尽管西方一些物理学家声称物理学同哲学是不相干的,但他们的论著毕竟还是不可避免地以某种哲学为其背景。爱因斯坦就曾指出过,今天的物理学家几乎都是哲学家,不过“他们都倾向于坏的哲学”。爱因斯坦举逻辑实证主义为例,认为这是从物理学中产生出来的一个哲学流派。目前逻辑实证主义及其变种操作主义在西方科学界仍然有着广泛的影响。一些近年来流行于美国的供大学生命科学和理工科学生使用的物理教程,就是站在这种哲学立场上写成的。
西方物理学教程的哲学观点,往往首先流露在第一章有关物理测量和物理量的陈述中。各种哲学学派在这里产生分歧,形成交锋和对峙的局面,原是很自然的事。因为所谓测量,不可避免地要涉及到物质与意识、客体与主体的关系,而现代物理学在哲学上的根本之争,归根到底还是唯物主义和唯心主义之间的对立(尽管逻辑实证主义总是企图“超越”这种对立,“取消”这种对立)。
美国物理学家A.H.克罗默在他的大部头著作《生命科学用物理学》一书中,开宗明义就陈述了他的逻辑实证主义和操作主义立场:“物理学是研究事物可量属性的。……物理理论的目的,就是使测量结果相互关联。”(中译本,第1页)“物理学研究能够测量之物。……然而,在物理学中,测量本身就是研究的主要对象,因为诸如长度、时间或温度这些特定的概念,只有通过其测量方法来理解。定义事物的这种手段称为操作。操作的运用避免了把无根据的、形而上学的意义强加于概念,同时也避免了引入可能是错误的涵义。”
克罗默在这里所说的“形而上学”并不是我们通常所批判的形而上学。他用的是逻辑实证主义一个专门术语。这个哲学学派有这样一个根深蒂固的信念:人类认识的唯一源泉是经验,尤其是感性经验;认为在经验之外还存在一个(照他们的提法是“假定”一个)不依赖于人的意识和感觉的客观外部世界这一唯物主义,便是一种“形而上学”。在逻辑实证主义看来,“形而上学”是无意义的,必须加以摈弃。
为我国广大理工科学生熟悉的美国物理学家D.哈里德和R.瑞斯尼克在他们合写的《物理学基础》一书中,也陈述了与克罗默相同的哲学观点:“为了物理学的目的,一些基本量必须定义得清楚而且确切。有一种看法是:当一个物理量的测量程序规定以后,那末它的定义也就给定了。这种看法叫做操作观点,因为在这里,物理量的定义归根到底是一组用来导出一个带有单位数字的实验室操作;这些操作也可以包括数学运算在内。……基本量的数目,应该是能融洽一致地和明确地描述物理学中所有各量所必需的最小数目。”(中译本,第1页)
逻辑实证主义是本世纪二十年代初在维也纳形成的一个自然哲学流派,所以也叫维也纳学派。它的代表人物(如石里克、卡尔纳普、冯·米赛斯等)都是一批具有深厚自然科学知识根基的哲学家,或本身就是具有强烈哲学倾向的专业物理学家和数学家。第二次世界大战开始,这个学派的中心移到了美国。所谓操作主义,就是逻辑实证主义同美国实用主义结合的产物。它是由著名的美国高压实验物理学家、一九四六年诺贝尔物理学奖金获得者P.W.布里奇曼(一八八二——一九六一)创立的。他创立这个自然哲学学派的企图,是想从一种新的哲学立场来重新认识现代物理学的本质和逻辑结构(他的主要著作为《现代物理学的逻辑》,一九二七;《物理理论本质》,一九三六)。
正如逻辑实证主义者公开宣称的那样,他们是以马赫的哲学为其思想指导,并在此基础上,进一步提出了如下一些主张:
一、只有直接的感官印象才被认为是实在的;凡是不能被感觉证实的东西,都是不存在的,都是无意义的,必须加以拒斥的“形而上学”。
二、物理概念(诸如物体的电荷、温度、质量和长度等),不是客观实在的反映,它们只不过是一组操作而已。物只是操作的总和。相信仪器之外有物存在,就是一种“迷信”,一种“形而上学”。物理理论所描述的,并不是物理世界,而仅仅是测量操作和仪器的读数。或者按照布里奇曼的观点,物理概念的内容不是取决于物体的属性,而是取决于我们实现该概念的操作。物体的“属性应在操作中去寻求自己的意义”。
三、理论的作用在于根据尽可能少的假设,简明地描述尽可能多的实验。
把上述论点同克罗默和哈里德等人的观点进行比较和对照,我们不难看出,这些教科书的作者们正是忠实地站在这种自然哲学立场来撰写物理学教程的。因为这些教程的共同特点,不是开宗明义地提出物理学研究的对象是物质运动最一般的规律和不同形式的物质基本结构,而是声称“物理学是研究事物可量属性的”;测量本身,以及使测量结果相互关联起来,才是物理理论的目的。在持操作主义立场的物理学家看来,真正的物理实在(客观物理世界)并不存在于科学实验活动之外,而仅仅是许多实验结果的总和而已。或者按操作主义最露骨的话来说,“物”只是仪器操作的总和(这完全是马赫论点“感觉不是‘物的符号’,而‘物’倒是具有相对稳定性的感觉复合的思想符号”的翻版)。
在他们看来,所谓自然规律,只是描述实验装置上的读数之间的关系,而不是通过现象去掌握它背后的实体;物理学只是把感觉间的关联作形式上的描述。现代物理学研究的不是原子的本质和构造,而是研究我们观察时所感觉到的现象。一句话,世界仅仅是我们的感觉,科学只不过是人类意识的产物,而不是客观自然界的模写。
毋庸置疑,上述观点不仅是主观主义的,而且具有经验主义的一切特征。当然,对于这些露骨地否定外部世界存在的唯心主义论调,我们是不能同意的。因为在我们看来,物理理论是自然界的近似于忠实的反映。自然界,外部世界的存在,决不依赖于感觉。承认自然界的客观规律性及其在人脑中的近似于正确的反映,这就是我们一贯要坚持的唯物主义。
关于马赫哲学,列宁对它的批评是众所周知的,这里不一一引述。可以一说的是,自本世纪初以来,马赫哲学以及逻辑实证主义和操作主义一直遭到西方一些最杰出的自然科学家的抨击,其中以普朗克、爱因斯坦和A.索末菲等人为代表。一九○八年,普朗克曾发表过公开同马赫主义决裂的讲演,震动了当时的科学界和哲学界。普朗克曾站在唯物主义的立场上尖锐地指出:“自然规律决不会受人类头脑的影响。相反,在地球上有任何生命之前,这些规律早就存在了,并且在最后一个物理学家死了很久很久以后也仍然会继续存在下去。……在感觉世界的后面还有另一个实在世界存在。实在世界是独立于人类之外而存在的……”(《新物理学的世界图景》,德文版,第1页)在这场论战中,现代许多知名的物理学家都站在普朗克一边。在这些具有唯物主义倾向的科学家看来,马赫哲学企图把自然规律贬低为纯函数的关系式,并把自然科学说成是“把我们的思维去经济地适应我们的感觉”这样一种学问,这是不利于自然科学健康发展的。
诚然,也有一批当代著名的物理学家是倾向于逻辑实证主义和操作主义立场的,如海森伯等人。而操作主义者(比如布里奇曼)强调操作在形成物理概念中的作用,导致提高科学的严密性,还是具有一定意义的(操作主义对一些物理学家的诱惑力恐怕亦在于此)。但是它声称操作创造物体(客观世界)的属性,却同我们发生了根本分歧。我们认为,物理实验工具操作并不创造物体属性(物不是操作的总和),而只是有助于近似正确地反映它,揭示它。
物理理论的目的,在于通过一系列(无穷)的抽象去阐明物质(或物理对象)的特性,但是这些抽象在任何时候仅仅是近似地、有条件地把握了物质的本质。科学发展的每一个阶段,都在给绝对真理总和的大海中增添新的一粟——这就是马克思主义的认识论,它同当代西方一些物理学教程所信奉的操作主义方法论和认识论是不相容的。
我们不能同意这些作者把自然科学贬低为只能描述感觉的复合,把我们的思维贬低为只能经济地去适应我们的感觉这样一种没有出息的把戏。不,我们的目标是通过科学理论一级一级无穷的阶梯,去无限接近客观物理世界。
这里还应当提到一九四九年爱因斯坦同布里奇曼进行的一场著名的论战。布里奇曼企图站在操作主义的立场重新审视相对论的内容,但爱因斯坦却声明,他对物理认识本性的见解同操作主义是有分歧的。从这两位物理学家的对立中我们不难看出,分歧势必要涉及到对物理理论特别是对理想实验的评价问题。因为操作主义就是经验主义,所以布里奇曼认为理想实验同操作主义的精髓——“未经操作的确定,就不能清楚地知道概念的意义”——是不相容的,从而否定了它的意义。爱因斯坦却是一位理想实验大师。在他看来,尽管理想实验无论什么时候都是不能实现的,但它使我们对实际的实验有了深刻的理解。凡是熟悉物理认识发展史的人,都会赞美理想实验,因为人类的伟大,恰在于他具有想象力的翅膀。而操作主义的过错之一,正在于它漠视这万物之灵最有力的翅膀展翅翱翔。
从西方物理学教程,我又想到另一个问题,这就是我们有些自然科学工作者,对于自然科学特别是物理学中的哲学问题和理论思维重视不够。蔑视理论思维是不能不受到惩罚的。以科学史上众所周知的例子来说,由于马赫和奥斯特瓦尔德(著名德国化学家,一九○九年诺贝尔奖金获得者)的哲学偏见(即认为凡是不能被感觉证实的东西,都是不存在的),他们一直是否认原子存在的。后来在最新实验事实的压力下,他们才服输。有些试图摆脱哲学“束缚”的科学工作者认为,他只是做实验,观测一些物理现象,从中找出有规律性的东西,再用数学去表述它,渐渐形成一种连贯的理论,然后用它来预言尚未观察到的现象。至于客观世界究竟是什么,我不知道,也不去关心它。哲学于我何有哉!这条研究路线实际上并没有也不可能摆脱哲学。这不过是很多自然科学家凭借常识所走的粗朴的、自发的唯物主义之路。它往往是靠本能和直觉盲目行事,在我们的探索深入到极其复杂的微观系统的今天,是很容易误入迷途的。滑向操作主义是容易的,因为它是一个颇有诱惑力的陷阱。
(《生命科学用物理学》,〔美〕A.H.克罗默著,人民卫生出版社一九八○年十一月第一版,3.60元,《物理学基础》上册,〔美〕D.哈里德、R.瑞斯尼克著,人民教育出版社一九八○年二月第一版,1.75元)
赵鑫珊