猜想與反駁 · 六、談貝克萊是馬赫和愛因斯坦的先驅(1)

貝克萊主教是什麼人，我所知不多，但我感激他使我們免於不容置疑的第一前提之害。 塞繆爾·勃特勒 Ⅰ 這篇短文的目的是想列舉貝克萊在物理哲學領域的思想，它們十分新穎驚人。這主要是一些被恩斯特·馬赫和海因里希·赫茲以及若干哲學家和物理學家重新發現、重新引進現代物理學討論之中的思想，其中有一些人受到馬赫的影響，如伯特蘭·羅素、菲利普·弗朗克、里夏德·馮·米澤斯、莫里茲·石里克、(2)沃爾納·海森堡等等。 我要立即說明，我不同意這裡的大部分實證主義觀點。我讚賞貝克萊，卻不贊同他。然而此文的目的並不是去批判貝克萊，只是在第Ⅴ節中將作一點簡要而不全的評論。(3) 貝克萊只寫過一本專門談物理學哲學的書《論運動》；但在許多其他著作的某些段落中也表達了同樣的或有所補充的想法。(4) 貝克萊科學哲學思想的核心，見於他的《牛頓力學批判》之中。（貝克萊在他的《分析家》及其兩個續篇中批判了牛頓的數學。）貝克萊極其欽慕牛頓，他顯然認為此外就沒有值得他批判的對象了。 Ⅱ 以下二十一個論點，沒有都用貝克萊的原話，其先後順序沒有按照其在貝克萊書中出現的順序，也沒有按照系統地論述貝克萊思想的順序來介紹。 讓我引用貝克萊一句話（《運動》，29）作為箴言，從而開始列舉這些論點。 （1）「說出一個詞來卻又毫無意義，是不配作一位哲學家的。」 （2）一個詞的意義也就是這個詞與之相聯繫（作為其名稱）的觀念或感覺特性。這樣，「絕對空間」和「絕對時間」等詞毫無經驗（或操作）意義；牛頓關於絕對空間和絕對時間的原理作為物理學理論必然要遭到擯棄。（參閱《原理》，97，99，116；《運動》，53，55，62；《分》，50，問題8；《西》，271：「至於絕對空間——力學哲學家或幾何哲學家們的那個幽靈，只要說我們的感官既感覺不到，我們的理性也證明不了，這就夠了……」；《運動》，64：「對於……力學哲學家的目標來說……只不過是用恆星天所確定的相對空間代替他們的『絕對空間』而已……由這一相對空間所定義的運動和靜止，能夠方便地用以取代這種絕對的東西……」） （3）「絕對運動」一詞也是一樣。一切運動都是相對的這一原則，可以求助於「運動」的意義或操作主義論證而得到確立。（參見上述《原理》，58，112，115：「說一個物體『運動』，它就必須……相對於另一物體改變其距離或位置……」；《運動》，63：「……不藉助於可感知事物，就無法辨別或測量運動」；《運動》，62：「……石頭在投石器里的運動或水在旋轉的桶里的運動，是不可能……被那些借絕對空間來定義[運動]的人稱為真正圓周運動的……」） （4）物理學濫用了「重力」和「力」等詞；引進力作為運動（或加速運動）的原因或「本原」，也就引進了「一種隱秘性質」（《運動》，1—4，特別是5，10，11，17，22，28；《阿》，vii，9）。更確切一點，我們應當說「一種隱秘的形上學實體」；因為「隱秘性質」一詞是用詞不當，至於「性質」，留給可觀察的或已觀察到的性質更為妥當——這種性質是給予我們感官的，當然絕不會「隱秘」。（《分》，50，問題9；特別是《運動》，6：「那麼很明顯，假定運動的本原為重力或力是毫無用處的，怎樣才能通過[與之同一的]一般所說的隱秘性質而把這種本原了解得更加清楚呢？本身隱秘的東西什麼也解釋不了；更不用說，一種未知的作用原因更宜於稱之為[形上學的]實體而不是性質。」） （5）考慮到這一些，牛頓理論就不能作為一種真正的因果性解釋，也即根據真正的自然原因所作的解釋來接受了。認為重力解釋了物體（行星、自由落體等）運動的因果關係，或者認為牛頓發現重力或吸引是「一種基本性質」（《原理》，106），它內在於物體的本質或本性之中，足以解釋物體運動定律，這種看法必須拋棄（《西》，234；又見《西》，246，最後一句）。但必須承認，牛頓理論得出了正確的結果（《運動》，39，41）。要理解這一點，「最重要的……就是區分數學假說同事物本性[或本質](5)……我們如果看到這一區別，則一切力學哲學的著名定理都可以保留……這些定理使人們有可能計算這個宇宙系統[即太陽系]；同時，對運動的研究也將擺脫大量空洞繁瑣的細節，和[毫無意義的]抽象觀念」（《運動》，66）。 （6）物理學（力學哲學）中沒有因果解釋（參閱《西》，231），即沒有根據對事物隱藏的性質或本質的發現所作的解釋（《原理》，25）。「……物體……運動的真正有效的原因根本不屬於力學或實驗科學領域。它們也不可能對這些領域有所闡明……」（《運動》，41）。 （7）理由其實就是：物理的東西沒有秘密的或隱藏的「真正的或實在的本性」，沒有「實在的本質」，沒有「內在的性質」（《原理》，101）。 （8）在物體的後面沒有任何物理的東西，沒有隱秘的物理實在。可以說，一切都是表面；物體只不過就是它們的性質。它們的外觀就是它們的實在（《原理》，87，88）。 （9）科學家（「力學哲學家」）的本分，就是「通過實驗和推理」（《西》，234）而發現自然定律，也就是說，發現自然現象的規則性和均勻性。 （10）自然定律實際上也就是物體被感知的運動（《西》，234）中的規則性或相似性或類比（《物理》，105）。「……我們從經驗中學到這些」（《原理》，30）；它們都是觀察來的，或是從觀察中推論出來的（《原理》，30，62；《西》，228，264）。 （11）「自然定律一旦形成，哲學家的任務就是：表明每一現象都符合於這些定律，也就是說，每一現象都一定可以從這些原則中得出來。」（《運動》，37；參閱《原理》，107和《西》，231：「他們[即『力學哲學家』]的職權是……把特殊現象歸於這種一般規則，並表明它們符合於這種規則，以便說明這些現象。」） （12）這一過程，你如果願意也可以稱之為「解釋」（甚至「因果解釋」），只要把它明確區別於建立在事物真正本性或本質上的真正因果（即形上學的）解釋就行。《西》，231；《運動》，37：「如把事物歸之為那種最簡單、最普遍的原則，則可以說它已得到了力學上的解釋」（這種原則即「已由實驗證明了的基本運動定律……」《運動》，36），「並通過嚴格的推理而證明與這些原則相互一致並相互聯繫……這就意味著解釋並解決現象的問題，指明現象的原因……」可以接受這樣一些說法（參見《運動》，71），但是我們決不要被它引向歧途。我們永遠都要明確地區分（參見《運動》，72）「本質主義的」(6)解釋同「描述性」解釋，前者訴諸事物本性，後者訴諸自然定律，即訴諸對觀察到的規則性的描述。在這兩種解釋之中，只有後一種解釋才是物理學可以接受的。 （13）從這兩種解釋中，我們還必須區分出第三種「解釋」——一種訴諸數學假說的解釋。一種數學假說可描述為計算某種結果的步驟。這只是一種形式系統，一種數學工具，可以比之於計算機。對它的評價僅根據其效能。它不僅可以採納，還可能有用，可能值得讚美，但它不是科學：即使它可以得出正確結果，也只是一種技巧，一種「訣竅」（《分》，50，問題35）。而且，與本質的解釋（在力學中這是完全虛假的）和自然定律的解釋（如定律「已為實驗所證明」，則是完全真實的）相反，一個數學假說不會發生真實性問題，只會發生作為一種計算工具的有用性的問題。 （14）那麼，牛頓理論中「已為實驗所證明」的那些原則，也即單純描述物體運動可觀察規則性的運動定律，都是真的。但是凡涉及上面已批判過的概念的那些部分，即絕對空間、絕對運動、力、吸引、重力，則不是真的，因為這一些都是「數學假說」。但是作為數學假說，它們只要起好作用（就力、吸引、重力而言），就不應加以擯棄。絕對空間和絕對運動則必須擯棄，因為它們並無作用（可用恆星系和相對於恆星系的運動取而代之）。「『力』、『重力』、『吸引』(7)以及諸如此類的詞，對於推理，對於計算運動和運動物體，都是有用的；但它們卻無助於我們理解運動自身的簡單本性，也未能指明如此眾多的各自不同的性質……就吸引來說，牛頓顯然不是作為一種真實的物理性質，而只是作為一個數學假說引進的。」（《運動》，17）(8) （15）按照正確的理解，數學假說並不要求任何存在於自然界的事物與之對應——既不對應於它用以進行運算的詞或項，也不對應於它所斷言的函數從屬關係。它似乎在現象世界的背後建立了一個虛構的數學世界，而不要求這個世界真正存在。「但所謂物體之中的力，不管是引力還是斥力，都只能看作數學假說，不能看作真的存在於自然界之中的東西」（《西》，234；參閱《運動》，18，39，特別是《阿》，vii，9，《分》，50，問題35）。它只要求從它的假定中可以得出正確的結果。但是它很容易被誤解為要求更多的東西，要求描述一個現象世界背後的實在世界。但是不可能描述這樣一個世界，因為這種描述必然是沒有意義的。 （16）從這一點可以看出，同一現象可以成功地從一個以上的數學假說中推算出來，產生有關所推算現象的同一結果的兩個數學假說，卻不但可能互相區別，而且可能互相矛盾（特別是當它們被誤解為描述現象世界背後的本質世界的時候）；儘管如此，在二者之間卻可以隨意選擇，並無足輕重。「第一流人物提出了……許多不同的學說，甚至相反的學說，但他們的結論[即他們所推算的結果]卻達到了真理……牛頓和托利拆里彼此的意見並不一致……但是兩人都把問題作了極充分的解釋……一切歸之於物體的力都不過是數學假說……因而同一事物可以按不同方式加以解釋」（《運動》，67）。 （17）對牛頓理論的分析由此就產生以下的結果： 我們必須區分 （a）對具體的特殊的事物的觀察。 （b）自然定律，或是對規則性的觀察，或是由實驗所證實的（《運動》，36；這裡也許有「所支持」或「所確認」的意思；見《運動》，31），或是「由辛勤觀察現象」所發現的（《原理》，107）。 （c）數學假說，不是根據現象，但結果同現象一致（或「說明現象」，如柏拉圖主義者所說）。 （d）本質主義的或形上學的因果解釋，在物理科學中沒有存在餘地。 在這四條之中，（a）和（b）建立在觀察之上，可從經驗中得知為真；（c）不根據經驗，只有工具的意義——因而可達到預期目的的工具不止一種（參閱以上（16））；（d）任何時候想在現象世界背後構造一個本質世界，則可知其一定為假。結果，只要（c）是按照（d）的意義解釋，即可知其一定為假。 （18）這些結果顯然不僅適用於牛頓理論，例如也適用於原子論（微粒理論）。這種理論試圖在現象世界背後構造一個不可見的「內在本質」世界（《原理》，102），以便對這個現象世界作出解釋，從這一點上說，我們必須擯棄這一理論。（參閱《原理》，50；《分》，50；問題56；《西》，232，235。） （19）科學家的工作導致某種可稱之為「解釋」的東西，但是對於理解這一所解釋事物並沒有什麼很大的價值，因為可以得到的解釋並不是一種以洞察事物本性為基礎的解釋。但是它具有實踐意義。它使我們能夠進行應用，作出預測。「……自然定律或運動定律指導我們如何行動，教導我們可期望什麼」（《西》，234；參閱《原理》，62）。預測只能建立在有規律的序列的基礎上（而不是因果序列——至少不是在本質主義的意義上）。正午突然天昏地暗，可能是「預兆」，是警告「信號」，是即將大雨傾盆的標誌；然而誰也不會把它看作大雨的原因。所有觀察到的規律性也都具有這種性質，儘管「預兆」和「信號」通常總是被誤認為真正的原因（《新論》，147；《原理》，44，65，108；《西》，252—254；《阿》，iv，14，15）。 （20）這一物理學分析的一般實際結果——我建議稱之為「貝克萊剃刀」——使我們可以先驗地從物理科學中取消一切本質主義解釋。它們如果具有數學的、預測的內容，可以作為數學假說而得到承認（而其本質主義解釋則得以消除）。否則就可能被全部排除掉。這把剃刀比奧卡姆剃刀更為鋒利：除了被感知的實體以外，一切其他實體都被排除了。 （21）這些觀點的最終論證，也即為什麼要取消這些隱秘的實體和性質，如物理力、微粒結構、絕對空間和絕對運動等等的理由是：我們知道並不存在這樣一些實體，因為那些專門用來標示它們的詞是沒有意義的。要有意義，一個詞必須代表一種「觀念」；就是說，必須代表一種感覺或這一感覺的記憶；用休謨的術語來說，即代表一個印象或在我們記憶中的反應。（它也可以代表一個「概念」如上帝；但是屬於物理科學的詞不能代表「概念」。）因而這裡討論的詞並不代表觀念。「斷言主動的力、作用和運動本原實際上都存在於物體內部的那些人，堅持一種沒有任何經驗根據的教義，用一些模稜兩可的詞來支持它，以致他們自己也不理解他們想要說什麼。」（《運動》，31） Ⅲ 任何人讀了這張二十一個論點的表，一定會為其現代性所震驚。這些論點同恩斯特·馬赫講授了多年、深信其新穎而革命的物理哲學相比，有其驚人的相似之處，特別是在對牛頓的批判方面。馬赫這種哲學後來又為約瑟夫·彼得楚爾特等人所追隨，對現代物理學特別是相對論產生了巨大影響。只有一點區別：馬赫的「思維經濟原則」不僅容許我們放棄某種「形上學要素」，也容許在某些情況下就其簡單性區別各種各樣互相競爭的假說（貝克萊所謂「數學的」假說），就這一點而言，這一原則超過了我所說的「貝克萊剃刀」（見以上（16））。這些論點同赫茲的《力學原理》（1894）相比，也有驚人的類似，赫茲在那裡試圖取消「力」的概念。同維特根斯坦的《邏輯哲學論》相比也是這樣。 也許最令人吃驚的是：貝克萊和馬赫這兩位牛頓的偉大崇拜者沿著非常類似的路線批判了絕對時間、絕對空間、絕對運動等觀念。馬赫的批判同貝克萊完全一樣，最後都提出：牛頓絕對空間的一切論據（像傅科擺、旋轉水桶、對地形的離心力效應）都因這些運動和恆星系有關而失效。 為表明馬赫這種批判的先見之明的意義，我可以引證兩段話，一段是馬赫的，一段是愛因斯坦的。馬赫曾寫到（《力學》第7版，1912年，第ii章第6節§11），他在《力學》前幾版中所提出的對絕對運動的批判是怎樣被接受的：「在三十年以前，如果認為『絕對運動』概念沒有經驗內容、科學上也沒有用處因而是毫無意義的，人們對這個看法一般都會感到很奇怪。而今天，這個看法得到了許多知名研究者的贊同。」愛因斯坦在他悼念馬赫的文章（《悼念馬赫》，《物理學雜誌》，1916）中也談到馬赫的這個看法：「如果在光速恆定問題激動物理學家時馬赫的頭腦仍然富於朝氣，那麼他也不是不可能發現相對論的。」愛因斯坦這段話無疑是極其寬宏大量的。(9)它對馬赫的闡述也必然可用於貝克萊。(10) Ⅳ 關於貝克萊科學哲學與其形上學的關係還可以再說幾句。這同馬赫的情況確實大不一樣。 實證主義者馬赫是一切傳統的即非實證主義的、形上學的敵人，特別是一切神學的敵人，貝克萊卻是一位基督教神學家，十分熱衷於為基督教教義辯護。雖然馬赫和貝克萊同樣認為，「絕對時間」、「絕對空間」、「絕對運動」這些詞沒有意義，從而都應當從科學中取消，但在物理學為什麼不能研究實在原因這一點上，馬赫顯然與貝克萊不一致。貝克萊相信原因，甚至相信「真正的」或「實在的」原因，但一切真正的或實在的原因對他來說都是「有效原因或終極原因」（《西》，231），因而都是精神上的，完全超越於物理學之外的（見《對話》，ii）。他也相信真正的或實在的因果解釋（《西》，231），也即相信我所稱的「終極解釋」。對於他來說，這就是上帝。 一切現象確實都是由上帝所引起，並通過上帝的干預而得到解釋。對於貝克萊來說，物理學為什麼只能描述規則性，為什麼不能發現真正的原因，這就是直截了當的理由。 但如果認為這些差異表明貝克萊和馬赫之間只有表面的相似，那就錯了。相反，貝克萊和馬赫都深信在物理現象世界（《原理》，87，88）背後不存在物理世界（第一性的世界或原子世界，見《原理》，50；《西》，232，235）。兩人都相信那種今天稱之為現象主義的學說，它認為物理事物只是現象的質，也即特殊經驗到的顏色、聲音等的束、複合或構造；馬赫稱之為「要素的複合」。區別在於：對於貝克萊，這一些都是直接由上帝引起的；對於馬赫，這一些就在那裡。貝克萊說，在物理現象的背後沒有任何物理的東西，馬赫則提出，在那背後根本什麼也沒有。 Ⅴ 我認為，貝克萊的偉大歷史意義在於，他反對了科學中的本質主義解釋。牛頓本人未用本質主義詮釋自己的理論；他本人並不認為他發現了這一事實：物體在其本性上不僅被施加而且具有一種吸引力（從物體輻射出去，其輻射量與其中的物質總量成正比）。但在他以後不久，對他的理論的本質主義詮釋就占據了統治地位，並由此一直延續到馬赫的時代。 在我們的時代，本質主義已被廢黜，經過這些年後貝克萊式的或馬赫式的實證主義或工具主義已成為時髦。 但顯然還有第三種可能——「第三種觀點」（如我所稱的）。 我相信本質主義是站不住腳的。它意味著一種終極解釋的觀念，因為一種本質主義解釋既不需要、也不可能再作進一步的解釋了。（如果物體的本性就是吸引其他物體，那就沒有必要再去要求一種對這個事實的解釋，同時也沒有可能再找到這樣一種解釋了。）但我們知道，至少從愛因斯坦以來，這個解釋可能已被出乎意料地一再地向前推進了。 但儘管我們可以擯棄本質主義，卻並不意味著我們必須接受實證主義，因為我們還可以接受「第三種觀點」。 我在這裡不再討論實證主義關於意義的教條，別處已討論過了。我只想提供六點意見。（i）可以用某種類似現象世界「背後」的世界進行工作，卻不必依附於本質主義（特別是如果假定我們永遠也不可能知道在那個世界背後究竟還有沒有另外一個世界的話）。說得更清楚一些，人們可以用不同等級的解釋性假說的概念去工作。有等級比較低的假說（有點像貝克萊在談到「自然定律」時所考慮到的）；也有等級較高的，如克卜勒定律；還有更高等級的，如牛頓理論，再高的如相對論。（ii）這些理論並不是數學假說，就是說，並不只是預言現象的工具。其作用還要大得多；因為（iii）沒有純粹現象或純粹觀察：貝克萊在說到這些事物時所考慮的，總是詮釋的結果，由此（iv）它具有一種理論的或假說的混合。（v）而且，新理論可導致對舊現象的再詮釋，這就改變了現象世界。（vi）貝克萊曾注意到解釋性理論的多樣性[見以上第Ⅱ節（16）]，這一點到處都有可能用來為任何兩個競爭的理論建立條件，使它們可藉以產生出不同的可觀察結果，我們則可據以進行在二者之間作出抉擇的判決性檢驗，由此獲取新的經驗。 第三種觀點的要點是：科學的目的在於真理論，即使我們永遠也不能保證任一特定理論為真；科學可因發明理論而進步（而且知道它確實進步了），這種理論同以前理論比較，可描述為對真的東西的更好近似。 這樣我們現在就可以不成為本質主義者而承認，在科學中我們總是試圖用未知解釋已知，用未觀察到的（也許是不可觀察的）解釋已觀察到的（可觀察的）。同時我們現在也可以不成為工具主義者而承認，貝克萊在以後的段落（《西》，228）中所說的假說的本性，既表明了他的分析的弱點——未能意識到一切科學的猜想性，包括他所稱的「自然定律」的猜想性——也表明了他的分析的力量，即對假說性解釋的邏輯結構所作的微妙理解。 貝克萊寫道：「由一種對現象的沉思而達到一般自然定律，這是一回事；編造一種假說而由此推導出現象來，這是另一回事。想出本論並用來解釋行星的運動和現象的人們，不可能因此就被認定是發現了事實上的和自然界中的真正原則。雖然我們可以從這個前提中推導出結論，但不能由此得出，我們也可以反過來論證，可以由結論推導出前提。例如，設想有一種彈性流體，其組成成分微粒子彼此等距，各有相等的密度和直徑，由於離心力而離開中心向相反方向互相退走；即使由這一設想必然得出這種流體的密度和彈力同它在受壓縮時所占空間成反比，但我們不能由此反推出，具有這一特性的流體必然是由這種假想的相等的粒子所組成。」 * * * (1)　最早發表於《英國科學哲學雜誌》，1953年，第4期。 (2)　石里克在維特根斯坦的影響下，提出一種對普遍定律的工具主義詮釋，這種定律實際上等於貝克萊的「數學假說」；見《自然科學》（Naturwissenschaften），1931年，第19卷，第151和156頁，進一步的參考，見前面第三章第153頁注①。 (3)　此後我更全面地發展了這些想法，見前面第三章，特別是第4節。 (4)　除了《運動》（＝《論運動》De Motu，1721），我還將引用《新論》（＝《視覺新論》Essay towards a New Theory of Vision，1709），《原理》（＝《人類知識原理》Treatise concerning the Principles of Human Knowledge，1710），《對話》（＝《海拉斯和費洛納斯的三次對話》Three Dialogues between Hylas and Philonous，1713），《阿》（＝《阿耳西弗朗》Alciphron，1732），《分》（＝《分析家》The Analyst，1734年），《西》（＝《西雷斯》Siris，1744）。就我所知，《運動》一書還沒有英譯本，此書成功地表明了貝克萊想說些什麼；而最新一版《貝克萊著作集》的編者卻千方百計地貶低這篇高度創造性的、在許多方面都是獨一無二的論文。 (5)　「本性」與「本質」相等，見我的《開放社會及其敵人》，第5章，第6節。 (6)　「本質主義的」（以及「本質主義」）一詞並不是貝克萊的，而是由我引進的，見《歷史決定論的貧困》和《開放社會及其敵人》。 (7)　拉丁原文中是異體字，這裡改用引號。 (8)　這多少是牛頓自己的意見；比較牛頓1692—1693年1月17日，特別是2月25日致本特利的信，以及上文第三章第3節。 (9)　馬赫在愛因斯坦的狹義相對論提出後還活了11年，其中至少有8年他還十分活躍，但他一直堅決反對相對論。儘管在他生前出的《力學》（Mechanik）最後一版（第7版）德文版（1912年）序言中，間接提到過相對論，卻是在讚美愛因斯坦的對手雨果·丁格勒時才提到的，並沒有直接談論愛因斯坦和相對論的名字。 (10)　這裡不討論馬赫的其他先驅，如萊布尼茨。