因此,马赫批判原子论的论据是与直接反对机械论和还原论的自然观联系在—起的。企图把一切自然现象还原为力学原子的行为,就是要人们承认一切变化都是力学变化,一切质统统是力学的质。然而,马赫断然否认世界上有纯粹的力学现象,不认为我们关于时间和空间关系的经验对我们关于颜色、声音、温度等等的经验更具有客观意义,也不认为把所谓客观物体的第二性的质还原为不可感知的物质的猜测性的第一性之质是有健全意义的。热、光、功、压力等是可感觉的物体的明显的质,没有必要加以还原。马赫强烈地感到力学的原子论的局限性,尤其是把它用于生物学和心理学时。他认为费希纳和其他科学家试图用原子、分子术语解释智力现象是“臭名昭著的荒谬”。作为一位心理-物理学家,马赫明智地避开了费希纳关于所有心理现象都能够还原为物理现象的路线;作为一位物理学家,他坚定地认为物理学中的每一事物并不能被力学穷竭。马赫相信,各种现象并不处于相互还原的关系中,每一门科学都有自己的领域、概念、方法。这是马赫对原子论持异议的一个前提条件。
2.从科学观上考察,马赫不赞成原子论的理由可以在他关于科学理论的目的和结构的观点,即在现象论的描述观和实证论的构造观中去寻找。
马赫认为,科学的任务不是别的,仅是对事实作概要的陈述;科学的目标广就是用直接可测量的诸量的函数关系来描述各种现象。这种现象论的描述观对科学理论的要求是:通过作出尽可能少的关于存在的许诺,能够解释已知的自然规律,并导致发现新的自然规律。为了达到这一目的,理论完全可以有效地超越我们已知的世界,可以断言我们还未探索的现象的关联。不过,它们必须受到两个因素的制约:其一是,理论应该导致我们正确预期观察材料之间的关联,即它们应该预言后来的实验可以证实的某些定律;其二是,如果它们是科学体系中相对永久的部分,我们就必须能够得到这样的理论所假设的所有实体存在的直接证据。
马赫承认,原子论曾经帮助科学家发现了现象之间的关联(如化学中的定比定律和倍比定律),它曾具有巨大的启发功能。但是,原子论早就耗尽了它的有用性,它对热现象的描述就不如现象论的热力学,况且人们并没有原子存在的直接证据。马赫的立场很明确:理论仅就能够在实验上确定或测量的实体或性质作出描述和断言。但是,马赫在对原子论的使用上并不是教条的。只要理论能导致发观新的经验上可检验的关系,马赫就认为它们在科学上是有用的,而不管我们是否能够观察到理论所假定的实体。如果我们无论如何也看不到理论所涉及的一些实在存在的直接经验证据,那么我们就应该认为这些实体是方便的虚构,而不认为它们暴露了自然界的真实本体。在马赫所处的年代,原子和分子明显地属于这个范畴,马赫在1882年的讲演中强调了这一点。
19世纪的实证论,并不反对推测性的理论构造,从孔德到马赫,都热情地接受了康德的能动认知者的观点,轻视18世纪那种认为理论是以某种方式从材料中机械地产生出来的经验主义和归纳主义的观点,都强调理论和假设对于连贯地收集实验证据是先决条件。但是,实证论者对科学理论化的看法毕竟是保守的。他们认为,一旦给定理论的目的是把事实关联起来,一旦给定关联的过程必须采取超越于事实的过程,就不应该假设任何对于关联任务来说是不必要的实体或过程。为了整理和关联已知的现象,就要提出假设和理论,这样做就要使用机械论和实体,它们原则上超越了实验分析所能接近的东西,这便把科学和形而上学混为一谈了。
马赫挥起实证论的奥卡姆剃刀,从科学思维的经济原理出发,要求把一切形而上学的东西从科学中统统排除掉。他指出,不受实验分析和控制的任何理论实体都应删除,或者作为虚构物、作为临时性的技巧来看待。马赫认为原子概念就是这种形而上学的理论实体,自然应在删除之列。
3.从方法论的角度看,马赫反对原子的原因在于他对假设的看法及原子论者的错误推论上。
对于假设在科学中的作用,马赫向来是持肯定态度的。但是,他也强调指出,不能把假设的内容看得比事实更有价值;如果对假设的信赖超过了对事实的信赖,那对科学进步是有害的和危险的。关于假设的作用,马赫告诫说:一旦假设通过代替比较熟悉的观念,而尽最大努力推进了我们关于新事实的观点,它的功能就耗尽了。一旦脚手架达到了它的目的,就应该迅速地拆除它。假设并不是我们的目的,它仅仅是通向描述性的物理学理论的准备步骤。他认为原子和分子假设是建立在形象抽象的基础上,它们作为一种不可见的实在还没有从外部被规定。而且,它与实际的物理经验相矛盾,与物质连续性的观念相对,它是一个很不经济的概念。
在把原子论看作是一种启发性假设这一点上,马赫并没有否认原子论,而且肯定了它的价值。所谓启发性假设,即不具有存在的意义,而仅对作进一步的实验、新的观测或探索纲领有启发意义;启发性假设仅仅是一种工具,或者是一种手段。但是,马赫反对把原子假设视为实在论的假设,即认为原子论具有实在论或本体论的意义。他正是在这个意义上否定原子论的。
原子论的拥护者常常假定,他们的理论行得通的事实是这个理论真理性的推论证据(presumptive evidence)。马赫认为,这是靠不住的,因为在物理学和化学领域,有非原子论的理论(如热力学理论)也符合事实。在马赫看来,科学理论必须满足两个条件:它能够精确地解释事实,它应该内在地一致。在原则上有许多不同的关于世界的理论或概念,它们都能满足这两个条件。在这种条件下,优先选择一种模式构想世界而不选择另一种模式构想世界,完全是任意的。不同的概念能够以同样的精确性表示观察领域的事实,原子论者的推论证据是站不住脚的。
马赫对原子论的另一重要保留意见是该理论涉及到“超验”推理。在这里,马赫的中心论据出自他对牛顿著名的哲学推理第三法则的解释。该法则试图指定条件,在这个条件下我们可以从我们已知的世界的宏观结构推论出他的微观结构的性质。但是,归因于原子的许多性质(如刚性、不可分性等)都不是实验室的物体所显示出来的性质。由此可见,原子沦者犯了一个基本的归纳推理、理论推理的谬误,这只能引起马赫对它的怀疑。
综上所述,可以看出,马赫对原子论的保留意见既不是起因于他的感觉论,也不起因于他的物理学,而是源于他对自然界和自然科学的总的看法,以及他对科学的作用、意义和方法的理解,换句话谈,源于他的自然观、科学观和方法论。
三、最后几点说明
1.严格地讲,马赫并不是一般地反对原子论,而是对原子论持有保留意见。这不仅表现在他早年对原子论的基本赞同上和晚年对原子论的态度转变上,即使在他批评原子论最激烈的时期,他也只是不同意把原子看作本体论意义上的实在,他仍肯定了原子论作为一种“作业假设”和“辅助概念”的价值。马赫这一看法不仅仅是一种历史的观点,用这种观点来看待今天的场论和基本粒子理论,岂不是富有启发意义吗?
2.马赫和批判学派的其他代表人物在批判力学自然观方面是步调一致的,这也是他们成其为批判学派的主要依据。但是,在对原子论的态度上却不尽相同,不能混为一谈。马赫的态度前已述及,他对奥斯特瓦尔德的能量学和唯能论并不赞成。彭加勒在科学共同体内既避免把他与能量学联系起来,也避免把他与力学物理学联系起来,他偏爱热力学,但并没有否定原子论。他只是认为原子、分子论不能解释所有已知的实验事实,既不能把它视为真实的,也不能把它视为虚假的,它作为助发现的工具是贫乏还是丰富,依然是一个悬而未决的问题。他在“中性假设”的意义上承认原子论的价值,并在佩兰实验之后承认了原子的实在性。奥斯特瓦尔德早年也是一位原子论者,后来他才转向能量学和唯能论而反对原子论。在佩兰实验之后,他承认了自己反原子论的错误,但并没有放弃唯能论的立场。迪昂由于专注于热力学,由于他对科学方法论的一般解释,他彻底地反对力学模型和原子论。他不相信实际已知的物理现象能够方便地从粒子假设中推导出来,他认为分子和原子实在性的问题是纯粹的形而上学,都在科学辖域之外。
3.在辩论原子和分子的解释中,在反对19世纪原子论固有的力学纲领中,在坚持科学从根本上是描述的,在要求微观理论必须在观察和测量水平上是富有成效的,马赫讲的并不仅仅是个人的看法,而是整个一代物理学家和哲学家的渴望与忧虑。即使在原子论的最热情的信徒中间,也普遍接受了马赫关于科学理论是健全的和合理的方法论标准,玻耳兹曼和普朗克便是如此。
参考文献
G.Wolters,MachⅠ,MachⅡ ,Einstein und die Relativitätstheotie,Eine Fä1schung und ihfc Folgen,1987. 其内容大要见《自然辩证法通讯》1988年第2期作者的文章:“现象论、相对论和原子:为恩斯特•马赫的科学哲学恢复名誉”。
E.N.Hlbert,The Genesis of Mach’s Early View On Atomism,Boston Studies in the Philosophy of Science VI,pp.79~105.
E.Mach, The Science of Mechanics, a Critical and Historical Account of Its Development,6th ed., Translated by T. J. McCormack, Open Court Publishing Company, U.S.A. 1960, p.559.
马赫:《感觉的分析》,洪谦等译,商务印书馆,1986年第2版,第24,239页。
参见Motion and Time,Space and Matter, Edited by P. K.Machamer and R. G.Turnbull, Ohio State University Press,1976中Laurens Laudan所写的Chapter Fourteen.