按照“内在的完美”标准衡量,逻辑前提愈简单、数目愈少的理论是比较优越的理论。因此,对于逻辑简单性或统一性的追求,也就成为科学的一个始终不渝的目标。在这一追求的过程中,便形成了不同层次的科学体系。
爱因斯坦认为,在这个体系中,“第一层”的原始概念和原始关系,作为逻逻辑的导出概念和导出关系而保留下来。这个新的“第二级体系”,由于具有自己的基本概念(第二层的概念),而有了较高的逻辑统一性,但这是以那些基本概念不再同感觉经验的复合有直接联系为代价的。对逻辑统一性的进一步的追求,使我们达到了第三级体系,为了推演出第二层的(因此也是间接地推出笫一层的)概念和关系,这个体系的概念和关系数目还要少。这种过程如此继续下去,一直到我们得到了这样一个体系:它是有可想象的最大的统一性和最少的逻辑基础概念,而这个体系同那些由我们的感官所作的观察仍然是相容的。爱因斯坦指出,这个最伟大的目标在很大程度上确实是能够达到的。事实上,从牛顿力学,到狭义相对论,再到广义相对论,不就是这样的进化过程吗?在这种意义上,科学体系的层次,实质上相当于为统一性和简单性而斗争的发展过程中所取得的进步的几个阶段。
3)科学的进步会引起它的基础的深刻变革
爱因斯坦看到,科学的进步会引起它的基础的深刻变革。他说,这里的基础这个词,并不意味同建筑的基础在所有方面有什么雷同之处。从逻辑上看,各条物理定律当然都是建立在这种基础上面的。建筑物会被大风暴或者洪水严重毁坏,然而它的基础却仍安然无恙,但是在科学中,逻辑的基础受到的来自新经验或新知识的危险,总要比那些同实验有较密切接触的分科来得大。基础同所有各个部分相联系,这是它的巨大意义之所在,但是在面临任何新因素时,这也正是它的最大危险。
科学的基础之所以发生变革,其一是因为随着科学的发展,这个基础抵抗不住新的实验数据的冲击,实验事实与科学体系的不可调和的矛盾只能通过彻底变革科学的基础才能消除。另一方面,人们为了以逻辑上最完善的方式来正确地处理所知觉到的事实,即追求逻辑前提的统一性和简单性,以消除各种理论体系之间的内在矛盾。这两种矛盾的对立统一,正是科学自己运动和生命力的内在脉搏,正是科学的基础发生深刻变革的强大动力。
科学基础发生深刻变革的表现形式是科学的危机与革命。爱因斯坦向来反对归纳主义的科学发展观,他认为科学的最初和最基本的步骤总是带有革命性的。科学上的重大进步几乎都是由于旧理论遇到危机,在实在与我们的理解之间发生剧烈冲突时诞生的。只是在这种冲突激化之前,当科学沿着已经开辟的思想路线继续发展的时候,它才具有进化性。在爱因斯坦看来,麦克斯韦的电磁场理论是革命性的,世纪之交的物理学面临的也是危机与革命的形势。爱因斯坦关于科学基础变革的“危机-革命”观可能溯源于彭加勒,而他关于科学发展的“进化-革命”图像后来却在库恩的著作中得到了系统的发展。
爱因斯坦一方面看到科学的基础和理论并不是一成不变的,另一方面也看到变革中存在着继承关系。他在1927年写道:“我们关于自然过程的观念的全部进展,它可以认为是牛顿思想的一种有系统的发展。”([2],p.228)他甚至认为,相对论的创建并没有革命行动,而不过是一条可回溯几世纪的路线的自然继续。他在“自述”中批判牛顿力学基础的同时,依然满怀深情地科学地肯定了牛顿的历史功绩。([2],pp.14~15)爱因斯坦这种历史地看问题的观点是可取的。也许正是在这样的意义上,美国科学史家霍耳顿发表了一种看法:“所谓科学‘革命’,归根结底就是回到古典的纯一性的一种努力。”
4)科学对人类事务的影响
爱因斯坦认为,科学对人类事务和历史进程都能发挥巨大的影响,这表现在科学的物质作用和它对人们思想的作用。也就是说,科学的第一种影响方式是它直接地、并且在更大程度上间接地生产出完全改变了人类生活的工具;第二种方式是教育性质的——它作用于心灵,乍看起来这种方式好像不大明显,但至少同第一种方式一样锐利。([1],p.135)
第一种方式是众所周知的。科学最突出的实际效果在于它使丰富生活的东西的发明成为可能,从而把人们从极端繁重的体力劳动中解放出来,解放了社会生产力,改善并丰富了人们的生活。爱因斯坦指出,科学的不朽的荣誉,在于对人类心灵的作用,它克服了人们在自己面前和自然界面前的不安全感,而在科学出现之前,人们则十分害怕超自然的和专横的力量。科学研究能破除迷信,因为它鼓励人们根据因果关系来思考和观察事物。科学研究中创造性的或者是领悟性的脚力劳动可以提高人们的精神境界。科学能在逻辑联系方面为道德问题提供一定的规范,并在怎样实现道德所企求的目标这个问题上提供一些方法。
但是,爱因斯坦并没有陶醉于科学的胜利进军中,他在看到科学使我们有可能生活得比以前无论那一代人都要自由和美好的同时,也清醒地意识到,高度发展的科学和技术这份最宝贵的礼物,也使人类面临着十分严重的问题和从未有过的巨大危险,人类的继续生存有赖于这些问题的解决。这主要表现在以下几个方面。
其一是机械化的生产手段在无组织的经济制度中已产生这样的结果:相当大一部分人对于商品生产不再是必需的,因而被排除在经济循环过程之外。其直接后果是购买力降低,劳动力因剧烈竞争而贬值,这就引起了周期越来越短的商品生产严重瘫痪的危机。
其二是科学并没有使人们从必须完成的单调的劳动中得到多大程度的解放,反而使人成为机器的奴隶。人们绝大部分一天到晚厌倦地工作着,他们在劳动中毫无乐趣,而且经常提心吊胆,唯恐失去他们一点点可怜的收入。(这是爱因斯坦当时在他所在的国家看到的情况。)
其三是科学技术使距离缩短了,并且创造出新的非常有效的破坏工具,这种工具掌握在要求无限制行动自由的国家的手里,就变成了对人类安全和生存的威胁。
其四是通讯工具——印刷文字的复制过程和无线电——同现代化武器结合在一起时,已有可能使肉体和灵魂都置于中央政权的束缚之下——这是人类危险的又一个来源。
爱因斯坦认识到,怎样利用科学这种强有力的工具,究竟是给人带来幸福还是带来灾难,完全取决于人自己,而不是取决于工具。他要求人们在埋头于图表和方程时,千万不要忘记: “如果你们想使你们一生的工作有益于人类,那么,你们只懂得应用科学本身是不够的。关心人的本身,应当始终成为一切技术上奋斗的目标关心怎样组织人的劳动和产品分配这样一些尚未解决的重大问题,用以保证我们科学思想的成果会造福于人类,而不致成为祸害。”([1],p.73)爱因斯坦是这样说的,也是这样做的,他为使科学造福于人类而奔走呼号,他是一个有高度社会责任感的正直的人,是一个伟大的人道主义者。
今天,随着科学技术的发展,社会的进步以及民主与和平力量的增长,爱因斯坦当年的部分忧虑已逐渐消除。但是,也应该看到,当今的科学技术不断使毁灭人类的手段升级,全球性的环境污染还在继续。要消除这些并非科学本身的恶果,既需要科学的进一步发展,更需要全人类的真诚谅解与合作。
爱因斯坦还就科学理论的评价、科学探索的动机等问题,发表了许多富有启发性的见解,鉴于有关论题作者已有专文 论述,此处不拟赘述了。
参 《爱因斯坦文集》第三卷,许良英等编译,北京:商务印书馆,1979年第1版,第181页。
《爱因斯坦文集》第一卷,许良英等编译,北京:商务印书馆,1976年第1版,第377页。
H.Poincaré,The Foundations of Science,1913,p.152.
G.Holton,Thematic Origins of Scientific Thought,1974,p.170.
李醒民:科学理论的评价标准,北京:《哲学研究》,1985年第6期。李醒民:科学探索的动机”,北京:《北京科技报》,1985年12月25日第3版。