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在人類歷史的漫漫長途中,璀璨的科技群星照耀著長空,熠熠生輝,他們不僅創(chuàng)造了無數(shù)的科技奇跡,給予我們寶貴的知識財富,而且創(chuàng)建了珍貴的科學(xué)方法論,照亮了科學(xué)探索之路。我認為,在科學(xué)方法論的運用和研究方面,伽利略、龐加萊和愛因斯坦是現(xiàn)代科學(xué)家中的佼佼者,其中,愛因斯坦更是做出了不可磨滅的貢獻。
在《愛因斯坦文集》中,有很多文章論述了科學(xué)方法論,其中,最為重要的一篇是《論理論物理學(xué)的方法》,這是愛因斯坦離開歐洲之前,在牛津大學(xué)的講演(1933年6月10日)。在這一講演中,愛因斯坦系統(tǒng)地總結(jié)了他的認識論和方法論。后人據(jù)此,并根據(jù)他的其它論述,將這一方法論總結(jié)為“唯理論的實在論”或“唯理論的唯物論”。
1980年1月,楊振寧在上海做了題為《愛因斯坦和二十世紀后半期的物理學(xué)》的講演,對此做了精辟分析。他指出:“愛因斯坦于1933年發(fā)表的《論理論物理學(xué)的方法》這篇論文中,有三段發(fā)人深思的話:‘理論物理學(xué)中的創(chuàng)造性原理存在于數(shù)學(xué)之中。所以,在某種意義上,我深信純粹思想可以掌握現(xiàn)實,這正如古人所夢想的。’‘理論物理的公理基礎(chǔ),不可能從經(jīng)驗中抽出來,而必須是由自由想象創(chuàng)造出來。’‘經(jīng)驗告訴我們,經(jīng)驗可以啟示我們用哪一種恰當?shù)臄?shù)學(xué)概念。但數(shù)學(xué)的想法決不可能從經(jīng)驗里頭推演出來。’……愛因斯坦這些話很重要,也很有道理。”可以認為,這三句話歸納了愛因斯坦唯理論的要點。
在愛因斯坦之前,人們一般認為,科學(xué)發(fā)現(xiàn)的主要模式是經(jīng)由經(jīng)驗資料歸納,得出反映自然規(guī)律的理論。愛因斯坦本人也曾受到以馬赫為代表的這種經(jīng)驗論的影響(參看以前的博文)。然而,愛因斯坦在創(chuàng)建了狹義相對論(1905)和廣義相對論(1915)之后,從根本上改變了他的看法。這可以從他給匈牙利物理學(xué)家蘭佐斯(G. Lanzos)的信中看出來:
從有點像馬赫那種懷疑的經(jīng)驗論出發(fā),經(jīng)過引力問題,我轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€信仰唯理論的人,也就是說,成為一個到數(shù)學(xué)的簡單性中去尋求真理的唯一可靠源泉的人。邏輯簡單的東西,當然不一定就是物理上真實的東西。但是,物理上真實的東西一定是邏輯上簡單的東西,也就是說,它在基礎(chǔ)上有統(tǒng)一性。
關(guān)于經(jīng)驗歸納法,愛因斯坦說:“適用于科學(xué)幼年時代的以歸納法為主的方法,正在讓位給探索性的演繹法。”可以說,這是上個世紀理論物理學(xué)的主要特征。究其原因,主要是當今物理理論離開我們熟悉的宏觀世界漸行漸遠,已經(jīng)難以用經(jīng)驗概括出理論來。至少在絕大部分的理論物理研究中,采用歸納法已經(jīng)行不通了。
什么是探索性的演繹法?按照愛因斯坦的觀點是,根據(jù)唯理論的要求(如統(tǒng)一性、對稱性、邏輯前提的簡單性、相對性等等)而不是實驗的要求,先構(gòu)造一個理論上的模型,再利用這一模型去做演繹,并得出可以由實驗證實的預(yù)言。如果這個預(yù)言得到證實,那么這個理論模型很有可能是正確的。愛因斯坦創(chuàng)建相對論時,就用了探索性的演繹法,而且可以說,相對論的成功是探索性的演繹法的輝煌勝利和可圈可點的范例。限于篇幅,這里不詳作分析。
必須指出,愛因斯坦的唯理論有別于歷史上的任何唯理論。主要區(qū)別有二:
一是他把唯理論與經(jīng)驗論密切地結(jié)合了起來,反對排斥經(jīng)驗,反對忽視經(jīng)驗的做法。他旗幟鮮明地指出:“我們的一切思想概念是由感覺經(jīng)驗所引起的?!薄鞍呀?jīng)驗的態(tài)度同演繹的態(tài)度截然對立起來那是錯誤的。”這樣,他就與片面強調(diào)“先驗因素”的斯賓諾莎唯理論劃清了界線,加強了唯理論的唯物主義精神。
二是愛因斯坦反對馬赫的科學(xué)認知局限在感覺經(jīng)驗的觀點。他說:“感官知覺只是間接地提供關(guān)于這個世界或‘物理實在’的信息”,因此,“我們只能用思辨的方法來把握它。”
愛因斯坦的唯理論的實在論引導(dǎo)他在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中取得了巨大成功,而且在學(xué)術(shù)界得到越來越廣泛的承認,產(chǎn)生了很大的影響。我們要進一步走近愛因斯坦,了解他的學(xué)問觀,并從他的思想中學(xué)到更多的指引性的內(nèi)涵,必須對唯理論的實在論有基本的了解。
科學(xué)方法論與科學(xué)本身一樣,需要進行無窮無盡的探索,對于現(xiàn)有的成果,也可以質(zhì)疑,可以討論,對于愛因斯坦的唯理論亦復(fù)如此。例如,我一直在想,唯理論是否適用于工程科學(xué)研究?愿與朋友們廣泛討論。
參考資料:
1. 愛因斯坦,愛因斯坦文集,許良英等編譯,商務(wù)印書館,1976.
2. 楊振寧,愛因斯坦和二十世紀后半期的物理學(xué),物理教學(xué),1980,第1期,4-5.
3. 楊建鄴,愛因斯坦傳——窺見上帝秘密的人,海南出版社,2003.
4. 許良英,愛因斯坦的唯理論思想和現(xiàn)代科學(xué),自然辯證法通訊,1984,第2期,12。
寫于2011年6月2日晨
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