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簡(jiǎn)論迪昂的科學(xué)哲學(xué)思想論文
皮埃爾迪昂(Pierre Duhem，1861~1916)是法國著(zhù)名的科學(xué)家(物理學(xué)、理論力學(xué)、物理化學(xué))、科學(xué)史家和科學(xué)哲學(xué)家 。由于他的虔誠的宗教信仰、保守的政治態(tài)度、非凡的學(xué)術(shù)才干、秉直而倔強的個(gè)性，他生前受到法國學(xué)術(shù)界和教育界一些當權人物的排斥與迫害，很不得志。在他死后一段相當長(cháng)的時(shí)間內，他似乎被西方世界“遺忘”了。在我國學(xué)術(shù)界，人們多年來(lái)對他所知無(wú)幾，甚至連他的名字也以訛傳訛了幾十年(在《唯物主義和經(jīng)驗批判主義》一書(shū)中誤譯為“杜恒”)。其實(shí)，迪昂是科學(xué)思想界中的一位十分重要的人物，這一點(diǎn)已為越來(lái)越多的人所承認。由于迪昂長(cháng)期在科學(xué)前沿進(jìn)行創(chuàng )造性的探索，又對科學(xué)發(fā)展史(尤其是中世紀的科學(xué)史)有精湛的研究和獨到的見(jiàn)解，這成為他的科學(xué)哲學(xué)思想的豐富源泉。迪昂的科學(xué)哲學(xué)思想主要集中在1906年出版的《物理學(xué)理論的目的和結構》 一書(shū)中。這是現代科學(xué)哲學(xué)最重要的經(jīng)典著(zhù)作之一，其中的許多觀(guān)點(diǎn)即使在今天看來(lái)也還是新鮮的和激動(dòng)人心的。下面，我想以此書(shū)為主，簡(jiǎn)要論述一下迪昂的科學(xué)哲學(xué)思想。
一、物理學(xué)理論的目的
在迪昂所處的時(shí)代，關(guān)于物理學(xué)理論的目的，存在著(zhù)兩種截然不同的意見(jiàn)。有人認為，物理學(xué)理論就其對象而言是解釋(說(shuō)明)在實(shí)驗上已經(jīng)確立的一組定律；也有人認為，物理學(xué)理論是一種抽象系統，其目的是概括和在邏輯上分類(lèi)一組實(shí)驗定律，而不是標榜解釋這些定律。
按照迪昂的觀(guān)點(diǎn)，前一種看法是不正確的。在迪昂看來(lái)，解釋(explain或explicate，法文是explicate)就是剝去像面紗一樣的覆蓋在實(shí)在上的外觀(guān)，以便看到赤裸裸的實(shí)在本身。但是，觀(guān)察物理現象并不能使我們進(jìn)入與隱藏在可感覺(jué)的外觀(guān)之下的實(shí)在的關(guān)系之中，而只能使我們在特定的和具體的形體中理解可感覺(jué)的外觀(guān)本身。此外，實(shí)驗定律就其對象而言并不具有物質(zhì)的實(shí)在性，它僅是以抽象的和具體的形式處理這些可感覺(jué)的外觀(guān)。例如，彈奏和吹奏樂(lè )器，人們聽(tīng)到或強或弱、或高或低的聲音，從而產(chǎn)生了聲音感覺(jué)和音樂(lè )情感。這些特定的和具體的感覺(jué)經(jīng)過(guò)我們智力的精心制作，形成了像強度、高音標準、八度音、和音、音色等普遍而抽象的概念。聲學(xué)實(shí)驗定律就是闡明這些概念和其他同樣抽象而普遍的概念之間的恒定關(guān)系。而當物理學(xué)理論被看作解釋時(shí)，那么，在每一個(gè)可感覺(jué)的外觀(guān)被剝去，抓住物理實(shí)在之前，其目標是達不到的。
這樣一來(lái)，對于這樣兩個(gè)問(wèn)題，即“存在與可感覺(jué)的外觀(guān)不同的物質(zhì)實(shí)在嗎?”“這樣的實(shí)在的本性是什么?”在實(shí)驗方法中沒(méi)有它們的來(lái)源。觀(guān)察和實(shí)驗只能得到可感覺(jué)的外觀(guān)及其關(guān)系，而無(wú)法達到它們背后的實(shí)在。對上述兩個(gè)問(wèn)題的解答超出了物理學(xué)方法所能達到的范圍，它們是形而上學(xué)的對象。因此，如果物理學(xué)理論的目的是解釋實(shí)驗定律，那么理論物理學(xué)就不是自主的科學(xué)，它就要從屬于形而上學(xué)。倘若如此，物理學(xué)理論就不成其為受到普遍贊同的理論，因為把不同形而上學(xué)體系分開(kāi)的觀(guān)點(diǎn)就會(huì )擴散到物理學(xué)領(lǐng)域，從而形成深刻的分歧、尖銳的對立。事實(shí)上，形而上學(xué)體系并沒(méi)有給出足夠嚴格或足夠詳細的工具，從中能夠推導出物理學(xué)理論的所有元素。因為關(guān)于物質(zhì)真實(shí)本性的形而上學(xué)所提供的工具經(jīng)常是否定的。例如，亞里士多德主義者和笛卡兒主義者都否認空虛空間的可能性；牛頓主義者拒不承認不能還原為質(zhì)點(diǎn)之間作用的力；原子論者和笛卡兒主義者否定任何超距作用等等。當情況否定敵對學(xué)派所提出的理論時(shí)，它們可以恰當地得到辯護；但是當我們希望推導物理學(xué)理論的原理時(shí)，它們則不結果了。物理學(xué)理論所求助的命題是形而上學(xué)無(wú)法提供的，從而對于該體系的信徒來(lái)說(shuō)依然是神秘的。無(wú)法解釋的東西總是形而上學(xué)宣稱(chēng)所給出的解釋的基礎。迪昂的結論是：即使沒(méi)有形而上學(xué)體系也足以構造物理學(xué)理論。
迪昂從物理學(xué)理論的目的看到了它的真實(shí)本性，即物理學(xué) 理論不是隸屬于形而上學(xué)系統的解釋?zhuān)菑纳贁翟恚僭O）演繹出來(lái)的數學(xué)命題的系統，以便盡可能簡(jiǎn)單、盡可能完善、盡可能正確地描述一組實(shí)驗事實(shí)。
要形成這樣的物理學(xué)理論，迪昂認為必須通過(guò)以下四個(gè)相繼的操作來(lái)完成。第一，我們選擇自認為簡(jiǎn)單的性質(zhì)描述我們所要描述的物理性質(zhì)，其他性質(zhì)可視為這些簡(jiǎn)單性質(zhì)的組合。我們通過(guò)合適的測量方法使它們與一組數學(xué)符號、數字，大小對應。符號和性質(zhì)之間沒(méi)有內在的本質(zhì)聯(lián)系，符號只是約定的記號。例如，用攝氏溫標測量的溫度就是感覺(jué)經(jīng)驗所感知的冷暖的約定的、定量的描述。第二，我們選擇少量的原理或假設，作為演繹的邏輯前提或理論的基礎。它們僅僅是根據方便的需要和邏輯上的一致，把不同種類(lèi)的符號和數量聯(lián)系起來(lái)的命題，它們并不以任何方式宣稱(chēng)陳述了物體真實(shí)性質(zhì)之間的真實(shí)關(guān)系。第三，根據數學(xué)分析法則把原理或假設結合在一起。理論家計算所依據的數量并非是物理實(shí)在，他們所使用的原理也并未陳述這些實(shí)在之間的真實(shí)關(guān)系。對他們的要求是：他們的符號化是可靠的，他們的計算是正確的。第四，由第三種操作所引出的某些結論被“翻譯”成物理學(xué)術(shù)語(yǔ)。也就是說(shuō)，我們得到關(guān)于物體可測量特性、關(guān)于定義和測量這些性質(zhì)的方法的新陳述，這些方法作為一種“詞典”，可以幫助我們翻譯�，F在，這些新命題可以與實(shí)驗結果進(jìn)行比較，由它們與實(shí)驗是否相符，看其是好理論還是壞理論。簡(jiǎn)而言之，這四個(gè)基本的操作也就是：物理量的定義和測量；選擇假設；理論的數學(xué)展開(kāi)；理論與實(shí)驗的比較。
迪昂由此得出結論說(shuō)，真正的理論不是給物理現象以與實(shí)在一致的解釋的理論，它是以滿(mǎn)意的方式表示一組實(shí)驗定律的理論。虛假的理論不是試圖在與實(shí)在相反的假定上建立的解釋?zhuān)且唤M并不與實(shí)驗定律一致的理論。與實(shí)驗一致是物理學(xué)理論真理性的惟一標準。
關(guān)于物理學(xué)理論的統一性，迪昂是從兩個(gè)角度來(lái)看待的。首先，他贊同馬赫的觀(guān)點(diǎn) ，把理論視之為思維經(jīng)濟。他說(shuō)：用定律代替具體的實(shí)驗事實(shí)達到了經(jīng)濟；當我們的精神把實(shí)驗定律濃縮為理論時(shí)，便是雙倍的經(jīng)濟。迪昂從中看到了物理科學(xué)進(jìn)步的道路：實(shí)驗家不斷揭示出迄今未曾料到的、未形成新定律的事實(shí)，理論家通過(guò)構想更濃縮的表達、更經(jīng)濟的系統，使之有可能容納這些獲得的東西。物理學(xué)的發(fā)展刺激了“不厭倦提供的自然”和不希望“厭倦想像”的理性之間的持續斗爭。其次，迪昂認為，理論不僅僅是實(shí)驗定律的經(jīng)濟描述，它也是這些定律的分類(lèi)。實(shí)驗物理學(xué)向我們提供的是一堆雜亂的定律，沒(méi)有用一種親族的紐帶把它們聯(lián)結起來(lái)，常常是十分偶然的原因或相當表面的類(lèi)似導致我們把它們匯集在一起�？墒�，通過(guò)把原理與實(shí)驗定律關(guān)聯(lián)起來(lái)的演繹推理，理論便在定律之間建立了秩序和分類(lèi)。它使某些定律匯集在一起，把它們密切地排列在同一個(gè)群中；它通過(guò)把其他定律放在離得很遠的兩個(gè)群中，從而把它們分開(kāi)。這樣的分類(lèi)使知識可以被方便地使用、順利地應用。迪昂從這種有秩序的分類(lèi)中洞見(jiàn)到科學(xué)美。他說(shuō)：秩序不論在哪里統治，都因之而產(chǎn)生美。理論不僅給出了物理定律群，而且它聲稱(chēng)這些定律更容易運用、更方便、更有用，從而也更美。
這種審美情感并不是達到高級完善程度的理論所產(chǎn)生的惟一反作用，它還能使人們在理論中看到自然分類(lèi)。迪昂指出，理論變得越完善，我們就越理解，理論使實(shí)驗定律秩序化的邏輯秩序是本體秩序的反映；我們就越是覺(jué)得，它在觀(guān)察資料中建立的關(guān)系對應于事物之間的真實(shí)關(guān)系；我們就越是感到理論傾向于自然分類(lèi)，而不是純粹人為的系統。
理論形成自然分類(lèi)的引人注目的特征是，理論在實(shí)驗之先。在這樣的理論中，不僅每一個(gè)已知的實(shí)驗定律被假設的推論所表示，而且更重要的是，人們能夠從假設中推出不與先前任何已知的實(shí)驗定律對立的推論，它們描述了可能的實(shí)驗定律。其中一些涉及到實(shí)際能夠實(shí)現的情況，這些推論特別有趣，因為能夠把它們交付事實(shí)檢驗。如果它們嚴格表示了支配這些事實(shí)的實(shí)驗定律，那么該理論的價(jià)值將被擴大，該理論支配的領(lǐng)域將增添新定律。相反地，如果在這些推論中存在一個(gè)與事實(shí)全然不一致的理論，那么該理論就必須或多或少地受到修正，或者也許要被完全拋棄。
作為純粹人為的系統的理論對不可見(jiàn)實(shí)在之間的真實(shí)關(guān)系沒(méi)有任何暗示，這種理論不會(huì )進(jìn)一步預言新定律。而作為自然分類(lèi)的理論表示了事物之間深刻的真實(shí)的關(guān)系，它的推論在經(jīng)驗之先，并能激起新定律的發(fā)現。由此可見(jiàn)，自然分類(lèi)這一特征是由在還沒(méi)有被發(fā)現的實(shí)驗定律之先的理論的多產(chǎn)性標志的，這增強了我們的下述信念：我們的理性在抽象的概念中建立起來(lái)的關(guān)系對應于事物之間的關(guān)系。迪昂關(guān)于越完善的理論越傾向于自然分類(lèi)的思想是頗有啟發(fā)性的。
由于自然分類(lèi)在各種實(shí)驗定律之間建立了一種作為真實(shí)秩序的圖像和反映的邏輯協(xié)調，從而把脫離我們的實(shí)在組織起來(lái)，構成能夠啟發(fā)新發(fā)現的、富有成效的理論。因此，迪昂認為物理學(xué)理論的目的就是變成自然分類(lèi)。
迪昂考察了已有的物理學(xué)理論以及往昔的物理學(xué)家關(guān)于物理學(xué)理論本性的觀(guān)點(diǎn)，他辨認出它們實(shí)際上是由兩個(gè)不同的部分構成的：其一是描述部分，它是為分類(lèi)定律而提出的；其二是解釋部分，它是為把握潛藏在現象深處的實(shí)在而提出的。有人認為，解釋部分是描述部分存在的根據，是描述部分成長(cháng)的種子或是養育它發(fā)展的根。迪昂強調指出，這種看法大錯特錯了。實(shí)際上，這兩個(gè)部分之間的聯(lián)系幾乎總是十分脆弱和十分人為的。描述部分就其自身而言，是由于理論物理學(xué)的合適的、自主的方法發(fā)展的；而解釋部分則像寄生物一樣附著(zhù)在這種充分形成的有機體(描述部分)上。
迪昂進(jìn)而指出，理論具有的功能和多產(chǎn)性，并不歸因子解釋部分，理論中的每一種好東西(如理論在實(shí)驗之先的功能)都能在描述部分中找到。這一切都是在物理學(xué)家忘記探索解釋的情況下發(fā)生的。另一方面，虛假的、與事實(shí)矛盾的東西尤其可以在解釋部分找到；物理學(xué)家把錯誤引入其中，這是由于他希望把握實(shí)在而引起的。迪昂洞察到，當實(shí)驗物理學(xué)進(jìn)步到與一種理論對立并迫使理論修正或變換時(shí)，純粹描述部分幾乎全部進(jìn)入新理論中，并把舊理論固有的全部有價(jià)值的東西帶進(jìn)新理論，而解釋部分則被拋棄了，以便給另外的解釋開(kāi)辟道路。迪昂由此得出一個(gè)重要的結論：這種連續的傳統保證了理論的生命的永恒和科學(xué)的進(jìn)步。迪昂通過(guò)對物理學(xué)理論目的考察，不僅為物理學(xué)家的活動(dòng)劃定了范圍，避免他們在思辨的形而上學(xué)問(wèn)題上糾纏，而且也恰當地說(shuō)明了理論更替的連續性和科學(xué)進(jìn)步的大趨勢。與庫恩的“范式不可通約”和否認“科學(xué)進(jìn)步”的觀(guān)點(diǎn)相比，也許更為可取一些。問(wèn)題在于，每一個(gè)具有探索精神的科學(xué)家也都具有求根溯源的本性，“畫(huà)地為牢”能否使他們“安分守己”?形而上學(xué)不僅侵入到科學(xué)家的研究綱領(lǐng)之中(在許多情況下還是有成果的)，而且也融入理論的“硬核”之中，能否人為地把它分離出去?最絕妙的途徑也許是：既接受形而上學(xué)的啟迪，又不墨守形而上學(xué)的教條。當然，這不是一般人所容易做到的。但是，善于在對立的兩極保持必要的張力的科學(xué)家卻具有這種高超的本領(lǐng) 。
迪昂還談到抽象理論和力學(xué)模型，并把歐洲大陸的和英國的物理學(xué)家的思維方式和方法進(jìn)行了有趣的比較。在迪昂看來(lái)，任何物理學(xué)理論的構成都源于抽象和概括這兩方面的工作。首先，精神分析大量具體的、不同的、復雜的、特殊的事實(shí)，并用定律(即把抽象概念連結在一起的一般命題)概述什么對事實(shí)來(lái)說(shuō)是共同的和根本的。其次，精神考慮整個(gè)定律群；它用極為少數的、與某些十分抽象的觀(guān)念有關(guān)的極其普遍的判斷代替這個(gè)定律群；它選擇一些初始性質(zhì)并以下述方式形成基本假設：屬于所研究的群的所有定律都能夠通過(guò)演繹法推導出來(lái)，演繹也許是冗長(cháng)的，但卻是十分可靠的�；炯僭O和可以演繹出的推論的系統，抽象、概括和演繹的工作在我們的定義中就構成了物理學(xué)理論，這就是所謂的抽象理論。
歐洲大陸物理學(xué)家偏愛(ài)這種理論。他們的理論不管是解釋的還是純描述的，都是按照嚴格的邏輯法則構造的體系。作為不畏懼深奧的抽象和冗長(cháng)的演繹，主要渴求秩序和明晰的理性的產(chǎn)物，他們的理論要求無(wú)缺點(diǎn)的方法貫徹始終。這種體系把若干十分清楚的公設(原理、假設)看作是其基礎，并力圖建立一個(gè)像歐幾里得幾何學(xué)那樣極其嚴格的和有邏輯性的結構，每一個(gè)實(shí)驗定律都能確切地容納在這個(gè)結構內。這種理論的統一和各部分之間的邏輯聯(lián)系，是下述觀(guān)念自然而必然的結果：思想的力量加于物理學(xué)理論，動(dòng)搖這種統一和打破這種聯(lián)系就是違背了邏輯原則或犯了錯誤。
對于英國學(xué)派的物理學(xué)家來(lái)說(shuō)，情況根本不是這樣。例如，開(kāi)耳芬勛爵就這樣宣稱(chēng)：“我的目標就是要證明，如何建造一個(gè)力學(xué)模型。這個(gè)模型在我們所思考的無(wú)論什么物理現象中都將滿(mǎn)足所要求的條件�！薄霸谖椅茨芙o一種事物建立起一個(gè)力學(xué)模型之前，我是永遠也不會(huì )滿(mǎn)足的。如果我能夠建立起一個(gè)力學(xué)模型，我就能理解它。只要我不能建立起力學(xué)模型，我無(wú)論如何也無(wú)法理解它�！� 開(kāi)耳芬的話(huà)代表了英國物理學(xué)家的典型觀(guān)點(diǎn)：理解一個(gè)物理現象與模擬該現象設計一個(gè)力學(xué)模型是一回事；從而，實(shí)物的本性必須通過(guò)設想的機械來(lái)理解，它的運行將顯示和模擬出物體的性質(zhì)。
這樣一來(lái)，在英國物理學(xué)家的眼中，理論既不是解釋?zhuān)膊皇俏锢矶傻暮侠矸诸?lèi)，而是這些定律的模型，這種模型不是為滿(mǎn)足理性而建立的，而是為偏愛(ài)形象而建立起來(lái)的。因而，它擺脫了邏輯的統治。正是英國物理學(xué)家構造一種模型描述一群定律，構造另一種完全不同的模型描述另一群定律，而不管某些定律對于兩個(gè)群是共同的事實(shí)。對拉普拉斯(法國)和安培(德國)之類(lèi)的學(xué)者來(lái)說(shuō)，給同一定律以?xún)煞N不同的理論解釋?zhuān)猿謨蓚�(gè)解釋同樣可靠，這是荒謬的。對于開(kāi)耳芬和麥克斯韋學(xué)派的物理學(xué)家來(lái)說(shuō)，對同一定律用兩種不同的模型來(lái)描述，這并不矛盾。而且，這樣引入科學(xué)中的解釋根本沒(méi)有震動(dòng)英國人，反而認為它增添了額外的變化魅力。英國人的想像強有力，但卻不像歐洲大陸人那樣渴求秩序和簡(jiǎn)單性，缺乏構成抽象和概括的理論的方法。迪昂在另一處也討論了抽象思想者和形象思想者的兩種不同類(lèi)型思維的特征及差異 。迪昂還進(jìn)一步對力學(xué)模型方法作了分析和評價(jià)。他強調不要把類(lèi)比方法與模型的使用混淆起來(lái)。物理學(xué)史向我們表明，探求不同范疇現象之間的類(lèi)似，也許是構造物理學(xué)理論全部程序中最可靠和最有效的方法。物理學(xué)中的類(lèi)比方法正是這樣的方法，但它的利用常常使用更精確的形式，即代數方程等價(jià)。這種代數方程的對應是無(wú)限有價(jià)值的東西，它不僅引起思維經(jīng)濟，而且由于它容許人們把構造另一種理論的所有代數工具轉移到一個(gè)理論中，也構成了發(fā)現的方法。類(lèi)比在于把兩個(gè)抽象的體系匯集在一起；無(wú)論已知它們中的哪一個(gè)，都有助于我們猜測另一個(gè)未知的；或者兩個(gè)在都得到系統闡述時(shí)，它們互相都明晰了。在這里沒(méi)有使最嚴格的邏輯學(xué)家驚訝的東西。力學(xué)模型雖然能夠在發(fā)現的道路上引導某些物理學(xué)家，它還能導致其他發(fā)現，但是，至少可以肯定，它沒(méi)有引起物理學(xué)的進(jìn)步，傾入到我們大量知識中的份額似乎是相對貧乏的。事實(shí)上，開(kāi)耳芬利用力學(xué)模型作為一種發(fā)現工具遠不如作為一種說(shuō)明方法。
二、物理學(xué)理論的結構
迪昂還就物理學(xué)的結構進(jìn)行了比較詳細的分析，他依次討論了物理學(xué)中的量與質(zhì)、事實(shí)、實(shí)驗、定律、理論和實(shí)驗的關(guān)系、假設的選擇等問(wèn)題。
迪昂認為，為了使在物體中所發(fā)現的一個(gè)屬性可以用數字符號來(lái)描述，用亞里士多德的語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，其充要條件是這個(gè)屬性屬于量的范疇而不是屬于質(zhì)的范疇；用比較容易接受的現代幾何學(xué)的語(yǔ)言來(lái)講，其充要條件是這個(gè)屬性是一個(gè)數量。任何屬于量的范疇的屬性的基本特征是：量的數量的每一個(gè)狀態(tài)總是可以借助于同一量的另外的較小狀態(tài)的相加而形成；通過(guò)比第一個(gè)量小但與它同類(lèi)的量的交換和結合操作，每一個(gè)量都是一個(gè)聯(lián)合，它們是它的部分。
每一個(gè)不是量的屬性即是質(zhì)，起源于相加思想的測量不能對付質(zhì)。但是，正如量不僅僅是用抽象的數確定的。而是由與它的標準的知識相關(guān)聯(lián)來(lái)確定一樣，質(zhì)的強度也不完全是由數字符號表示的，而必須把適合于得到這些強度尺度的具體程序與這一符號聯(lián)系起來(lái)。當然，作為一種質(zhì)的不同強度標準的尺度，總是作為它的原因的具有這種質(zhì)的一些量的結果。值得注意的是，迪昂在這里還提出了原質(zhì)(primary qualities)的概念。所謂原質(zhì)，就是在科學(xué)發(fā)展的一定時(shí)期不能再分解、再簡(jiǎn)約的質(zhì)。原質(zhì)不是永恒的，而是暫時(shí)的。今天不能還原為其他物理性質(zhì)的質(zhì)，明天也許將不再是獨立的，也許物理學(xué)的進(jìn)步將使我們在原質(zhì)中辨認出性質(zhì)的結合。為了給出一組盡可能簡(jiǎn)單的物理定律的描述，為了達到最完善的思維經(jīng)濟，在構造理論時(shí)，應該使用原始的概念或原質(zhì)。顯然，迪昂關(guān)于量和質(zhì)的規定，是他形成物理學(xué)理論四個(gè)操作的頭一步，即物理量的選取和測量。
迪昂把事實(shí)分為理論事實(shí)和實(shí)用事實(shí)。理論事實(shí)即一組數學(xué)資料，在理論家進(jìn)行推理和計算時(shí)用它宋代替具體事實(shí)。在理論事實(shí)中，不存在模糊和不確定性，一切都是以精確的方式?jīng)Q定的。例如，溫度以某種方式分布在某一物體。這里的物體是按幾何學(xué)定義給出的；該物體每一點(diǎn)都有一個(gè)對應的溫度；這溫度對每一點(diǎn)而言都是一個(gè)數，它不與其他任何數相混。與理論事實(shí)相對的是實(shí)用事實(shí)，前者是通過(guò)后者翻譯而成的。在這里看不到剛剛宣稱(chēng)的任何確定性了。物體是具體的塊料；溫度不是每一點(diǎn)的，而是某一體積內的平均溫度；溫度也不是某一嚴格的數，而是不超出某一范圍。迪昂關(guān)于實(shí)用事實(shí)和理論事實(shí)的論述，使我們想起他的同胞彭加勒關(guān)于未加工的事實(shí)和科學(xué)事實(shí)的劃分及觀(guān)點(diǎn) 。
關(guān)于實(shí)驗，迪昂認為，物理學(xué)實(shí)驗是精確地觀(guān)察現象，并伴隨著(zhù)對這些現象的解釋?zhuān)贿@種解釋用抽象的符號描述代替通過(guò)觀(guān)察實(shí)際收集到的具體資料，前者借助于觀(guān)察者所承認的理論與后者對應。物理學(xué)實(shí)驗的結果決不是知覺(jué)一組具體的事實(shí)，而是形成把某些抽象的、符號的觀(guān)念相互聯(lián)系起來(lái)的判斷。迪昂注意到，抽象的符號和具體事實(shí)之間可以有對應，但不是完全的對稱(chēng)；抽象的符號不能恰如其分地描述具體的事實(shí)，具體事實(shí)也不是抽象符號的嚴格體現。因此，一個(gè)理論事實(shí)可以被翻譯成大量完全不同的實(shí)用事實(shí)；一個(gè)實(shí)用事實(shí)對應于大量的不相關(guān)的理論事實(shí)。這一雙重的觀(guān)察表明，在實(shí)驗過(guò)程中實(shí)際觀(guān)察到的現象和物理學(xué)家所形成的結果之間插入了一個(gè)十分復雜的智力精制品。迪昂還看到，這種智力操作不僅體現在實(shí)驗結果所獲得的形式中，它在實(shí)驗者使用的工具中也明確地顯示出來(lái)，因為惟有現象的理論解釋使儀器的使用成為可能。
至于物理學(xué)定律，迪昂認為它是符號的關(guān)系。正如常識規律是人借助于天然的工具對事實(shí)進(jìn)行的觀(guān)察為基礎一樣，物理學(xué)定律也是如此基于物理實(shí)驗的結果。物理學(xué)定律對于實(shí)在的應用，需要知道或接受整個(gè)一組定律。常識的規律僅僅是一般的判斷，如太陽(yáng)從東方升起這一判斷，它或者為真，或者為假。但是，物理學(xué)定律是近似的，對于嚴格的邏輯學(xué)家來(lái)說(shuō)，它不能或者為真，或者為假。正由于任何近似的物理學(xué)定律都會(huì )隨實(shí)驗精度的增加而提高近似度，因而定律本質(zhì)上是暫定的。對定律的價(jià)值的估計因不同的物理學(xué)家而異，取決于他們各自的觀(guān)察工具和他們研究所要求的精度，因而定律本質(zhì)上是相對的。而且，總是存在著(zhù)一些情況，使得通過(guò)定律關(guān)聯(lián)起來(lái)的符號不能夠以滿(mǎn)意的方式描述實(shí)在，這又是物理學(xué)定律是暫定的一個(gè)原因。
關(guān)于物理學(xué)理論和實(shí)驗的關(guān)系，迪昂提出了一些有影響的見(jiàn)解。首先，他提出理論的實(shí)驗檢驗在物理學(xué)中并不具有邏輯簡(jiǎn)單性。這是因為，不可能將想要檢驗的理論放在實(shí)驗室的門(mén)外，沒(méi)有理論就不可能調節任何一個(gè)儀器，或者解釋任何一個(gè)讀數。在物理學(xué)家的心目中，不斷地出現著(zhù)兩種系統：一種是由他操作的玻璃和金屬的具體系統，另一種是理論用以代替具體系統的公式的抽象系統，物理學(xué)家正是根據后一種系統進(jìn)行推理的。于是，人們根本就不可能割斷物理理論與檢驗這些理論的恰當的實(shí)驗程序之間的聯(lián)系，這一事實(shí)以獨特的方式使得這種檢驗變得復雜了，并且使人們不得不仔細地考慮它的邏輯意義。
其次，迪昂揭示出，一個(gè)物理學(xué)實(shí)驗決不能否決一個(gè)孤立的假設，而只能否決一組完整的理論。其理由在于：一個(gè)物理學(xué)家決定證明一個(gè)命題的不正確性時(shí)，為了從這一命題推演出對一種現象的預測并進(jìn)行實(shí)驗以表明這個(gè)現象是否會(huì )產(chǎn)生，為了解釋這個(gè)實(shí)驗的結果并確認被預測現象沒(méi)有產(chǎn)生，他并不僅僅限于運用被討論的命題，他還運用他認為是毫無(wú)疑問(wèn)而接受的一整套理論。因此，導致有爭議的預測不僅僅是從遭到詰難的命題而來(lái)的，而是從這一命題加上那一整套理論而來(lái)的。如果預測的現象未出現，不僅被討論的那個(gè)命題有毛病，而且物理學(xué)家所運用的整個(gè)理論的構架都有毛病。實(shí)驗告訴我們的僅僅是，在被用于預測那個(gè)現象并確定它是否出現的那些命題中，至少有一個(gè)錯誤；但是，這個(gè)錯誤在哪里，它卻恰恰沒(méi)有告訴我們。物理學(xué)家可能會(huì )宣布，這錯誤正好包含在他想要反駁的那個(gè)命題中，但他能肯定這個(gè)錯誤不在另一個(gè)題中嗎?如果他能肯定這一點(diǎn)，他就隱含地接受丁他所運用的所有其他命題的正確性，他的結論的有效性無(wú)非是他的信念有效性。這樣一來(lái)，物理學(xué)家決不能使一個(gè)孤立的假設、而只能使一整組假設接受實(shí)驗檢驗。當實(shí)驗與他們的預測不一致時(shí)，他所知道的是，這組假設中至少有一個(gè)是不可接受的，應該加以修改；然而，實(shí)驗并不指明哪一個(gè)應被修改。因此，判決性實(shí)驗在物理學(xué)中是不可能的。判決性實(shí)驗只能說(shuō)明整個(gè)理論是否要修改，至于要修改哪一個(gè)假設，純邏輯是無(wú)能為力的，這里需要的是物理學(xué)家的洞見(jiàn)(good sense)。那些并非來(lái)自邏輯而又引導人們選擇的動(dòng)機，那些“理智所不知道的理由”，那些對充分的“直覺(jué)的心靈”而非“幾何學(xué)的心靈”而言的理由，就構成了所謂的名副其實(shí)的洞見(jiàn)。
關(guān)于假設的選擇，迪昂討論了邏輯強加在假設選擇上的條件。邏輯既不要求我們的假設是某種宇宙論系統的結果，或者至少它們與這個(gè)系統的結果一致，也不要求我們的假設僅僅是由歸納概括的實(shí)驗定律，邏輯不能提出這些不能滿(mǎn)足的要求。邏輯強加于作為物理學(xué)理論的基礎的假設有三個(gè)選擇條件：首先，假設不是自相矛盾的命題；其次，支撐物理學(xué)的不同假設不能互相矛盾；最后，假設將以這樣的方式選擇，由此出發(fā)，作為一個(gè)整體的數學(xué)演繹能夠推出以足夠的近似度描述整個(gè)實(shí)驗定律的結果。只要理論家尊重這三個(gè)條件，他就享有完全的自由，他可以以他樂(lè )意的任何方式為他將要構造的理論體系打下基礎。在迪昂看來(lái)，物理學(xué)有兩個(gè)源泉：其一是常識的確定性，其二是數學(xué)演繹的明晰性。但是，假設卻不能夠從常識提供的公理中演繹出來(lái)。假設不是突然創(chuàng )造的產(chǎn)物，而是逐漸進(jìn)化的結果。假設的提出和選擇缺乏任何指導或法則。在從經(jīng)驗事實(shí)到假設之間沒(méi)有邏輯通道這一點(diǎn)上，迪昂的觀(guān)點(diǎn)與彭加勒和愛(ài)因斯坦的觀(guān)點(diǎn)有共同之處。
參考文獻
關(guān)于迪昂的生平、思想和工作，有興趣的讀者可參閱D. G. Miller, Ignored Intellect Pierre Duhem, Physics Today, No.12, 1966, pp. 47~53.
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