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科学史(下)-第章

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例如电流计,初看起来似乎使我们有了一种新的感官——电感官;但细

想一想,就可以知道,当光点在尺上运动时,电流计不过把未知的,译作我

们视觉所能了解的语言而已②。

以现代的术语说来,物理科学所研究的,仅仅是指针读数或相当于指针

读数的事物;而它用实验方法或数学推导方法所探索的联系,只是一个指针

读数与另一个指针读数的联系而已。

科学被分为若干部门,是一种牵强的办法;各不同学科,仿佛是我们对
于自然界的概念上的模型的截面——或更确切地说,是我们用以求得一个立
体模型观念的平面图。一个现象,可从各个不同的观点来观察。一根手杖在
小学生眼里,是一长而有弹性的棒杆;自植物学者看上,是一束纤维质及细
胞膜;化学家认为是复杂分子的集体;而物理学家则认为是核和电子的集合
体。神经冲动,可以从物理的、生理的或心理的观点来研究,而不能说某一
观点更为真实。人们所以认为一切现象的力学解释,既有可能,而又具有根
本性,是因为力学在物理科学中发达最早;而其概念、方法与结论,又为一
般人所易于了解。然而力学并不比其他科学更为基本,实际上在1904 年,物
质即已被析为电了。

由此可知,归纳科学的工作,在于形成大自然的概念上的模型,而科学
靠它自己的方法,是不能接触到形而上学的实在问题的。但是为各种现象建
立一个一致的模型的可能性,就是一种强有力的形而上学的证据,说明同样
一致的实在是各种现象的基础,虽此实在在本质上同我们心目中的模型非常
不同,因为我们能力的限度及我们意识的性质,使我们的模型必为约定的,
而非实在的。虽然多年以来,便有人努力想用语言的逻辑证明感觉的对象与
科学的模型为虚幻的,而事实证明这一种看法是错误的,但素朴的实在论,
以为科学甚至常识所见的事物就是事物的本来面目,这种看法显然也是站不

① 
Recent Development of PhysicalScience; lst ed。1904, PP。l2 etseq。 

② 同书第14 页。

住脚的。但是,正象坎贝尔所认为的,科学对于实在的观念,与形而上学对
于实在的观念不同;就科学而论,其归身的概念已足够真实了。

以往的实在论与现象论的争论,牵涉到把知觉与其对象加以混淆,如穆

尔(G。E。Moore)在其《驳唯心论》(Refutation of Ide…alism)一书中所

表明的①。穆尔坚持一个不待证明的事实:当我们有知觉时,我们是对某种东

西有知觉;而使我们所有知觉的东西,决不能与我们对它的知觉相同。他还

证明:这一自明之理可驳倒当时唯心论者的大部分论据。布罗德说:“我们

所知觉到的东西,确乎存在,而且具有我们凭知觉知其具有的性质。。。我

们所能说的最坏的话,就是说这并不也是实在的,换言之,就是当它不是某

人知觉的对象时,它就不存在,但是并非它根本不存在。”②我们所知觉到的

或者是一根手杖,而物理学家从分析的观点严格地去看,便分析为电子或波

群,但是这些物理的观念,决非我们对于手杖的知觉。在一个小学生知觉起

来,确有一根长而富于弹性的棒存在。由此可知,穆尔及布罗德从另一途径,

把我们领出黑格尔的唯心主义及马赫的现象论,但不是回到常识和十九世纪

科学上的朴素实在论,而是回到一种更丰富的实在论,既承认感宫所知觉到

的对象在被知觉到时的存在,同时又与建立在现代数学及物理学基础上的哲

学相符合。

罗素与怀德海于1910—1914 年,发表其伟大的著作《数学原理》

(Principa Mathmatica),并且在以后的几本书中,进一步发展了由之而来

的对于自然界的观点。这观点或许可以用最简短的形式略述如下:我们对于

物质世界的知识,只是一个抽象。我们可以构造那个世界的模型,而探索其

各部分之间的关系。我们不能用这些方法揭露“实在”的内在性质,但可以

推断有某种东西存在;不以我们对它的思想为转移,而且其各部分间的关系,

以某种未知的方式,与我们模型中的各部分相当。

这种新实在论,溯源于洛克。他最初诉诸心理学,后来开始探讨范围有
限的哲学问题。现代的实在论者,已经不再先假设完备的哲学体系,再由此
推出其特殊的应用。他们利用数学、物理学、生物学、心理学、伦理学——
及其他任何他们遇到的学问——研究个别的问题,而象归纳的科学那样,慢
慢地把他们的成果拼凑在一起。由此可知,在哲学上也象在科学上一样,正
确性的惟一试金石,是自身的一致性。

数学与自然界

要把各方面对科学上应用的认识论的最新贡献给予完备详尽说明,我们

就不但要考虑归纳法,而且须考虑数学的演绎法。数学如何能从测量的粗浅

事实与机械技术(其中并无点、面、质点及暂时组态一类理想的东西存在),

求得其点、面、质点及暂时组态等理想的抽象呢?数学又如何能把从分析抽

象所得的知识,应用来阐明粗疏的世界,而竟在数学物理学中得到这样的成

就呢?

对于自然科学中的这个与其他哲学问题,怀德海的贡献很多,特别是他

① 
PhilosophicalStudies,London;l922,p。1 

② 
Perception,Physicsand Reality,Cambridge; l914,p。 3。 


的《外延的抽象原理》①一书。在这里,我们对这部著作的概要略加叙述。对
于数学原理不感兴趣的读者,可略去这节不读,亦无损于本书的连贯性。
科学不管所用的任何项的内部性质,而仅研究其互相的关系。因此,任
何一组项如具有一组相互的关系与他组数项所具有的相同,则此二组项为等

值。无理量,如


2 及
3 ,在数学中可以当作数看待,因为它们服从整数所
服从的同一加与乘的定律。所以在此意义上,它们是数。




2 与
3 普通定义为:平方小于2 或小于3 的有理数所组成的级数的
极限。但我们不能证明此二级数确有极限,因而此定义实等于虚设。另一方
面,如果我们的定义说


2 与
3 不是级数的极限,而是级数的本身,则我们
求得的量,包含有意料以外的内部结构,但确实存在,而且可以证明其彼此
之间,及与其他数学量之间具有的相互关系,与一般定义的
2 与
3 所具有
的相同。因此,这新的定义,可用以代替旧定义。

怀德海证明最初为无理数所发现的原理,也可应用于几何学及物理学。
例如关于点的老问题:一点可定义为一组一个套一个愈来愈小的同心球所成
级数的极限。这定义,于几个目的上,颇为有用。但是体积无论小至什么程
度,究竟还是体积,而此定义遂不免与其他目的上需用的定义(一点只有位
置而无大小)相冲突了。

如果我们定义一点不是一个体积级数的极限,而是这级数的本身,这样

定义的点,即通常所谓该系统的中心。于是我们所得的量,彼此间相互的关

系,与前两个老法所定义的点都相同。因此,定义所引起的矛盾,遂得避免,

而这些新的点所具有的复杂的内部结构,当不成问题,因科学不涉及内部结

构,只考虑其各部分的相互关系。

用这样的方式,怀德海证明了能够感知数学上不能利用的东西(如实在
的体积、棒棍或微粒),与数学上能够使用而不能感知的东西(如无体积之
点,及无宽度之线,这些是几何学及物理学所必须使用的东西)两者之间的
联系。

这种思考的方法,同确立已久的热力学的方法相似。热力学把一个系统
的内部结构与变化视为不相干,而实际上确是不相干。所考虑的,仅是该系
统吸人及放出的热量和别种能量。分子理论对该系统的内部性质给予一种说
明,但热力学对这种说明既不表赞同,也不表示反对。如果能提出另外一个
理论规定同样的外部关系,那对热力学也是一样。关于此点,在溶液理论中
有一个很好的例子①。

范特·霍夫以热力学证明:溶液的渗透压力,与普通的气体压力,必然
具有相等的数值,而且遵照同样的物理定律;因此有许多物理化学家以为范
特·霍夫的理论要求压力的原因应为相同,也就是分子的冲击。其实,热力
学上的关系,自然与不管什么“原因”都相符合——化学亲合力也好,分子
冲击也好。

再举一个例子。在一个最近开辟的物理研究的领域中,海森堡所用的数

学与薛定谔所用的数学,确是殊途同归,虽然前者采用玻尔的电子及能级,

但不用他的电子轨道,来探求原子的结构;而后者则采用波动力学的基本观

① 
Principles of Natural Knowledge; Concept of Nature。简单的叙述可看Broad,scientificThought,pp。 39etseq。 

① 参看本书247 页。

念,以解决同一问题。这里,这两种关于原子内部性质的观点,是用相似的
数学方程式表达出来的,虽然其所用的物理概念不同,但在科学的最终目的
上,则完全一样。

这种结果给人的哲学上的教训是:我们一方面必须以保留与审慎的态
度,去承认人们不断用来代表关系量——即具有物理关系的量——的想象的
模型,另一方面对于科学所给予我们的有关这种关系的有增无已的知识,可
以随意加以利用并给予愈来愈大的信赖。这种知识是一个概率的问题,不过
这种知识正确的概率是很高的,而且大部分在很快地增高。它是足够好,足
资运用了;这种关系的真实性并不依赖关系量自身的实在性。

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