二、物理学理论的结构
迪昂还就物理学的结构进行了比较详细的分析，他依次讨论了物理学中的量与质、事实、实验、定律、理论和实验的关系、假设的选择等问题。
迪昂认为，为了使在物体中所发现的一个属性可以用数字符号来描述，用亚里士多德的语言来说，其充要条件是这个属性属于量的范畴而不是属于质的范畴；用比较容易接受的现代几何学的语言来讲，其充要条件是这个属性是一个数量。任何属于量的范畴的属性的基本特征是：量的数量的每一个状态总是可以借助于同一量的另外的较小状态的相加而形成；通过比第一个量小但与它同类的量的交换和结合操作，每一个量都是一个联合，它们是它的部分。
每一个不是量的属性即是质，起源于相加思想的测量不能对付质。但是，正如量不仅仅是用抽象的数确定的。而是由与它的标准的知识相关联来确定一样，质的强度也不完全是由数字符号表示的，而必须把适合于得到这些强度尺度的具体程序与这一符号联系起来。当然，作为一种质的不同强度标准的尺度，总是作为它的原因的具有这种质的一些量的结果。值得注意的是，迪昂在这里还提出了原质(primary qualities)的概念。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。原质不是永恒的，而是暂时的。今天不能还原为其他物理性质的质，明天也许将不再是独立的，也许物理学的进步将使我们在原质中辨认出性质的结合。为了给出一组尽可能简单的物理定律的描述，为了达到最完善的思维经济，在构造理论时，应该使用原始的概念或原质。显然，迪昂关于量和质的规定，是他形成物理学理论四个操作的头一步，即物理量的选取和测量。
迪昂把事实分为理论事实和实用事实。理论事实即一组数学资料，在理论家进行推理和计算时用它宋代替具体事实。在理论事实中，不存在模糊和不确定性，一切都是以精确的方式决定的。例如，温度以某种方式分布在某一物体。这里的物体是按几何学定义给出的；该物体每一点都有一个对应的温度；这温度对每一点而言都是一个数，它不与其他任何数相混。与理论事实相对的是实用事实，前者是通过后者翻译而成的。在这里看不到刚刚宣称的任何确定性了。物体是具体的块料；温度不是每一点的，而是某一体积内的平均温度；温度也不是某一严格的数，而是不超出某一范围。迪昂关于实用事实和理论事实的论述，使我们想起他的同胞彭加勒关于未加工的事实和科学事实的划分及观点 。
关于实验，迪昂认为，物理学实验是精确地观察现象，并伴随着对这些现象的解释；这种解释用抽象的符号描述代替通过观察实际收集到的具体资料，前者借助于观察者所承认的理论与后者对应。物理学实验的结果决不是知觉一组具体的事实，而是形成把某些抽象的、符号的观念相互联系起来的判断。迪昂注意到，抽象的符号和具体事实之间可以有对应，但不是完全的对称；抽象的符号不能恰如其分地描述具体的事实，具体事实也不是抽象符号的严格体现。因此，一个理论事实可以被翻译成大量完全不同的实用事实；一个实用事实对应于大量的不相关的理论事实。这一双重的观察表明，在实验过程中实际观察到的现象和物理学家所形成的结果之间插入了一个十分复杂的智力精制品。迪昂还看到，这种智力操作不仅体现在实验结果所获得的形式中，它在实验者使用的工具中也明确地显示出来，因为惟有现象的理论解释使仪器的使用成为可能。
至于物理学定律，迪昂认为它是符号的关系。正如常识规律是人借助于天然的工具对事实进行的观察为基础一样，物理学定律也是如此基于物理实验的结果。物理学定律对于实在的应用，需要知道或接受整个一组定律。常识的规律仅仅是一般的判断，如太阳从东方升起这一判断，它或者为真，或者为假。但是，物理学定律是近似的，对于严格的逻辑学家来说，它不能或者为真，或者为假。正由于任何近似的物理学定律都会随实验精度的增加而提高近似度，因而定律本质上是暂定的。对定律的价值的估计因不同的物理学家而异，取决于他们各自的观察工具和他们研究所要求的精度，因而定律本质上是相对的。而且，总是存在着一些情况，使得通过定律关联起来的符号不能够以满意的方式描述实在，这又是物理学定律是暂定的一个原因。
关于物理学理论和实验的关系，迪昂提出了一些有影响的见解。首先，他提出理论的实验检验在物理学中并不具有逻辑简单性。这是因为，不可能将想要检验的理论放在实验室的门外，没有理论就不可能调节任何一个仪器，或者解释任何一个读数。在物理学家的心目中，不断地出现着两种系统：一种是由他操作的玻璃和金属的具体系统，另一种是理论用以代替具体系统的公式的抽象系统，物理学家正是根据后一种系统进行推理的。于是，人们根本就不可能割断物理理论与检验这些理论的恰当的实验程序之间的联系，这一事实以独特的方式使得这种检验变得复杂了，并且使人们不得不仔细地考虑它的逻辑意义。
其次，迪昂揭示出，一个物理学实验决不能否决一个孤立的假设，而只能否决一组完整的理论。其理由在于：一个物理学家决定证明一个命题的不正确性时，为了从这一命题推演出对一种现象的预测并进行实验以表明这个现象是否会产生，为了解释这个实验的结果并确认被预测现象没有产生，他并不仅仅限于运用被讨论的命题，他还运用他认为是毫无疑问而接受的一整套理论。因此，导致有争议的预测不仅仅是从遭到诘难的命题而来的，而是从这一命题加上那一整套理论而来的。如果预测的现象未出现，不仅被讨论的那个命题有毛病，而且物理学家所运用的整个理论的构架都有毛病。实验告诉我们的仅仅是，在被用于预测那个现象并确定它是否出现的那些命题中，至少有一个错误；但是，这个错误在哪里，它却恰恰没有告诉我们。物理学家可能会宣布，这错误正好包含在他想要反驳的那个命题中，但他能肯定这个错误不在另一个题中吗?如果他能肯定这一点，他就隐含地接受丁他所运用的所有其他命题的正确性，他的结论的有效性无非是他的信念有效性。这样一来，物理学家决不能使一个孤立的假设、而只能使一整组假设接受实验检验。当实验与他们的预测不一致时，他所知道的是，这组假设中至少有一个是不可接受的，应该加以修改；然而，实验并不指明哪一个应被修改。因此，判决性实验在物理学中是不可能的。判决性实验只能说明整个理论是否要修改，至于要修改哪一个假设，纯逻辑是无能为力的，这里需要的是物理学家的洞见(good sense)。那些并非来自逻辑而又引导人们选择的动机，那些“理智所不知道的理由”，那些对充分的“直觉的心灵”而非“几何学的心灵”而言的理由，就构成了所谓的名副其实的洞见。
关于假设的选择，迪昂讨论了逻辑强加在假设选择上的条件。逻辑既不要求我们的假设是某种宇宙论系统的结果，或者至少它们与这个系统的结果一致，也不要求我们的假设仅仅是由归纳概括的实验定律，逻辑不能提出这些不能满足的要求。逻辑强加于作为物理学理论的基础的假设有三个选择条件：首先，假设不是自相矛盾的命题；其次，支撑物理学的不同假设不能互相矛盾；最后，假设将以这样的方式选择，由此出发，作为一个整体的数学演绎能够推出以足够的近似度描述整个实验定律的结果。只要理论家尊重这三个条件，他就享有完全的自由，他可以以他乐意的任何方式为他将要构造的理论体系打下基础。在迪昂看来，物理学有两个源泉：其一是常识的确定性，其二是数学演绎的明晰性。但是，假设却不能够从常识提供的公理中演绎出来。假设不是突然创造的产物，而是逐渐进化的结果。假设的提出和选择缺乏任何指导或法则。在从经验事实到假设之间没有逻辑通道这一点上，迪昂的观点与彭加勒和爱因斯坦的观点有共同之处。
参考文献
关于迪昂的生平、思想和工作，有兴趣的读者可参阅D. G. Miller, Ignored Intellect Pierre Duhem, Physics Today, No.12, 1966, pp. 47~53.
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P. Duhem, The Evolution of Mechanics, Translated by Michael Cole ＆ Noordhoff , Maryland, U. S. A., 1980, p. 97.
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