一、批判学派的根本特征
批判学派否认物理学仅仅是经典力学的简单继续。他们希望摆脱传统的枷锁，认为这种传统过于狭隘、过于专横了。作为物理学的革新派，他们对经典力学的一些基本概念和基本原理以及力学自然观(机械自然观)旗帜鲜明地进行了批判。这是批判学派的根本特征，也是它的标识和判据。
在19世纪后期，当物理学家还在热衷于把一切自然现象都化归为力学时，马赫就洞察到经典力学理论框架的局限性，他在1883年出版的《力学史评》中，从哲学和逻辑的角度对经典力学进行了全面而深入的批判。马赫明确指出，力学并不具有凌驾于其他学科之上的特权，力学自然观是一种偏见和神话。马赫的批判起到了哲学启蒙作用，从而成为物理学革命行将到来的先声。
继马赫之后，皮尔逊也在1892年出版了《科学规范》。皮尔逊把他的注意力从科学的庄严的上层建筑移开，转而仔细审查它的基础。他对空间，时间、质量、运动、因果性等基本概念进行了分析和批判，尤其是，他明确地对经典力学的普适性表示怀疑。
1895年9月，在德国第67届自然科学家和医生大会普通组上，奥斯特瓦尔德发表了“克服科学的物质论”的讲演，公开亮出了他的能量学和唯能论的纲领，力图以此取代力学自然观(即他所谓的“科学的物质论”)。他后来在《自然哲学讲演录》(1902)和《能量》(1988)中进一步阐述了他的方案和意图。
彭加勒在1898年发表的“时间测量”一文中就指明，没有什么绝对时间和绝对空间，也没有相等时间间隔和同时性的直觉。在接着出版的《科学与假设》(1902)、《科学的价值》(1905)，《科学与方法》(1908)中，彭加勒全面分析了经典理论在新实验事实面前所面临的困境，以及彼此之间的逻辑矛盾。
迪昂的批判主要体现在他的两本名著《力学的进化》(1903)和《物理学理论的目的和结构》(1906)中。迪昂当时已经看到，物理学急剧地成长已摇撼了经典力学的根基和经典物理学家的—一些信念，力学赖以建立的基础已受到怀疑，它必须向新的领域进军。
批判学派对经典力学基础的批判，是在肯定经典理论的固有价值的前提下进行的。马赫就充分肯定了牛顿及其后继者的历史功绩，他反对的只是力学的优越地位和力学自然观的独断论，而不是要抛弃经典力学。彭加勒不仅肯定了旧原理的历史价值，指出旧力学是未来的新力学的—级近似，而且还针锋相对地批评了当时广为流行的“科学破产”及非理性主义的错误观点。皮尔逊则明确中明，他毫无保留地接受了近代科学的伟大成果，只是认为表述这些成果的语言需要重新加以考虑。他在充分肯定牛顿力学的现有的价值时进而指出，不管我们的知识怎么扩大，旧概念的正确性在许多重要之点上并没有被削弱，它们还将耸立在关于自然过程的日常观点中。他认为经典力学将枉很大一块领域仍能合理地保留，在逻辑上包含若干正确的观察现象的公式不会被进一步的认识所取代。
批判学派不是只管批判，不顾建设。它不仅扑灭了“有害的虫豸”，而且的确也创造出了一些“有生命的东西”。他们提出的—些富有启发性的卓越思想，为物理学革命做出了直接贡献。尽管批判学派像力学学派一样，由于其历史的和自身的局限性，未能完成物理学革命的大业，但批判学派对物理学革命所起的推动作用则是毋庸置疑的。
二、批判学派主要代表人物的主要共性
批判学派除了具有上述根本特征之外，它的代表人物的思想和行为还有其他一些共性。
1．对物理学发展形势有比较清醒的看法，并致力于科学统一
早在19世纪60年代，当经典物理学的发展还处于鼎盛时期，马赫就洞察到力学框架难以适应科学的进一步发展。马赫力图排除一切无法用经验证实的形而上学命题，并提出“要素(感觉)一元论”，用来对物理现象和心理现象作统一的解释，从而把个别学科联系起来形成一个整体。迪昂、皮尔逊和奥斯持瓦尔德也看到用“宇宙的力学解释”难以拯救现象。奥斯特瓦尔德认为能量是宇宙中一切现象的本源。他试图把自然现象、社会现象和精神现象都囊括在“能量一元论”的世界观中。迪昂赞同奥斯特瓦尔德的能量学和唯能论观点，他毕生努力构造一种理性论的现象论的、连续理论的能量学或广义热力学，企图把力学、热力学和电磁学都纳入其中。皮尔逊认为当前的物理学危机实质在于，19世纪大部分时间把物质作为物理科学的根本概念，现在看来电似乎比物质更根本，我们一度视为基本的物质必须看作是极其复杂的电现象的表现。尤其是彭加勒，他是世纪之交第—个洞察到物理学危机并对它进行了全面论述的著名物理学家。彭加勒从科学的历史中看到，科学的发展是走向统——和简单的道路。他本人发展的电子动力学，就是为了协调力学和电动力学的，它与爱因斯坦的相对论在数学形式和实验结果上是等价的，而且彭加勒对它的物理意义也认识得比较深刻。 由于当时科学发展的水平以及这些代表人物的认识能力的局限性，上述的看法和作法不见得都是完全正确的，而且历史发展已证明能量自然观和电磁自然观并不是力学自然观的理想替代物。但是，与墨守成规，千方百计修补旧理论框架的力学学派相比，批判学派对形势的看法毕竟还是比较清醒的；他们的作法也说明他们是旧秩序的叛逆者和新秩序的探索者，尽管他们的探索并不十分成功。
2．坚不可摧的怀疑态度，历史批判的研究方法与写作风格
当力学学派把经典力学的基本概念和基本原理视为神圣不可侵犯的宝物时，批判学派就开始怀疑它们的正确性和普适性，不满意当时物理学界居统治地位的教条式的顽固。皮尔逊在《科学规范》中从道理上把这一点讲得很清楚：“毫无疑问，当一个事件或观察的真或假对于行为可能具有重要的意义时，过分怀疑比过分轻信更有社会价值。在像我们这样的本质上是科学探索的时代，怀疑和批判的盛行不应该被看作是绝望和没落的征兆，它是进步的保障之—；我们必须再次重复，批判是科学的生命，科学最致命的(并非不可能的)症候之—也许是科学集团的惯例，这种惯例把对它的结论的一切怀疑、把对它的结果的一切批判都打成异端。”
批判学派的怀疑态度或怀疑主义是“诚实的怀疑”，也就是作为科学精神气质之一的有条理的怀疑论，并非像人们误解的那样是“怀疑一切”和“绝对的怀疑论”。关于这一点，彭加勒在《科学与假设》中的言论最能代表批判学派观点。他认为“绝对的怀疑论是不能成立的”，“是肤浅的”。
批判学派的代表人物都是科学史家，历史批判工具既是他们的研究方法，也是他们的写作风格。在马赫看来，历史提供了了解科学进展的可能性，同时也为个人应该作些什么以促进科学发展提供了视野。他在他的第一部重要的历史批判著作《功的守恒定律的历史和根源》(1872)中写道：“(科学的)启发只有一种方法——学习历史！”他认为，对自然界的探索，应该立足于专门的第一流的“由科学历史发展知识组成的”教育，以便“借助于历史来研究难题和认识难题，并从理论观点上冷静地思考难题”。他进而认为：对科学的历史进行研究，通过揭示历史上存在的大量的传统性的和偶然性的东西，不仅能使我们加强对现在的科学的了解，而且能给我们带来科学发展的新的可能性。他一贯反对崇拜偶像和信仰教条，对现实采取冷静的批判态度。
彭加勒之所以对数学物理学当时的危机和未来的前景有明确的认识，—个重要原因就在于他研究和分析了数学物理学的历史，他在《科学的价值》中正是这样作的。他在《科学与方法》中有一句经常被人引用的名言：“为了预见数学的未来，正确的方法是研究它的历史和现状。”奥斯特瓦尔德写了多部历史批判性的科学史著作，他的一些专门性的科学著作，往往也有较多的批判性的历史概述。在他看来，各种观念的历史发展和逻辑发展往往是一致的，所以有可能采取历史批判的形式。他说：“我持续致力于清楚地阐述科学的几个领域的历史发展，因此我希望把我的作用贡献给复活科学家的历史感，有必要十分注意发展科学家的这种历史感。”不过，他甚至有点偏颇地认为，历史只是作为一种方法和工具，而不是作为—门科学，才有其价值。迪昂也是一位颇有造诣的科学史家和科学哲学家，他的物理学讲稿加有许多历史的和哲学的评注，深受学生欢迎。他充分认识到历史方法在物理学中的重要性。他在《物理学理论的目的和结构》中说，唯有科学史才能使物理学家避免教条主义的狂热奢望和皮浪怀疑主义的悲观绝望。物理学家的思想时时偏执于一个极端，科学史能够做出合适的校正。皮尔逊是一位真正的历史学家和自由思想家，他在《科学规范》中多次强调，批判是科学的真正的生命线。他不仅把批判的矛头对准现存的被误用的科学概念，而且认为在科学发现中必须使科学的想象力和自我批判力平行发展。
3．普遍赞同“思维经济”原理
思维经济原理是由马赫提出的，它在马赫思想中占有十分重要的地位。马赫把它看作是科学的目的、方法论的原则、评介科学理论的标准和反形而上学的武器，它对科学确实具有一定的积极意义 。批判学派的其他代表人物普遍表示赞同马赫的这一原理。例如，彭加勒在《科学与方法》中就写道：“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，正象机器产生劳力经济一样。这是十分正确的。”他进而认为：“思维经济是我们应该追求的目标”，“是科学的永恒趋势，同时也是美的源泉和实际利益的源泉。”他主要是从简单性的角度理解和运用思维经济原理的，并给其赋予科学美的含义，他的“力戒特设假设”，正是为此目的而提出的。迪昂在《物理学理论的目的和结构》中引用了马赫关于思维经济的论述。他评论说：用定律代替具体的实验事实达到了经济，当通过精神把实验定律浓缩为理论时，便是双倍的经济。迪昂不仅从中看到科学进步的路线，而且进一步指出，为了达到完善的思维经济，科学家在构造理论时，应该使用原始的概念或原质(primary qualities)。所谓原质，就是在科学发展的一定时期不能再分解，再简约的质。皮尔逊和奥斯特瓦尔德也受到马赫思维经济思想的影响。例如，皮尔逊把科学看作速记描述，看作思维经济。他认为人们发现科学定律的目的就是思维经济，即用心理的联系和思想代替或补充机械的联系或本能的联系。
4. 充分肯定科学美在科学中的巨大作用
尽管马赫似乎没有就科学美专门发表见解，但他在整个科学生涯中都充满了孩子般的好奇心和诗人的想象力，甚至到晚年也没有泯灭这种个性。这种个性是一切心理发展的开端，是经验本身的完善的调整源泉，从而也是科学假设和理论形成的源泉。在这里，好奇和想象的王国与美的王国无疑是相通的。奥斯特瓦尔德青少年时代就迷恋文学和艺术。在一生的最后十年，这位退休的教授在乡间居处自建实验室，从事颜色学的研究，决心探讨绘画艺术乃至美学的客观基础。通过颜色学的研究，他深信存在着和谐的规律，即规律之美。迪昂认为，实验物理学只能向我们提供不相关的定律，只有理论才能在这些定律之间建立秩序和分类，从而使知识可以方便地使用、顺利地应用。迪昂从这种有秩序的分类中洞见到科学美。他说：秩序不论在哪里统治，都因之而产生美。理论不仅给出了物理定律群，而且它声称这些定律更容易运用，更方便，更有用，从而也更美。在迪昂看来，理论使实验定律秩序化的逻辑秩序便是本体秩序的反映。这表明他在科学理论中看到美与真的统一。
对科学美有更深刻见解的，要数彭加勒和皮尔逊了。皮尔逊认为，科学比艺术更为艺术，他把科学能够给审美判断以永恒的满足看作是科学应该受到支持的四大理由之一。他在论述科学与想象力和审美判断时指出，艺术品的美的魅力在于，它把广大范围的人类情绪和情感浓缩在简短的陈述、简单的公式或几个符号之内，它向我们表达了我们在长期经验中自觉或不自觉地加以分类的各种情绪之间的关系，它的符号确切地恢复了我们过去情绪体验的无数事实。这些与科学的审美判断严格地类似，因此说科学消灭了生活中的美和诗意是毫无道理的。现象的科学解释，宇宙的科学说明，是永久满足我们审美判断的唯一的东西，因为它是从来也不能与我们的观察和经验完全矛盾的唯一的东西。在这里，皮尔逊不仅把科学的审美判断看作发现的工具，而且也看作是评价和选择科学理论的标准。同时，他也注意到随着科学知识的增长，科学的审美判断的基础正在变化而且必须变化。
彭加勒对科学美(或数学美)有浓厚的兴趣和独到的见解 。他把科学美作为选择事实和理论的标准和帮助发现的奇妙工具，并认为追求科学美是激励科学家从事科学研究的强大动力。他进而指出，科学的真，善，美是统—的——“唯有真理才是美的”，“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慈善”。
5．第一流的科学家，名副其实的思想家和众多领域的“漫游者”
批判学派的代表人物都是第一流的科学家，他们也是名副其实的、敏锐的思想家，他们的不少思想都闪耀着智慧的火花，可以当之无愧地列入人类思想的宝库。他们也是许多领域的“漫游者”，而且他们的漫游并非浅薄的涉猎和肤浅的研究，而是有独到见解的。他们兴趣之广泛，涉猎之宽广；精力之充沛，成果之众多，简直达到了令人吃惊的程度。关于这方面的详细材料，读者可参阅董光璧在《自然辩证法通讯》上发表的《马赫评传》(1982，No．3)以及李醒民发表的其他4位代表人物的评传(1984，No．4，1988，No．3，1989，No．3；1990，No．2)，此处不拟赘述。
像批判学派的代表人物这样的科学泰斗和思想大家，在每一个时代都可以找到一些，尽管这样的人为数不多，但他们对人类思想却产生了普遍的、深刻的、持续不断的影响。我愿称这样的人物为“作为科学家的哲学家”或(广而言之)“科学思想家’。遗憾的是，在我们见到的哲学史和思想史中，充斥着的只是职业哲学家(或纯粹哲学家)和政治家的名字，根本没有科学思想家的一席之地，或没有给他们留有足够的、公正的位置。这是不正常的，是值得人们认真研究的一种社会历史现象。
三、批判学派主要代表人物的思想差异
尽管批判学派的代表人物同属一个科学学派，尽管他们在某些场合或多或少地声称他们思想的一致，但是毋庸讳言，他们不仅在共性上有细微的差异，而且在一些重大问题乃至基本哲学立场上也有明显的分歧。下面，我们将分四个方面逐一论述之。
1．科学思想和自然观
诚如爱因斯坦所说，世纪之交物理学家们所讨论的一个重大问题是：原子和分子是否存在?对于这个问题，批判学派代表人物的态度不尽相同。
