。

彭加勒范文篇3

一、没有假设，科学家将永远寸步难行

关于假设，在彭加勒之前，许多科学家在科学实践中都自觉或不自觉地运用过，一些哲学家也对此作了不同程度的论述。特别是恩格斯在《自然辩证法》中明确指出：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说。一个新的事实被观察到了，它使得过去用来说明和它同类的事实的方式不中用了。从这一瞬间起，就需要新的说明方式了——它最初仅仅以有限数量的事实和观察为基础。进一步的观察材料会使这些假说纯化，取消一些，修正一些，直到最后纯粹地构成定律。如果要等待构成定律的材料纯粹化起来，那么这就是在此以前要把运用思维的研究停下来，而定律也就永远不会出现。”，彭加勒通过自己科学活动的实践，也达到了类似的认识。他不仅明确地肯定了假设在科学中的地位和作用，而且比较深入地探讨了假设问题，他甚至把他的第一部科学哲学著作取名为《科学与假设》。

彭加勒认为，假设并不是荒诞无稽的东西，人们略加思索就会发觉，假设在科学中所占的重要地位，数学家不可能没有它，实验家也少不了它，因为它能够使我们想像比我们感觉所能向我们表明的大得多或小得多的对象。顾忌假设的科学家无法去发现某些真理。因此，彭加勒指出：“我们应当仔细审查假设的作用，不要对假设简单地加以责难，这样我们才能认识到，它不仅是必需的，而且往往是合理的。”提出“建筑在假设之上的科学是否牢固，是否吹一口气就会使之倾倒”的怀疑是“肤浅的见解”([1]，pp.27~28)。彭加勒断言：“没有假设，科学家将永远寸步难行。”([1]，p.6)

值得注意的是，彭加勒对假设进行了分类研究([1]，pp.135~136、28)。在他看来，假设共有三种：第一种是“极其自然的假设”。这是一种很普遍的假设，人们几乎不可能回避它们，我们用它来做相关判断(judgementofrelevance)。例如，我们不得不假定遥远物体的影响完全可以忽略，小位移遵守线性定律，结果是原因的连续函数等等。这类假设只是表面看来是假设，其实只不过是一种隐蔽的约定或定义而已，这类假设在数学及与数学相关的学科中常常遇到。第二种是“中性的假设”。在大多数问题中，解析家在计算之初，或者假定物质是连续的，或者相反，假定物质是由原子构成的。无论他做那一种假定，其结果是一样的，只是求得结果的难易程度不同。当假设是可选择的，而它又不能用实验区分时，它们就是这类假设。这类假设只要它们的特征未被误解，就不会使我们误入歧途。它们对于计算或通过具体图像帮助我们理解是有用的，即有助于整理和坚定我们的思想，从而不存在排除它们的机会。第三类假设是“真正的推广”。它们是实验必须证实或推翻的假设。它们是观察和实验的直接推广，无限期地敞开着通向进一步检验的大门。不管实验宣布其合理或不适用，就它们的启发作用而言，它们总是有价值的。玛丽•妮厄(MaryJoNye)在彭加勒论述的启示下，根据假设在科学知识体系中所起的作用，把假设分为“说明性假设”(保留在物理理论中，是一种协调手段，有益于提示不同现象之间的相互关系)，“启发性假设”(不具有存在的意义，仅有建议作进一步实验、观察或探索纲领的联接方式中的信息的启发意义)、“实在论假设”(具有实在论的或存在的意义)并能由实验直接地或间接地加以验证)。这两种分类方法在形式上尽管不同，但却具有大致相同的内容。

彭加勒重视假设，但是并未把它强调到不适当的程度。他明确指出：“不凭实验，基于某些不成熟的假设来说明宇宙，长期以来只是幻想。”([1]，p.280)“假设应当尽可能迅速、尽可能经常地受到检验。当然，它如果经不起这种检验，就应当毫无保留地抛弃它。”([1]，p.133)在彭加勒看来，科学家在抛弃他的假设时，不仅不要有病态情绪，而且应当感到高兴，因为他从中正好找到了未曾料想到的发现机会。由于科学家的假设并不是在毫无考虑的情况下做出的，他顾及到了可能参与该现象的所有已知因素。如果经验不支持它，那肯定是遇到了未曾料到的、非同寻常的东西，正是在这里，存在着有待发现的新奇事物。这样看来，被抛弃的假设远不是无用的，可以说它比真实的假设贡献更大。它不仅为判决实验提供了机会，而且若不作此假设，只是偶尔作了这个实验，则人们将会一无所获，至多不过是把一件事实编入目录中，不能从中得出应有的结果。由此可见，彭加勒不仅看到了假设的正面助发现作用，而且也看到它的反面助发现作用。

彭加勒还要求人们注意：“不可滥用假设，并且只能依次而用，这是很重要的。”([1]，p.135)他认为最好引入少数基本假设，而不要引入多数特殊假设。例如，在1900年召开的巴黎国际物理学会议上，他在谈到洛伦兹的电子论时说，该理论是现存理论中最使人满意的，但是也有修正的必要。为了解释迈克耳孙-莫雷实验，需要引入新的假设，那么每当出现新的实验事实时，同样也发生这种需要。无疑地，对于每一个新的实验结果提出一种特殊假设的作法是不自然的。假使能够利用某些基本假设，并且不用忽略这种数量级或那种数量级的量，来证明许多电磁作用都完全与系统的运动无关，那就更好了。这实际上是要求在作假设时贯彻简单性原则，而简单性原则也是彭加勒所坚持的一个方法论原则。

在本世纪初，扬言要把一切“形而上学”的东西从科学中排除出去的实证主义思潮依然根深蒂固，彭加勒一反其道，强调假设在科学中的意义，显然有积极意义。

二、直觉是发明的工具

彭加勒主要是一个数学家，他在函数论、代数几何学、数论，代数学，微分方程、代数拓扑学等分支都作出了杰出的贡献。他也是数学直觉主义的创始人(也具有经验主义的传统和逻辑主义的成分)。通过亲身实践，他充分肯定了直觉在数学和其他学科中的作用，在《科学与方法》中，他专用一章论述了这个涉及到发明心理学的问题。

彭加勒认为，对于纯粹数学家而言，直觉的本领是必要的。他说：“逻辑是证明的工具，直觉是发明的工具。”我们面前有无数条可供选择的道路，“逻辑可以告诉我们走这条路或那条路保证不遇见任何障碍，但是它不能告诉我们那一条道路能引导我们到达目的地。为此，必须从远处了望目标，教导我们了望的本领是直觉。没有直觉，数学家便会像这样一个作家：他只是按语法写诗，但是却毫无思想。”([1]，p.438)

在彭加勒看来，数学创造不是一项机械工作，它并不在于用已知的数学实在造成新的组合。任何一个人都会做出组合，但是组合的数目是无限的，它们中的大多数完全无意义。创造恰恰在于不作无用的组合，而作有用的，为数极少的组合，而且最富有成果的常常是从相距很远的领域引出的元素所形成的组合。发明就是在这些组合中进行辨认、选择。但是，纯粹的逻辑不能完全作到这一点，为此必须求助于直觉。只有直觉，才能发现各元素隐微的关系及和谐。

为了把问题引向深入，彭加勒进而提出了“潜在的自我”(thesubliminalself)和“自觉的自我”(theconsciousself)的概念。在这里，前者是指无意识(或下意识)工作的自我，后者则指有意识工作的自我。潜在的自我能够产生灵感的直觉认识，有可能一下子洞察到事物的本质和规律。彭加勒认为：“潜在的自我无论如何也不比自觉的自我低下，它不是纯粹自动的，它能够辨认，它机智，敏锐，它知道如何选择、如何凭直觉推测。……它在自觉自我失败的地方取得了成功。一言以蔽之，潜在的自我难道不比自觉的自我优越吗?”([1]，p.390)

彭加勒以自己如何发明富克斯函数(Fuchsianfunction)的亲身经历说明了这个问题。他说他曾有两星期之久欲证明此种函数是否存在，每天坐在桌前用一两小时作各种组合，仍一无所获。某天晚上偶饮黑咖啡，兴奋得不能入睡，此时各种想法纷至沓来，相互冲突、排斥，终于得到二元素相缔合而结成牢固的联系。第二天早晨即证明有一类富克斯函数存在，可由超几何级数推出，待写出结果，只费数小时而已。类似的情况还有几次。一次是作地质考察旅行登公共汽车时，突然想到定义富克斯函数的变换式与非欧几何的变换式等价。一次是在悠闲散步时，忽然想到不定三元二次式的算术变换式与非欧几何的变换式等价。一次是在接受军事训练行经大街时，顿悟到解决构造一切富克斯函数的障碍。

彭加勒因此得出结论说：“关于这种无意识的工作条件，尚可说明如下：如果一方面有意识的工作在它之前，另一方面又被有意识的工作尾随其后，那么这就是可能的，而且肯定是富有成果的。”([1]，p.389)彭加勒关于直觉在发明中的作用以及潜在的自我与自觉的自我的作用的论述是颇有意思的。它告诉我们，产生直觉的条件是：对所要解决的问题进行过一段时间的认真研究，十分渴望找到解决方法；然后在作无关的事情时，或处于轻松的思想状态中，突然顿悟到解决问题的方法，从而使问题迎刃而解。它也告诉我们，直觉产生于大脑的下意识活动，这时大脑也许不再自觉地关注问题了，而还在通过下意识的活动(潜在的自我)思考它。它还告诉我们，直觉出现在意识的边缘，而不是出现在意识的中心，要不失时机地捕捉它。

三、作为理性美的科学美

彭加勒对科学美(或数学美)具有浓厚的兴趣，他说：“一个名副其实的科学家，尤其是数学家，他在他的，工作中体验到和艺术家一样的印象，他的乐趣和艺术家的乐趣具有相同的性质，是同样伟大的东西。”这种“伟大的东西”就是与艺术美可以相提并论的科学美。在彭加勒看来，数学的目的有三个，除了实用的目的和哲学的目的而外，它还具有美的目的。这就是，“数学家能由此获得类似于绘画和音乐所给予的欢乐。他们赞美数与形的微妙的和谐；当一个新发现向他们打开了未曾料到的视野时，他们惊奇不已；他们感到美的特征，尽管感觉没有参与其中，他们难道能不高兴吗?”([1]，p.280)

在彭加勒看来，科学美根源于自然美。正因为如此，“数学家把重大的意义与他们的方法和结果的美联系起来”的作法才“不是纯粹的浅薄涉猎”([1]，p.372)。正因为如此，我们才“毋需担心，这种本能的和未公开承认的偏见将使科学家偏离对真理的追求。”彭加勒认为，科学家研究自然，并非因为它有用处；他研究它，是因为他喜欢它，他之所以喜欢它，是因为它是美的。如果自然不美，它就不值得了解；如果自然不值得了解，生活也就毫无意义。可是，什么是“自然美”呢?彭加勒断言，自然美不是“感性美”，即不是“给我们感官以印象的美，也不是质地美和表观美”；自然美在于其“深奥的美”(profounderbeauty)，即“潜藏在感性美（sensuousbeauty）之后的理性美(intellectualbeauty)”。彭加勒说他完全不是小看感性美，只是“这种美与科学无关”。而深奥的美“在于各部分的和谐，并且纯粹的理智能够把握它。正是这种美使物体，也可以说使结构具有让我们感官满意的彩虹般的外表。没有这种支持，那些倏忽即逝的梦幻之美其结果就是不完美的，因为它是模糊的、总是短暂的。相反，理性美可以充分达到其自身，科学家之所以投身于长期而艰巨的劳动，也许为此缘故甚于为人类未来的福利。”([1]，pp.366~368)

科学美在于自然的理性美，而这种理性美必须由人的理智来把握，因此科学美必然带有浓厚的主观色彩。彭加勒看到了这一点，他说：“美的事物是其本身最适合于我们理智的事物，因此它们同时是这种理智最了解如何使用的工具。”([1]，p.367)“一言以蔽之，数学的美感只不过是由于解与我们思想需要的任意一致的满足，正因为这种真正的一致，这个解在我们看来才能够成为工具。”([1]，pp.372~373)而且，科学美像艺术美一样，并非每一个人都能领略和体会到的，“只有少数有特殊能力的人才能充分地享受它”([1]，p.280)。

与科学有关的理性美，即科学美的含义和内容是什么呢?彭加勒对此虽未做出十分肯定的回答，但是他却把“雅致”(elegance)、“和谐”(harmony)、“对称”(symmetry)、“平衡”(balance)、“秩序”(order)、“统—”(unity)、“方法的简单性”(simplicityofthemeans)、“思维经济”(economyofthought)等赋予科学美。彭加勒说：“在解中、在证明中，给我们以美感的东西是什么呢?是各部分的和谐，是它们的对称、它们的巧妙平衡。总而言之，就是引入秩序，给出统一，容许我们清楚地观察和理解整体与细节的东西。”这种科学美也表现为“方法的简单性和问题集合的复杂性的对立”，而且“与思维经济密切相关”([1]，p.373)他还说：“被我们赋予优美和雅致特征的、能够在我们身上激起美的情感的数学实体是什么呢?它们是这样的实体：其元素和谐地配置，以致当思想认识到细节时，能够毫不费力地包容整体。这种和谐立即满足了我们的审美需要，有助于它所证实和指导的思想。与此同时，一个秩序井然的整体处于我们的双目之下，使得我们能预见数学定律。”([1]，pp.391~392)但是，在这形形色色的含义中，彭加勒最为强调的是“和谐”，他甚至把其它含义也包容于“和谐”的概念之中，有时干脆认为，“普遍和谐是众美之源”([1]，p.209)，“内部和谐是唯一的美”([1]，p.285)。

彭加勒把科学美作为选择理论的一个标准和科学发现的奇妙工具。他说，在由潜在的自我盲目形成的组合之中，几乎所有的都毫无兴趣，毫无用处；正由于这样，它们对美感毫无影响，意识将永远不了解它们。只有某些组合是和谐的，因而同时也是有用的和美的。它们将激起数学家的特殊感觉，特殊感觉一旦被唤起，就能把我们的注意力引向它们，从而为它们变为有意识的提供机会([1]，p.392)。彭加勒详细说明了这种审美判断能从类似、新奇，对立中做出新发现。他说，我们愈清楚地一瞥即见这种集合体，我们就愈能更好地觉察它与其他邻近现象的类似性，因而也就有更多的机会预言可能的推广。在意外地遇到我们不习惯于汇集的对象的情况下，美可以产生未遇见到的东西的感觉；它再次是富有成果的，由于它向我们揭示出未被认识到的亲缘关系。即使当它仅仅起因于方法的简单性和问题集合的复杂性的对立，它也是富有成效的。于是，它能促使我们思考这种对立的原因，并且每每促使我们认识到，机遇并不是其原因，该原因能在某一未曾料到的规律中发现([1]，pp.372~373)。彭加勒断言：“正是这种特殊的审美感，起着微妙的筛选作用”，“这就充分地说明，缺少它的人永远不能成为真正的创造者。”([1]，p.392)彭加勒指出，追求科学美是激励科学家的巨大精神力量。作为一个理想主义者，他在这方面甚至讲得有些过分。他说：“我们所作的工作，与其说像庸人认为的那样，我们埋头于此是为了得到物质的结果，倒不如说我们为了感受这种审美的情感，并把这种情感传给能体验这种情感的人。”([5]，p.140)他甚至认为，真理是美与真的统一，追求科学美也即是追求真理。他说：“唯有真理才是美的”([1]，p.205)，“为真理本身的美而忘我追求真理也是合情合理的，这种追求能使人变得更好”，“理性美能使理性变得可靠、有力”([1]，P.368)。

马克思在《1844年经济学哲学手稿》中指出：“动物只是按照它所属的那个种的尺度和需要来建造，而人却懂得按照任何一个种的尺度来进行生产，并且懂得怎样处处把内在的尺度运用到对象上去；因此，人也按照美的规律来创造。”彭加勒关于科学美的论述不期而遇地涉及到“人也按照美的规律来创造”的问题。科学创造中的审美判断说明，人们在提出新理论时，主观的和心理的状态起着重要的作用。诚如爱因斯坦所说：“科学作为一种现存的和完成的东西，是人们所知道的最客观的，同人无关的东西。但是，科学作为一种尚在制定中的东西，作为一种被追求的目的，却同人类其他一切事业一样，是主观的，受心理状态制约的。”彭加勒关于科学美的观点是比较深刻的、有见地的，值得进一步探讨与发掘。

四、事实与事实的选择

彭加勒关于事实和事实的选择有不少比较重要的论述，其中有些具有启发性，现分述如下：

1.未加工的事实和科学的事实

彭加勒对“事实”这一概念并未下一个明确的定义，不过他把事实区分为“未加工的事实”(thecrudefact)和“科学的事实”(thescientificfact)。他举例说，借助于可动的反射镜观察电流计的偏转，反射镜把明亮的光点投射到刻度尺上。在这种情况下，来加工的事实是光点移到刻度尺上，而科学的事实则是电流通过回路。又如做实验时得到某些原始数据，然后通过取平均值校正偶然误差，并通过弄清其产生的原因校正系统误差而得到最终数据，那么前者是未加工的事实，后者则是科学的事实。

彭加勒认为，未加工的事实和科学事实之间的界限既不能严格地，也不能精确地划定。他以日蚀为例说明这个问题：

1)不学无术的人说：天变暗了。

2)天文学家说：日食发生在九时。

3)天文学家又说：日食发生在根据牛顿定律制定的表格中所推算的时间内。

4)伽利略最后说：日食是地球绕太阳旋转的结果。

可是，未加工的事实和科学事实之间的界限在那里呢?人们也许会说，它在第1)和第2)之间。可是，2)和3)之间存在着较大的间隔，而3)和4)之间的间隔更大。

况且，2)还可以再细分为：

2)我说：日食发生在九时。

2a)当我的钟表指向九时，日食发生了。

2b)我的钟表慢十分钟。日食发生在九时十分。

彭加勒认为，这还不是全部。2)的两个分段也还不是最小的间隔，1)也可以细分。一个目睹日食的人感觉到昏暗的印象，这种印象又促使他做出天空变暗了的结论，必须把印象和结论区别开来。在某种意义上，头一个事实才是未加工的事实，而第二个事实已经是一种科学的事实了。甚至在天空色彩的浓淡方面，也能想象出许多细微的差别，以代替实际显示出来的差别。

但是，两种事实之间毕竟还有相对的差别。彭加勒认为，两种事实陈述的差别正如同一个未加工的事实用法语陈述和用德语陈述二者的差别一样，科学的事实无非是把来加工的事实翻译成另一种语言。每一个科学事实都是由许多未加工的事实形成的。科学家不能凭空创造科学的事实，他用未加工的事实制作科学的事实，因而他不能自由而随意地制作科学的事实。彭加勒得出结论说：“总而言之，事实就是事实，如果它们以证实了某一种预言而出现，这并非是我们自由活动的结果。在未加工的事实和科学的事实之间不存在精确的界限；我们只能说，事实的这样一种陈述比另外一种陈述更为粗糙，或者相反地，更为科学而已。”([1]，p.333)彭加勒关于未加工的事实和科学的事实之间的分类澄清了在“事实”这一概念上的某些混乱。当今有人建议：把作为在空间和时间中客观存在的事件、现象或事物的事实标记为“事实Ⅰ”，而把用某种语言对事实的描述标记为“事实Ⅱ”。这与彭加勒的分类有相似之处。

2．必须在事实中做出选择

彭加勒认为，自然界的事实是无穷无尽的、形形色色的。不仅如此，针对同一个未加工的事实，科学家原则上可以制作出无数的科学的事实。而且，不管我们能动性如何，事实跑得比我们快，我们不能够捉住它们。当科学家发现一种事实时，在他身体一立方毫米内已发生了数以亿计的事实。另一方面，科学家的头脑只能顾及宇宙的一隅，而不能包容整个宇宙。因此，在自然界提供的无限的事实中；科学家必须抛弃一些，保留一些。

事实是有等级的，有秩序可寻的，于是科学家才有可能从中做出明智的选择。一些事实没有影响，除了它本身而外，它们不能告诉我们任何东西，弄清它们的科学家除这一事实外学不到任何东西，并且科学家也不能预言新事实，这样的事实一旦出现，肯定不会复现。另一方面，也有产生许多成果的事实，它们中的每一个都能告诉我们新定律。由于必须做出选择，科学家就可以把注意力放在这些事实上。

3．选择事实的标准

彭加勒说，如果对于事实的选择仅仅取决于任性或直接的实用，那么就不会有为科学而科学，其结果甚至无科学可言。在他看来，人们应以下列几点作为选择事实的标准。

第一，要选择那些有观察和了解价值的事实，这些事实有助于做出预言、发现定律。彭加勒指出，一个孤立的事实独自并没有什么重要性。如果人们有理由设想，它能使某些未完成的和谐完满起来，有助于预言其他事实，或者更好些，如果在做出预言时，它的检验是一个规律的证实，那么它就变得使人感兴趣了。

彭加勒认为，这种能使人做出预言、发现定律的事实，它们与许多其他在我们看来并非孤立的，而是和另外的紧密结合在一起的事实是类似的。孤立的事实吸引着大家的眼睛——外行人的眼睛和科学家的眼睛，这些事实的类似是深奥而隐蔽的。唯有真正的物理学家才知道如何去观察连结许多事实的结合物，分辨出隐藏在未加工的事实中的精髓。彭加勒以数学为例。他说，我们从各种元素能得到亿万个不同的组合。但是，这些组合之一若是孤立的，则其毫无价值可言。当这一组合在一类相似的组合中找到位置，当我们注意到这一相似时，它就完全是另外一个样子了。我们就不再是描述一个事实，而是一个规律。

第二，要选择那些多次运用的事实，即具有一再复现机会的事实。在彭加勒看来，假定不是六十种元素(当时已知的元素数目)，而是六百亿种，它们没有什么共同之处，另一些很稀有且均匀分布。那么每当我们捡起一块石子时，它都十分可能由某种未知的元素组成，我们所知道的其他石子的情况对它毫无用处。在每一个对象面前，我们会像新出生的婴儿一样，照此办理，我们便只能服从我们的任性或实用了。假定事实不能复现，科学家便会茫然无措。这样便不会有科学，也许连思想，甚至连生活也不可能，因为进化在这里不能发展保持的本能。幸好人们没有出生在这样的世界上。

可是，哪一些事实是很可能复现的事实呢?彭加勒指出：“它们首先是简单的事实”([1]，p.364)。有简单的事实吗?人们只能二者择一：或者这种简单性是真实的，或者元素密切混合起来，以致于无法区分。在第一种情况下，存在着重新遇到同一简单事实的机遇，无论它在整体上是纯粹的，还是它本身作为元素进入复杂的复合体中。在第二种情况下，这种密切的混合同样比异质的混合复现的机遇更多。机遇只知道如何混合，而不知道如何分解，不知道如何用许多元素建造秩序井然的大厦。而复杂的事实是很少有成果的，各种情况对它们都有敏感的影响，情况为数极多且变化多端，以致我们无法辨认它们。因此，彭加勒得出结论说：“似乎是简单的事实——即使它们并非如此一－将更容易被机遇恢复。这证实了科学家本能采取的方法，进一步确证它的也许是，经常复现的事实对我们来说似乎是简单的，恰恰因为我们经常用到它们。”([1]，p.364)

但是，简单的事实在那里呢?彭加勒回答说：“科学家在两种极端情形下寻求它，其一是无限大，其二是无限小。”([1]，P.364)天文学家找到了它，因为星球之间的距离极为遥远，以致于每个星球都可视为质点，它们之间质的差别完全可以忽略不计，质点总比有形状和质地的物体简单。物理学家也找到了基元现象，他们想象把物体分割为无限小的立方体，问题的条件在从物体的一点到另一点缓慢而连续地变化着，因此在每一个小立方体内，条件可以视为恒定。以同样的方式，生物学家本能地认为细胞比整个动物更有趣，结果证明它是明智的，由于对于能够认出细胞相似性的人来说，属于各种有机体的细胞比有机体本身更相象。

第三，彭加勒认为：“对于美的渴望也导致我们作相同的选择”。在他看来，美的事实就是“简单”的事实和“壮观”的事实。人们乐于追寻星球的壮观路线；人们乐于用显微镜观察极其微小的东西，这也是一种壮观；人们乐于寻找过去地质时代的遗迹，它之所以吸引人，是因为它年代久远。彭加勒指出，正是对于美的追求，即对于宇宙和谐的追求，促使科学家选择那些最适合于这种和谐(众美之源)起一份作用的事实。这正如艺术家在他的模特儿的特征中使图画完美并赋予它以个性和生气的事实。

综上所述，不难看出，彭加勒选择事实的几个标准并非毫不相干，而是彼此关联、互相渗透的。而且，像复杂的事实和简单的事实的区分也是相对的。关于事实的选择，彭加勒还进而议论道：“以规则的事实开始是合适的。但是，当规则牢固建立起来之后，当它变得毫无疑问之后，与它完全一致的事实此后就没有意义了，因为它们不能再告诉我们任何新东西。于是，正是例外变得重要起来。我们不去寻求相似，我们尤其要全力找出差别，在差别中我们首先应选择最受强调的东西，这不仅因为它们最为引人注目，而且因为它们最富有指导作用。”([1]，p.365)彭加勒的这些论述也具有方法论的意义。

参考文献

这三本书的英译本是H.Poincare，TheFoundationsofScience，AuthorizedTranslationbyG.B.Halsted，TheSciencePress，NewYorkandGarrison，N.Y.,1913.

该书是彭加勒逝世后由其他人集其遗著编辑而成的，英译本是H.Poincare，MathematicsandScience：LastEssays，TranslatedbyJohnW.Bolduc，DoverPublications，Inc.,NewYork，1963.

恩格斯：《自然辩证法》，北京：人民出版社，第216页。

M.J.妮厄：《十九世纪关于原子的争论与一种“中性假设”的二难推论》，北京：《自然科学哲学问题丛刊》，1980年第4期。

ポアンカレ(H.Poineare)著：《科学者と詩人》，平林初之輔訳，岩波書店，1927年，p.139．

彭加勒范文篇4

一、理论物的重要方法

探索性的演绎法是理论物理学的重要方法。在爱因斯坦看来，理论物理学的完整体系是由概念，被认为对这些概念是有效的基本原理(亦称基本假设、基本公设、基本定律等)，以及用逻辑推理得到的结论这三者所构成的。因此，理论物理学家所运用的方法，就在于那些作为基础的基本原理，从而导出结论;于是，他的工作可分为两部分：他首先必须发现原理，然后从这些原理推导出结论。对于其中第二步工作，他在学生已得到很好的训练和准备。因此，如果在某一领域中或者某一组相互联系的现象中，他的第一个已经得到解决，他就一定能够成功。可是第一步工作，即建立一些可用来作为演绎的出发点的原理，却具有完全不同的性质。这里并没有可以的和可以系统地用来达到的的方法。科学家必须在庞杂的经验事实中间抓住某些可精密公式来表示的普遍特征，由此探求界的普遍原理。

爱因斯坦指出，一旦找到了作为逻辑推理前提的基本理，那么通过逻辑演绎，推理就一个接着一个地涌现出来它们往往显示出一些预料不到的关系，远远超出这些原理依据的实在的范围。但是，只要这些用来作为演绎出发点原理尚未得出，个别经验事实对理论家是毫无用处的。实际上，单靠一些从经验中抽象出来的孤立的普遍定律，他甚至么也做不出来。在他没有揭示出那些能作为演绎推理基础原理之前，他在经验的个别结果面前总是无能为力。

爱因斯坦把物理学理论分为两种不同的类型，其中之一是“原理理论”。建立这种理论使用的是方法，而不综合方法。形成它们的基础和出发点的元素，不是用假设造出来的，而是在经验中发现到的，它们是自然过程的普遍特征，即原理。这些原理给出了各个过程或者它们的理论表述所必须满足的数学形式的判据。热力学就是这样力图用分析的方法，从永动机不可能这一普遍经验得到的事实出发，推导出一些为各个事件都必须满足的必然条件。用探索的演绎法建立起来的相对论，就属于“原理理论”。但是物理学理论大多数是构造性的。它们企图从比较简单的式体系出发，并以此为材料，对比较复杂的现象构造出一幅图像。气体分子运动论就是这样力图把机械的、热的和扩散的过程都归结为分子运动——即用分子假设来构造这些过程。当我们说，我们已经成功地了解一群自然过程，我们的思想必然是指，概括这些过程的构造性的理论已经建立起来了。爱因斯坦认为，构造性理论的优点是完备，有适应性和明确，原理理论的优点则是逻辑上完整和基础巩固。([1]，pp．109～110)

相对论就是爱因斯坦自觉地运用探索性演绎法的杰作。它不仅以其革命性的新观念和卓有成效的理论结果为人津津乐道，而且它所体现出的科学方法的新颖、精湛以及理论的逻辑结构的严谨，也令人叹为观止。爱因斯坦在创立狭义相对论(1905)时，他依据的仅仅是光行差现象和斐索实验这两个并不充分的实验材料，著名的二阶以太漂移实验即迈克耳孙-莫雷实验，对他并没有直接。他主要通过对16岁时想到的“追光”思想实验的沉思，对经典力学和经典电动力学基础的深入考察，发挥了思维的自由创造，提出了两个基本假设——相对性原理和光速不变原理(美国著名科学史家霍耳顿认为，在狭义相对论中，除了被提高为公设的两个基本原理外，爱因斯坦还作了另外四个假定：一是关于空间的各向同性和均匀性，另外三个是定义钟的同步的三个逻辑性质。霍耳顿的学生米勒后来指出，另外的四个假定也是两个基本原理的必然结果，他们不是独立的假设。参见[3]，p．196)。然后，他以此为逻辑前提，接二连三地推导出了关于运动学和电动力学的结论，著名的质能关系式是他先前根本没有料想到的，这些结论大大超出了两个原理所依据的实在的范围。广义相对论(1915)的建立也是这样。作为广义相对论的两个基本原理，即广义相对性原理和等效原理，前者是爱因斯坦基于把相对性原理贯彻到底的信念（从惯性系推广到加速系)提出的，后者是依据厄缶实验(惯性质量等于引力质量)和升降机思想实验提出的。

在1905年，由于爱因斯坦采用了探索性的演绎法，从而使他能够高屋建瓴、势如破竹，一举砍断了哥尔提阿斯死结(哥尔提阿斯是古代夫利基阿国王，相传他曾把自己的车乘的辕与轭用绳结系住，死得无法解开，声言能解开此死结者，得以结治亚细亚。这个死结后来被亚历山大大帝用剑砍断)，开拓了一个奇妙的新世界。那些恼人的以太漂移实验，那些使人迷惑不解的单极电机电动势的“位置”问题，在爱因斯坦的理论体系中已根本不成其为问题。但是，同时代的博大精深的科学大师，诸如洛伦兹、彭加勒，却热衷于同迈克耳孙-莫雷实验等以太漂移实验打交道，迷恋于做出种种构造性假设，建立他们的构造性理论——论和电子动力学。例如，洛伦兹1904年的著名论文尽管声称是以“基本假设”而不是以“特殊假设”为基础的论文，但事实上却包含有11个假设：假设有静止以太，假设静止电子是球形的，假设电子的电荷分布是均匀的，假设电子的全部质量都是电磁质量，假设运动电子收缩，假设电子之间的作用力与分子力相同等等。洛伦兹和彭加勒虽说走到了狭义相对论的大门口，但他们并没有打开这扇大门，其原因固然是多方面的。从方法论上讲，就在于他们运用的是传统的经验归纳法，而没有采用探索性的演绎法。在当时的科学的形势下，仅靠个别的经验事实进行归纳，是建立不起什么崭新的理论的。洛伦兹、彭加勒的电子论和电子动力学固然富丽堂皇，但毕竟只是经典物理学的最后的建筑物。它们虽然包罗万象，可是由于不适应科学发展的总趋势，最终还是被人们遗忘了，仅有的价值。

二、采用探索性的演绎法是科学发展的必然趋势

从文艺复兴到19世纪的经典科学，一般称为近代科学。在科学史上，这个漫长的时期主要是积累材料和归纳材料的时期。与这一科学发展状况相适应，产生了经典的科学哲学，它始于弗兰西斯•培根的归纳主义。培根认为，科学的发展是从个别上升到一般，从经验归纳出理论。他比喻说，只要及时采摘成熟的葡萄，科学的酒浆就会源源不断。到19世纪，整个科学一般说来还没有摆脱这种“原始”状态，因而经典科学哲学能够得以通过穆勒之手发展成为更完备的经验论形态，经验归纳法依然是正统的科学方法。

在物理学领域，这个时期的最大成就是牛顿力学和麦克斯韦的电动力学。牛顿力学虽则是超越了狭隘经验论的人类理智的伟大成就，但它又同人们的日常经验密切相关。力学中的许多概念都比较直观，可以直接在现实生活中找到某种原型。这种状况掩盖了基本概念和基本原理的思辨性质，甚至牛顿本人也深深陷入这一幻觉之中。他一再声称他“不作假设”，实际上却作了许多假设，他要求人们“必须把那些从各种现象中运用一般归纳法导出的命题看作是完全正确的”。19世纪的经典物理学也具有现象论和经验论的特征：它尽量使用那些接近经验的概念，因而在很大程度上必须放弃基础的统一性。热、电、光都用那些不同于力学量的各个状态的变数和物质常数来描述，至于要在它们的相互关系以及同时间的相互关系中去决定全部变数的任务，主要只能由经验来解决。麦克斯韦及其同代人，在这种表示方式中看到了物理学的终极目的，他们想像这个目的只能纯粹归纳地从经验得出，因为这样所使用的概念同经验比较接近。从认识论上看，穆勒和马赫大概就是根据这个理由来决定他们的立场的。总而言之，这个时期的科学家和科学哲学家大都以为，“理论应当用纯粹归纳法的方法来建立，而避免自由地创造性地创造概念;科学的状况愈原始，研究者要保留这种幻想就愈容易，因为他似乎是个经验论者。直至19世纪，许多人还相信牛顿的原则——“我不作假设''''——应当是任何健全的自然科学的基础。”([1]，p．309)

但是，在某些个别的科学部门，已经悄悄地透进了新时代的曙光;尤其是非欧几何学，它仿佛故意向经验论示威一样，以毋庸置辩的方式显示了理性思维的强大威力和奇妙作用。彭加勒正是在《科学与假设》中通过对非欧几何学的深入研究以及对经典力学和经典物理学的慎密考察揭示出，科学的基本概念和原理不是经验的直接归纳，而只能以经验事实为指导，通过精神的自由活动(其产品即约定)来创造。通过研读彭加勒的科学哲学著作，尤其是通过创立狭义和广义相对论的科学实践，使爱因斯坦清楚地看到，人们可以在完全不同于牛顿的基础上，以更加令人满意和更加完备的方式，来考虑范围更广泛的经验事实。但是，完全撇开这种理论还是那种理论优越的问题不谈，基本原理的虚构特征却是完全明显的，因为我们能够指出两条根本不同的原理，而两者在很大程度上都同经验相符合。这—点同时又证明，要在逻辑上从经验推出力学的基本概念和基本假设的任何企图，都是要失败的。爱因斯坦还清楚地看到，相对论是说明理论科学在发展的基本特征的一个良好的例子。初始假设变得愈来愈抽象，离经验愈来愈远。另一方面，它更接近一切科学的伟大目标，即要从尽可能少的假设或者公理出发，通过逻辑的演绎，概括尽可能多的事实。同时，从公理引向经验事实或者可证实的结论的思路也就愈来愈长，愈来愈微妙。理论科学家在他探索理论时，就不得不愈来愈听从纯粹数学的、形式的考虑，因为实验家的物理经验不能把他提高到最抽象的领域中去。正是科学发展的这种理论化趋势，使爱因斯坦认识到：“科学一旦从它的原始阶段脱胎出来以后，仅仅靠着排列的过程已不能使理论获得进展。由经验材料作为引导。研究者宁愿提出一种思想体系，它——般地是在逻辑上从少数几个所谓公理的基本假定建立起来的。”（[1]，p.115），他进而指出：“适用于科学幼年时代的以归纳为主的方法，正在让位给探索性的演绎法。”([1]，p.262)

三、爱因斯坦大胆运用探索性的演绎法的直接动因

只是在广义相对论建立之后，爱因斯坦才把探索性的演绎法作为一个论原则从上加以论述。可是，早在创立狭义相对论时，他就在中大胆运用这一方法了，并在思想上对它已有比较深刻的认识。促使爱因斯坦大胆运用探索性的演绎法的直接原因有两个：其一是赫兹、玻耳兹曼、彭加勒等人的思想，其二是当时的物现状使得他不能不那样做。

在联邦大学期间(1896~1900)，爱因斯坦自学了赫兹、玻耳兹曼等科学大师们的著作。赫兹在他的名著《力学原理》(1894)中试图重构力学，为此他仅利用空间、时间和质量三个原始概念。赫兹的力学体系建立在通过科学家个人的“内在直觉”从经验引出的公理之上，它能够导出经验预言。赫兹认为“内在直觉规律”的功能像“康德意义上的先验判断”一样，并且声称他的力学重构是演绎系统，与牛顿的《原理》(全称《的数学原理》)有许多相同的风格。在这个公理体系中，我们可以推演出与我们的观察记录相对照的可检验的结论，依据该结论与可观察的世界一致还是不一致，来决定这个体系是否正确。尽管爱因斯坦不赞同赫兹的隐质量概念和“把自然现象追溯到力学的主要定律”的长远目标，但是赫兹强调公理描述的威力却给他留下了深刻的印象。这种公理描述与其说在经验材料上预言理论结构，倒不如说在公理和直觉上预言理论结构。

爱因斯坦也自学了玻耳兹曼的《力学讲义》(1897)。在该书中，玻耳兹曼把力学作为物理学的核心，爱因斯坦当然不会同意这种看法的。但是，玻耳兹曼重构力学的方法的下述特点，一定会强烈地震撼爱因斯坦敏感的心弦：“恰恰是力学原理的不明晰性，在我看来不是同时以假设的智力图像为起点而得到的，而是从一开始就以与外部经验相联系的尝试而得到的。”([2]，p．127)玻耳兹曼的意思很清楚：力学原理的不明晰，在于经验归纳，而不在于智力图像。玻耳兹曼的“智力图像”概念比赫兹的“外部对象的图像或符号”更自由，爱因斯坦可能山此注意到，力学的已使原理凌驾于经验材料之上。

彭加勒在《科学与假设》(1902)中对约定主义的论述，对爱因斯坦的探索性的演绎法的形成必定大有裨益，爱因斯坦在“奥林比亚科学院”时期(1902~1904)曾和他的同伴索洛文、哈比希特一起研读过这本脍炙人口的畅销名著。彭加勒通过对数理科学的基础进行了敏锐的、批判性的审查和后得出：几何学的公理既非先验综合判断，亦非经验事实，它们原来都是约定。物理学尽管比较直接地以经验为基础，但它的一些基本原理也具有几何学公理那样的约定特征。例如惯性原理，它不是先验地支配我们的真理，否则希腊学者早就知道它了，它也不是经验的事实，因为人们从来也不能用不受外力的物体做实验，因而无法用实验证实或否证它。经过最终分析，它们化归为约定或隐蔽的定义。因此，彭加勒得出结论说：在数学及其相关的学科中，“可以看出自由约定的特征”;他进而指出：“约定是我们的精神的自由活动的产品”，“我们在所有可能的约定中进行选择时，要受实验事实的引导;但它仍是自由的，只是为了避免一切矛盾起见，才有所限制。”

彭加勒在考察了物理学的理论后认为，物理学有两类陈述——原理和定律。定律是实验的概括，它们相对于孤立的系统而言可以近似地被证实，原理是约定而成的公设，它们是十分普遍的、严格真实的，超越了实验所及的范围。彭加勒还阐述了约定主义的方法论意义。他说，当一个定律被认为由实验充分证实时，我们可以采取两种态度。我们可以把这个定律提交讨论，于是，它依然要受到持续不断的修正，毋庸置疑，这将仅仅以证明它是近似的而终结。或者，我们也可以通过选择这样一个约定使命题为真，从而把定律提升为原理。在彭加勒看来，经典力学和经典物理学的六大基本原理(迈尔原理即能量守恒原理、卡诺原理即能量退降原理、牛顿原理即作用与反作用原理、相对性原理、拉瓦锡原理即质量守恒原理、最小作用原理)就是这样形成的。

彭加勒提出约定主义并不是无缘无故的。在近代科学发展的早期，弗兰西斯•培根提出了经验归纳的新方法，这种方法对促进近代科学的发展起了巨大的作用，但后来却助长了狭隘经验事义的盛行。到19世纪，以惠威尔、穆勒为代表的“全归纳派”和以孔德、斯宾塞为代表的实证主义广为流行，把经验和归纳视为唯一可能的认识方法。到19世纪末，第二代的实证主义的代表人物马赫更是扬言要把一切“形而上学的东西”从科学中“排除掉”。另一方面，康德不满意经验论的归纳主义的阶梯，他把梯子颠倒过来，不是从经验上升到理论，而是以先天的“感性直观的纯形式”(时间和空间)和先天的“知性的纯粹概念或纯粹范畴(因果关系、必然性、可能性等十二个范畴)去组织后天经验，以构成绝对可靠的“先验综合知识”。彭加勒看到，无论是经验论还是先验论，都不能圆满地说明科学理论体系的特征。为了强调在从事实过渡到原理时，科学家应充分有发挥能动性的自由，他于是提出了约定主义。约定主义既要求摆脱狭隘的经验论，又要求摆脱经验论，它顺应了科学发展的潮流，反映了当时科学界自由创造、大胆假设的要求，在科学和哲学上都有其积极意义。

《科学与假设》一书对爱因斯坦的印象极深，他和同伴们花了好几个星期紧张地读完了它。爱因斯坦坦率地承认彭加勒对他的直接影响。他赞同“敏锐的深刻的思想家”彭加勒的约定主义观点，认为概念和公理是思维的自由创造，是理智的自由发明。他这样说过：“一切概念，甚至那些最接近经验韵概念，从逻辑观点看来，……都是一些自由选择的约定，……([1]，p．6)

一开始，爱因斯坦也对洛伦兹的论（是1895年的论文，而不是1904年的电子论的最终形式）发生过兴趣，这是一种构造性的理论。可是不久，他从普朗克的量子论中看到，辐射具有一种分子结构。这是同麦克斯韦理论相矛盾的，而且麦克斯韦理论也不能导致出正确的辐射压涨落。爱因斯坦在“自述”中谈到了他当时的转变：“早在1900年以后不久，即在普朗克的首创性工作以后不久，这类思考已使我清楚地看到：不论是力学还是热力学(除非在极限情况下)都不能要求严格有效。渐渐地我对那种根据已知事实用构造性的努力去发现真实定律的可能性感到绝望了。我努力得愈久，就愈加绝望，也就愈加确信，只有发现一个普遍的形式原理，才能使我们得到可靠的结果。”([1]，p．23)从此时起，爱因斯坦就断然决定用探索性的演绎法来解决。

四、爱因斯坦的探索性的演绎法的特色

作为科学推理的演绎法，可以说是源远流长了。早在古希腊，著名的哲学家、形式逻辑的创始人亚里士多德就提出了归纳和演绎这两种逻辑方法，并认为演绎推理的价值高于归纳推理。而古希腊名声最大的数学家欧几里得，在《几何原本》中把几何学系统化了，这部流传千古的名著就是逻辑演绎法的典范。牛顿在建立他的力学理论体系时虽然运用了归纳法，但其集大成著作《原理》的叙述方法却采用的是演绎法。爱因斯坦的探索性的演绎法绝不是这种古老的演绎法的简单照搬。他根据自己的科学研究实践，顺应当时理论科学发展的潮流，对演绎法作了重大发展，赋予了新的。也许是为了强调他的演绎法与传统的演绎法的不同，他在“演绎法”前面加上了限制性的定语——“探索性的”，这个定语也恰当地表明了他的演绎法的主要特征。与传统的演绎法相比，爱因斯坦的探索性的演绎法是颇有特色的。这主要表现在以下三个方面。

第一，明确地阐述了科学理论体系的结构，恰当地指明了思维同经验的联系问题，充分肯定了约定在建造理论体系时的重要作用。爱因斯坦把科学理论体系分为两大部分，其一是作为理论的基础的基本概念和基本原理，其二是由此推导出的具体结论。在爱因斯坦看来，那些不能在逻辑上进一步简化的基本概念和基本假设，是理论体系的根本部分，是整个理论体系的公理基础或逻辑前提。它们实际上“都是一些自由选择的约定”;它们“不能从经验中抽取出米，而必须自由地发明出来”([1]，pp．6，315)。谈到思维同经验的联系问题时，爱因斯坦说：直接经验ε是已知的，A是假设或公理，由它们可以通过逻辑道路推导出各个个别的结论S;S然后可以同ε联系起来(用实验验明)。从心理状态方面来说，A是以ε为基础的。但是在A和ε之间不存在任何必然的逻辑联系，而只有通过非逻辑的方法——“思维的自由创造”(或约定)——才能找到理论体系的基础A。爱因斯坦明确指出：“物理学构成一种处在不断进化过程中的思想的逻辑体系。它的基础可以说是不能用归纳法从经验中提取出来的。而只能靠自由发明来得到。这种体系的根据(真理内容)在于导出的命题可由感觉经验来证实，而感觉经验对这基础的关系，只能直觉地去领悟。进化是循着不断增加逻辑基础简单性的方向前进的。为了要进一步接近这个目标，我们必须听从这样的事实：逻辑基础愈来愈远离经验事实，而且我们从根本基础通向那些同感觉经验相联系的导出命题的思想路线，也不断地变得愈来愈艰难、愈来愈漫长了。”([1]，p．372)

第二，大胆地提出了“概念是思维的自由创造”、“范畴是自由的约定”([1]，pp．407，471)的命题，详细地阐述了从感觉经验到基本概念和基本原理的非逻辑途径。爱因斯坦指出，象马赫和奥斯特瓦尔德这样的具有勇敢精神和敏锐本能的学者，也因为哲学上的偏见而妨碍他们对事实做出正确的解释(指他们反对原子论)。这种偏见——至今还没有灭绝——就在于相信毋须自由的构造概念，事实本身能够而且应该为我们提供科学知识。这种误解之所以可能，是因为人们不容易认识到，经过验证和长期使用而显得似乎同经验材料直接相联系的那些概念，其实都是自由选择出来的。爱因斯坦认为，物理学家的最高使命就是要得到那些普遍的基本定律，由此世界体系就能用单纯的演绎法建立起来。要通向这些定律，并没有逻辑的道路，只有通过那种以对经验的共鸣的理解为依据的直觉，才能得到这些定律。”([1]，p，102)

为了从经验材料中得到基本原理。除了通过“以对经验的共鸣的理解为依据的直觉”外，爱因斯坦还指出可以通过“假设”、“猜测”、“大胆思辨”、“创造性的想像”、“灵感”、“幻想”、“思维的自由创造”、“理智的自由发明”、“自由选择的约定”等等。不管方法如何变化，它们都有—个共同点，即基本概念和基本原理只能通过非逻辑的途径自由创造出来。这样一来，基本概念和基本原理对于感觉经验而言在逻辑上是独立的。爱因斯坦认为二者的关系并不像肉汤同肉的关系，而倒有点像衣帽间牌子上的号码同大衣的关系。也正由于如此，从感觉经验得到基本概念和原理就是一项十分艰巨的工作，这也是探索性的演绎法的关键一步。因此，爱因斯坦要求人们“对于承担这种劳动的理论家，不应当吹毛求疵地说他是‘异想天开'''';相反，应当允许他有权去自由发挥他的幻想，因为除此以外就没有别的道路可以达到目的。他的幻想并不是无聊的白日做梦，而是为求得逻辑上最简单的可能性及其结论的探索。”([1]，pp.262~263)

关于爱因斯坦所说的“概念是思维的自由创造”和“范畴是自由的约定”，其中的“自由”并非任意之谓，即不是随心所欲的杜撰.爱因斯坦认为，基本概念和基本原理的选择自由是一种特殊的自由。它完全不同作家写小说时的自由，它倒多少有点像一个人在猜一个设计得很巧妙的字谜时的那种自由。他固然可以猜想以无论什么字作为谜底，但是只有一个字才真正完全解决了这个字谜。显然，爱因斯坦所谓的“自由”，主要是指建立基本概念和基本原理时思维方式的自由、它们的表达方式的自由以及概括程度高低的自由，—般说来，它们包含的客观实在的内容则不能是任意的。这就是作为反映客观实在的人类理智结晶的科学之客观性和主观性的统一。诚如爱因斯坦所说：“科学作为一种现存的和完成的东西，是人们所知道的最客观的，同人无关的东西。但是，科学作为一种尚在制定中的东西，作为一种被迫求的目的，却同人类其他一切事业一样，是主观的，受心理状态制约的。”([1]，p．298)

第三，明确地把“内在的完备”作为评判理论体系的合法性和正确性的标准之一。在爱因斯坦看来，探索性的演绎法就是在实验事实的引导下，通过思维的自由创造，发明出公理基础，然后以此为出发点，通过逻辑演绎导出各个具体结论，从而构成完整的理论体系。但是，评判这个理论体系的合法性和正确性的标准是什么呢?爱因斯坦晚年在“自述”中对这个问题作了纲领性的回答([1]，pp．10～11)。他认为，第一个标准是“外部的证实”，也就是说，理论不应当同经验事实相矛盾。这个要求初看起来似乎十分明显，但起来却非常伤脑筋。因为人们常常，甚至总是可以用人为的补充假设来使理论同事实相适应，从而坚持一种普遍的理论基础。但是，无论如何，这种观点所涉及的是用现成的经验事实采证实理论基础。这个标准是众所周知的，也是经常运用的。有趣的是爱因斯坦提出的第二个标准——“内在的完备”。它涉及的不是理论同观察材料的关系问题，而是关于理论本身的前提，关于人们可以简单地、但比较含糊地称之为前提(基本概念和基本原理)的“自然性”或者“逻辑简单性”。也就是说，这些不能在逻辑上进一步简化的元素要尽可能简单，并且在数目上尽可能少，同时不至于放弃对任何经验内容的适当表示。这个观点从来都在选择和评价各种理论时起着重大的作用，但是确切地把它表达出来却有很大困难。这里的问题不单是一种列举逻辑上独立的前提问题(如果这种列举是毫不含糊地可能的话)，而是一种在不可通约的质之间作相互权衡的问题。其次，在几种基础同样“简单”的理论中，那种对理论体系的可能性质限制最严格的理论(即含有最确定论点的理论)被认为是比较优越的。理论的“内在的完备”还表现在：从逻辑的观点来看，如果一种理论并不是从那些等价的和以类似方式构造起来的理论中任意选出的，那么我们就给予这种理论以较高的评价。

爱因斯坦看到了“内在的完备”这一标准不容忽视、不可替代的特殊作用。他指出，当基本概念和基本原理距离直接可观察的东西愈来愈远，以致用事实来验证理论的含义就变得愈来愈困难和更费时日的时候，“内在的完备”标准对于理论的选择和评价就一定会起更大的作用。他还指出，只要数学上暂时还存在着难以克服的困难，而不能确立这个理论的经验内涵：逻辑的简单性就是衡量这个理论的价值的唯一准则，即使是一个当然还不充分的准则([1]，pp.12、501)。爱因斯坦的“内在完备”标准在某种程度上是不可言传的，但是它在像爱因斯坦这样的具有“以对经验的共鸣的理解为依据的直觉”的人的手中，却能够有效地加以运用，而且预言家们在判断理论的内在完备时，它们之间的意见往往是一致的。

在爱因斯坦创立狭义相对论和广义相对论的过程中，充分地体现了探索性的演绎法的这三个特色。前面我们已简单地涉及到这一点，这里我们只谈谈爱因斯坦从“内在的完备”这一标准的角度是如何对自己理论进行评价的。1906年，当德国实验物理学家宣称，他在1905年完成的关于高速电子(β射线)质量和速度关系的数据支持亚伯拉罕和布赫尔的“刚性球”电子论，而同洛伦兹-爱因斯坦的理论(电子在运动方向的直径会随速度的增加而收缩)不相容，彭加勒立即发生了动摇，认为相对性原理不再具有我们先前赋予它的那种重要的价值。洛伦兹表现得更是十分悲观，他在1906年3月8日致彭加勒的信中说：“不幸的是，我的电子扁缩假设同考夫曼的新结果发生了矛盾，因此我必须放弃它，我已到了山穷水尽的地步。在我看来，似乎不可能建立起一种要求平移对电学和光学现象完全不产生影响的理论。”([2]，p．334)爱因斯坦的态度则截然相反，他对自己的理论的“内在的完备”抱有信心。他在1907年发表的长篇论文中指出：考大曼的实验结果同狭义相对论的“这种系统的偏离，究竟是由于没有考虑到的误差，还是由于相对论的基础不符合事实，这个问题只有在有了多方面的观测资料以后，才能足够可靠地解决。”他认为“刚性球”电子论在“颇大程度上是由于偶然碰巧与实验结果相符，因为它们关于运动电子质量的基本假设不是从了大量现象的理论体系得出来的。”正由于狭义相对论的理论前提的简单性大，它涉及的事物的种类多，它的应用范围广，它给人的印象深，所以爱因斯坦才对自己的理论坚信不疑，要知道当时还没有确凿的实验事实证实这种具有思辨性的理论。谈到广义相对论的“内在的完备”，爱因斯坦说：“这理论主要吸引人的地方在于逻辑上的完整性。从它推出的许多结论中，只要有一个被证明是错误的，它就必须被抛弃，要对它进行修改而不摧毁其整个结构，那似乎是不可能的。”([1]，p．113)他甚至说过这样的话：当1919年的日蚀观测证明了他关于光线弯曲的推论时，他一点也不惊奇。要是这件事没有发生，他倒会是非常惊讶的。

探索性的演绎法是爱因斯坦的主导哲学思想——唯物论的唯理论——的一个重要组成部分。可贵的是，爱因斯坦在这里并没有排斥或漠视经验归纳法在科学中的地位。一方面，他认为纯粹思维可以把握实在;另一方面，又认为从来也没有一种理论是靠纯粹思辨发现的，他对构造性的理论也给予了较高的评价。爱因斯坦敢于正视矛盾的两极，在唯理论和经验论之间保持了一种微妙的、恰如其分的平衡，这正是他的高明之处。他提出的探索性的演绎法，只是强调“要大胆思辨，不要经验堆积”罢了，这是理论科学在20世纪发展的必然趋势，爱因斯坦则是率先表达了这一时代要求。

《爱因斯坦文集》第一卷，许良英等编译，商务印书馆，1978年第1版，第75~76页。

ArthurI．Miller，AlbertEinstein''''sSpecisloryofRelativity：Emergence(1905)andEarlyInterpretation,(1905~1911)，Adison-WesleyPubiishingCompany，Inc.,1981,p.196.

H．S．塞耶编：《牛顿著作选》，上海人民出版社，1971年第1版，第6页。

H．Poincaré，TheFoundationsofScience,TranslationbyG．B．Halsted，TheScience,YorkandGarrison，N.Y.1913,pp.28,65.

彭加勒范文篇5

关键词：科学客观性科学客观性特点和功能

科学客观性有诸多特点。首当其冲的是，科学客观性的涵义和标准是复杂的或丰赡的。科学客观性的三大内涵，即科学的对象、方法和评价的客观性，或科学的认识论、方法论和价值论的客观性，都包含丰富的内容。检验和评价科学客观性的标准，即实证、理性、臻美的审视和批判，也意蕴隽永。诚如陶伯所说，科学事业承诺一种类型的证实，这在其他知识领域找不到（通常达不到）。不管依赖于这一要求多么明显地成功，空时作为在科学语境中理解的客观性却依赖于依然有争议的复杂的哲学基础。这是一个高度繁杂的论题，不过在它的最简单的形式中，论据涉及对于成功的预言和证实标准如何选择。实证论者会为常规标准和方法提供理由；一些社会结构主义者则坚持，意见一致的动力学不仅是操作的，在某些例子中也是决定的。对于科学的“成熟性”的标志预言、预言与其围绕的理论的真正关系、判断理论为真的逻辑工具、断定科学方法有效和说明科学预言成功的见解，都是颇多歧见的麻烦问题。

科学客观性的涵义是复杂的或丰赡的，科学客观性标准也是如此，当然讨论后者有时也不免涉及到涵义方面。福尔迈详细地罗列了科学客观性的必要标准，并认为至多在它们联结起来时才是充分的：

（1）主体间的可理解性：科学不是私人事务，至关重要的科学陈述必须相互传达，因而必须用某种普遍语言来表达。（2）不依赖于参照系：不仅观察者个人无关紧要，而且他的立场、他的意识状态、他的“角度”也是如此。（3）主体间的可验证性：无论是谁，都能够检验陈述，也就是说，可以通过适当的措施而确信陈述的正确性。（4）不依赖于方法：某个陈述的正确性，不允许依赖于人们用以验证陈述的方法。按照这个标准，“电子是一种粒子”的论断就不是客观的（因此在科学上也是错误的）。（5）非约定性：某个陈述的正确性，也不允许建立在某种随意行动（如某种决议、某种约定）的基础上。

隆季诺详尽地列举了估价科学共同体的客观性的标准。他说，科学共同体在满足四个必要的标准上是客观的：必须存在对证据、方法以及假定和推理的公认的批判手段，必须存在批判能够援引的共同具有的标准，作为一个整体的共同体必须对这样的批判做出响应，理智权威必须在具有资格的实践者中间平等地分享。

在所有这些标准中，最重要是莫过于（科学家个人的和科学共同体的）理性和经验标准了。彭加勒在批评有人坚持物理科学不是经验科学时，特别强调科学客观性的这两个标准：“完全无序的集合没有客观的价值，由于它是不可以理解的；但是，即使是充分有序的集合，如果它不符合实际经验过的感觉，那么它也不再具有客观的价值。”为此他提出客观性必须满足的两个条件：“第一要把实在与梦幻分离开来，第二要把实在与浪漫文学加以区别。”在当代，这已经成为学界的共识。沃克迈斯特指出：我们把我们经验中的持久的联系称为“客观的”，把其他联系称为“主观的”。这种对客观性和主观性的解释只意味着相对的而不是绝对的区别，因为我们的经验没有一个部分是完全不变的，而且甚至最零散的经验也有某种程度的恒定性。另外，与我们的实际的和可能的经验总体的集成之背景的一致性和相互依赖性，也提供了客观性的标准。也就是说，“可以肯定，不是感官印象的生动性和‘强制性’，而是我们经验的种种内在关系和集成的背景提供了真正的客观性的标准。”

第二个特点是，科学客观性及其确立是一个过程。皮亚杰在陈述作为每门科学理想的客观性的三个条件时，已经涉及到这一点。首先，客观性是一个过程而非某种状态。客观性要以一系列前后相继、但或许永远不会终止的不断趋近为先决条件。其次，向客体的不断接近，不是以添加的方式进行的，而是和一种重要的分离过程，也即摆脱主观束缚和成见的过程相联系的。第三，客观性并不是指某个对象在纯粹的或“赤裸裸的”状态中被把握的，而在于该对象被说明了，或者至少在某种数学-逻辑的框架中被描述了。莫兰把科学客观性及其确立视为观察和验证、共同体内部的交流和批判、理论的竞争和较量的过程，而且这个过程深深地扎根于历史传统和文化与境中。

客观性是一个绝对确定的事物。它是由明显的相互协调的观察和验证加以确定的。这些观察和验证本身的成立需要有主体间的交流。这些交流显然是在一个环境内部、在人们所说的科学共同体的内部进行的。在这个问题上，波普尔也提出了一个十分有趣的思想。他大致是说：“科学不是一个理论或一个头脑的特权，科学是科学家对于一个绝对强制性的的游戏规则的承诺。”但是，为了实行这个检验的和实验的游戏规则，应该有大量的相互批评的活动。为了有大量的相互批评的活动，应该有不同的理论、观点，甚至是深层的“隐秘思想”、形而上学思想的相互交锋。因此，不仅必须有共同体的因素，而且还必须有竞争和较量的因素；这是一个对立在其中起作用的真正的社会环境。不过，为了这个社会、这个共同体能够运行，波普尔还指出，它必须扎根于一个历史传统中、一个文化的内部。

第三个特点是，科学客观性即是科学共同体的主体间性（intersubjectivity）。这一思想由来已久。康德在《纯粹理性批判》中，使用术语“客观的”指称独立于任何个人怪想而能够得到辩护的知识。如果辩护原则上能够被检验并被任何人理解，它就是客观的。康德认识到，由科学陈述要求客观性，必然得出结论，它们在任何时候都必须是可以主体间相互检验的，因而它们必须有普遍定律或理论的形式。他用他的“按照因果律的时间先后原理”，来模糊地表述这个发现。

沿着康德开辟的思想进路，不少哲学家和科学家紧随其后，把科学客观性等同于“主体间性”，即科学命题或科学理论可以在主体间相互讨论、检验、批判，并最终基本上达成意见一致。虽然科学客观性有时指称普适一致的潜力，但是在实践中，我们仅仅依靠科学共同体的一致，甚至经常依赖由权威授予的有限数目的人的确认，从而借助他们的资格和凭证确立科学理论的好坏优劣、存废去留乃至是否是科学真理。就这样，主体间性开始在科学客观性中扮演根本性的角色。

在康德之后的许多哲学家的著作中都可以看到这一洞见，特别是在米德（G.Mead）、胡塞尔和舒茨（A.Schütz）的作品中。比如，胡塞尔说过：“在开放的无限范围中的每一个形状，即使在现实中是作为事实被直观地给予的，还缺乏‘客观性’；因而，它不是主体间地可规定的，在它的规定性方面对于每一个人来说也不是可以互相交流的，因为每一个他人并不在同时实际地看到它。测量的技艺显然有助于实现这种客观化的目的。”波普尔更是径直指出：“科学陈述的客观性就在于它们能被主体间相互检验。”他后来又进一步指出：“主体间相互检验只是主体间相互批判这个更一般观念的一个重要的方面，或通过批判性讨论进行相互理性地控制观念的一个重要的方面。”莫兰则一言以蔽之：客观性是科学共同体展开批评过程的结果，客观性产生于科学家的一致同意。

科学家似乎也不甘示弱。皮尔逊在论及自然定律的普遍性时，也在主体间性的意义上议论了自然定律的客观性。因为自然定律在独立于个人偏见和狂想的意义上，在对正常人普遍有效的意义上是客观的。他说：“自然定律具有完全独立于系统阐述、证明或接受它的人的心智的有效性。”“力学理论的惟一客观要素，在于类似的两种人类心智的知觉官能和推理官能。”彭加勒言简意赅：“保证我们生活于其中的世界的客观性，就在于这个世界对于我们和其他思维者是共同的。”他进而解释道：“客观的东西必定对于许多心智来说是共同的，因而能由一个人传达给其他人，由于这种传达只能通过‘交谈’，所以我们甚至被迫得出结论：不交谈，就没有客观性。”也就是说：

除了对所有人同一的事物以外，没有什么事物是客观的；现在，只有比较是可能的，只有比较可以翻译为从一个心智传达给另一个心智的“交换货币”时，我们才能谈论这样的同一性。因此，除了通过“交谈”可以传达的事物，即可以用智力理解的事物以外，再也没有什么事物具有客观的价值了。

如果说彭加勒所谓的客观性主要针对科学的研究对象即客观实在而言的话，那么皮尔逊的目标直指科学判断和科学理论：“事实的分类以及在这种分类基础上形成绝对的判断——独立于个人心智的特性的判断——本质上概括了近代科学的范围和方法。科学人的首要目的在于在他的判断中消除自我，提出对每一个心智与对他自己同样为真的论据。”“科学的试金石在于，它的结果对于所有正常构造的和正式受教育的心智来说是普遍有效的。”罗素也赞同科学客观性即是主体间性：“科学知识的目的在于去掉一切个人的因素，说出人类集体智慧的发现。”它的始终不变的目标是，“消除感觉的主观性，而代之以对所有知觉者都相同的一种知识。”

主体间性的核心思想是科学共同体的意见一致。什么构成意见一致（consensus）？在科学修辞中，可以称其为“普适的同意”吗？雷斯蒂沃对此的回答是：客观性不是普适同意的事情，而是限制性的一致的某一类型的事情。例如，主体间的一致能够被用来指称这样的一致类型，即在恰当证明的、其感觉器官处于“恰当的工作程序”且在近代变成作为科学家而知道的人中发生的一致类型。在决定给定的关于实在的陈述是否是“客观的”时候，它们依赖这种类型的一致。但是，也存在其他类型的一致，它们都以一种或另一种方式受到局限。特殊的一致与所谓的“知识人”、他的学徒和他的同事相关。个体的一致可以被用来描述达到认知连贯（consistency），这种类型的一致是作者特有的、私人的或主观的知识的基础。一致的类型是按私人、群体和社会文化水准发展的。它们是人和环境（物理的、生物的和社会的）之间关系的特殊种类的结果，它们导致可区分的实在的结构。重要的是要注意到，所有的一致类型都包含某种主体间的检验（甚至个体的一致也能够被察觉是内心对话的结果）。

主体间性除了上述的本义之外，一些学者还对它做出进一步的诠释。齐曼认为，主体间性包括“移情”（empathy）。“理解并想象地进入他人的感受”的力量，对于参与社会生活并分享对社会生活的理解是根本性的。观察者要能理解这些状态，就必须有同样的个人体验，并意识到他人也有这样的体验。移情理解不仅在人的行为观察者和行动者之间起作用，对同一行为的不同观察者来说它也适用。他通过更广泛的反思表明：

主体间性既是人类状况的基础，也是主观性自身的基础。我们作为个体的自我意识典型地浓缩在笛卡儿的格言“我思故我在”里，但这是以我们对处于同一境况的其他生灵的了解为补充的。我们对自己更深刻的理解，是我们对他人的理解以及他人对我们的理解为参照物的。我们的思想因为“欢宴交际”（conviviality）而稳定，欢宴交际也就是把我们的思想与他人的思想相比较的机会。

隆季诺细致地考察了科学共同体通过批判达到协商一致的设计和构成的特征：不同观点的科学家的批判性的相互作用，可以缓和主观偏爱对背景假设、从而对理论选择的影响。虽然主体间的相互作用是科学认知的必要特征，但是并非正好任何相互作用的形式都将如此。如果主体间的相互作用之点必须把主观的东西转化为客观的东西，那么这些相互作用绝不应该简单地保持一个人的主观性和把它分配到所有其他人，而是必须构成真正的和相互的检验。详细说明共同体的设计和构成的特征能够有助于该目的，促进了转化的批判，从而达到作为知识合格的协商一致。这些特征有如下四点。（1）必须存在公共承认的批判的证据、方法以及假定和推理的论坛。（2）必须存在对批判的理解。共同体不仅必须宽容异议，而且它的信念和理论必须在对其内发生的批判话语的反应中随时间而变化。（3）必须存在公共承认的参照和诉诸标准：理论假设和观察实践参照它们评价，批判诉诸它们与探究共同体的目标有关。也就是说，通过明确地或隐含地表白遵守那些标准，个人和共同体可以采纳恰当的尺度，以评价他们的认知活动。探究目标的满意除非通过就共有的价值和标准评价，否则原则上不会被确定。这种评价可以由任何人执行，不仅仅由共同具有所有标准的共同体成员完成。而且，这些标准不是静态的，其本身在参照其他认为在时间上恒定的标准、目的或价值时，可以受到批判或发生变化。依靠这样的标准的预设是，它们幸存于类似的批判性的审查。（4）共同体必须具有理智权威平等的特征。有什么意见一致必须不是政治或经济的权力的结果，或者不是排除异议的视角的结果，而是所有相关的视角在其中被提出来对话的结果。这个标准严重强加内含的责任；它并不要求每一个个人过去的训练的履历或状态如何，都应该被认可在每一件事情上是同等的权威。逐题进行的相互作用，减少了把个人偏爱结合到科学知识本体中的可能性。虽然它们不能统统消除背景假定，但是能够在满足上述条件的共同体之内和之间进行的相互作用消除了个人癖好，而且确保没有假定的集合仅仅借助它的公共性和隐匿性处于统治地位。他还强调了主体间的相互批判的广度和观点的多样性对于客观性的意义，并揭示出限制批判广度的几个条件——这能够妨害科学共同体的客观性。

当然，作为科学客观性的主体间的一致，并不能绝对地确保每一个命题或理论的客观性；但是，最终达不到主体间的一致，则完全可以断定它们不是客观的。不管怎样，主体间性依然是科学共同体追求科学客观性的最佳选项，没有其他选项像它那样言之有理、行之有效。不过，我们还是要牢记隆季诺和雷斯蒂沃的告诫：主体间的批判可以达到减少与境价值影响的过程，但是它仅仅是部分有效的屏障。虽然这些批判能够使某些负荷价值的假定在考虑（以及在采纳或拒斥）时变得可见，但是被科学共同体所有成员分享的那些假定将依然潜藏着，并进入所接受的背景，在评价资料和进行推理中难以觉察那些隐藏的价值。主体间性和意见一致并未解决科学知识和非科学知识的划界问题，也没有完全保证客观性。失败并非因为主体间性和意见一致与客观性毫无关系，而是因为它们被当成不成问题的东西对待的。意识到主体间性和意见一致是成问题的，导致如下询问：设想首先有可能定义客观性为社会事实，那么什么类型的主体间性和什么模式的意见一致，最可能激励关于实在的客观陈述的创造呢？为了解决这个问题，首先需要审查一下实在和客观性的观念。

第四个特点是，科学客观性缺乏质而仅仅是关系的客观性。严格地讲，科学研究的对象不是事物的质，而是事物之间的关系，因为感觉的质无主体间性，而感觉之间的关系却有，从而能够达客观性。正如关系实在论的倡导者彭加勒所说：

感觉是不可传达的，或者毋宁说，感觉中的纯粹的质是不可传达的、永远无法穿透的。可是，这些感觉之间的关系并非如此。从这种观点看来，凡是客观的东西都缺乏一切质，仅仅是纯粹的关系。……没有什么不能传达的事物是客观的，因此惟有感觉之间的关系才会具有客观价值。

他还一再申明：“惟有在关系中才能找到客观性；在被视之为彼此孤立的存在中寻求客观性，只能是白费气力。”由此看来，如果不化质为量——量实际上是一种关系的系统——的话，那么，无论是与人的感觉经验密切相关的所谓事物的第二性的质（颜色、味道、气味等），还是与感觉经验有不解之缘的所谓事物的第一性的质（大小、形状、数量等），都不能成为科学研究的对象，因为它们没有主体间性即客观性。即使添加第零性之类的质，除了引起引起无穷倒退之外，也于事无补。

彭加勒的观点已被后人接受。哈耶克认为：“不同的人以‘相同的’方式对外部刺激物进行分类，并不意味着个体的感觉性质对于不同的人是一样的（这是个无意义的陈述），而是意味着不同的人的感觉性质系统具有共同的结构（一个同质性的关系结构）。”雷斯蒂沃进而把这一观点加以引申，强调客观性是探究者和探究的对象之间的关系。当然，彭加勒心里明白：“我不至于走得太远，以致说什么客观性只是纯粹的量（这就会不得不扯得太远了，需要详论上述关系的本性），但是我们听说，有人多么得意忘形，竟说世界只不过是微分方程式而已。”这样看来，罗斯扎克对科学客观性的理解——深深地根植于科学化的实在原则是，把量作为客观知识看待，而把质作为主观偏爱的问题处理——是否有点偏差？

第五个特点是，科学客观性表现为理论的数学形式的不变性或不变量。伊利英和卡林金揭橥，自然科学理论相对于变换群的数学化的不变性原理，在最精确的意义上是研究活动的特征。由于把十分具体的要求强加于自然科学理论，它构成用抽象的对象操作的普遍准则，并详细阐明了结果的客观的、固定的准则系统。“客观性”在这种情况下意指反主观性和理论公式化的普适性，这当然是它们的规则的、必要的、因而客观的状况的指示。总之，自然科学理论的公式化相对于变换群的不变性之要求，保证了理论的多产性、一致性、同一性、结果的重复、独立于参照系；它也保证了自然科学知识的客观性，完成了目标设定的启发性功能。福尔迈也表示，科学的不变构成，远远超出了知觉的不变构成。在这里，考察方式的影响也应当通过不变值的探求而得以清除。人们完全可以把对无观察者参与的规律的寻求，看做科学的首要任务。这种寻求的卓有成效，就说明一个独立于观察者的实在的存在。这可以用数学语言表述为：客观性的标志之一，是面对坐标变换的不变量。

第六个特点是，科学客观性与严格性或精确性的关系是双重的。一方面，科学客观性的减少体现在与客观实在分离的理想化中，客观性与严格性是相互排斥的；另一方面，科学客观性的增加又体现在测量的不断精确的进程中，客观性与精确性是相互促进的。彭加勒不完全同意哲学家的下述诘难：你在严格性方面有所得，你将在客观性方面有所失。你只有割断把你和实在连接起来的结合物，你才能够达到你的逻辑理想。你的科学是确实可靠的，但是只有把它束缚在象牙塔内，断绝它与外部世界的所有联系，它才能够继续存在下去。若试图稍稍应用它，它就会从这个囚禁之处逃逸出去。彭加勒指出，严格地讲，情况并非如此。这实际上是把乍看起来没有区别的、两种不同真理——严格的数学真理和近似的实验真理——的命题混为一谈了。他表示，数学是在失去客观性的情况下才获得严格性的：

在严格性方面有所得，则在客观性方面有所失。正是由于严格性本身与实在相分离，数学才获得了这种完满的纯洁性。

与此形成对照，克莱姆克在重构经典的科学客观性时表明：原先的客观性概念——通过用钢做边缘和高度抛光的平面镜观看世界的、冷血的、无热情的、无个性的、被动的科学家的幼稚形象之概念——再也不能持续下去了，即使它在过去是恰当的。对科学而言，客观性至少处于变化的精确性中。第七个特点是，科学客观性由科学的方法、规范、体制保证，而不是由道德诚实保证。科学客观性不是个体或个人所能决定的，而是科学家之间合作的产物。不是个人的公正性和道德的问题，而是科学建制或科学的规范结构的正常结果。夏平一般地揭示出，现代社会在决定知识主张的真理或谬误时，就不能诉诸熟悉性和个人德行了——我们现在生活在一种“后道德文化”中。信任不再给予熟人，它被给予各种体制和被认为存在于某些体制中的抽象能力。卢曼（N.Lumann）将现代信任的这种特征称为“系统信任”（syxtemtrust）：信任而无须熟悉，信任而不可猜疑。现代性不是参照德行来保证知识，而是通过专家的专长。当我们信任甚或“虔信”现代的技术和这些系统时，我们的信念现在被广泛认为不在于与个人有关的道德特征，而在于隶属于体制的专门技术。隆季诺主要是从方法上论述的：探究方法的客观性不仅包括主体间的批判，而且在于它的程序和结果对于所描述的批判类型的响应达到的程度。科学方法是社会的而非个人的过程的集成，以致问题是科学共同体坚持批判性的对话的程度。在这个格局中，个人的客观性在于参与到集体的批判讨论的意见交换之中，而不在于他们对于他们的观察可能承担的某种特殊的（不偏不倚的、冷静的）关系。这样理解的话，在任何给定的科学共同体中，客观性依赖于发生的交换的质问的深度和范围。这种广泛一致的过程保证（或能够保证），作为被某组资料支持的、最终被接受的假设，并不是反映单独个人癖性的关于自然界的假定。

第八个特点是，科学客观性包含社会文化因素，是一个社会文化过程和现象。封闭的、孤立的个人不可能成为科学客观性的基础，科学的客观性依赖于科学共同体在一定的社会文化与境中，在与社会文化相关的科学预设或背景假定的前提下，相互合作、相互批判、相互检验，并最终达到基本的一致。也就是说，科学客观性在某种程度上也是社会文化的产物。科梅萨罗夫认为，在琐细的意义上，客观性肯定地依赖于社会因素。按照该概念的真正本性，是“客观的”实体在穿越直接或间接地依赖于给定的主体产物的因素时，显示出不变性。于是，客观性必须负载某种主体间的稳定性。任何科学必须渴望某种程度的体系的统一，为此最小的要求是，它的客体是可以毫不含糊地鉴别的。只有在这些条件下，科学的命题才能变成可交流的。从那些可以得到的概念中选择一个概念是必要的，从而确立起一系列的实体统一体，它们显示出与意识、文化或某种其他社会现象的特定体系的稳定关系。因此，

要比较详细地弄清楚促进或削弱在任何特定时代或流行领域中的客观性实践和建制安排，从而弄清楚客观性理想被实现的程度，要求历史的和社会学的研究。

科学客观性是相当复杂的社会文化过程：既有不利于客观性的社会文化因素，也有有利于客观性的社会文化因素，关键在于要尽量规避前者，恰当利用后者，以达成客观性的目标。对于这个问题，雷斯蒂沃进行了系统的研究。他一方面指出，最客观的认识动因和共同体，基本上是那些用最普遍的和最弥散的兴趣完成的东西的动因和共同体。也就是说，人们为特殊的建制或社会的利害关系——国家主义、天主教、佛教、科学官僚政治、核武器工业——承担的义务越少，其认识越客观。同时，他也看到，真的客观性概念实际上依赖于探究，而探究与其说受特定的组织、机构或社会阶级价值和利益的指引，还不如说受广泛而弥散的价值和利益的指引。探究模式的健全性——科学、理性、逻辑——是由它的批判的图式（schema）的深度和范围衡量的。这隐含着，某些探究模式比其他探究模式更好；之所以如此，部分是由于在它们之中嵌入有自动防止故障特性的定理：这种探究模式没有就它自己的理性、逻辑或科学性做辩护的要求，或者它的产物中没有什么东西是在任何意义上作为绝对真或绝对的或肯定的而构造；部分是由于添加或提高了批判的图式。另一方面，人们不知道或不能知道任何先验的事物，而必须竭尽心理的、物理的和社会的努力以获得知识。这是作为广泛被称为“主体间检验”的社会过程之产物的客观性的一般观点之基础。相关的观点把客观性建立在科学和科学证据的公共的和公有的基础上。于是，在传统上存在着普遍被接受的客观性的“社会理论”。它立足于下述假定：在公众论坛和科学家共同体中的交流和交换，是必要而有效的手段，这种手段保证，我们仅仅让对客观实在的可靠近似进入科学，而不让反常的感知的产物、挑选的和独有的认知或“不可控制的和未经证实的反省”进入科学。于是，他得出结论：

我构想的客观性的社会学在以下假定上操作：客观的陈述或真理永远不能是最终的或绝对的；达到真理的系统不能是普遍有效的，在它的基础方面不能是不变的；确定真理的与境比给定的或占统治地位的知识体系与境更广泛地存在着。借助这些假定，客观性的社会学应该有助于产生真理，有助于产生客观性的新的与境和意义。

第九个特点是，科学客观性是交互的、开放的和变化的。珀尔曼在谈到自然、自然中的人和作为自然中的人的产物的科学之关系时强调：“主要论题是人对秩序的科学的探求，他的指导原则，他与环境的相互作用，他的概念的（和其他的）系统的建构，他对观念的投射和检验，作为结果发生科学中的不断革命。在所有这一切中，科学家是相互作用者，而不是实际上超然的观察者。假若如此，科学的客观性需要在较大的相互作用的与境中审查，而不是在所假定的充分分离的禁闭中审查。”他以与科学客观性密切相关的观察为例清楚地说明，观察有三个组分——观察者、被观察者、相干信号。这些组分形成相互作用的系统的基础，系统的成分是相互不可缺少的。雷斯蒂沃揭橥，客观性是探究者和探究的客体之间的关系；它是永远变化的，在广度和深度上是无限的，作为一个整体是可以理解的。它是一个开放系统。如果我们就开放的、永远变化的实在想发现我们能够发现的那么多的东西，那么我们必须以开放的、永远变化的方式行动和思考。如果客观性是社会事实，它必然是开放的、永远变化的社会事实。想成为客观的（致力于客观性的过程）个人，必须力求变成开放的、自我实行的认识动因。从这种观点来看，我们是探究的、反省的有机体（认识动因）。幸存以及超越这一点的生长、扩张与生命的质和意识的进化，依赖于我们开发批判的和创造性的探究所拥有的实际无限的能力。我们生活于其中的社会和我们经历的社会化过程的开放程度，将决定我们能够达到的开放的生活和思维的程度。由此可见，客观性的过程似乎是人适应世界、改造世界和在世界中进化的过程，对客观性条件的追寻就是对幸存、适应和进化条件的追寻。在此基础上，他提出客观性的社会学的研究任务和客观性概念化的方式：

客观性的社会学研究探究的社会和文化的条件，这些条件如何影响我们个人和集体构造客观陈述和发展客观知识的能力。需要以下述方式把客观性概念化：避免绝对主义和相对主义，把对真理的承诺（实质的、方法论的和理论的）与可以改变该承诺的信号的永恒开放性联系起来（这包括意识到新感觉装置的可能性）。

第十个特点是，科学客观性不可避免地包含主观性。除了上面提及的科学认识是社会化过程，带有主观性的社会文化因素影响科学客观性之外，还因为科学认识是认识主体和被认识的客体之间的相互作用：主体是作为客体的自然界一部分，他既是客体的观察者，又是人和自然界这个大系统的一部分，因此无法把主体和客体截然分开，作为主体的科学家的主观性自然会或多或少地渗入认识的结果之中。萨尼特说得不错：“由于科学包含科学家，主观的要素总是存在的。达到客观性的惟一途径是把主观的要素和客观的要素相互分离开来，可是这是不可能的。”巴姆也认为，有些人误以为“客观性”和“主观性”的两极对立是完全相互排斥的矛盾对立面，这样的人因为他们对可靠结果的强烈愿望可能受到称赞，但同时也必须受到指责，因为他们对这种两极对立的实质性相互依赖是无知的，或者至少是忽视的。客体总是相对于主体而言的客体；无主体，便无客体；无主观性，便无客观性。客观性，就其存在而言，不仅依赖于主体的存在，而且依赖于主体特有的客观态度的意愿，即理解课题自身本性的爱好（在客体能被以这种方式理解的限度内）。

珀尔曼从作为自然的观察者和理论的建构者的角度，探讨了这个问题。他说，必须不要把科学家看做是完全隔离的、独立的观察者，而是作为自然的有意识的部分与自然的其他部分相互作用，甚至干预那些部分，不管他们在自我矫正的反馈过程中、还是在用技术改变地球的面貌中正在观察、测量、想象、说明、形成和检验假设。我们使用一切——感觉、心智、想象、经验，包括社会积累起来的经验和技术——探索我们的周围。科学家收集资料，但是它也像陶工塑造泥土一样，通过概念模型和指导原理塑造他的资料。他把他的尝试性的模型投射到自然本身。在某种意义上，科学家像艺术家一模一样，部分地创造了他寻求的秩序。不过，科学家用他观察的东西形成体系。因此，必须在科学作为人与自然相互作用这样的与境中，来理解科学的客观性和主观性。在这种情况下，与其竭力否认科学的主观性，毋宁调动科学家的主观性的积极作用，使之有助于科学。莫兰道出的正是这个意思：

科学的客观性不排除人类精神、个别的主体、文化、社会，而是调动它们的作用。客观性是建立在不断调动人类精神、后者的建构能力、社会文化的酵素和历史的酵素的基础上的。我重复指出，如果在这个背景内的人们想寻找某种关键的和决定性的东西（虽然客观性并不是只有一个基础），这就是自由地交换意见。主体间的相互批评是客观性概念的关键性的关节点。

参考文献

©李醒民（1945~），男，陕西西安人。现任中国科学院研究生院教授、博士生导师，中国科学院研究生院《自然辩证法通讯》杂志社主编。研究方向为科学哲学、科学思想史、科学文化。

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彭加勒范文篇6

一、两个评价标准——“外部的确认”和“内部的完美”

晚年，爱因斯坦把自己在科学实践中的经验从认识论和方法论的高度加以思考和提炼。在“自述”(1946年)这篇有名的回忆录中，他在开始批判那个作为物理学基础的力学之前，论述了批判各种物理学理论的普遍观点。爱因斯坦明确提出，评价科学理论有两个标准。他认为：“第一个观点是很明显的：理论不应当同经验事实相矛盾。”它“所涉及的是用现成的经验事实来证实理论基础”。“第二个观点涉及的不是关于（理论）同观察材料的关系问题，而是关于理论本身的前提，关于人们可以简单地，但比较含糊地称之为前提(基本概念以及这些概念之间作为薹础的关系)的‘自然性’或者‘逻辑的简单性’。”爱因斯坦分别称这两个标准为“外部的确认”和“内部的完美”。它们可以看作是评价科学理论的外部标准和内部标准。

爱因斯坦在谈到这个问题时写道：“虽然概念体系本身在逻辑上完全是任意的，可是它们受到这样一个目标的限制，就是要尽可能做到同感觉经验的总和有可靠的(直觉的)和完备的对应关系；其次，它们应当使逻辑上独立的元素(基本概念和公理)，即不下定义的概念和推导不出的命题，要尽可能地少。”(pp．5～6)就这样，爱因斯坦十分明确地提出了评价科

学理论的外部标准和内部标准，而且认为内部标准从来都在选择和评价各种理论时起着重大的作用。在科学史上和哲学史上，像这样径直从两个方面提出评价科学理论标准的，恐怕很少有先例。爱因斯坦的这些观点对当代科学哲学产生了较大的影响。当代科学哲学文献中所谓的客观标准和主观标准、后验标准和先验标准，在或多或少的程度上与爱因斯坦的外部标准和内部标准有相通之处。

二、两个标准在评价科学理论中的地位

爱因斯坦曾多次论述过两个标准在评价科学理论中的地位。像所有的自然科学家一样，爱因斯坦也十分重视对理论的“外部的确认”。他认为，即使观念世界是不能用逻辑的工具从经验推导出来的，而在某种意义上是思维的自由创造，但这个观念世界还是一点也离不开我们的经验本性而独立，正像衣服不能离开人体的形状而独立一样。他强烈反对那些先验论哲学家，他们把基本概念从经验领域里排除出去，而放到虚无缥缈的先验的顶峰上去。他并不认为思辨比经验高超，并明确指出：“一个希望受到应有的信任的理论，必须建立在有普遍意义的事实之上。”(p.106)

在爱因斯坦看来，评价科学理论的外部标准是最高标准和最终标准。他这样说过：“物理学中没有任何概念是先验地必然的，或者是先验地正确的。惟一地决定一个概念的‘生存权’的，是它同物理事件(实验)是否有清晰的和单一而无歧义的联系。”(p．118)我认为，这里的“惟一”，无疑是就最高标准和最终标准而言的，它并不排斥作为评价科学理论的内部标准的地位和作用。爱因斯坦认为，经典力学中的一些基本概念，如绝对同时性、绝对速度、绝对加速度等等，在相对论中之所以被抛弃，正因为它们同实验之间不可能有单一而无歧义的联系。欧几里得几何学中的“平面”、“直线”等概念，也遭到了同样的命运。

爱因斯坦提出了一个原则性的命题：理论体系所具有的真理性取决于它同经验总和的对应可能性的可靠性和完备性(p.6)。他后来还说过：“只有考虑到理论思维同感觉经验材料全部总和的关系，才能达到理论思维的真理性。”(p．523)这说明，理论的真理性的确立必须在实验检验之后，它是一个后验问题，而不是先验问题。我认为，这并不意味着一些科学理论在提出(未受实验检验)时不具有真理性。试问，难道麦克斯韦1864年提出的电磁场方程不具有真理性，而只是赫兹1887年的电磁波实验才使它具有真理性?难道狄拉克1928年预言正电子的理论不具有真理性，而只是安德森1932年通过实验在宇宙线中发现了正电子才使它具有真理性?这些科学理论在提出时本身就具有真理性，它们只是不具有所谓的“现实的真理性”。与此相对，我们不妨称科学理论在未受实验检验时本身所“固有的”真理性为“潜在的真理性”。通过实验检验，这些潜在的真理性就转化为现实的真理性，从而使科学理论焕发出它的现实性和力量。也许可以说，“内部的完美”标准，恰恰就是用来评价科学理论的“潜在的真理性”的。

外部标准固然是评价科学理论的最高标准和最终标准，但它也有明显的局限性。对于这一点，爱因斯坦是了如指掌的，这也是他相当重视内部标准的原因。综观爱因斯坦的观点，内部标准在评价科学理论中之所以必不可少，概括起来，主要是由以下几方面的因素引起的。

第一，理论不应当同经验事实相矛盾，这一要求初看起来似乎很明显，但应用起来却非常伤脑筋。爱因斯坦敏锐地觉察到：“人们常常，甚至总是可以用人为的补充假设来使理论同事实相适应，从而坚持一种普遍的理论基础。”(p.10)爱因斯坦认为，理论物理学的完整体系是由基本观念(基本概念和基本原理)以及由此用逻辑推理得到的结论构成的，前者是整个理论体系的基础。在用外部标准对理论进行评价时，常常可以引入人为的补充假设把反驳事实变成非反驳的事实甚或有利的证据，从而保持理论基础不变。这正如迪昂（P.Duhem，旧译杜恒）早在本世纪初就指出的，预言出现某一现象涉及到若干个假设，即使这类情况的先行条件陈述无误，未能观察到所预见的现象，也仅仅是否证那些假设的合理。为了恢复与观察的一致，科学家可以随意改变出现在前提中的任何一个假设。拉卡托斯后来在他的“研究纲领”方法论中进一步发挥了这些观点。研究纲领有内部结构即“硬核”，它对应于爱因斯坦的基本观念；研究纲领的外部结构即“保护带”，它由各种辅助性的理论假设构成。因此、当经验事实与理论不相容时．人们可以通过调整辅助性假设来使理论适应经验事实，从而使“硬核”免遭否证。例如，斐兹杰惹和洛伦兹针对迈克耳逊-莫雷实验的否定结果提出的收缩假设就是这样的人为的辅助假设。从这个意义上讲，没有也不可能有所谓的“判决实验”。我在一篇短文中通过历史事实表明，就连许多人认为是判决实验的迈克耳逊-莫雷实验，当时既没有驳倒一般的以太理论，也没有驳倒流行的静止以太说。奎因也认为，科学是一个由许多相互联系的命题和理论组成的大网络；这个网络的四周是具体科学和应用科学，它们与经验事实直接联系；而处于网络中心的是高度抽象的数学和逻辑，它们一般不受经验事实变化的影响，尽管它们并非绝对不可修改。这就给直接应用外部标准检验科学理论带来极大的困难。

第二，爱因斯坦发现：“对应于同一个经验材料的复合，可以有几种理论，它们彼此很不相同。但是从那些由理论得出的能够加以检验的推论来看，这些理论可以是非常一致的，以致在两种理论中间难以找出彼此不同的推论来。”(p．115)例如在生物学领域，在达尔文关于物种由于生存竞争的选择而发展的理论中，以及在以后天获得性遗传这一假设为根据的物种发展理论中，就有这样的情况。以牛顿力学为一方，以广义相对论为另一方，又是两种理论的推论非常一致的实例，它们都受到同一经验材料复合的支持。尽管这两种理论的摹本假定完全不同，但是要从广义相对论中找出能加以检验而为相对论以前的物理学理论所得不到的推论，为数还是很少的。显而易见，这不仅对理论形成中的“归纳万能论”是一个致命的打击，也为依据外部标准评价科学理论提出了一个棘手的问题。

第三，要用外部标准评价理论，首先必须确定这个理论的经验内涵，即确定该理论可用实验事实证实的命题．然后才能着手进行实验，对命题进行评价。但是，这井非总是立即可以实施的，科学家当然也不能为等待这一天的到来而把理论思维停顿下来。在这种情况下，内部标准就能够发挥它的特殊作用。诚如爱因斯坦所说：“只要数学上暂时还存在难以克服的困难而不能确立这个理论的经验内涵，逻辑的简单性就是衡量这个理论的价值的惟一准则，即使是一个当然还不充分的准则。”

第四，当基本概念和公理距离直接可观察的东西愈来愈远，以致用事实来验证理论的含义变得愈来愈困难和更费时日的时候，“内部的完美”对于理论的选择和评价就一定会起更大的作用(p.12)。例如，牛顿力学中的许多基本概念都与日常经验相一致，它们距离那些可否证它们的直接可观察的东西相当遥远。但是，当人们用内部标准来衡量它们时，却会发现它们是不自然、不简单的。面对牛顿力学，善于深思的科学家都可能提出这样的问题：绝对空间是力学过程的无所不在的积极参与者，而它自身为什么不受物体及其运动的影响呢？惯性参照系为什么比其他一切刚性坐标系优越呢？为什么速度是相对的而加速度却是绝对的呢?运动定律中出现的惯性质量也在引力定律里出现，但为什么不在其他各种力的表示式里出现呢？把能量划分为本质上不同的两部分(动能和势能)是自然的吗?爱因斯坦正是从这些问题入手批判牛顿力学的，而不是主要依据实验事实进行评价的。这是他创立相对论的思想基础。

第五，用外部标准评价理论，必须把理论同观察到的实验事实进行比较。在这里，恼人的问题出现了：观察并非是中性的，事实也不是赤裸裸的。观察者是能动的主体，他的观察不可能对所发生的一切现象一览无余，而是有目的、有选择的；观察是受理论指导的，不同知识背景的人观察同一现象，也会看到不同的东西；观察到的事实要用语言陈述才能与理论比较，才能进行交流，观察陈述本身就包含着理论。这就是当代科学哲学所谓的“观察渗透理论”的命题。因此，用外部标准来评价科学理论，实际上并不是把理论同赤裸裸的实验事实进行比较，而是把理论同通过渗透理论的观察所得到的、包含着理论的观察陈述进行比较，这势必造成了运用外部标准评价科学理论的复杂性和困难程度。爱因斯坦也是清醒地认识到这一点的，他在同海森伯的一次谈话中承认：观察是一个十分复杂的过程，实际上是理论决定我们能够观察到的东西。在我们能够宣称已经在最低程度上观察了任何东西之前，我们必定能够说出自然界是怎样起作用的，必定至少用实践的语言知道了自然规律。只有理论，即只有关于自然规律的知识，才能使我们从感觉印象推论出基本现象。当我们宣称我们能够观察某种事物时，我们实际上应当是说：虽然我们就要提出同旧规律不一致的新的自然规律，可是我们仍然假定，这些现存的规律——包括从现象到我们的意识这整个途径——以这样的方式起作用，使我们可以依靠它们，从而才可以谈论“观察到的结果”(p．211)。

第六，实验的检验当然是任何理论的有效性的一个必不可少的先决条件，但是一个浅显的道理是：一个人不可能什么事都去试一试；由于材料、技术等客观条件的限制，并非所有设计好的实验都能在短时间内付诸实施。这也是科学家对“自然性”、“简单性”等内部标准感兴趣的原因。

在科学实践中，爱因斯坦十分看重评价科学理论的内部标准，而且也善于运用这个标准，无论对别人的理论和自己的理论都是如此。前面已谈过，他用这个标准评价和批判了牛顿力学，下面再谈谈他运用内部标准对自己的相对论的评价。

谈到广义相对论时，爱因斯坦说：“这理论主要吸引人的地方在于逻辑上的完备性。从它推出的许多结论中，只要有一个被证明是错误的，它就必须被抛弃；要对它进行修改而不摧毁其整个结构，那似乎是不可能的。”(p.113)这种说法也完全适用于狭义相对论。由于爱因斯坦深信相对论在逻辑上的完整性，即相对沦的逻辑前提的“自然性”和“简单性”，因而他在提出相对论时，就对自己的理论满怀信心。1905年，德国实验物理学家考夫曼(W.Kaufmann)完成了关于高速电子(β射线)的质量与速度相依关系的实验，他于1906年宣布，他的实验数据支持亚伯拉罕(M．Abraham)和布赫尔(A.H．Bucherer)的刚性球电子论，而同洛伦兹和爱因斯坦的基本结论(电子在运动方向的直径会随速度的增加而收缩)不相容。当时，早在1902年就明确提出了相对性原理的彭加勒马上动摇起来，认为该原理并不具有我们先前赋予它的那样重要的价值(他在1904年把相对性原理作为物理学的六大基本原理之一)。洛伦兹更是十分悲观失望，他在1906年3月8日给彭加勒的信中说：“不幸，我的电子扁缩的假设同考夫曼的新结果发生了矛盾，于是我必须放弃它。因此，我已到了山穷水尽的地步。在我看来，不可能建立起一种要求平移对电学和光学现象完全不产生影响的理论。”面对考夫曼的实验否证，爱因斯坦并不以为然。他在1907年发表的长篇论文中表示，考夫曼的实验数据同相对论的“这种系统的偏离，究竟是由于没有考虑到的误差，还是由于相对论的基础不符合事实，这个问题只有在有了多方面的观测资料以后，才能足够可靠地解决。”他进一步指出，亚伯拉罕和布赫尔的理论“在很大程度上是由于偶然碰巧与实验结果相符，因为他们关于运动电子质量的基本假设不是从总结丁大量现象的理论体系得出来的。”事实果然不出爱因斯坦的预料，1916年，两位法国物理学家指出考夫曼的实验装置是有毛病的。对于广义相对论，爱因斯坦在实验证据不足的情况下也是十分自信的。他曾这样说过：“当1919年日蚀证明了我的推测时，我一点也不惊奇。要是这件事没有发生，我倒会非常惊讶。”(p.284)转三、“内部的完美”标准的丰富内涵

作为内部标准的“内部的完美”，在科学理论的评价中占有重要的地位，具有“外部的确认”所无法替代的作用。爱因斯坦虽然赋予内部标准以前提(爱因斯坦又称其为逻辑前提、理论框架、理论基础、公理基础等，它包括基本概念以及这些概念之间作为基础的基本关系；爱因斯坦又把基本关系称为基本假设、基本原理、基本定理、基本公理；他有时又把基本概念和基本关系统称为基本观念)的“自然性”或者“逻辑的简单性”的含义，可是他并没有把它确切地表达出来(他认为这样做有很大的困难)。因为“这里的问题不单是一种列举逻辑上独立的前提问题(如果这种列举竟是毫不含糊地可能的话)，而是一种在不能通约的性质间作相互权衡的问题”(p.10)。爱因斯坦在“自述”中承认，我们不能立即或根本就没有能力用明确的定义来代替这些提示，但是要作比较明确的阐述还是可能的。遗憾的是，爱因斯坦在“自述”中并未对作为内部标准的前提的“自然性”或者“逻辑的简单性”怍明确而详尽的阐述。因此，在下面我们拟从爱因斯坦在其他各处的言论以及他的哲学思想和科学实践出发，结合自己的一些思考，探讨一下“内部的完美”的丰富内涵。

在爱因斯坦看来，前提的“自然性”即是“逻辑的简单性”，而他使用最多的字眼还是后者。所谓“逻辑的简单性”，爱因斯坦的意思是“指这样一种努力，它要把一切概念和一切相互关系，都归结为尽可能少的一些逻辑上独立的基本概念和公理。”(p.384)显而易见，爱因斯坦的逻辑简单性是对科学理论形式体系的基础的要求，而不是对形式体系本身的要求；它既不是指理论内容的简单性(相对论的内容是深奥的)，也不是指数学形式的简单性(广义相对论用了连爱因斯坦起初也不甚熟悉的绝对微分和张量分析)。爱因斯坦惟恐一般人误解他的意思，因而曾直率地表示：“我们所谓的简单性，并不是指学生在精通这种体系时产生的困难最小，而是指这体系所包含的彼此独立的假设或公理最少。”(p．299)他在对玻恩的《关于因果和机遇的自然哲学》的最后一章所作的批注中写道：“惟一事关紧要的是基础的逻辑的简单性。”(p.442)爱因斯坦在“基础”和“逻辑”二词上加有着重号，其目的正是为了强调他的本意。

爱因斯坦在创立和评价新理论中，十分注意逻辑的简单性。霍耳顿(G．Holton)曾经指出，爱因斯坦的狭义相对论代表了一种要把基本假设限制到具有最大普遍性和最少数量的企图。在1905年的狭义相对论论文中。除了通过被提高为公设的两个“猜想”(即相对性原理和光速不变原理)以外，只作了四个另外的假定：一个是关于空间的各向同性和均匀性，另外则是定义钟的同步的三个逻辑性质。而洛伦兹1904年的论文尽管声称是以“基本假设”，而不是以“特殊假设”为基础的，事实上却包含了十一个特殊假设。最近．霍耳顿的学生米勒(A.I.Miller)指出，爱因斯坦不需要把两个观察者A和B的公共“时间”tB-tA=t’A-t’B称为定义，因为它们是相对论两个公设的结果。同样地，对于光传播来说，惯性参照系空间的各向同性和均匀性也是相对论两个公设的结果。假如空间对光传播来说不是各向同性的，那么某些方向就会是优越的；假如空间对光传播来说不是均匀的，那么某些点就会是优越的。从逻辑基础上看，广义相对论比狭义相对论更简单，但是它的包容量却更大。在广义相对论中，狭义相对论中的不变的平直时空度规失去了独立的逻辑元素的地位，而成为由物质分布的引力场所决定的相对论可变量；狭义相对论中的两个基本原理也不再是独立的逻辑元素了，而成为引力场效应可以忽略不计、黎曼时空过渡到欧几里得时空的特殊结果。爱因斯坦说：”一个理论的前提的简单性越大，它所涉及的事物的种类越多，它给人们的印象也就越深。”(p．15)

正由于相对论在逻辑上的简单性，从而使爱因斯坦深信它的正确性。爱因斯坦甚至把逻辑简单性看作是理论物理学和科学的目的之一。他说：“理论物理学的目的，是要以数量上尽可能少的、逻辑上互不相关的假设为基础，来建立起概念体系，如果有了这种概念体系，就有可能确立整个物理过程总体的因果关系。”(p.170)他还说：“科学的目的，一方面是尽可能完备地理解全部感觉经验之间的关系，另一方面是通过最少个数的原始概念和原始关系的使用来达到这个目的。”(p.344)

爱因斯坦的方法在本质上是美学的，他本人也经常谈到科学美，并把美学标准作为评价科学理论的一个重要标准，我们不妨称其为准美学标准。实际上，美也是简单性，只不过美是从美学角度来讲的，简单性则是从逻辑角度而言的。罗森在谈到爱因斯坦的这一特点时说得好：“他采取的方法与艺术家所用的方法具有某种共同性；他的目的在于求得简单性和美。而对他来说，美在本质上终究是简单性。当衡量一种理论的要素时，他总要提出尖锐的问题：‘这是理智的吗?’一种理论不管取得了怎样的成功，如果在他看来不是理智的(他使用德语中Vernunftig这个词)，那么他便认为这一理论不可能对自然界提出一种真正是基本的理解。”爱因斯坦是科学家，更是科学的艺术家。因此，我们也许可以说，对于一个独立的逻辑元素最少的理论，他从科学家的眼里看到的是简单性，而从科学艺术家的眼里看到的则是美。

有理由认为，爱因斯坦也读过彭加勒的名著《科学与方法》。在该书中，彭加勒集中论述了科学美。他认为自然美在于其“深奥的美”，即“潜藏在感性美之后的理性关”，也就是与科学有关的美。彭加勒虽未对科学美的含义做出十分明确、十分肯定的回答，但他把“统一”、“和谐”、“对称”、“简单性”等内容赋予科学美。彭加勒还认为，科学家研究自然，是因为他喜欢它；他之所以喜欢它，是因为它是美的；科学家投身于长期艰巨的劳动，也许为此缘故甚于为人类未来的福利。彭加勒的这些看法在爱因斯坦思想上引起了共鸣，他说：“科学家的目的是要得到关于自然界的一个逻辑上前后一贯的摹写。逻辑之对于他，有如比例和透视规律之对于画家一样；而且我同意昂利•彭加勒，相信科学是值得追求的，因为它揭示了自然界的美。”(p.204)爱因斯坦也同意彭加勒赋予科学美的内容，这有大量的言论和事实可以佐证。

爱因斯坦渴望看到自然的先定的和谐，孜孜不倦地追求科学理论的统一。对于没有任何经验体系的不对称性与之对应的这样一种理论结构的不对称性，他是无法容忍的。他把逻辑简单性视为科学的目标。就其本质而言，它们都是从不同角度对科学理论的探索与评价，实际上说的是一个意思。“和谐”、“统一”似乎是就理论的内容来说的，“对称”似乎是就形式而讲的，至于“简单性”则是针对逻辑前提而言的。例如，在1905年的相对论论文中，爱因斯坦从麦克斯韦电动力学应用到运动物体上就要引起并非现象所固有的不对称入手，把相对性原理从力学推广到电动力学，不仅达到了逻辑的简单性，而且也使力学和电动力学两个理论体系之间达到了统一、和谐。在构造狭义相对论时，爱因斯坦主要用的还是定性概念形式的抽象对称法。此后，尤其是在闵可夫斯基的工作之后，他已逐渐从定量数学形式的协变对称法看待问题了．这就是要求普遍的自然定律对于洛伦兹变换是协变的。这是他能达到广义相对论的关键之所在。

其实，作为“内部的完美”的逻辑简单性标准或准美学标准也不是没有一点客观基础的。爱因斯坦就曾明确表示：“自然规律的简单性也是一种客观事实，而且正确的概念体系必须使这种简单性的主观方面和客观方面保持平衡。”(p．214)他还说过这样的原则性的看法：“逻辑简单的东西，当然不一定就是物理上真实的东西。但是，物理上真实的东西一定是逻辑上简单的东西，也就是说，它在基础上具有统一性。”(p.380)。海森伯在同爱因斯坦的一次谈话中，曾说他和爱因斯坦一样相信自然规律的简单性具有一种客观的特征。如果自然界把我们引向极其简单而美丽的数学形式，即假设、公理等等的贯彻一致的体系，我们就不得不承认这些形式是“真”的，它们显示出自然界的真正特征(p.216)。事实上，真理是与客观逻辑体系一致的。在数学中，这是显而易见的(非欧几何和数理逻辑就是明显的例子，它们刚出现时，被许多人视为荒谬的东西，但后来却分别在广义相对论和电子计算机领域中找到了用场)。在与经验材料密切相关的其他学科，也常常出现类似的情况。爱因斯坦的“内部的完美”标准，实际上也是前人的以及他本人的科学实践的经验概括和理性升华。说爱因斯坦

的内部标准相当于当代科学哲学所谓的主观标准或先验标准，并不意味着它是主观主义和先验论。其实，主观标准或先验标准的意思也不是那样。例如，先验标准和后验标准之说是针对评价在实验之前和之后的时期而言的；主观标准也是就实验检验这一客观标准而言的，正如我们前面说过的，客观标准也有主观因素的介入，主观标准也有一定的客观基础。爱因斯坦的评价科学理论的内部标准，正反映了主观与客观的统一，真理与客观逻辑体系的一致。值得注意的是，爱因斯坦还在“自述”中把他的评价理论的内部标准(逻辑的简单性)进一步加以引申，提出了两点原则性的意见。其一是：“在几种基础同样‘简单’的理论中，那种对理论体系的可能性质限制最严格的理论(即含有最确定的论点的理论)被认为是比较优越的。”(p.10)其二是：“从逻辑的观点来看，如果一种理论并不是从那些等价的和以类似方式构造起来的理论中任意选出的，那么我们就给予这种理论以较高的评价。”(p．11)我们不妨称前者为“限制的严格性”，称后者为”构造的确定性”。

像“逻辑的简单性”一样，作为对“内部的完美”标准的补充的“限制的严格性”和“构造的确定性”，也存在着在不可通约的性质间作相互权衡的困难。因而在用内部标准评价科学理论时，难免带有较多的心理因素和人为色彩。所幸的是，“预言家”们在判断理论的“内部的完美”时，他们的意见往往是一致的，至于对“外部的确认”程度的判断，情况就更是如此了。

综上所述，不难看出，尽管“外部的确认”是评价科学理论的最高标准和最终标准，但它毕竟不能代替“内部的完美”这样一个辅助标准的特殊作用，更不应排斥后者而“惟我独尊”。一个明智的科学家．应该在探索科学真理的过程中，清醒地看到外部标准和内部标准的应有地位，充分发挥二者的有效作用，使之珠联璧合、相得益彰，把科学认识推向前进。

参考文献

《爱因斯坦文集》第一卷，许良英等编译，商务印书馆，1976年第1版，第10~11页。以下引用该书时，在正文中只注页码。

李醒民：关于迈克耳逊-莫雷实验的误传，北京：《自然辩证法通讯》，第4卷（1982），第5期，第42~44页。

《爱因斯坦文集》第三卷，许良英等编译，商务印书馆，1979年第1版，第501页。

A.I.Miller,AlbertEinstein’sSpecialTheoryofRelativity,ItsEmergence(1905)andEarlyInterpretations(1905~1911),Reading:Addson-Wesley,1981,p.334.

《爱因斯坦文集》第二卷，范岱年、许良英等编译，商务印书馆，1977年第1版，第182页。

同[4]，p.196.

彭加勒范文篇7

关键词：科学客观性科学客观性特点和功能

科学客观性有诸多特点。首当其冲的是，科学客观性的涵义和标准是复杂的或丰赡的。科学客观性的三大内涵，即科学的对象、方法和评价的客观性，或科学的认识论、方法论和价值论的客观性，都包含丰富的内容。检验和评价科学客观性的标准，即实证、理性、臻美的审视和批判，也意蕴隽永。诚如陶伯所说，科学事业承诺一种类型的证实，这在其他知识领域找不到（通常达不到）。不管依赖于这一要求多么明显地成功，空时作为在科学语境中理解的客观性却依赖于依然有争议的复杂的哲学基础。这是一个高度繁杂的论题，不过在它的最简单的形式中，论据涉及对于成功的预言和证实标准如何选择。实证论者会为常规标准和方法提供理由；一些社会结构主义者则坚持，意见一致的动力学不仅是操作的，在某些例子中也是决定的。对于科学的“成熟性”的标志预言、预言与其围绕的理论的真正关系、判断理论为真的逻辑工具、断定科学方法有效和说明科学预言成功的见解，都是颇多歧见的麻烦问题。

科学客观性的涵义是复杂的或丰赡的，科学客观性标准也是如此，当然讨论后者有时也不免涉及到涵义方面。福尔迈详细地罗列了科学客观性的必要标准，并认为至多在它们联结起来时才是充分的：

（1）主体间的可理解性：科学不是私人事务，至关重要的科学陈述必须相互传达，因而必须用某种普遍语言来表达。（2）不依赖于参照系：不仅观察者个人无关紧要，而且他的立场、他的意识状态、他的“角度”也是如此。（3）主体间的可验证性：无论是谁，都能够检验陈述，也就是说，可以通过适当的措施而确信陈述的正确性。（4）不依赖于方法：某个陈述的正确性，不允许依赖于人们用以验证陈述的方法。按照这个标准，“电子是一种粒子”的论断就不是客观的（因此在科学上也是错误的）。（5）非约定性：某个陈述的正确性，也不允许建立在某种随意行动（如某种决议、某种约定）的基础上。

隆季诺详尽地列举了估价科学共同体的客观性的标准。他说，科学共同体在满足四个必要的标准上是客观的：必须存在对证据、方法以及假定和推理的公认的批判手段，必须存在批判能够援引的共同具有的标准，作为一个整体的共同体必须对这样的批判做出响应，理智权威必须在具有资格的实践者中间平等地分享。

在所有这些标准中，最重要是莫过于（科学家个人的和科学共同体的）理性和经验标准了。彭加勒在批评有人坚持物理科学不是经验科学时，特别强调科学客观性的这两个标准：“完全无序的集合没有客观的价值，由于它是不可以理解的；但是，即使是充分有序的集合，如果它不符合实际经验过的感觉，那么它也不再具有客观的价值。”为此他提出客观性必须满足的两个条件：“第一要把实在与梦幻分离开来，第二要把实在与浪漫文学加以区别。”在当代，这已经成为学界的共识。沃克迈斯特指出：我们把我们经验中的持久的联系称为“客观的”，把其他联系称为“主观的”。这种对客观性和主观性的解释只意味着相对的而不是绝对的区别，因为我们的经验没有一个部分是完全不变的，而且甚至最零散的经验也有某种程度的恒定性。另外，与我们的实际的和可能的经验总体的集成之背景的一致性和相互依赖性，也提供了客观性的标准。也就是说，“可以肯定，不是感官印象的生动性和‘强制性’，而是我们经验的种种内在关系和集成的背景提供了真正的客观性的标准。”

第二个特点是，科学客观性及其确立是一个过程。皮亚杰在陈述作为每门科学理想的客观性的三个条件时，已经涉及到这一点。首先，客观性是一个过程而非某种状态。客观性要以一系列前后相继、但或许永远不会终止的不断趋近为先决条件。其次，向客体的不断接近，不是以添加的方式进行的，而是和一种重要的分离过程，也即摆脱主观束缚和成见的过程相联系的。第三，客观性并不是指某个对象在纯粹的或“赤裸裸的”状态中被把握的，而在于该对象被说明了，或者至少在某种数学-逻辑的框架中被描述了。莫兰把科学客观性及其确立视为观察和验证、共同体内部的交流和批判、理论的竞争和较量的过程，而且这个过程深深地扎根于历史传统和文化与境中。

客观性是一个绝对确定的事物。它是由明显的相互协调的观察和验证加以确定的。这些观察和验证本身的成立需要有主体间的交流。这些交流显然是在一个环境内部、在人们所说的科学共同体的内部进行的。在这个问题上，波普尔也提出了一个十分有趣的思想。他大致是说：“科学不是一个理论或一个头脑的特权，科学是科学家对于一个绝对强制性的的游戏规则的承诺。”但是，为了实行这个检验的和实验的游戏规则，应该有大量的相互批评的活动。为了有大量的相互批评的活动，应该有不同的理论、观点，甚至是深层的“隐秘思想”、形而上学思想的相互交锋。因此，不仅必须有共同体的因素，而且还必须有竞争和较量的因素；这是一个对立在其中起作用的真正的社会环境。不过，为了这个社会、这个共同体能够运行，波普尔还指出，它必须扎根于一个历史传统中、一个文化的内部。

第三个特点是，科学客观性即是科学共同体的主体间性（intersubjectivity）。这一思想由来已久。康德在《纯粹理性批判》中，使用术语“客观的”指称独立于任何个人怪想而能够得到辩护的知识。如果辩护原则上能够被检验并被任何人理解，它就是客观的。康德认识到，由科学陈述要求客观性，必然得出结论，它们在任何时候都必须是可以主体间相互检验的，因而它们必须有普遍定律或理论的形式。他用他的“按照因果律的时间先后原理”，来模糊地表述这个发现。

沿着康德开辟的思想进路，不少哲学家和科学家紧随其后，把科学客观性等同于“主体间性”，即科学命题或科学理论可以在主体间相互讨论、检验、批判，并最终基本上达成意见一致。虽然科学客观性有时指称普适一致的潜力，但是在实践中，我们仅仅依靠科学共同体的一致，甚至经常依赖由权威授予的有限数目的人的确认，从而借助他们的资格和凭证确立科学理论的好坏优劣、存废去留乃至是否是科学真理。就这样，主体间性开始在科学客观性中扮演根本性的角色。

在康德之后的许多哲学家的著作中都可以看到这一洞见，特别是在米德（G.Mead）、胡塞尔和舒茨（A.Schütz）的作品中。比如，胡塞尔说过：“在开放的无限范围中的每一个形状，即使在现实中是作为事实被直观地给予的，还缺乏‘客观性’；因而，它不是主体间地可规定的，在它的规定性方面对于每一个人来说也不是可以互相交流的，因为每一个他人并不在同时实际地看到它。测量的技艺显然有助于实现这种客观化的目的。”波普尔更是径直指出：“科学陈述的客观性就在于它们能被主体间相互检验。”他后来又进一步指出：“主体间相互检验只是主体间相互批判这个更一般观念的一个重要的方面，或通过批判性讨论进行相互理性地控制观念的一个重要的方面。”莫兰则一言以蔽之：客观性是科学共同体展开批评过程的结果，客观性产生于科学家的一致同意。

科学家似乎也不甘示弱。皮尔逊在论及自然定律的普遍性时，也在主体间性的意义上议论了自然定律的客观性。因为自然定律在独立于个人偏见和狂想的意义上，在对正常人普遍有效的意义上是客观的。他说：“自然定律具有完全独立于系统阐述、证明或接受它的人的心智的有效性。”“力学理论的惟一客观要素，在于类似的两种人类心智的知觉官能和推理官能。”彭加勒言简意赅：“保证我们生活于其中的世界的客观性，就在于这个世界对于我们和其他思维者是共同的。”他进而解释道：“客观的东西必定对于许多心智来说是共同的，因而能由一个人传达给其他人，由于这种传达只能通过‘交谈’，所以我们甚至被迫得出结论：不交谈，就没有客观性。”也就是说：

除了对所有人同一的事物以外，没有什么事物是客观的；现在，只有比较是可能的，只有比较可以翻译为从一个心智传达给另一个心智的“交换货币”时，我们才能谈论这样的同一性。因此，除了通过“交谈”可以传达的事物，即可以用智力理解的事物以外，再也没有什么事物具有客观的价值了。

如果说彭加勒所谓的客观性主要针对科学的研究对象即客观实在而言的话，那么皮尔逊的目标直指科学判断和科学理论：“事实的分类以及在这种分类基础上形成绝对的判断——独立于个人心智的特性的判断——本质上概括了近代科学的范围和方法。科学人的首要目的在于在他的判断中消除自我，提出对每一个心智与对他自己同样为真的论据。”“科学的试金石在于，它的结果对于所有正常构造的和正式受教育的心智来说是普遍有效的。”罗素也赞同科学客观性即是主体间性：“科学知识的目的在于去掉一切个人的因素，说出人类集体智慧的发现。”它的始终不变的目标是，“消除感觉的主观性，而代之以对所有知觉者都相同的一种知识。”

主体间性的核心思想是科学共同体的意见一致。什么构成意见一致（consensus）？在科学修辞中，可以称其为“普适的同意”吗？雷斯蒂沃对此的回答是：客观性不是普适同意的事情，而是限制性的一致的某一类型的事情。例如，主体间的一致能够被用来指称这样的一致类型，即在恰当证明的、其感觉器官处于“恰当的工作程序”且在近代变成作为科学家而知道的人中发生的一致类型。在决定给定的关于实在的陈述是否是“客观的”时候，它们依赖这种类型的一致。但是，也存在其他类型的一致，它们都以一种或另一种方式受到局限。特殊的一致与所谓的“知识人”、他的学徒和他的同事相关。个体的一致可以被用来描述达到认知连贯（consistency），这种类型的一致是作者特有的、私人的或主观的知识的基础。一致的类型是按私人、群体和社会文化水准发展的。它们是人和环境（物理的、生物的和社会的）之间关系的特殊种类的结果，它们导致可区分的实在的结构。重要的是要注意到，所有的一致类型都包含某种主体间的检验（甚至个体的一致也能够被察觉是内心对话的结果）。

主体间性除了上述的本义之外，一些学者还对它做出进一步的诠释。齐曼认为，主体间性包括“移情”（empathy）。“理解并想象地进入他人的感受”的力量，对于参与社会生活并分享对社会生活的理解是根本性的。观察者要能理解这些状态，就必须有同样的个人体验，并意识到他人也有这样的体验。移情理解不仅在人的行为观察者和行动者之间起作用，对同一行为的不同观察者来说它也适用。他通过更广泛的反思表明：

主体间性既是人类状况的基础，也是主观性自身的基础。我们作为个体的自我意识典型地浓缩在笛卡儿的格言“我思故我在”里，但这是以我们对处于同一境况的其他生灵的了解为补充的。我们对自己更深刻的理解，是我们对他人的理解以及他人对我们的理解为参照物的。我们的思想因为“欢宴交际”（conviviality）而稳定，欢宴交际也就是把我们的思想与他人的思想相比较的机会。

隆季诺细致地考察了科学共同体通过批判达到协商一致的设计和构成的特征：不同观点的科学家的批判性的相互作用，可以缓和主观偏爱对背景假设、从而对理论选择的影响。虽然主体间的相互作用是科学认知的必要特征，但是并非正好任何相互作用的形式都将如此。如果主体间的相互作用之点必须把主观的东西转化为客观的东西，那么这些相互作用绝不应该简单地保持一个人的主观性和把它分配到所有其他人，而是必须构成真正的和相互的检验。详细说明共同体的设计和构成的特征能够有助于该目的，促进了转化的批判，从而达到作为知识合格的协商一致。这些特征有如下四点。（1）必须存在公共承认的批判的证据、方法以及假定和推理的论坛。（2）必须存在对批判的理解。共同体不仅必须宽容异议，而且它的信念和理论必须在对其内发生的批判话语的反应中随时间而变化。（3）必须存在公共承认的参照和诉诸标准：理论假设和观察实践参照它们评价，批判诉诸它们与探究共同体的目标有关。也就是说，通过明确地或隐含地表白遵守那些标准，个人和共同体可以采纳恰当的尺度，以评价他们的认知活动。探究目标的满意除非通过就共有的价值和标准评价，否则原则上不会被确定。这种评价可以由任何人执行，不仅仅由共同具有所有标准的共同体成员完成。而且，这些标准不是静态的，其本身在参照其他认为在时间上恒定的标准、目的或价值时，可以受到批判或发生变化。依靠这样的标准的预设是，它们幸存于类似的批判性的审查。（4）共同体必须具有理智权威平等的特征。有什么意见一致必须不是政治或经济的权力的结果，或者不是排除异议的视角的结果，而是所有相关的视角在其中被提出来对话的结果。这个标准严重强加内含的责任；它并不要求每一个个人过去的训练的履历或状态如何，都应该被认可在每一件事情上是同等的权威。逐题进行的相互作用，减少了把个人偏爱结合到科学知识本体中的可能性。虽然它们不能统统消除背景假定，但是能够在满足上述条件的共同体之内和之间进行的相互作用消除了个人癖好，而且确保没有假定的集合仅仅借助它的公共性和隐匿性处于统治地位。他还强调了主体间的相互批判的广度和观点的多样性对于客观性的意义，并揭示出限制批判广度的几个条件——这能够妨害科学共同体的客观性。

当然，作为科学客观性的主体间的一致，并不能绝对地确保每一个命题或理论的客观性；但是，最终达不到主体间的一致，则完全可以断定它们不是客观的。不管怎样，主体间性依然是科学共同体追求科学客观性的最佳选项，没有其他选项像它那样言之有理、行之有效。不过，我们还是要牢记隆季诺和雷斯蒂沃的告诫：主体间的批判可以达到减少与境价值影响的过程，但是它仅仅是部分有效的屏障。虽然这些批判能够使某些负荷价值的假定在考虑（以及在采纳或拒斥）时变得可见，但是被科学共同体所有成员分享的那些假定将依然潜藏着，并进入所接受的背景，在评价资料和进行推理中难以觉察那些隐藏的价值。主体间性和意见一致并未解决科学知识和非科学知识的划界问题，也没有完全保证客观性。失败并非因为主体间性和意见一致与客观性毫无关系，而是因为它们被当成不成问题的东西对待的。意识到主体间性和意见一致是成问题的，导致如下询问：设想首先有可能定义客观性为社会事实，那么什么类型的主体间性和什么模式的意见一致，最可能激励关于实在的客观陈述的创造呢？为了解决这个问题，首先需要审查一下实在和客观性的观念。

第四个特点是，科学客观性缺乏质而仅仅是关系的客观性。严格地讲，科学研究的对象不是事物的质，而是事物之间的关系，因为感觉的质无主体间性，而感觉之间的关系却有，从而能够达客观性。正如关系实在论的倡导者彭加勒所说：

感觉是不可传达的，或者毋宁说，感觉中的纯粹的质是不可传达的、永远无法穿透的。可是，这些感觉之间的关系并非如此。从这种观点看来，凡是客观的东西都缺乏一切质，仅仅是纯粹的关系。……没有什么不能传达的事物是客观的，因此惟有感觉之间的关系才会具有客观价值。

他还一再申明：“惟有在关系中才能找到客观性；在被视之为彼此孤立的存在中寻求客观性，只能是白费气力。”由此看来，如果不化质为量——量实际上是一种关系的系统——的话，那么，无论是与人的感觉经验密切相关的所谓事物的第二性的质（颜色、味道、气味等），还是与感觉经验有不解之缘的所谓事物的第一性的质（大小、形状、数量等），都不能成为科学研究的对象，因为它们没有主体间性即客观性。即使添加第零性之类的质，除了引起引起无穷倒退之外，也于事无补。

彭加勒的观点已被后人接受。哈耶克认为：“不同的人以‘相同的’方式对外部刺激物进行分类，并不意味着个体的感觉性质对于不同的人是一样的（这是个无意义的陈述），而是意味着不同的人的感觉性质系统具有共同的结构（一个同质性的关系结构）。”雷斯蒂沃进而把这一观点加以引申，强调客观性是探究者和探究的对象之间的关系。当然，彭加勒心里明白：“我不至于走得太远，以致说什么客观性只是纯粹的量（这就会不得不扯得太远了，需要详论上述关系的本性），但是我们听说，有人多么得意忘形，竟说世界只不过是微分方程式而已。”这样看来，罗斯扎克对科学客观性的理解——深深地根植于科学化的实在原则是，把量作为客观知识看待，而把质作为主观偏爱的问题处理——是否有点偏差？

第五个特点是，科学客观性表现为理论的数学形式的不变性或不变量。伊利英和卡林金揭橥，自然科学理论相对于变换群的数学化的不变性原理，在最精确的意义上是研究活动的特征。由于把十分具体的要求强加于自然科学理论，它构成用抽象的对象操作的普遍准则，并详细阐明了结果的客观的、固定的准则系统。“客观性”在这种情况下意指反主观性和理论公式化的普适性，这当然是它们的规则的、必要的、因而客观的状况的指示。总之，自然科学理论的公式化相对于变换群的不变性之要求，保证了理论的多产性、一致性、同一性、结果的重复、独立于参照系；它也保证了自然科学知识的客观性，完成了目标设定的启发性功能。福尔迈也表示，科学的不变构成，远远超出了知觉的不变构成。在这里，考察方式的影响也应当通过不变值的探求而得以清除。人们完全可以把对无观察者参与的规律的寻求，看做科学的首要任务。这种寻求的卓有成效，就说明一个独立于观察者的实在的存在。这可以用数学语言表述为：客观性的标志之一，是面对坐标变换的不变量。

第六个特点是，科学客观性与严格性或精确性的关系是双重的。一方面，科学客观性的减少体现在与客观实在分离的理想化中，客观性与严格性是相互排斥的；另一方面，科学客观性的增加又体现在测量的不断精确的进程中，客观性与精确性是相互促进的。彭加勒不完全同意哲学家的下述诘难：你在严格性方面有所得，你将在客观性方面有所失。你只有割断把你和实在连接起来的结合物，你才能够达到你的逻辑理想。你的科学是确实可靠的，但是只有把它束缚在象牙塔内，断绝它与外部世界的所有联系，它才能够继续存在下去。若试图稍稍应用它，它就会从这个囚禁之处逃逸出去。彭加勒指出，严格地讲，情况并非如此。这实际上是把乍看起来没有区别的、两种不同真理——严格的数学真理和近似的实验真理——的命题混为一谈了。他表示，数学是在失去客观性的情况下才获得严格性的：

在严格性方面有所得，则在客观性方面有所失。正是由于严格性本身与实在相分离，数学才获得了这种完满的纯洁性。

与此形成对照，克莱姆克在重构经典的科学客观性时表明：原先的客观性概念——通过用钢做边缘和高度抛光的平面镜观看世界的、冷血的、无热情的、无个性的、被动的科学家的幼稚形象之概念——再也不能持续下去了，即使它在过去是恰当的。对科学而言，客观性至少处于变化的精确性中。

第七个特点是，科学客观性由科学的方法、规范、体制保证，而不是由道德诚实保证。科学客观性不是个体或个人所能决定的，而是科学家之间合作的产物。不是个人的公正性和道德的问题，而是科学建制或科学的规范结构的正常结果。夏平一般地揭示出，现代社会在决定知识主张的真理或谬误时，就不能诉诸熟悉性和个人德行了——我们现在生活在一种“后道德文化”中。信任不再给予熟人，它被给予各种体制和被认为存在于某些体制中的抽象能力。卢曼（N.Lumann）将现代信任的这种特征称为“系统信任”（syxtemtrust）：信任而无须熟悉，信任而不可猜疑。现代性不是参照德行来保证知识，而是通过专家的专长。当我们信任甚或“虔信”现代的技术和这些系统时，我们的信念现在被广泛认为不在于与个人有关的道德特征，而在于隶属于体制的专门技术。隆季诺主要是从方法上论述的：探究方法的客观性不仅包括主体间的批判，而且在于它的程序和结果对于所描述的批判类型的响应达到的程度。科学方法是社会的而非个人的过程的集成，以致问题是科学共同体坚持批判性的对话的程度。在这个格局中，个人的客观性在于参与到集体的批判讨论的意见交换之中，而不在于他们对于他们的观察可能承担的某种特殊的（不偏不倚的、冷静的）关系。这样理解的话，在任何给定的科学共同体中，客观性依赖于发生的交换的质问的深度和范围。这种广泛一致的过程保证（或能够保证），作为被某组资料支持的、最终被接受的假设，并不是反映单独个人癖性的关于自然界的假定。

第八个特点是，科学客观性包含社会文化因素，是一个社会文化过程和现象。封闭的、孤立的个人不可能成为科学客观性的基础，科学的客观性依赖于科学共同体在一定的社会文化与境中，在与社会文化相关的科学预设或背景假定的前提下，相互合作、相互批判、相互检验，并最终达到基本的一致。也就是说，科学客观性在某种程度上也是社会文化的产物。科梅萨罗夫认为，在琐细的意义上，客观性肯定地依赖于社会因素。按照该概念的真正本性，是“客观的”实体在穿越直接或间接地依赖于给定的主体产物的因素时，显示出不变性。于是，客观性必须负载某种主体间的稳定性。任何科学必须渴望某种程度的体系的统一，为此最小的要求是，它的客体是可以毫不含糊地鉴别的。只有在这些条件下，科学的命题才能变成可交流的。从那些可以得到的概念中选择一个概念是必要的，从而确立起一系列的实体统一体，它们显示出与意识、文化或某种其他社会现象的特定体系的稳定关系。因此，

要比较详细地弄清楚促进或削弱在任何特定时代或流行领域中的客观性实践和建制安排，从而弄清楚客观性理想被实现的程度，要求历史的和社会学的研究。

科学客观性是相当复杂的社会文化过程：既有不利于客观性的社会文化因素，也有有利于客观性的社会文化因素，关键在于要尽量规避前者，恰当利用后者，以达成客观性的目标。对于这个问题，雷斯蒂沃进行了系统的研究。他一方面指出，最客观的认识动因和共同体，基本上是那些用最普遍的和最弥散的兴趣完成的东西的动因和共同体。也就是说，人们为特殊的建制或社会的利害关系——国家主义、天主教、佛教、科学官僚政治、核武器工业——承担的义务越少，其认识越客观。同时，他也看到，真的客观性概念实际上依赖于探究，而探究与其说受特定的组织、机构或社会阶级价值和利益的指引，还不如说受广泛而弥散的价值和利益的指引。探究模式的健全性——科学、理性、逻辑——是由它的批判的图式（schema）的深度和范围衡量的。这隐含着，某些探究模式比其他探究模式更好；之所以如此，部分是由于在它们之中嵌入有自动防止故障特性的定理：这种探究模式没有就它自己的理性、逻辑或科学性做辩护的要求，或者它的产物中没有什么东西是在任何意义上作为绝对真或绝对的或肯定的而构造；部分是由于添加或提高了批判的图式。另一方面，人们不知道或不能知道任何先验的事物，而必须竭尽心理的、物理的和社会的努力以获得知识。这是作为广泛被称为“主体间检验”的社会过程之产物的客观性的一般观点之基础。相关的观点把客观性建立在科学和科学证据的公共的和公有的基础上。于是，在传统上存在着普遍被接受的客观性的“社会理论”。它立足于下述假定：在公众论坛和科学家共同体中的交流和交换，是必要而有效的手段，这种手段保证，我们仅仅让对客观实在的可靠近似进入科学，而不让反常的感知的产物、挑选的和独有的认知或“不可控制的和未经证实的反省”进入科学。于是，他得出结论：

我构想的客观性的社会学在以下假定上操作：客观的陈述或真理永远不能是最终的或绝对的；达到真理的系统不能是普遍有效的，在它的基础方面不能是不变的；确定真理的与境比给定的或占统治地位的知识体系与境更广泛地存在着。借助这些假定，客观性的社会学应该有助于产生真理，有助于产生客观性的新的与境和意义。

第九个特点是，科学客观性是交互的、开放的和变化的。珀尔曼在谈到自然、自然中的人和作为自然中的人的产物的科学之关系时强调：“主要论题是人对秩序的科学的探求，他的指导原则，他与环境的相互作用，他的概念的（和其他的）系统的建构，他对观念的投射和检验，作为结果发生科学中的不断革命。在所有这一切中，科学家是相互作用者，而不是实际上超然的观察者。假若如此，科学的客观性需要在较大的相互作用的与境中审查，而不是在所假定的充分分离的禁闭中审查。”他以与科学客观性密切相关的观察为例清楚地说明，观察有三个组分——观察者、被观察者、相干信号。这些组分形成相互作用的系统的基础，系统的成分是相互不可缺少的。雷斯蒂沃揭橥，客观性是探究者和探究的客体之间的关系；它是永远变化的，在广度和深度上是无限的，作为一个整体是可以理解的。它是一个开放系统。如果我们就开放的、永远变化的实在想发现我们能够发现的那么多的东西，那么我们必须以开放的、永远变化的方式行动和思考。如果客观性是社会事实，它必然是开放的、永远变化的社会事实。想成为客观的（致力于客观性的过程）个人，必须力求变成开放的、自我实行的认识动因。从这种观点来看，我们是探究的、反省的有机体（认识动因）。幸存以及超越这一点的生长、扩张与生命的质和意识的进化，依赖于我们开发批判的和创造性的探究所拥有的实际无限的能力。我们生活于其中的社会和我们经历的社会化过程的开放程度，将决定我们能够达到的开放的生活和思维的程度。由此可见，客观性的过程似乎是人适应世界、改造世界和在世界中进化的过程，对客观性条件的追寻就是对幸存、适应和进化条件的追寻。在此基础上，他提出客观性的社会学的研究任务和客观性概念化的方式：

客观性的社会学研究探究的社会和文化的条件，这些条件如何影响我们个人和集体构造客观陈述和发展客观知识的能力。需要以下述方式把客观性概念化：避免绝对主义和相对主义，把对真理的承诺（实质的、方法论的和理论的）与可以改变该承诺的信号的永恒开放性联系起来（这包括意识到新感觉装置的可能性）。

第十个特点是，科学客观性不可避免地包含主观性。除了上面提及的科学认识是社会化过程，带有主观性的社会文化因素影响科学客观性之外，还因为科学认识是认识主体和被认识的客体之间的相互作用：主体是作为客体的自然界一部分，他既是客体的观察者，又是人和自然界这个大系统的一部分，因此无法把主体和客体截然分开，作为主体的科学家的主观性自然会或多或少地渗入认识的结果之中。萨尼特说得不错：“由于科学包含科学家，主观的要素总是存在的。达到客观性的惟一途径是把主观的要素和客观的要素相互分离开来，可是这是不可能的。”巴姆也认为，有些人误以为“客观性”和“主观性”的两极对立是完全相互排斥的矛盾对立面，这样的人因为他们对可靠结果的强烈愿望可能受到称赞，但同时也必须受到指责，因为他们对这种两极对立的实质性相互依赖是无知的，或者至少是忽视的。客体总是相对于主体而言的客体；无主体，便无客体；无主观性，便无客观性。客观性，就其存在而言，不仅依赖于主体的存在，而且依赖于主体特有的客观态度的意愿，即理解课题自身本性的爱好（在客体能被以这种方式理解的限度内）。

珀尔曼从作为自然的观察者和理论的建构者的角度，探讨了这个问题。他说，必须不要把科学家看做是完全隔离的、独立的观察者，而是作为自然的有意识的部分与自然的其他部分相互作用，甚至干预那些部分，不管他们在自我矫正的反馈过程中、还是在用技术改变地球的面貌中正在观察、测量、想象、说明、形成和检验假设。我们使用一切——感觉、心智、想象、经验，包括社会积累起来的经验和技术——探索我们的周围。科学家收集资料，但是它也像陶工塑造泥土一样，通过概念模型和指导原理塑造他的资料。他把他的尝试性的模型投射到自然本身。在某种意义上，科学家像艺术家一模一样，部分地创造了他寻求的秩序。不过，科学家用他观察的东西形成体系。因此，必须在科学作为人与自然相互作用这样的与境中，来理解科学的客观性和主观性。在这种情况下，与其竭力否认科学的主观性，毋宁调动科学家的主观性的积极作用，使之有助于科学。莫兰道出的正是这个意思：

科学的客观性不排除人类精神、个别的主体、文化、社会，而是调动它们的作用。客观性是建立在不断调动人类精神、后者的建构能力、社会文化的酵素和历史的酵素的基础上的。我重复指出，如果在这个背景内的人们想寻找某种关键的和决定性的东西（虽然客观性并不是只有一个基础），这就是自由地交换意见。主体间的相互批评是客观性概念的关键性的关节点。

参考文献

©李醒民（1945~），男，陕西西安人。现任中国科学院研究生院教授、博士生导师，中国科学院研究生院《自然辩证法通讯》杂志社主编。研究方向为科学哲学、科学思想史、科学文化。

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彭加勒范文篇8

关键词：科学理论简单性功能

简单性是科学理论的一个突出特色，作为一种认识论和方法论的简单性原理贯穿在科学的整个历史中。卡西尔开宗明义：“科学开端于对简单性的追求。简单标志真理似乎是它的基本意愿之一。”在前科学时代，就有毕达哥拉斯的万物皆数，奥卡姆的剃刀——“如无必要，毋增实体”。此后，牛顿的节约原理、莫佩尔蒂的最小作用原理、马赫的思维经济原理、彭加勒的力戒特设假设、爱因斯坦的逻辑简单性原则、惠勒的质朴性思想，就是绵绵不绝的简单性思想潮流中的有代表性的浪花。在19和20世纪之交，简单性观念在科学中相当流行，乃至成为一种智力时尚，这种遗风一直绵延至今。数学家外尔这样说过：

在自然定律中，正如我后来将要更精确地确立的，简单性是本质的。如果我们不添加在数学上受简单的定律支配的陈述，那么自然受严格定律支配的断言就缺乏一切内容。这件事类似于化学中的倍比定律：除非我们添加组合以相对原子量的小整数倍数发生，否则它就丧失了一切内容。莱布尼兹在他的《论方法》中已经指出，当容许任意的复杂性时，定律的概念就变成空洞的。因此，简单性在自然科学中变成工作原则。

叫人匪夷所思的是，科学中的简单性本身却是一个十分复杂的概念。它到底意指什么，它的内涵都有那些东西，也许在运用和鉴赏它的个人的心中也不是十分清楚的。下面，我们将集中诸家诸派之洞见和智睿，尽可能地厘清简单性的内涵。

简单性的一种比较简洁、比较直观的涵义是，理论中包含的假设、概念、关系、实体、属性等在数目比较少。例如，赫兹所谓的简单性意指，在同样适当和独特的两个理论中，“包含较少数目的多余的或空洞的关系那一个图像更简单”。彭加勒和爱因斯坦对简单性的理解大体上亦是如此；他们的高明之处在于，要求作为理论的逻辑前提的假设是基本的、普遍的，并且在数量上尽可能地少。当今有人认为，O-R简单性（奥卡姆剃刀简单性）比若干其他类型的简单性较少规定性，而且较多地与我们的许多直觉协调。也就是说，给定两个与事实一致的可能的假设或理论，当一个假设或理论比另一个有较少的原理、定律、属性或实体时，则说它是较为O-R简单性的。

不少学者对简单性的特征和标识罗列得比较详尽，使我们能够领略简单性内涵的多义性和丰富性。N.麦克斯韦认为，简单性显然意指定律或理论的形式的简单性——理论的函数、方程简单的程度。但是，它也意指这样一些东西的程度：理论是非特设的，或说明的，或雅致的，或统一的，或在概念上融贯，或具有爱因斯坦所谓的内在的完美，或在另外语境中的美，或可理解性，或明白易懂。他特别提及目标取向的经验论（aim-orientedempiricism）对简单性是什么这个问题的解决方案：物理学中的基本理论Tn是被接受必须满足的非经验要求的更强的统一理论。因此，关键的概念是统一——基本动力理论的全体内容的统一。给出两个竞争的总括理论Tn和Tn＋1，Tn＋1比Tn简单，当且仅当Tn＋1比Tn更好地作为物理主义的例子，即Tn比Tn＋1更不统一。麦卡里斯特同样也强调这一点：

简单性概念与统一能力的概念密切相关：科学理论可以在这样的程度上称为简单的，即它们确定了原先认为不同现象之间的统一。

他还说：“科学家希望理论显示出的简单性的最简要的可能说明，必定固定在两个参量的值上：他希望在理论中看到简单性的形式，以及理论应该显示出那种简单性的形式的程度。这两个参量是相互独立的。”拉德纳（R.Rudner）则把理论描述的简单性分为：从一个理论使用概念的特点如概念的个数来判断的客观记法的简单性；依概念的优雅、我们对其熟悉的程度、操作的有效性、方便和其他美学特征来判断的主观记法的简单性；人们主要讨论客观逻辑和主观逻辑的简单性，后者是人们对理论逻辑结构是否简单的主观评价。记法简单性是因人为的记法不同而造成的表面的简单，逻辑简单性是理论由其内容决定的较深层结构的实质的简单。再则，古德曼从计算谓词的复杂性值，凯梅尼从陈述或陈述的逻辑测度出发，探讨了理论的简单性问题。

还有一些学者对简单性的指标列举得相当具体。雷舍尔表示，当各个理论的其他情况等同时，对简单性的偏爱是建造科学理论的普遍实践。例如，一维的描述模式优于多维的描述模式，定量的特征描绘优于定性的特征描绘，较低阶多项式优于较高阶多项式，线性微分方程优于非线性微分方程。总之，x比y简单，如果它们相互之间处于如此这般的描述种类的关系中。撒加德（P.Thagard）提出衡量理论T的简单性的定量量度：T的简单性＝1－（T的共存假设数／被T说明的事实数）。两个例外是，理论的共存假设（cohypotheses）数目比它说明的事实多（在这种情况下该理论的简单性规定为零），理论未说明任何事实（该理论的简单性未确定）。他把共存假设定义为要完成对该理论的说明必须联合到T中的辅助假设。从这个公式得到的简单性的度量能够给已有的理论排序——排序是客观的——而不依赖于科学家的审美情趣。还有人概括了科学中的简单问题或一种理论所确定的简单现象的七个特征。

为了对简单性的内涵有进一步的了解，我们不妨涉及一下简单性的分类。邦格把简单性分为四种：句法的（syntactical）、语义的（semantical）、认识论的和实用的简单性。他进而又把实用的简单性细分为算法的（algorithmic）、记法的（notational）、心理的、实验的和技术的简单性。句法的简单性把我们带入语法领域而非韵律领域，即考虑形式的而非内涵的要素。邦格本人称此为形式简单性。在科学中，线性定律在句法上比非线性定律简单。语义的简单性实际上是理论的能力，即预设的经济，因为比较普遍的命题自然地经济，它把线性的几个无明显联系的陈述浓缩为同一线性的一个陈述。然而，最终的能力寓居于这样概括正常承担的说明和预言的范围之广度。于是，狭义相对论在语义上比电磁理论简单。很清楚，我们在这里处理的不是形式的要素而是内涵的要素。认识论的简单性并非总是可以达到的或称心如意的，因为它有时导致肤浅。事实上，物理学家常常选择在认识论上是复杂的（和在经验上达不到的）术语，像弯曲时空，因为它们具有语义的简单性。认识论的简单性把现象还原为违反我们通常理解的概念和理论，同时它向我们提供知识的更确定的基础。在某种意义上，认识论的简单性向我们提供比较简单的答案，以回答我们对科学的终极题材的疑问。实用主义简单性的算法方面可以等价于理论的雅致的一个方面，因为算法的简单性或计算的容易属于理论的风格。在这里，我们有形式的要素，该要素未谈到理论的较大意义。记法的简单性同样是这样，它往往有助于理论的雅致或（形式的）简明。它不是具有基本重要性的要素。实用主义的简单性的心理方面是最难对付的，也是最主观的要素。心理的简单性或同化（assimilation）的容易已经在18世纪就被克鲁萨（Crousaz）避开，他相信在某些场合，我们的情绪变活跃，以致能享受不同的观念或命题的阐明的乐趣，从而引起审美的愉悦。我们能够把心理的简单性的特定要素这样描绘：它不需要增加我们对世界的理解，但至少符合我们对（假设或定律或）理论的正确性的直观感觉。它也包括与理论的适意与和谐地生存的能力；因为在这个要素中，主观的东西如此突出地显露出来，以致它实际上近似地落入内涵的要素之内。至于实用主义简单性的实验和技术方面，望文即可生义。邦格还认为，不存在总括的简单性，因为意识几个方面根本不能相互共存，也不能与科学的某些必要因素共存。麦卡里斯特的分类比较简明，他以物理学为例，认为科学理论的简单性有四种形式：

一是像狄拉克希望的，由于赋予系数和指数以简单性而表现出数字方面的简单性；二是像信奉牛顿学说的物理学家希望的，由于广大范围的现象引用同样的解释性定律而表现出解释方面的简单性；三是像马赫期望的，由于只要求数目很少的不同物质实体而表现出本体论上的简单性；四是像爱因斯坦期望的，由于只以数目很少的独立公设为据而表现出逻辑上的简单性。

由以上关于简单性的内涵和分类的考察，我们对简单性的面目已经大致有所了解。但是，要严格界定其中每一个的确切含义，要断定它们的主次和整体结构，依然是比较困难的。况且，关于简单性还存在诸多有待进一步思考和澄清的问题，从而大大增加了处理的难度。鉴于这种状况，我们不可能充分和准确地肯定简单性是什么，但是却能够以否定语句说出简单性不是什么。其一是，简单性不是形式简单得容易记忆和书写。广义相对论描述引力场要用10个位置和时间函数，而万有引力理论仅用一个；爱因斯坦的场方程比牛顿的反平方定律繁杂得多，难以记住和写出。但是，前者还是比后者简单。这是因为，在牛顿理论中，惯性质量和引力质量是两个独立的概念，即有两类质量；可是在爱因斯坦理论中，二者的区分从未出现，即质量的概念是统一的，这实际上也包含在该理论的两个公设即广义相对性原理和等效原理中。也就是说，广义相对论具有逻辑简单性。其二是，简单性不是内容简单得容易理解和学习。爱因斯坦的相对论确实比牛顿理论难以把握。狭义相对论在1905年发表后，遭到许多物理学家的反对，人们对离奇的时间和空间概念感到莫名其妙，甚至掀起了一场“保卫以太”的运动，直至1911年该理论才越出德语国家的国界。广义相对论在问世后，情况更为糟糕，据说当时全世界只有三个人懂得它（除了两位作者之外，连验证光线弯曲的爱丁顿也不知道第三个人是谁）；著名的物理学家劳厄承认，他直到1950年前后才真正掌握了广义相对论。由此可见，科学理论的简单性并非日常意义上的简单性。

在讨论科学理论的简单性时，人们往往把把简单性和经济性等同，或作为类似的东西相提并论。雷舍尔就持有这种观点：“简单性偏爱经济原理。”在他看来，经济和简单性的观念是归纳推理的指导原则。其程序是理性的基本规则的程序：“用与供你支配的信息之恰当使用相容的最简单、最经济的方式，解决你的认知问题。”我们对简单性的爱好容易立足于经济的根据加以辩护。他甚至用纯粹的经济学术语说：“我们并不是为简单性——因为事物的美学——而追求简单性，而是因为作为解决问题的战略，这是而符合成本-效益的。”他的结论是：

我们偏爱均一性、类似、简单性等等，因为这减轻了认知努力的负担。我们避免了无论何时都困难的不需要的复杂，因为这是努力的经济进程。归纳的辩护恰恰在这里，因为就其真正的本性而言，归纳向我们提供了完成必不可少的认知任务的满意手段。

其实，思维经济原理（简称思维经济、经济原理等）的滥觞是马赫，马赫的这一原理可以理解为简单性思想的体现。马赫认为，“科学可以被视为最大值或最小值问题”。他反问道：“用尽可能少的工作，在尽可能少的时间内，以尽可能少的思维，获得尽可能多的永恒真理部分，难道不是科学的任务吗？”他还说：“可以把科学看成一个极小值问题，这就是花费尽可能少的思维，对事实做出尽可能完善的描述。”马赫思维经济原理的内涵包括思维的经济、精力的经济、功和时间的经济、方法论的经济、作为数学简单性的经济、作为缩略的经济、作为抽象的经济、作为抽象的经济、作为不完备的经济的逻辑、本体论的经济、自然界中没有经济、语言的经济。思维经济原理的功能可以概括为：思维经济是科学的目的、方法论的原则、评价科学理论的标准、反形而上学的武器、关于知识（认识）的生物经济学。马赫的思维经济原理涵盖广泛、内容丰富、意蕴深远、真谛微妙，在某种意义上超越了简单性的内蕴。就连马赫本人也强调：“思维的经济、和谐和有组织被认为是生物学的需要，这种需要远远超过了对逻辑连贯性的要求。”

批判学派的其他代表人物推崇马赫的思维经济原理，并在某种意义上把它视为简单性。彭加勒说：“著名的维也纳哲学家马赫曾经说过，科学的作用在于产生思维经济，正像机器产生劳力经济一样。这是十分正确的。”“这种思维之经济，劳力之经济是科学的永恒趋势，同时也是美的源泉和实际利益的源泉”，“应该是我们对准的目标”。这是因为，

每一个命题都可以用无限的方式概括。在所有可能的概括中，我们必须选择，我们只能选择最简单的。因此，我们被诱使如此行动，仿佛简单的定律——其他事情都相同——比复杂的定律更概然一样。

迪昂指出：“有助于构成理论的抽象和概括的双重工作导致双倍的思维经济；当它用定律代替众多事实时是经济的；当它用少数假设群代替庞大的定律集合时再次是经济的。”

简单性不仅与思维经济有重合之处，而且简单性与科学美也往往被等量齐观。爱因斯坦这位科学的艺术家在构造理论时，倾心追求简单性和美——在他的心目中，美在本质上终究的简单性。米勒在谈到这一点时写道：对于爱因斯坦来说，就像当年的哥白尼和伽利略一样，美学就是数据。他对美学十分敏感，以致他把与美学冲突的东西藏在心底。1905年，他对当时关于电磁感应的不同解释变得实在“难以容忍”，“被迫”提出了一个推广了的相对性原理。1907年，他选择了一个统一的质量定义，而不是牛顿运动理论里假设的两个定义。对于爱因斯坦而言，极简主义是一条美学原则——一条公理。自然界不是冗余重复的；因此我们要揭示自然法则就得消除冗余重复。解释中的冗余重复掩蔽了相对性原理，而质量概念中的冗余重复模糊了重力和加速度之间的等效。美学和自然的基本法则之间有一种联系。许多哲学家对简单性也是这样理解的。石里克表明：“简单性是这样一个概念：在它表示的选择性质上，部分地是实用的，部分地是美学的。”他还说，即使我们不能解释简单性的真正意思是什么，但是当科学家成功地用一个非常简单的公式来描述一系列观察时，他立即确信，他已经发现了一条定律。麦卡里斯特甚至断定：“简单性形式是一类审美性质。特定的简单性形式，例如本体论的节省，是理论可能显示出的审美性质。”

对简单性与经济性、科学美之间的关系的了解，毕竟有助于加深我们对简单性的认识。但是，这三个本身并不十分明晰的概念纠缠在一起，更增加了我们准确把握它们的困难。尽管如此，科学家在实践中还是能够比较顺利地利用简单性（以及经济性和科学美）作为他们的认识论和方法论的原理，充分发挥简单性原理的功能。外尔一言以蔽之：“简单性问题对于自然科学的认识是重要的。”若格则具体地揭示出简单性的认识论和方法论功能：

简单性原则表现了科学知识的系统性，简化形式的多样性乃是认识活动的必要条件。在科学理论中，各种不同的简化类型的存在，体现了通过比较求简化的要求；这种要求在寻找数学公式时，在表述科学理论的基本内容时，起着启发性的作用。简单性运转经历过一定的进化：起初对科学理论简单性的分析抱着朴素实在论的态度（用自然的简单性来论证简单性理论的作用）；现在则把简单性理解为一条有启发作用的方法论原则，简单性表现为要求用实验来论证科学知识中的理论原理。现在，简单性原则最普及地出现在数学简单性这个概念之中。

尼采这位哲学怪杰甚至把简单性视为思想家的“本能”：“他是思想家，这意味着：他善于简单地——比事物本身还要简单——对待事物。”

可见，简单性成为科学理论的禀性，显然与科学家把它作为一个重要的认识论和方法论原则、作为科学的追求目标密切相关。这种禀性和追求实际上是一种相辅相成、相得益彰的的关系——为了达到科学理论的简单性则必须追求简单性，追求简单性的结果即可达到科学理论的简单性。现在我们要问：这样的简单性原理的功能究竟有那些呢？

首先，它是评价科学理论的标准之一。在对这个问题的看法上，一些学者相信，理论主张的简单性是理论未来经验成功的征候，因此应该把简单性的考虑看做是理论选择的经验标准。另一些作者坚持，理论的简单性与它的经验完成不相关——这自明地为真。其中有人认为，由于简单性是与观察者有关的特性，不同的观察者将在不同的程度上发现它存在于理论之中。也有人认为，理论的简单性是它的审美特性，因此科学家求助于简单性的考虑相当于诉诸审美标准。也就是说，关于简单性标准流行三种观点：作为理论的经验适宜性的征兆，作为与观察者有关的理论评价的标准，作为审美标准。依我之见，

严格地讲，简单性标准不是经验的或实证的标准——尽管它可能显示出在经验上成功的征兆以及似律性或规律性的迹象——也不是逻辑的或传统理性的标准。它是科学共同体共有的理智价值标准或价值理性标准之一，可以视其为一种美学标准，因而是评价科学理论的辅助标准——它无法断然地和惟一地决定理论的是非正误，却可以估量理论的长短优劣。

其次，它是启迪科学发现或科学发明的源泉。在科学发现或发明的关键性时刻，对简单性或科学美的鉴赏和感悟，往往能使科学家突破平素难以逾越的壁垒，进入柳暗花明的胜景之中。从哥白尼、开普勒到彭加勒、爱因斯坦以及其后的科学大家，对这一点无不有浃髓沦肤的感触。爱因斯坦就是在追求科学理论的逻辑简单性的激励和伴随下，一步步走向狭义相对论，并一鼓作气攀登到广义相对论的颠峰的。施雷德-弗雷谢特使用了三个论据证明，“O-R简单性”没有为接受或拒斥科学理论提供认识论的基础，但是能够用它产生假设和理论。它的作用与其说对辩护的上下文，还不如说对发现的上下文更合适——O-R简单性能够给予我们以良好的基础，朝着科学进步的方向急剧前进，它是发现的逻辑的良好运载工具。

最后，它使科学理论更接近实在。科学的理论体系并不是各种大小、各种深浅的理论的杂乱堆积，而是有等级秩序的。具有更大简单性、特别是具有更大逻辑简单性的理论，则处于更高的水平。这样的理论具有更大的统一性，更多的经验涵盖性，更强的理性说明能力，在形式上也显得更雅致、更优美。一言以蔽之，这样的理论更接近实在。诚如爱因斯坦所说，逻辑前提愈简单的理论虽然愈远离感觉经验，但是却能更深刻地揭橥实在。若格也指出：“简单性意味着理论能够解释一系列现象，因而可以把它比作已经解释清楚了的东西。相应地，复杂就意味着在简化世界图景方面存在一定的障碍。”

关于简单性，还有一个重要问题必须涉及，这就是简单性与真——在某种意义上也可以说是美与真——的关系问题。在这里，我们暂且在下述意义理解真或真理：理论与经验事实在某种程度符合或对应，理论没有逻辑矛盾而且是合理性的。当然，有人否认简单性与真有关联。例如雷舍尔认为：

我们把简单性、融贯性等当作较好理论的有效的因素和对其的巨大优先和偏爱，这不是因为我们获悉，较简单的理论是较真的或更可能真的理论，而宁可说因为我们通过经验获悉，这种实践对探究行为来说是充分的（合乎成本-效益的）。

他还说：“简单性不是真理不可避免的标志（简单是真的印记），而仅仅是探究的方法论工具——程序的指导标杆。当某种简单的东西像某种比较复杂的、可供选择的对象一样完成了手头的任务时，采纳后者就是愚蠢的。”“我们在探究中选择简单性（一般而言系统性），不是因为它是真理的指示，而是因为在比较有效地实现探究目标方面，它在目的论上是符合成本-效益的。”考尔丁也坚持，简单性与真理不同，它甚至不是真理或精确性的检验。例如，爱因斯坦的行星轨道公式比牛顿的更精确并且更复杂。科学中的简单性观点可以远离正道。简单性在科学系统中是优点的理由，是因为它方便核验理论和设计新实验去检验它。它在把握一个已知理论上是有用的，但是它不是判断两种不同理论精确性的直接工具。

然而，比较普遍的看法是：具有简单性的科学理论有可能为真，但是并不能保证它必定为真；也就是说，简单性充其量只是科学理论为真的某种若隐若现的征兆。赖兴巴赫对此的看法是：“在归纳简单性的案例中，决定我们选择的不是经济。……我们做出假定：最简单的理论提供最好的预言。这个假定不能用方便来辩护：它具有真的特征，要求在概率论和归纳之内辩护。”麦卡里斯特则从目标分析和归纳投射为之辩护：

简单性的程度标准或形式标准应该被看做是理论的经验适宜性的征兆。有两条路线能用来辩护，特定标准可以促进具有高程度的经验适宜性的理论的选择。一条路线是目标分析：经验适宜性概念的逻辑阐明能够揭示，理论的某些性质能够有助于它们具有高度的经验适宜性。第二条路线是归纳投射：一旦我们拥有挑选好理论的标准，我们就能够归纳地识别其他特性，这些特性的存在与理论是好的相关。

爱因斯坦就是一位善于“到数学的简单性中去寻求真理的惟一可靠源泉”的大科学家。对于简单性预兆真理，他有一段原则性的经典论述：“逻辑上简单的东西不一定都在经验到的实在中体现出来，但是，根据一个建立在一些具有最大简单性前提之上的概念体系，能够‘理解’所有感觉经验的总和。”他进而提出一个原则性的命题：“逻辑上简单的东西，当然并非必须是物理上为真的东西；但是，物理上为真的东西是逻辑上简单的东西，即是说，它在基础上具有统一性。”

其实，要真正理解简单性与真的关系，必须回答这样一个关键性的问题：是否存在本体论的简单性？换句话说，作为科学研究对象的自然界是否是简单的？若回答“是”，则具有简单性的理论为真就是顺理成章的事了。若回答“否”或“不确定”，这就是一个需要仔细思考和认真讨论的问题。

科学家牛顿和菲涅耳对此做出肯定的回答。牛顿在他的伟大著作《原理》中开门见山地写道：“自然不做徒劳的事，解释多了白费口舌，言简意赅才见真谛；因为自然喜欢简单性，不会响应于多余原因的侈谈。”菲涅耳也认为：“自然并未因分析的困难而烦劳，它仅仅避免手段的复杂性。它似乎已经决意以少做多：物理科学的完美不断地以新的证据支持的正是这个原理。”

第二种回答的人也许要多一些：自然在本体论上不是简单的，简单性是我们的心理的需要和科学的需要。简单性思想的滥觞奥卡姆的威廉反对把简单性思想置于自然界中的倾向，他认为，坚持自然界总是遵循最简单途径这一点，就是限制上帝的力量。上帝很可能选择用最复杂的道路来达到这些结果。由于这个理由，奥卡姆把简单性的重点从自然过程转移到所提出的关于自然过程的理论上。他利用简单性作为形成概念和建立理论的标准。他认为，应该淘汰多余的概念，并建议在说明某类现象的两个理论中应该选择更简单的（后来的作者常常称这个方法论原理为“奥卡姆剃刀”）。雷舍尔自问自答：有任何理由认为比较简单的理论具有实际为真的更好的指望吗？很清楚，在这里存在着困难。自然显示出简单性的爱好吗？确实没有。我们不能说，仅仅在某种一般原则的基础上，这个世界——实在世界本身——必然地必须是简单的世界。也不存在如此做的任何需要。巴什拉直截了当地断定：自然界没有简单的事物，只有被简化的事物。

当今的学者也持有与奥卡姆的威廉大致相同的观点：简单的不是自然界而是科学理论，简单性作为科学认识论和方法论原理是行之有效的。考尔丁表示，简单性是一个有名的误导概念：仿佛我们能够先验地确定，自然的行为必须是简单的，最简单的定律必然是真的定律。事实上，我们没有这样一种观点的理性基础，似乎很可能，像科学中显示出来的简单性，是由于科学家自然地把他们的注意力首先转向相对简单的对象。雷舍尔这样写道：偏爱简单性是否合法？或者，有什么健全的理由认为自然倾向于简单性吗？人们对此的意见是不一致的。但是，当人们从方法论的观点而不是从真实存在的观点趋近该问题时，它就变得不怎么成问题了。我们确实应该容许对问题的最简单的可行的解决占优势——无论如何可以暂时占优势——直到它明显地站不住脚、复杂被迫强加于我们之时。在简单的解决能够容纳资料的情况下，没有充足的理由转向其他地方。在各种其他方面同样完好的的事物中进行选择时，我们应该选择最简单的——这是理性程序的基本原则。不管自然可能还是不可能喜爱简单性，作为一种合理性的程序，我们肯定应该这样做。他进而表明单性偏爱基于严格地方法取向的实践考虑：对于在我们的意图的与境中，使用简单的假设最方便、最有利。因此，不存在求助于自然简单性的实质性的（或在描述上构成的）公设。求助于手段经济的规则性的（或实践的）方案足矣。因为归纳系统化的参量——简单性、均一性、规则性、常规性、融贯性等等——都表示认知经济的实践原则。在我们努力实现探究目标的过程中，它们避免复杂的、不节省劳动的设计。简单性偏爱的基本原则是径直的。它在于一个词——经济。

彭加勒这位超级哲人科学家对“自然界是否简单”持审慎态度：他对这个问题似乎没有直接做出断然的回答（不承自然界本身简单但又有部分保留），而是强调对简单性的偏爱和追求是人的心智需要和科学需要。在他看来：“半个世纪之前，人们坦白地表明了这一信仰，并且宣布自然界喜欢简单性；从此以后，自然界十分经常地指责我们说谎。今天，我们不再承认这种意向，我们仅仅保留必不可少的那么多的意向，以使科学不致变得不可能。因此，在相对少量的、表现出某些偏差的实验的基础上形成普遍的、简单的和精确的定律时，我们只不过是服从了一种需要，人的心智不能使自己摆脱这种需要。”他明确指出：如果我们的研究方法变得越来越透彻，我们便会在复杂的东西之下发现简单的东西，然后在简单的东西之下发现复杂的东西，接着再在复杂的东西之下发现简单的东西，如此循环不已，我们不能预见最后的期限是什么。然而，“我们必须停止在某个地方，要使科学是可能的，当我们找到简单性时，我们就必须停下来。这是惟一的基础，我们能够在这个基础上建立我们的概括的大厦。”在此处，彭加勒提出了一个必须研究的问题：这种简单性仅仅是表观的，该基础将足够牢固吗？他对该问题的回答是肯定的，但是好像并没有完全诉诸本体论的自然简单性为之辩护。

综上所述，也许可以说：我们就科学理论的简单性大体可以做出判断，因为它或多或少具有某种客观性和价值理性，是能够进行理智评价的；相反地，自然或自然秩序的简单性也许是一个主观的问题，因为我们没有实证的和理性的方法证明这个形而上学论题，它至多只能算做一个准科学预设。尚须注意的是，我们没有必要在科学中把简单性和复杂性对立起来。实际上，这二者在科学发展中是交替出现或交织在一起的——科学的发展呈现出分化和整体化、简单性和复杂性对立统一过程。只是在科学的结果中，我们应该在其他条件等同时尽可能选择简单的理论，否则就是不可理喻的了。还有一点也务必引起注意：

要把手段的经济与成果的经济区分开来，即把方法论的经济与实质内容的经济区分开来。简单的工具或方法在合适地应用时创造复杂的结果。简单的认知方法诸如“试错法”，最终能够产生对困难问题的复杂答案。反过来，简单的结果有时是用复杂的方式产生的。探究或解决问题的复杂方法可以产生容易的和不复杂的问题解。在科学探究中，我们对简单性的信奉归根结底并未妨碍我们发现无论多么复杂的东西实际存在着。

参考文献

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这七个特征是：（1）简单现象必须是在自然界可实现的现象。（2）简单问题必须是能够用简单方法回答的问题，也就是说简单回答的实际计算必须能够用一个容易而实际可行的方法来完成。（3）简单现象的实验认识必须是容易实现的。（4）容易的问题必须是在科学实践中常常发生的那些问题。（5）容易的问题应该是对其他科学领域的研究者也是有兴趣的那些问题。（6）容易的问题应该是那些对科学以外的东西有意义的问题。（7）简单问题的界限应该是实现能限定的，这是一条特别重要的标准，甚至需要在该理论的实验检验之前就要实现。复杂问题的性质有两项标准：（1）理论中的复杂问题至少在原则上是能够解决的，或者至少在原则上理论能够提出回答困难问题的一种方法，否则这种问题就不能被看做是完全的。（2）或许通过大型计算机的广泛应用，复杂问题应该在实际应用中有一个过得去的精确度的回答。参见莫拉夫希克：科学中的简单问题和复杂问题，岳效竹译，北京：《科学与哲学》，1982年第6期，第160~165页。

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N.麦克斯韦举出了“简单性是什么”问题的不同方面。（1）术语问题。理论是简单的还是复杂的，似乎依赖于理论是如何被阐明的、阐明它使用的术语或概念。但是，这样的依赖术语的简单性概念在科学中如何能够扮演有意义的方法论或认识论的角色呢？什么决定“正确的”术语呢？——借助这样的术语理论必须如此阐述，以便它们的简单性可以被称赞。如何能够存在像“正确的”术语这样的事？如果不存在，理论的简单性整个概念崩溃了吗？一方面，理论的简单性或复杂性看来必须依赖于阐明它所使用的术语，但是另一方面，这看来不能是简单性是否作为真理的指示是否有意义的案例。（2）简单性的程度问题。理论如何按它们的简单性程度整理？（3）变化的简单性概念问题。简单性随时代的不同而变化。（4）简单性的多面本性问题。“简单的”是一个普通词语，科学哲学家倾向于把它用于整个家族概念，而科学家求助它估价理论的非经验的优点。可接受的简单性理论应当恰恰选出一个概念作为基本的，但是同时要公平对待在评价物理学理论时其他概念所起的作用。（5）意义不明确问题。一个理论在明显的方面比另一个复杂，但是同时在更为重要的意义上却更简单，这从牛顿和爱因斯坦的引力理论的比较可以看出。合适的简单性理论必须解决这种令人困惑的事态。（6）公正对待物理学家的直觉问题。物理学家就理论的简单性判断绝不是一致的，但是存在显著的一致水平。可接受的简单性理论必须公正地对待这样的一致的直觉。（7）物理学家的直觉的改善问题。可接受的简单性理论应该在物理学家的直觉方面能够有所改善。参见N.Maxwell,TheComprehensibilityoftheUniverse,ANewConceptionofScience,OxfordClarendenPress,1998,pp.104~105.

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波兰尼讲过一段值得深思的话：当然，把简单性看做理性的一个标记，并把任何理论称颂为简单性的胜利，这是合法的。但是，伟大的理论却罕有通常意义上的那种简单，量子力学和相对论都十分难以理解。只用几分钟就可以记住从相对论推导出来的事实，但是数年的学习时间却未必足以掌握这些理论，并在相关的环境中理解这些事实。赫尔曼•外尔一语道出了其中的秘密：“所要求的简单性不一定是显而易见的，但是我们却一定要让大自然培养我们认识真实的内在简单性。”换言之，只有在“简单性”被用于惟有科学家才理解的那种特定意义上时，科学中的简单性才能变成与理性的意义相等。参见波兰尼：《个人知识——迈向后批判哲学》，许泽民译，贵阳：贵州人民出版社，2000年第1版，第24页。

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彭加勒：《科学与方法》，李醒民译，沈阳：辽宁教育出版社，2000年第1版，第12、8、14页。

彭加勒：《科学与假设》，李醒民译，沈阳：辽宁教育出版社，2001年第1版，第95~96页。

迪昂：《物理学理论的目的和结构》，李醒民译，北京：华夏出版社，1999年1月第1版，第62页。

李醒民：《爱因斯坦》，台北：三民书局东大图书公司，1998年第1版，第483~501页。

米勒：《爱因斯坦•毕加索——空间、时间和动人心魄之美》，方在庆等译，上海：上海科技教育出版社，2003年第1版，第256页。

波普尔：《科学发现的逻辑》，查汝强等译，北京：科学出版社，1986年第1版，第108页。

J.W.McAllister,Beauty&RevolutioninScience,CornellUniversityPress,1996,p.122.

杜兰已经意识到这个问题：经济和简单性是在科学说明中经常起作用的两个审美因素。在其他境况相同时，比较简单或比较经济的理论必须受到偏爱。可是，经济和简单性也是困难的概念。什么算作是比较经济的理论决不是清楚的，不仅仅因为人们不能在理论的构成要素上达到一致（也就是说，在什么构成理论内的假设上不能达到一致），还因为这些概念本身是供人竞购的或待价而沽的。而且，也难以完成理论的经济和简单性的审美概念。经济和简单性确实是比纯粹的本体论的和假设的微弱性更多的东西。换句话说，当我们谈到理论的“经济”或“简单性”时，我们可能正在提及比笨手笨脚地挥舞奥卡姆剃刀更多的东西。参见J.Duran,TheAestheticsofTheoryTesting:EconomyandSimplicity;N.Reschered.,AestheticFactorsinNaturalScience,Lanham,NewYork,London:UniversityPressofAmerican,1990,pp.73~78.

波普尔：《科学发现的逻辑》，查汝强等译，北京：科学出版社，1986年第1版，第107页。

В.И.Жог等：自然科学知识：从简单到对称，罗长海译，上海：《世界科学》，1989年第10期，第46~50页。

尼采还说：“知识深奥者致力于明晰；当众故作深奥者致力于晦涩，因为众人以为凡见不到底的东西皆高深莫测，极不情愿涉水。”参见尼采：《快乐的科学》，黄明嘉译，桂林：漓江出版社，2000年第1版，第181、175页。

J.W.McAllister,Beauty&RevolutioninScience,CornellUniversityPress,1996,pp.105,111.

石里克认为，简单性概念要提供一种事件的似律性或规律性的程度的量度。费格尔说出了同样的看法：“用简单性概念来定义似律性或规律性的程度的程度”。波普尔在把简单性概念等同于可证伪度的基础上得出结论说：“假如知识是我们的目的，简单的陈述就比不那么简单的陈述得到更高的评价，因为它们告诉我们更多的东西；因为它们的经验内容更多，因为它们更可检验。”参见波普尔：《科学发现的逻辑》，查汝强等译，北京：科学出版社，1986年第1版，第109、113页。

李醒民：科学理论的评价标准，北京：《哲学研究》，1985年第6期，第29~35页。李醒民：科学理论的价值评价，北京：《自然辩证法研究》，第8卷（1992），第6期，第1~8页。

有兴趣的读者可以参阅下述两本书的有关章节。李醒民：《论狭义相对论的创立》，成都：四川教育出版社，1997年第2次印刷。李醒民：《人类精神的又一峰巅——爱因斯坦思想探微》，沈阳：辽宁大学出版社，1996年第1版。

K.Shrader-Frechette,ThreeArgumentsAgainstSimplicity;N.Reschered.,AestheticFactorsinNaturalScience,Lanham,NewYork,London:UniversityPressofAmerican,1990,pp.11~26.这位作者是这样论证他的观点的：（1）如果科学家使用O-R简单性作为接受或拒斥假设或理论的基础，那么假的或反直觉的结果就会随之而来。（2）被说成在O-R简单性之上卷入理论接受的案例实际上是借助其他一些标准——例如说明能力——评价的案例。（3）如果科学家使用O-R简单性作为接受或拒斥理论的基础，那么危险结果会随之而来。关于第一个论据，在假的或反直觉的结果中，最让人烦恼的也许是使“单因素”（single-factor）理论变得似乎有理，在任何地方，理论和理论家之间的经验符合是贫乏的。像在高能物理学直接观察往往是困难的领域，或者像在心理学一些部分成功预言几乎不可能的领域，或者像在生态学许多部分相对新的科学领域，这样的情况都能发生。当存在几个在经验上不充分决定的理论时，当这些理论同样地与事实一致时，O-R简单性的使用能够指示选择粗糙的、可疑的、单因素的理论。从认识论的观点看，没有理由假定，在给定两个与事实一致的、在经验上不充分决定的理论后，具有更大的O-R简单性的理论更可能为真。事实上，在说明人的行为的科学中，也许具有较少O-R简单性的理论更可能，因为它们能够阐明更复杂的现象。关于第二个论据，当科学家在辩护的上下文中使用简单性时，他们实际上把它定义为另外的东西，某种与经验的可能性有关的东西。爱因斯坦之所以偏爱仅由少数公设开始并消除以太，这是因为他有健全的经验理由。O-R简单性至多只是二阶标准，而像说明能力这样的标准才是一阶标准。的确，假理论典型地充塞更多的特设假设，但是这并不是与简单性有关的问题，而是与说明能力和可检验性有关的问题。而且，因为假理论常常没有简单性，并不意味着人们应该得出结论说，具有较多O-R简单性的理论为真；O-R简单性的存在不一定总是与高说明能力、可检验性等联系在一起。关于第三个论据，尤其是在经验上高度不充分决定的科学领域的情况下，仅仅承认不存在恰当的理论也许更好一些；否则，使用O-R简单性可能给头脑简单的理论赋予使它们误入歧途的、华而不实的可接受性的空架子，尤其是在包括公共政策在内的案例中。尽管O-R简单性不能用于假设和理论的辩护，但是它在帮助科学家产生假设和理论的过程中十分有用。科学家之所以乐于使用它，也许经济是最重要的理由。物理学家惠勒（J.Wheeler）说，使用简单性的理论是假定少数的实体，能使物理学家尽可能迅速地犯错误和矫正错误；他们能够典型地、比检验复杂理论更迅速地检验简单理论。

李醒民：论爱因斯坦的纲领实在论，北京：《自然辩证法通讯》，第20卷（1998），第1期，第1~11页。

В.И.Жог等：自然科学知识：从简单到对称，罗长海译，上海：《世界科学》，1989年第10期，第46~50页。不过，若格在肯定科学理论的简单性具有重大意义时，又在前面加上“在经典科学时代”的限制语。这样做是不妥当的。简单性原理不是在现代科学中仍然大有用武之地吗？

N.Reschered.,AestheticFactorsinNaturalScience,Lanham,NewYork,London:UniversityPressofAmerican,1990,pp.2,3,5.

E.F.Caldin,ThePowerandLimitofScience,London:Chapman&HallLTD.,1949,ChapterⅤ.

N.Reschered.,AestheticFactorsinNaturalScience,Lanham,NewYork,London:UniversityPressofAmerican,1990,p.6.

J.W.McAllister,Beauty&RevolutioninScience,CornellUniversityPress,1996,p.122.

许良英等编译：《爱因斯坦文集》第一卷，北京：商务印书馆，1976年第1版，第496页。

爱因斯坦的原话是这样的：“Thelogicallysimpledoesnot,ofcourse,havetobephysicallytrue;butthephysicallytrueislogicallysimple,thatis,ithasunityatthefoundation.”参见G.Holton,ThematicOriginsofScientificThought,KeplertoEinstein,Cambridge,Massachusetts:HarvardUniversityPress,1974,p.241.

牛顿：《自然哲学之数学原理•宇宙体系》，王克迪译，武汉：武汉出版社，1992年第1版，第403页。

马赫：《认识与谬误——探究心理学论纲》，李醒民译，北京：华夏出版社，2000年1月第1版，第462页。

洛西：《科学哲学历史导论》，邱仁宗等译，武汉：华中工学院出版社，1982年第1版，第39页。

N.Reschered.,AestheticFactorsinNaturalScience,Lanham,NewYork,London:UniversityPressofAmerican,1990,p.6.

莫兰：《复杂思想：自觉的科学》，陈一壮译，北京：北京大学出版社，2001年第1版，第137页。

E.F.Caldin,ThePowerandLimitofScience,London:Chapman&HallLTD.,1949,ChapterⅤ.

雷舍尔还立足于进化论为人们偏爱简单性做辩护：我们的理智对于简单性、雅致的品味（tastes）像我们的物理品味（美味）一样，是进化压力对起作用的那些事物优先的结果——这被证明是有效的，从而有利于幸存。我们认知机制的进化方面保证服务于认知价值。不仅生物选择，而且理智动因中的文化优势也在我们认知工具的发展中起了决定性的影响。参见N.Reschered.,AestheticFactorsinNaturalScience,Lanham,NewYork,London:UniversityPressofAmerican,1990,pp.2~3,5,7~8.这里补充说明一下，许多科学哲学家从实用的角度为偏爱简单性辩护。他们认为，偏爱简单性的科学理论的合理性能够借助于实用主义和经济的强制来说明，例如时间的分配和检验的容易。可是，施雷德-弗雷谢特表示，在实践性的基础上为偏爱简单性理论辩护是不充分的。参见K.Shrader-Frechette,ThreeArgumentsAgainstSimplicity;N.Reschered.,AestheticFactorsinNaturalScience,Lanham,NewYork,London:UniversityPressofAmerican,1990,pp.11~26.

彭加勒范文篇9

关键词：科学理论简单性功能

简单性是科学理论的一个突出特色，作为一种认识论和方法论的简单性原理贯穿在科学的整个历史中。卡西尔开宗明义：“科学开端于对简单性的追求。简单标志真理似乎是它的基本意愿之一。”在前科学时代，就有毕达哥拉斯的万物皆数，奥卡姆的剃刀——“如无必要，毋增实体”。此后，牛顿的节约原理、莫佩尔蒂的最小作用原理、马赫的思维经济原理、彭加勒的力戒特设假设、爱因斯坦的逻辑简单性原则、惠勒的质朴性思想，就是绵绵不绝的简单性思想潮流中的有代表性的浪花。在19和20世纪之交，简单性观念在科学中相当流行，乃至成为一种智力时尚，这种遗风一直绵延至今。数学家外尔这样说过：

在自然定律中，正如我后来将要更精确地确立的，简单性是本质的。如果我们不添加在数学上受简单的定律支配的陈述，那么自然受严格定律支配的断言就缺乏一切内容。这件事类似于化学中的倍比定律：除非我们添加组合以相对原子量的小整数倍数发生，否则它就丧失了一切内容。莱布尼兹在他的《论方法》中已经指出，当容许任意的复杂性时，定律的概念就变成空洞的。因此，简单性在自然科学中变成工作原则。

叫人匪夷所思的是，科学中的简单性本身却是一个十分复杂的概念。它到底意指什么，它的内涵都有那些东西，也许在运用和鉴赏它的个人的心中也不是十分清楚的。下面，我们将集中诸家诸派之洞见和智睿，尽可能地厘清简单性的内涵。

简单性的一种比较简洁、比较直观的涵义是，理论中包含的假设、概念、关系、实体、属性等在数目比较少。例如，赫兹所谓的简单性意指，在同样适当和独特的两个理论中，“包含较少数目的多余的或空洞的关系那一个图像更简单”。彭加勒和爱因斯坦对简单性的理解大体上亦是如此；他们的高明之处在于，要求作为理论的逻辑前提的假设是基本的、普遍的，并且在数量上尽可能地少。当今有人认为，O-R简单性（奥卡姆剃刀简单性）比若干其他类型的简单性较少规定性，而且较多地与我们的许多直觉协调。也就是说，给定两个与事实一致的可能的假设或理论，当一个假设或理论比另一个有较少的原理、定律、属性或实体时，则说它是较为O-R简单性的。

不少学者对简单性的特征和标识罗列得比较详尽，使我们能够领略简单性内涵的多义性和丰富性。N.麦克斯韦认为，简单性显然意指定律或理论的形式的简单性——理论的函数、方程简单的程度。但是，它也意指这样一些东西的程度：理论是非特设的，或说明的，或雅致的，或统一的，或在概念上融贯，或具有爱因斯坦所谓的内在的完美，或在另外语境中的美，或可理解性，或明白易懂。他特别提及目标取向的经验论（aim-orientedempiricism）对简单性是什么这个问题的解决方案：物理学中的基本理论Tn是被接受必须满足的非经验要求的更强的统一理论。因此，关键的概念是统一——基本动力理论的全体内容的统一。给出两个竞争的总括理论Tn和Tn＋1，Tn＋1比Tn简单，当且仅当Tn＋1比Tn更好地作为物理主义的例子，即Tn比Tn＋1更不统一。麦卡里斯特同样也强调这一点：

简单性概念与统一能力的概念密切相关：科学理论可以在这样的程度上称为简单的，即它们确定了原先认为不同现象之间的统一。

他还说：“科学家希望理论显示出的简单性的最简要的可能说明，必定固定在两个参量的值上：他希望在理论中看到简单性的形式，以及理论应该显示出那种简单性的形式的程度。这两个参量是相互独立的。”拉德纳（R.Rudner）则把理论描述的简单性分为：从一个理论使用概念的特点如概念的个数来判断的客观记法的简单性；依概念的优雅、我们对其熟悉的程度、操作的有效性、方便和其他美学特征来判断的主观记法的简单性；人们主要讨论客观逻辑和主观逻辑的简单性，后者是人们对理论逻辑结构是否简单的主观评价。记法简单性是因人为的记法不同而造成的表面的简单，逻辑简单性是理论由其内容决定的较深层结构的实质的简单。再则，古德曼从计算谓词的复杂性值，凯梅尼从陈述或陈述的逻辑测度出发，探讨了理论的简单性问题。

还有一些学者对简单性的指标列举得相当具体。雷舍尔表示，当各个理论的其他情况等同时，对简单性的偏爱是建造科学理论的普遍实践。例如，一维的描述模式优于多维的描述模式，定量的特征描绘优于定性的特征描绘，较低阶多项式优于较高阶多项式，线性微分方程优于非线性微分方程。总之，x比y简单，如果它们相互之间处于如此这般的描述种类的关系中。撒加德（P.Thagard）提出衡量理论T的简单性的定量量度：T的简单性＝1－（T的共存假设数／被T说明的事实数）。两个例外是，理论的共存假设（cohypotheses）数目比它说明的事实多（在这种情况下该理论的简单性规定为零），理论未说明任何事实（该理论的简单性未确定）。他把共存假设定义为要完成对该理论的说明必须联合到T中的辅助假设。从这个公式得到的简单性的度量能够给已有的理论排序——排序是客观的——而不依赖于科学家的审美情趣。还有人概括了科学中的简单问题或一种理论所确定的简单现象的七个特征。

为了对简单性的内涵有进一步的了解，我们不妨涉及一下简单性的分类。邦格把简单性分为四种：句法的（syntactical）、语义的（semantical）、认识论的和实用的简单性。他进而又把实用的简单性细分为算法的（algorithmic）、记法的（notational）、心理的、实验的和技术的简单性。句法的简单性把我们带入语法领域而非韵律领域，即考虑形式的而非内涵的要素。邦格本人称此为形式简单性。在科学中，线性定律在句法上比非线性定律简单。语义的简单性实际上是理论的能力，即预设的经济，因为比较普遍的命题自然地经济，它把线性的几个无明显联系的陈述浓缩为同一线性的一个陈述。然而，最终的能力寓居于这样概括正常承担的说明和预言的范围之广度。于是，狭义相对论在语义上比电磁理论简单。很清楚，我们在这里处理的不是形式的要素而是内涵的要素。认识论的简单性并非总是可以达到的或称心如意的，因为它有时导致肤浅。事实上，物理学家常常选择在认识论上是复杂的（和在经验上达不到的）术语，像弯曲时空，因为它们具有语义的简单性。认识论的简单性把现象还原为违反我们通常理解的概念和理论，同时它向我们提供知识的更确定的基础。在某种意义上，认识论的简单性向我们提供比较简单的答案，以回答我们对科学的终极题材的疑问。实用主义简单性的算法方面可以等价于理论的雅致的一个方面，因为算法的简单性或计算的容易属于理论的风格。在这里，我们有形式的要素，该要素未谈到理论的较大意义。记法的简单性同样是这样，它往往有助于理论的雅致或（形式的）简明。它不是具有基本重要性的要素。实用主义的简单性的心理方面是最难对付的，也是最主观的要素。心理的简单性或同化（assimilation）的容易已经在18世纪就被克鲁萨（Crousaz）避开，他相信在某些场合，我们的情绪变活跃，以致能享受不同的观念或命题的阐明的乐趣，从而引起审美的愉悦。我们能够把心理的简单性的特定要素这样描绘：它不需要增加我们对世界的理解，但至少符合我们对（假设或定律或）理论的正确性的直观感觉。它也包括与理论的适意与和谐地生存的能力；因为在这个要素中，主观的东西如此突出地显露出来，以致它实际上近似地落入内涵的要素之内。至于实用主义简单性的实验和技术方面，望文即可生义。邦格还认为，不存在总括的简单性，因为意识几个方面根本不能相互共存，也不能与科学的某些必要因素共存。麦卡里斯特的分类比较简明，他以物理学为例，认为科学理论的简单性有四种形式：

一是像狄拉克希望的，由于赋予系数和指数以简单性而表现出数字方面的简单性；二是像信奉牛顿学说的物理学家希望的，由于广大范围的现象引用同样的解释性定律而表现出解释方面的简单性；三是像马赫期望的，由于只要求数目很少的不同物质实体而表现出本体论上的简单性；四是像爱因斯坦期望的，由于只以数目很少的独立公设为据而表现出逻辑上的简单性。

由以上关于简单性的内涵和分类的考察，我们对简单性的面目已经大致有所了解。但是，要严格界定其中每一个的确切含义，要断定它们的主次和整体结构，依然是比较困难的。况且，关于简单性还存在诸多有待进一步思考和澄清的问题，从而大大增加了处理的难度。鉴于这种状况，我们不可能充分和准确地肯定简单性是什么，但是却能够以否定语句说出简单性不是什么。其一是，简单性不是形式简单得容易记忆和书写。广义相对论描述引力场要用10个位置和时间函数，而万有引力理论仅用一个；爱因斯坦的场方程比牛顿的反平方定律繁杂得多，难以记住和写出。但是，前者还是比后者简单。这是因为，在牛顿理论中，惯性质量和引力质量是两个独立的概念，即有两类质量；可是在爱因斯坦理论中，二者的区分从未出现，即质量的概念是统一的，这实际上也包含在该理论的两个公设即广义相对性原理和等效原理中。也就是说，广义相对论具有逻辑简单性。其二是，简单性不是内容简单得容易理解和学习。爱因斯坦的相对论确实比牛顿理论难以把握。狭义相对论在1905年发表后，遭到许多物理学家的反对，人们对离奇的时间和空间概念感到莫名其妙，甚至掀起了一场“保卫以太”的运动，直至1911年该理论才越出德语国家的国界。广义相对论在问世后，情况更为糟糕，据说当时全世界只有三个人懂得它（除了两位作者之外，连验证光线弯曲的爱丁顿也不知道第三个人是谁）；著名的物理学家劳厄承认，他直到1950年前后才真正掌握了广义相对论。由此可见，科学理论的简单性并非日常意义上的简单性。

在讨论科学理论的简单性时，人们往往把把简单性和经济性等同，或作为类似的东西相提并论。雷舍尔就持有这种观点：“简单性偏爱经济原理。”在他看来，经济和简单性的观念是归纳推理的指导原则。其程序是理性的基本规则的程序：“用与供你支配的信息之恰当使用相容的最简单、最经济的方式，解决你的认知问题。”我们对简单性的爱好容易立足于经济的根据加以辩护。他甚至用纯粹的经济学术语说：“我们并不是为简单性——因为事物的美学——而追求简单性，而是因为作为解决问题的战略，这是而符合成本-效益的。”他的结论是：

我们偏爱均一性、类似、简单性等等，因为这减轻了认知努力的负担。我们避免了无论何时都困难的不需要的复杂，因为这是努力的经济进程。归纳的辩护恰恰在这里，因为就其真正的本性而言，归纳向我们提供了完成必不可少的认知任务的满意手段。

其实，思维经济原理（简称思维经济、经济原理等）的滥觞是马赫，马赫的这一原理可以理解为简单性思想的体现。马赫认为，“科学可以被视为最大值或最小值问题”。他反问道：“用尽可能少的工作，在尽可能少的时间内，以尽可能少的思维，获得尽可能多的永恒真理部分，难道不是科学的任务吗？”他还说：“可以把科学看成一个极小值问题，这就是花费尽可能少的思维，对事实做出尽可能完善的描述。”马赫思维经济原理的内涵包括思维的经济、精力的经济、功和时间的经济、方法论的经济、作为数学简单性的经济、作为缩略的经济、作为抽象的经济、作为抽象的经济、作为不完备的经济的逻辑、本体论的经济、自然界中没有经济、语言的经济。思维经济原理的功能可以概括为：思维经济是科学的目的、方法论的原则、评价科学理论的标准、反形而上学的武器、关于知识（认识）的生物经济学。马赫的思维经济原理涵盖广泛、内容丰富、意蕴深远、真谛微妙，在某种意义上超越了简单性的内蕴。就连马赫本人也强调：“思维的经济、和谐和有组织被认为是生物学的需要，这种需要远远超过了对逻辑连贯性的要求。”

批判学派的其他代表人物推崇马赫的思维经济原理，并在某种意义上把它视为简单性。彭加勒说：“著名的维也纳哲学家马赫曾经说过，科学的作用在于产生思维经济，正像机器产生劳力经济一样。这是十分正确的。”“这种思维之经济，劳力之经济是科学的永恒趋势，同时也是美的源泉和实际利益的源泉”，“应该是我们对准的目标”。这是因为，

每一个命题都可以用无限的方式概括。在所有可能的概括中，我们必须选择，我们只能选择最简单的。因此，我们被诱使如此行动，仿佛简单的定律——其他事情都相同——比复杂的定律更概然一样。

迪昂指出：“有助于构成理论的抽象和概括的双重工作导致双倍的思维经济；当它用定律代替众多事实时是经济的；当它用少数假设群代替庞大的定律集合时再次是经济的。”

简单性不仅与思维经济有重合之处，而且简单性与科学美也往往被等量齐观。爱因斯坦这位科学的艺术家在构造理论时，倾心追求简单性和美——在他的心目中，美在本质上终究的简单性。米勒在谈到这一点时写道：对于爱因斯坦来说，就像当年的哥白尼和伽利略一样，美学就是数据。他对美学十分敏感，以致他把与美学冲突的东西藏在心底。1905年，他对当时关于电磁感应的不同解释变得实在“难以容忍”，“被迫”提出了一个推广了的相对性原理。1907年，他选择了一个统一的质量定义，而不是牛顿运动理论里假设的两个定义。对于爱因斯坦而言，极简主义是一条美学原则——一条公理。自然界不是冗余重复的；因此我们要揭示自然法则就得消除冗余重复。解释中的冗余重复掩蔽了相对性原理，而质量概念中的冗余重复模糊了重力和加速度之间的等效。美学和自然的基本法则之间有一种联系。许多哲学家对简单性也是这样理解的。石里克表明：“简单性是这样一个概念：在它表示的选择性质上，部分地是实用的，部分地是美学的。”他还说，即使我们不能解释简单性的真正意思是什么，但是当科学家成功地用一个非常简单的公式来描述一系列观察时，他立即确信，他已经发现了一条定律。麦卡里斯特甚至断定：“简单性形式是一类审美性质。特定的简单性形式，例如本体论的节省，是理论可能显示出的审美性质。”

对简单性与经济性、科学美之间的关系的了解，毕竟有助于加深我们对简单性的认识。但是，这三个本身并不十分明晰的概念纠缠在一起，更增加了我们准确把握它们的困难。尽管如此，科学家在实践中还是能够比较顺利地利用简单性（以及经济性和科学美）作为他们的认识论和方法论的原理，充分发挥简单性原理的功能。外尔一言以蔽之：“简单性问题对于自然科学的认识是重要的。”若格则具体地揭示出简单性的认识论和方法论功能：

简单性原则表现了科学知识的系统性，简化形式的多样性乃是认识活动的必要条件。在科学理论中，各种不同的简化类型的存在，体现了通过比较求简化的要求；这种要求在寻找数学公式时，在表述科学理论的基本内容时，起着启发性的作用。简单性运转经历过一定的进化：起初对科学理论简单性的分析抱着朴素实在论的态度（用自然的简单性来论证简单性理论的作用）；现在则把简单性理解为一条有启发作用的方法论原则，简单性表现为要求用实验来论证科学知识中的理论原理。现在，简单性原则最普及地出现在数学简单性这个概念之中。

尼采这位哲学怪杰甚至把简单性视为思想家的“本能”：“他是思想家，这意味着：他善于简单地——比事物本身还要简单——对待事物。”

可见，简单性成为科学理论的禀性，显然与科学家把它作为一个重要的认识论和方法论原则、作为科学的追求目标密切相关。这种禀性和追求实际上是一种相辅相成、相得益彰的的关系——为了达到科学理论的简单性则必须追求简单性，追求简单性的结果即可达到科学理论的简单性。现在我们要问：这样的简单性原理的功能究竟有那些呢？

首先，它是评价科学理论的标准之一。在对这个问题的看法上，一些学者相信，理论主张的简单性是理论未来经验成功的征候，因此应该把简单性的考虑看做是理论选择的经验标准。另一些作者坚持，理论的简单性与它的经验完成不相关——这自明地为真。其中有人认为，由于简单性是与观察者有关的特性，不同的观察者将在不同的程度上发现它存在于理论之中。也有人认为，理论的简单性是它的审美特性，因此科学家求助于简单性的考虑相当于诉诸审美标准。也就是说，关于简单性标准流行三种观点：作为理论的经验适宜性的征兆，作为与观察者有关的理论评价的标准，作为审美标准。依我之见，

严格地讲，简单性标准不是经验的或实证的标准——尽管它可能显示出在经验上成功的征兆以及似律性或规律性的迹象——也不是逻辑的或传统理性的标准。它是科学共同体共有的理智价值标准或价值理性标准之一，可以视其为一种美学标准，因而是评价科学理论的辅助标准——它无法断然地和惟一地决定理论的是非正误，却可以估量理论的长短优劣。

其次，它是启迪科学发现或科学发明的源泉。在科学发现或发明的关键性时刻，对简单性或科学美的鉴赏和感悟，往往能使科学家突破平素难以逾越的壁垒，进入柳暗花明的胜景之中。从哥白尼、开普勒到彭加勒、爱因斯坦以及其后的科学大家，对这一点无不有浃髓沦肤的感触。爱因斯坦就是在追求科学理论的逻辑简单性的激励和伴随下，一步步走向狭义相对论，并一鼓作气攀登到广义相对论的颠峰的。施雷德-弗雷谢特使用了三个论据证明，“O-R简单性”没有为接受或拒斥科学理论提供认识论的基础，但是能够用它产生假设和理论。它的作用与其说对辩护的上下文，还不如说对发现的上下文更合适——O-R简单性能够给予我们以良好的基础，朝着科学进步的方向急剧前进，它是发现的逻辑的良好运载工具。

最后，它使科学理论更接近实在。科学的理论体系并不是各种大小、各种深浅的理论的杂乱堆积，而是有等级秩序的。具有更大简单性、特别是具有更大逻辑简单性的理论，则处于更高的水平。这样的理论具有更大的统一性，更多的经验涵盖性，更强的理性说明能力，在形式上也显得更雅致、更优美。一言以蔽之，这样的理论更接近实在。诚如爱因斯坦所说，逻辑前提愈简单的理论虽然愈远离感觉经验，但是却能更深刻地揭橥实在。若格也指出：“简单性意味着理论能够解释一系列现象，因而可以把它比作已经解释清楚了的东西。相应地，复杂就意味着在简化世界图景方面存在一定的障碍。”

关于简单性，还有一个重要问题必须涉及，这就是简单性与真——在某种意义上也可以说是美与真——的关系问题。在这里，我们暂且在下述意义理解真或真理：理论与经验事实在某种程度符合或对应，理论没有逻辑矛盾而且是合理性的。当然，有人否认简单性与真有关联。例如雷舍尔认为：

我们把简单性、融贯性等当作较好理论的有效的因素和对其的巨大优先和偏爱，这不是因为我们获悉，较简单的理论是较真的或更可能真的理论，而宁可说因为我们通过经验获悉，这种实践对探究行为来说是充分的（合乎成本-效益的）。

他还说：“简单性不是真理不可避免的标志（简单是真的印记），而仅仅是探究的方法论工具——程序的指导标杆。当某种简单的东西像某种比较复杂的、可供选择的对象一样完成了手头的任务时，采纳后者就是愚蠢的。”“我们在探究中选择简单性（一般而言系统性），不是因为它是真理的指示，而是因为在比较有效地实现探究目标方面，它在目的论上是符合成本-效益的。”考尔丁也坚持，简单性与真理不同，它甚至不是真理或精确性的检验。例如，爱因斯坦的行星轨道公式比牛顿的更精确并且更复杂。科学中的简单性观点可以远离正道。简单性在科学系统中是优点的理由，是因为它方便核验理论和设计新实验去检验它。它在把握一个已知理论上是有用的，但是它不是判断两种不同理论精确性的直接工具。

然而，比较普遍的看法是：具有简单性的科学理论有可能为真，但是并不能保证它必定为真；也就是说，简单性充其量只是科学理论为真的某种若隐若现的征兆。赖兴巴赫对此的看法是：“在归纳简单性的案例中，决定我们选择的不是经济。……我们做出假定：最简单的理论提供最好的预言。这个假定不能用方便来辩护：它具有真的特征，要求在概率论和归纳之内辩护。”麦卡里斯特则从目标分析和归纳投射为之辩护：

简单性的程度标准或形式标准应该被看做是理论的经验适宜性的征兆。有两条路线能用来辩护，特定标准可以促进具有高程度的经验适宜性的理论的选择。一条路线是目标分析：经验适宜性概念的逻辑阐明能够揭示，理论的某些性质能够有助于它们具有高度的经验适宜性。第二条路线是归纳投射：一旦我们拥有挑选好理论的标准，我们就能够归纳地识别其他特性，这些特性的存在与理论是好的相关。

爱因斯坦就是一位善于“到数学的简单性中去寻求真理的惟一可靠源泉”的大科学家。对于简单性预兆真理，他有一段原则性的经典论述：“逻辑上简单的东西不一定都在经验到的实在中体现出来，但是，根据一个建立在一些具有最大简单性前提之上的概念体系，能够‘理解’所有感觉经验的总和。”他进而提出一个原则性的命题：“逻辑上简单的东西，当然并非必须是物理上为真的东西；但是，物理上为真的东西是逻辑上简单的东西，即是说，它在基础上具有统一性。”

其实，要真正理解简单性与真的关系，必须回答这样一个关键性的问题：是否存在本体论的简单性？换句话说，作为科学研究对象的自然界是否是简单的？若回答“是”，则具有简单性的理论为真就是顺理成章的事了。若回答“否”或“不确定”，这就是一个需要仔细思考和认真讨论的问题。

科学家牛顿和菲涅耳对此做出肯定的回答。牛顿在他的伟大著作《原理》中开门见山地写道：“自然不做徒劳的事，解释多了白费口舌，言简意赅才见真谛；因为自然喜欢简单性，不会响应于多余原因的侈谈。”菲涅耳也认为：“自然并未因分析的困难而烦劳，它仅仅避免手段的复杂性。它似乎已经决意以少做多：物理科学的完美不断地以新的证据支持的正是这个原理。”

第二种回答的人也许要多一些：自然在本体论上不是简单的，简单性是我们的心理的需要和科学的需要。简单性思想的滥觞奥卡姆的威廉反对把简单性思想置于自然界中的倾向，他认为，坚持自然界总是遵循最简单途径这一点，就是限制上帝的力量。上帝很可能选择用最复杂的道路来达到这些结果。由于这个理由，奥卡姆把简单性的重点从自然过程转移到所提出的关于自然过程的理论上。他利用简单性作为形成概念和建立理论的标准。他认为，应该淘汰多余的概念，并建议在说明某类现象的两个理论中应该选择更简单的（后来的作者常常称这个方法论原理为“奥卡姆剃刀”）。雷舍尔自问自答：有任何理由认为比较简单的理论具有实际为真的更好的指望吗？很清楚，在这里存在着困难。自然显示出简单性的爱好吗？确实没有。我们不能说，仅仅在某种一般原则的基础上，这个世界——实在世界本身——必然地必须是简单的世界。也不存在如此做的任何需要。巴什拉直截了当地断定：自然界没有简单的事物，只有被简化的事物。

当今的学者也持有与奥卡姆的威廉大致相同的观点：简单的不是自然界而是科学理论，简单性作为科学认识论和方法论原理是行之有效的。考尔丁表示，简单性是一个有名的误导概念：仿佛我们能够先验地确定，自然的行为必须是简单的，最简单的定律必然是真的定律。事实上，我们没有这样一种观点的理性基础，似乎很可能，像科学中显示出来的简单性，是由于科学家自然地把他们的注意力首先转向相对简单的对象。雷舍尔这样写道：偏爱简单性是否合法？或者，有什么健全的理由认为自然倾向于简单性吗？人们对此的意见是不一致的。但是，当人们从方法论的观点而不是从真实存在的观点趋近该问题时，它就变得不怎么成问题了。我们确实应该容许对问题的最简单的可行的解决占优势——无论如何可以暂时占优势——直到它明显地站不住脚、复杂被迫强加于我们之时。在简单的解决能够容纳资料的情况下，没有充足的理由转向其他地方。在各种其他方面同样完好的的事物中进行选择时，我们应该选择最简单的——这是理性程序的基本原则。不管自然可能还是不可能喜爱简单性，作为一种合理性的程序，我们肯定应该这样做。他进而表明：简单性偏爱基于严格地方法取向的实践考虑：对于在我们的意图的与境中，使用简单的假设最方便、最有利。因此，不存在求助于自然简单性的实质性的（或在描述上构成的）公设。求助于手段经济的规则性的（或实践的）方案足矣。因为归纳系统化的参量——简单性、均一性、规则性、常规性、融贯性等等——都表示认知经济的实践原则。在我们努力实现探究目标的过程中，它们避免复杂的、不节省劳动的设计。简单性偏爱的基本原则是径直的。它在于一个词——经济。

彭加勒这位超级哲人科学家对“自然界是否简单”持审慎态度：他对这个问题似乎没有直接做出断然的回答（不承自然界本身简单但又有部分保留），而是强调对简单性的偏爱和追求是人的心智需要和科学需要。在他看来：“半个世纪之前，人们坦白地表明了这一信仰，并且宣布自然界喜欢简单性；从此以后，自然界十分经常地指责我们说谎。今天，我们不再承认这种意向，我们仅仅保留必不可少的那么多的意向，以使科学不致变得不可能。因此，在相对少量的、表现出某些偏差的实验的基础上形成普遍的、简单的和精确的定律时，我们只不过是服从了一种需要，人的心智不能使自己摆脱这种需要。”他明确指出：如果我们的研究方法变得越来越透彻，我们便会在复杂的东西之下发现简单的东西，然后在简单的东西之下发现复杂的东西，接着再在复杂的东西之下发现简单的东西，如此循环不已，我们不能预见最后的期限是什么。然而，“我们必须停止在某个地方，要使科学是可能的，当我们找到简单性时，我们就必须停下来。这是惟一的基础，我们能够在这个基础上建立我们的概括的大厦。”在此处，彭加勒提出了一个必须研究的问题：这种简单性仅仅是表观的，该基础将足够牢固吗？他对该问题的回答是肯定的，但是好像并没有完全诉诸本体论的自然简单性为之辩护。

综上所述，也许可以说：我们就科学理论的简单性大体可以做出判断，因为它或多或少具有某种客观性和价值理性，是能够进行理智评价的；相反地，自然或自然秩序的简单性也许是一个主观的问题，因为我们没有实证的和理性的方法证明这个形而上学论题，它至多只能算做一个准科学预设。尚须注意的是，我们没有必要在科学中把简单性和复杂性对立起来。实际上，这二者在科学发展中是交替出现或交织在一起的——科学的发展呈现出分化和整体化、简单性和复杂性对立统一过程。只是在科学的结果中，我们应该在其他条件等同时尽可能选择简单的理论，否则就是不可理喻的了。还有一点也务必引起注意：

要把手段的经济与成果的经济区分开来，即把方法论的经济与实质内容的经济区分开来。简单的工具或方法在合适地应用时创造复杂的结果。简单的认知方法诸如“试错法”，最终能够产生对困难问题的复杂答案。反过来，简单的结果有时是用复杂的方式产生的。探究或解决问题的复杂方法可以产生容易的和不复杂的问题解。在科学探究中，我们对简单性的信奉归根结底并未妨碍我们发现无论多么复杂的东西实际存在着。

参考文献

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这七个特征是：（1）简单现象必须是在自然界可实现的现象。（2）简单问题必须是能够用简单方法回答的问题，也就是说简单回答的实际计算必须能够用一个容易而实际可行的方法来完成。（3）简单现象的实验认识必须是容易实现的。（4）容易的问题必须是在科学实践中常常发生的那些问题。（5）容易的问题应该是对其他科学领域的研究者也是有兴趣的那些问题。（6）容易的问题应该是那些对科学以外的东西有意义的问题。（7）简单问题的界限应该是实现能限定的，这是一条特别重要的标准，甚至需要在该理论的实验检验之前就要实现。复杂问题的性质有两项标准：（1）理论中的复杂问题至少在原则上是能够解决的，或者至少在原则上理论能够提出回答困难问题的一种方法，否则这种问题就不能被看做是完全的。（2）或许通过大型计算机的广泛应用，复杂问题应该在实际应用中有一个过得去的精确度的回答。参见莫拉夫希克：科学中的简单问题和复杂问题，岳效竹译，北京：《科学与哲学》，1982年第6期，第160~165页。

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N.麦克斯韦举出了“简单性是什么”问题的不同方面。（1）术语问题。理论是简单的还是复杂的，似乎依赖于理论是如何被阐明的、阐明它使用的术语或概念。但是，这样的依赖术语的简单性概念在科学中如何能够扮演有意义的方法论或认识论的角色呢？什么决定“正确的”术语呢？——借助这样的术语理论必须如此阐述，以便它们的简单性可以被称赞。如何能够存在像“正确的”术语这样的事？如果不存在，理论的简单性整个概念崩溃了吗？一方面，理论的简单性或复杂性看来必须依赖于阐明它所使用的术语，但是另一方面，这看来不能是简单性是否作为真理的指示是否有意义的案例。（2）简单性的程度问题。理论如何按它们的简单性程度整理？（3）变化的简单性概念问题。简单性随时代的不同而变化。（4）简单性的多面本性问题。“简单的”是一个普通词语，科学哲学家倾向于把它用于整个家族概念，而科学家求助它估价理论的非经验的优点。可接受的简单性理论应当恰恰选出一个概念作为基本的，但是同时要公平对待在评价物理学理论时其他概念所起的作用。（5）意义不明确问题。一个理论在明显的方面比另一个复杂，但是同时在更为重要的意义上却更简单，这从牛顿和爱因斯坦的引力理论的比较可以看出。合适的简单性理论必须解决这种令人困惑的事态。（6）公正对待物理学家的直觉问题。物理学家就理论的简单性判断绝不是一致的，但是存在显著的一致水平。可接受的简单性理论必须公正地对待这样的一致的直觉。（7）物理学家的直觉的改善问题。可接受的简单性理论应该在物理学家的直觉方面能够有所改善。参见N.Maxwell,TheComprehensibilityoftheUniverse,ANewConceptionofScience,OxfordClarendenPress,1998,pp.104~105.

李醒民：《激动人心的年代——世纪之交物理学革命的历史考察和哲学探讨》，成都：四川人民出版社，1984年第2版，第135~185页。

波兰尼讲过一段值得深思的话：当然，把简单性看做理性的一个标记，并把任何理论称颂为简单性的胜利，这是合法的。但是，伟大的理论却罕有通常意义上的那种简单，量子力学和相对论都十分难以理解。只用几分钟就可以记住从相对论推导出来的事实，但是数年的学习时间却未必足以掌握这些理论，并在相关的环境中理解这些事实。赫尔曼•外尔一语道出了其中的秘密：“所要求的简单性不一定是显而易见的，但是我们却一定要让大自然培养我们认识真实的内在简单性。”换言之，只有在“简单性”被用于惟有科学家才理解的那种特定意义上时，科学中的简单性才能变成与理性的意义相等。参见波兰尼：《个人知识——迈向后批判哲学》，许泽民译，贵阳：贵州人民出版社，2000年第1版，第24页。

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杜兰已经意识到这个问题：经济和简单性是在科学说明中经常起作用的两个审美因素。在其他境况相同时，比较简单或比较经济的理论必须受到偏爱。可是，经济和简单性也是困难的概念。什么算作是比较经济的理论决不是清楚的，不仅仅因为人们不能在理论的构成要素上达到一致（也就是说，在什么构成理论内的假设上不能达到一致），还因为这些概念本身是供人竞购的或待价而沽的。而且，也难以完成理论的经济和简单性的审美概念。经济和简单性确实是比纯粹的本体论的和假设的微弱性更多的东西。换句话说，当我们谈到理论的“经济”或“简单性”时，我们可能正在提及比笨手笨脚地挥舞奥卡姆剃刀更多的东西。参见J.Duran,TheAestheticsofTheoryTesting:EconomyandSimplicity;N.Reschered.,AestheticFactorsinNaturalScience,Lanham,NewYork,London:UniversityPressofAmerican,1990,pp.73~78.

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尼采还说：“知识深奥者致力于明晰；当众故作深奥者致力于晦涩，因为众人以为凡见不到底的东西皆高深莫测，极不情愿涉水。”参见尼采：《快乐的科学》，黄明嘉译，桂林：漓江出版社，2000年第1版，第181、175页。

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石里克认为，简单性概念要提供一种事件的似律性或规律性的程度的量度。费格尔说出了同样的看法：“用简单性概念来定义似律性或规律性的程度的程度”。波普尔在把简单性概念等同于可证伪度的基础上得出结论说：“假如知识是我们的目的，简单的陈述就比不那么简单的陈述得到更高的评价，因为它们告诉我们更多的东西；因为它们的经验内容更多，因为它们更可检验。”参见波普尔：《科学发现的逻辑》，查汝强等译，北京：科学出版社，1986年第1版，第109、113页。

李醒民：科学理论的评价标准，北京：《哲学研究》，1985年第6期，第29~35页。李醒民：科学理论的价值评价，北京：《自然辩证法研究》，第8卷（1992），第6期，第1~8页。

有兴趣的读者可以参阅下述两本书的有关章节。李醒民：《论狭义相对论的创立》，成都：四川教育出版社，1997年第2次印刷。李醒民：《人类精神的又一峰巅——爱因斯坦思想探微》，沈阳：辽宁大学出版社，1996年第1版。

K.Shrader-Frechette,ThreeArgumentsAgainstSimplicity;N.Reschered.,AestheticFactorsinNaturalScience,Lanham,NewYork,London:UniversityPressofAmerican,1990,pp.11~26.这位作者是这样论证他的观点的：（1）如果科学家使用O-R简单性作为接受或拒斥假设或理论的基础，那么假的或反直觉的结果就会随之而来。（2）被说成在O-R简单性之上卷入理论接受的案例实际上是借助其他一些标准——例如说明能力——评价的案例。（3）如果科学家使用O-R简单性作为接受或拒斥理论的基础，那么危险结果会随之而来。关于第一个论据，在假的或反直觉的结果中，最让人烦恼的也许是使“单因素”（single-factor）理论变得似乎有理，在任何地方，理论和理论家之间的经验符合是贫乏的。像在高能物理学直接观察往往是困难的领域，或者像在心理学一些部分成功预言几乎不可能的领域，或者像在生态学许多部分相对新的科学领域，这样的情况都能发生。当存在几个在经验上不充分决定的理论时，当这些理论同样地与事实一致时，O-R简单性的使用能够指示选择粗糙的、可疑的、单因素的理论。从认识论的观点看，没有理由假定，在给定两个与事实一致的、在经验上不充分决定的理论后，具有更大的O-R简单性的理论更可能为真。事实上，在说明人的行为的科学中，也许具有较少O-R简单性的理论更可能，因为它们能够阐明更复杂的现象。关于第二个论据，当科学家在辩护的上下文中使用简单性时，他们实际上把它定义为另外的东西，某种与经验的可能性有关的东西。爱因斯坦之所以偏爱仅由少数公设开始并消除以太，这是因为他有健全的经验理由。O-R简单性至多只是二阶标准，而像说明能力这样的标准才是一阶标准。的确，假理论典型地充塞更多的特设假设，但是这并不是与简单性有关的问题，而是与说明能力和可检验性有关的问题。而且，因为假理论常常没有简单性，并不意味着人们应该得出结论说，具有较多O-R简单性的理论为真；O-R简单性的存在不一定总是与高说明能力、可检验性等联系在一起。关于第三个论据，尤其是在经验上高度不充分决定的科学领域的情况下，仅仅承认不存在恰当的理论也许更好一些；否则，使用O-R简单性可能给头脑简单的理论赋予使它们误入歧途的、华而不实的可接受性的空架子，尤其是在包括公共政策在内的案例中。尽管O-R简单性不能用于假设和理论的辩护，但是它在帮助科学家产生假设和理论的过程中十分有用。科学家之所以乐于使用它，也许经济是最重要的理由。物理学家惠勒（J.Wheeler）说，使用简单性的理论是假定少数的实体，能使物理学家尽可能迅速地犯错误和矫正错误；他们能够典型地、比检验复杂理论更迅速地检验简单理论。

李醒民：论爱因斯坦的纲领实在论，北京：《自然辩证法通讯》，第20卷（1998），第1期，第1~11页。

В.И.Жог等：自然科学知识：从简单到对称，罗长海译，上海：《世界科学》，1989年第10期，第46~50页。不过，若格在肯定科学理论的简单性具有重大意义时，又在前面加上“在经典科学时代”的限制语。这样做是不妥当的。简单性原理不是在现代科学中仍然大有用武之地吗？

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爱因斯坦的原话是这样的：“Thelogicallysimpledoesnot,ofcourse,havetobephysicallytrue;butthephysicallytrueislogicallysimple,thatis,ithasunityatthefoundation.”参见G.Holton,ThematicOriginsofScientificThought,KeplertoEinstein,Cambridge,Massachusetts:HarvardUniversityPress,1974,p.241.

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雷舍尔还立足于进化论为人们偏爱简单性做辩护：我们的理智对于简单性、雅致的品味（tastes）像我们的物理品味（美味）一样，是进化压力对起作用的那些事物优先的结果——这被证明是有效的，从而有利于幸存。我们认知机制的进化方面保证服务于认知价值。不仅生物选择，而且理智动因中的文化优势也在我们认知工具的发展中起了决定性的影响。参见N.Reschered.,AestheticFactorsinNaturalScience,Lanham,NewYork,London:UniversityPressofAmerican,1990,pp.2~3,5,7~8.这里补充说明一下，许多科学哲学家从实用的角度为偏爱简单性辩护。他们认为，偏爱简单性的科学理论的合理性能够借助于实用主义和经济的强制来说明，例如时间的分配和检验的容易。可是，施雷德-弗雷谢特表示，在实践性的基础上为偏爱简单性理论辩护是不充分的。参见K.Shrader-Frechette,ThreeArgumentsAgainstSimplicity;N.Reschered.,AestheticFactorsinNaturalScience,Lanham,NewYork,London:UniversityPressofAmerican,1990,pp.11~26.

彭加勒范文篇10

〔论文摘要〕科学道德情感是生物医学科学研究工作中的重要内容。在生物医学科学研究中强调科学道德情感的培养具有重要的人文价值和伦理意义。文章认为，科学道德情感应包括对于实验动物的关爱、对于人类受试者的人权的尊重、对科研同行工作的尊敬等基本内容。

科学是关于自然、社会和思维的客观规律的理论化的知识体系;科学的目的在于研究自然、社会和思维现象，探究其中的规律，提升人类的理性水平，改善人类的生存状态，达到人与自然、人与社会、身与心的平衡与协调;科学研究是为了达到这一目的而进行的一系列的理性与感性活动;科研论文则是科学研究形成的科研成果的载体和主要表达形式，也是开展学术交流和从事科学普及工作的主要工具。

在自然科学、技术科学和生物医学研究领域，由于学科自身的特殊性，导致了科学研究和科技论文写作要求必须具备客观真实性，并且尽可能地避免人为因素的影响。论文尽可能使用精确的数字，而不得使用模糊词语来描述事实;尽可能使用抽象的概括，而不得使用形象的比喻;尽可能使用生硬的客观陈述语句，而不得使用情感性的感叹语句。总之，科研论文似乎越远离道德情感因素，越远离情感语言，就越能表现其客观真理性。

既然科学是人的事业，是为人类服务的，科研论文是科学家科研劳动的成果，是人类思想交流的载体，那么，科研论文应该具有人的属性而不仅仅是理性。同时，无论是普通民众，还是专业精英，他们对于知识的需求，都应该不仅表现在理性层面，而且表现在感情层面，是两者的统一。科学家对于知识的追求首先表现出对于科学的崇高的敬仰和纯洁的热爱。因此。我们认为在科技论文的写作和编辑中，不应该回避道德情感因素，恰恰相反，应该提倡科学研究中的道德情感。这种道德情感在生物医学研究领域的表现形式主要如下:

1对实验动物的关爱

在生物医学研究中，为了探求人体疾病的发生发展规律，研究人员不得不首先在动物身上进行实验。因为只有在动物模型研究的基础上，才允许科学家在人体上做进一步的研究二这种做法似乎合乎生物医学伦理原则的要求。但是，动物作为人类的朋友，与人类之间具有相互依存的关系。因此动物也需要人类的关爱和同情。显然在这一方面存在着利益的冲突法国著名的科学家彭加勒指出:“在这个问题上，存在着一种责任冲突，现实生活每时每刻都向我们提示出这一冲突。人的伟大之处在于有知识，人要是不学无术，便会变得渺小卑微，这就是为什么对科学感兴趣是神圣的。这也是因为科学能够治愈或预防不计其数的疾病。另一方面，造成痛苦不是善良之举(我没有说死亡，我说的是痛苦)。虽然比较低等的动物无疑没有人的感觉灵敏，可是它们也值得怜悯。只有通过大致的折衷方案，我们才能够使我们自己从责任冲突中解脱出来。即使对低等动物，生物学家必须仅仅从事那些实际上有用的实验;同时在实验中心必须用那些尽量减轻疼痛的方法。但是，在这方面，我们必须凭我们的良心，任何法律上的干预都是不合适的，都多少有点可笑。”

彭加勒的论述阐明，在开展生物医学研究时，应注意以下三点:除非必要的实验，即使对于低等动物，也不能滥杀无辜;如果非用动物做实验不可，也要尽量减轻其痛苦;无论如何，科学家要将仁慈、虔诚、对邻人的爱施于动物。

医学伦理审查委员会(IRB)在对医学科研论文进行审查时，应要求作者详细介绍实验动物的品种、数量、选取原则，以及对实验动物的麻醉方法，介绍尽量减轻动物的恐惧和疼痛的操作方法。以便于科学家之间更好地交流如何使实验动物得到应有的尊严。

1959年，英国出版了《人道实验技术的原则》一书，其中提出了有关动物实验的3Rs原则，即替代(Replace)、减少(Reduction)、优化(Refinement)原则。该原则的制订为动物实验研究规定了以下三个目标:以试管试验法代替动物实验;借助统计学方法减少实验动物的使用量;优化实验室的设施，减少动物的痛苦。

所谓替代，就是在不使用活的脊椎动物进行实验和其他科学研究的条件下，采用替代的方法，达到某一确定的研究目的。常用的替代方法分为相对替代和绝对替代。相对替代是使用比较低等的动物或者动物的细胞、组织、器官替代动物;绝对替代就是不使用动物，而是使用数理化方法模拟动物进行研究和实验。其中最常见的是计算机模型。

所谓减少，就是尽量减少动物的使用量。具体的方法包括:一体多用，用低等动物，以减少高等动物的使用量;尽量使用高质量的动物，使用质量换取数量;使用正确的实验设计和统计学方法，减少动物的使用量。

所谓优化，就是通过改善动物的生存环境，精心地选择设计路线和实验手段，优化实验操作技术，尽量减少实验过程对动物机体和情感造成伤害，减轻动物遭受的痛苦和应激反应。

3Rs原则提出得到了全世界的普遍遵守。近年来，随着生命伦理学的发展，使人们对于上述原则有了更深刻的理解。因此在此基础上，有人提出了动物实验应遵循的基本原则:研究目的明确、人道地使用实验动物、符合3Rs原则、饲养管理标准化、掌握比较多的实验知识和动物心理学知识。上述基本原则的制订对于规范动物实验有一定的理论和现实意义。

每年有好几百万只因医学实验而受害的动物，怎样避免发生不必要的和没有意义的动物实验行为，减轻对于动物的折磨，是非常重要的一个课题。哲学家们早就注意到这样一个事实:对动物的残酷行为会使人变得残暴，而对动物的关爱也会使人变得崇高而更富有人性。因此对于动物的态度所折射出的实际上是人性问题。

2对人类受试者的知情同意

第二次世界大战期间，纳粹分子借着科学的名义进行了许多惨无人道的人体试验。他们在奥斯威辛集中营等地方还进行了人体冷冻试验，以寻找解决德军在苏联所遇到的寒冷气候问题的途径。这些试验所得到的结论无论对于临床医学或是实战的需要都是直接、真实、普适、而又非常重要的，同时也是非常残忍和非人道的。冰冻试验在纳粹医生拉施尔(SigmundRancher)领导下进行，是最为残忍的人体试验项目之一，其试验结果由拉施尔直接向希特勒报告。试验要求确定把人的体温降低到死亡所需要的时间，并寻找使冻僵者重新苏醒的最好方法。纳粹医生将活人放到大水桶里进行这种冰冻试验，或者在零度以下把人裸体捆绑在担架上放到室外进行冷冻。试验对象多是年轻健康的犹太人和俄国人。纳粹医生先把一个用来测量人体温度降低情况的绝缘管插人受试者的直肠，然后把受试者扔进装满冷水的大桶，开始降温直到冰冻。当体温降低到摄氏250C时，大多数受试者都失去了知觉。苏醒试验则是把冻僵了的受试者再放到温水中慢慢地加热。这个方法被证明是非常有效的。缓慢加热是关键，因为许多被冻僵的人由于快速加热而发生颤动。更可恶的是，希特勒向拉施尔建议，用妇女的体温来复苏被冰冻的男人。

他们还使用黄疽病毒在集中营中进行流行病学试验;将集中营中的人们的衣服剥光，然后进行芥子气试验;利用集中营中的囚犯进行海水溺水试验;在集中营中进行感染蜂窝织炎的试验;在集中营中故意将囚犯的骨头折断以进行骨头移植试验;还将囚犯带到德国空军基地，进行高原反应试验，以测定人类耐受力极限数据，有70一80人被当做试验对象，测得了人类耐受力的极限数据;完成了犹太人骨架的收集，并在斯特拉斯堡的Reich大学进行组装。为此，有112位犹太人在奥斯威辛集中营被杀，以制作骨架展品;实施了希特勒的安乐死计划，在奥斯威辛和Birkenau集中营中，他们使用X射线、阉割毒气等方法，将犹太人(无论男女)、波兰和俄国战俘灭掉……这时，德国科研人员已经失去了人性。

1947年，审判纳粹医生的纽伦堡军事法庭宣布了一项关于人体试验的十点声明，后来被称为“纽伦堡法典”，它首次明确提出人类受试者知情同意的原则，其中第一条明确规定:“人类受试者的自愿同意是绝对必要的”“这是指受试者具有合法的同意能力;应处于能行使自由选择权利的情况下，而没有任何暴力、欺诈、欺骗、威胁、哄骗以及其他隐蔽形式的拘禁或胁迫等因素的干预;应该对研究所涉及的诸多问题有充分知晓和领悟，使其能够做出理解和明智的决定”。公务员之家

知情同意是对受试者个人尊严和自主性的尊重，是对受试者个人自由选择权的保护。在科研领域中，自主地开展对于自然现象及其规律的探索，这是科学家的自由。但是在生物医学领域所开展的人体试验应以受试者的人权作为不可逾越的终极界限:科学中的人文关怀是科学的最终目的。在生物医学研究中，只有实现了对人类受试者的尊重，才能取得大众对生物医学科学的支持和拥护，医学也才能实现其人道主义救助和人文关怀的理想。因此，正如邱仁宗教授在2005年西安生物医学研究与生物医学科研伦理培训班上的讲话所指出的那样，在对人类受试者进行知情同意告知中必须做到以下八要素:说明研究的目的时间和程序;说明受试者可能有的风险和不适;说明研究给受试者或别人可能带来的好处;说明是否有其他更好的研究方法;说明如何保护受试者的隐私;说明如何补偿可能给受试者带来的伤害;说明该研究负责人的背景及联系方式;说明参加和退出都是自愿的。

3对科研人员的尊敬

人具有人的价值。作为科学认识活动的组织者、领导者或者参与者，都应尊重学术的民主与思想的自由，不得巧取豪夺他人的科学研究成果，不得将他人看作实现自己目标的工具，不得强奸民意，不得以合法的名义从事非法的勾当。关于对于科研人员的尊重，美国柏克利大学的理论物理学家曾指出:实验科学的巨大成就是由各种不同类型的人才共同完成的。他们兢兢业业，坚持不渝。有些科研人员富有直观洞察力，有些科研人员善于创造，有些科研人员精力充沛，有些科研人员则老成持重，有的机智灵活，有的周密细致，有的具有灵巧的双手，仅仅依靠极其简单的设备就可以发现非常复杂的自然现象，有的则发明或自己创造了极其复杂的精密设备。他们中绝大多数人仅有的共同特点是他们都很诚实，真正做了他们记录上记载的那些观察，他们发表自己的研究成果使得其他人有可能不重复这些实验，并在此基础上进一步前进。