编者按:美国肯塔基大学哲学系唐 · 霍沃德教授的“爱因斯坦科学哲学中的实在论和约定论”一文,反映现代科学哲学的基本思想,对哲学界及科学界了解现代科学哲学各派与逻辑实证论的分歧和关系,特别是对理解爱因斯坦的科学哲学思想的发展,均有学术参考价值。因篇幅关系,特分两期刊载。

1915年前,爱因斯坦很少撰写关于科学哲学的文章。他的有关这个主题的一些零星的谈话表明,他同情马赫的实证论,在他发表的科学论文中所体现的对科学问题的态度,如在批判绝对同时性的概念上,也表现出同样的感情。但是,在对待原子的实在性问题上,也有一些倾向于实在论的迹象。1918年以后,爱因斯坦经常深思熟虑地写些有关论述科学方法问题的文章,从那时以来直到现在,人们普遍地把他的立场看作是—种精致的科学实在论,爱因斯坦思想的这种发展提出了二个问题。第一,究竟什么是爱因斯坦的成熟的科学哲学?第二,1915 ~ 1918年间,他的科学哲学的这些变化应当知何解释?

在回答第二个问题时,有人主张,1915年广义相对论的最后系统阐明促使爱因斯坦重新考察他的哲学假说,这种重新考察导致他倾向实在论(霍尔顿,1968)。但是广义相对论的本体论确实难以同实证论协调一致,因而需要一种更充分的理由来解释爱因斯坦的后来观点的丰富性和精致性。下面,我想说明的是、对爱因斯坦的科学哲学演变的一个主要影响是他同莫利斯 · 石里克这位哲学家的关系。我认为爱因斯坦之所以先倾向于接受石里克的影响,是因为他在从事广义相对论研究工作中碰到了一些问题,他的解释使爱因斯坦在理论和实在的关系问题上得出一种见解,即他觉得石里克的著作证明是有道理的。石里克对爱因斯坦的这种影响部分地见诸于他们的论著中,但比较重要的证据却表现在他们1913到1935年的通信往来中。

对第一个问题的回答——什么是爱因斯坦的成熟的科学哲学?我认为爱因斯坦 - 石里克通信表明,爱因斯坦既是一位约定论者又是一位实在论者。这并不是说爱因斯坦不是实在论者。他是位实在论者,特别是表现在他的这种坚强信念上:深刻的理论必须以独立于观察者的实体存在为先决条件。但爱因斯坦相信理论是必要的同时,又坚持任何理论都不会对“实在”提供一种至高无上的正确说明,理由是在原则上,总是存在着各种能同等有效地解释一切可用证据的选择理论。按照爱因斯坦,我们从选择理论作出的选择,实际上是受实践因素和历史因素制约的,可是从逻辑观点看,我们的选择是约定的问题。爱因斯坦是位实在论者,而且是位非常有趣的实在论者。

1.“如果两个不同的人……”——爱因斯坦的约定论

石里克是最早认真考虑相对论的哲学含义的哲学家之一。在爱因斯坦看来,石里克的分析远远超过当时其他大多数哲学家的分析,因为他不像许多新康德主义者和实证主义者那样,试图带着一种哲学门户之见来评价相对论。石里克还把他在物理学上的胜过他同时代其他大多数哲学家的基础训练纳入了他的工作,因为1904年在柏林,他已在马克斯 · 普朗克指导下获得了物理学博士学位。几年后,他成了以维也纳学派创始人著称的逻辑实证主义者。但是1915年,石里克的科学哲学乃是实在论和约定论成分的一种新奇结合。

1915年末,爱因斯坦完成了他的广义相对论工作,同年,石里克发表了他的第一篇论述相对论的文章。该文的主要目的是批判新康德主义和实证主义对相对论的曲解,并通过比较揭示广义相对论的主要哲学含义,早在这篇文章之前,石里克就概略地谈到了自己对理论和实在的关系问题的看法:

“……我们的全部科学命题,不论是文字的还是公式的,实际上不过是同实在事实对等的符号系统 · 如果这种对等关系是完全一致的,那么该符号系统就被称为“真的”。这种符号 - 系统的某些特点是由我们自由选择的;我们可以用这样那样的方式去选择它们而不致损害这种对等关系的一致性。所以在一定情况下,几种理论同时是真的,这并不矛盾,相反倒是理所当然的,因为它们对事实提供了不同的而在每一场合又是完全一义的规定。”(《相对论原理的哲学》基础)

例如在这里,石里克接着提到了彭加勒关于欧几里得几何的约定状况的论题,但是实际上,石里克的钓定论和杜恒的不完全决定主义的约定论有更多的共同之处。石里克和彭加勒不一样,他对利用像欧几里得几何这样的旧理论的约定论策略不感兴趣。像杜恒一样,他关心的只是要说明这样一点:“没有什么东西能真正地迫使我们把一种世界图景看作是唯一正确的图景”(《相对论原理的哲学基础》)。

1915年12月13日,爱因斯坦收到了石里克的一篇论文复本,并立即通读了文稿。第二天即12月14日,便给石里克发了一封回信。回信开门见山地赞扬说:

“昨天收到了您的论文,从头至尾细看了一遍。这是迄今为止论述相对论的最出色的文章之一。从哲学方面看,这个问题是非常清楚的,似乎没有什么可说的了。但是能真正充分把握这个问题的是您。在您的说明中,我挑不出任何毛病。”

回信接着赞扬了石里克对新康德主义分子的批判讨论,并进一步对石里克的关于实证主义和相对论之间的关系的解释作了肯定:

“您的关于实证主义如何启发相对论然而又不需要它也行的解释也是非常有道理的。您已正确地看到这种思想路线对的努力带来的重大影响,特别是马赫,更多地则是休谟,在发现相对论前不久,我曾怀着渴望和敬佩的心情研读了他的有关人类理解力的论文。要是没有这些哲学研究,我很可能不会找到这种解决办法。”

爱因斯坦告诉他最近完成的广义相对论后,接受了石里克在柏林会见他的请求。

显然,爱因斯坦对石里克立即产生了好的印象,但是12月15日的信并没有专门评论石里克的约定论。当时,爱因斯坦在某种程度上仍赞同马赫,把他看作是位反对新康德主义先验时空观理论的同盟军。就在对石里克的这一初次通信后的三个月,爱因斯坦发表了—篇热情颂扬马赫的悼文(1916年3月14日),不过爱因斯坦的观点在变化,1917年春,他的批评马赫和接受石里克的约定绝的实在论思想便是明证。

1919年3月,石里克在《自然科学》杂志上发表了—篇很长的关于相对论的分析性文章,题目叫《当代物理学中的空间和时间》。同年底,将该文扩充为单行本出版,这本书出了四版,是当时最受广大读者欢迎的一本阐述相对论的著作。书的最后一章是篇哲学文章,石里克在这里再次论述了他的约定论的科学哲学。他首先批评了实证论者认为只有经验要素才是实在的思想:

“硬要我说世界上存在的只是颜色、味道等直觉要素,这是毫无道理的。我们同样也可以假定,那种无法直接经验的要素或性质是存在的。我们也可以同样可以把这些要素或性质称为‘实在的’,不管他们是否能同直接的东西作比较。”《论狭义相对论和广义相对论》)接着他又谈论到约定论的论题,指出了描述这种“实在”的可供选择的理论特征:

“但是,我们同样可以借助各种不同的判断系统来表示同样的事实集合;因而也可以存在同样有效地满足这种真理标准的各种理论,这些理论也能同样公平地对待被观察到的事实,和导致同样的预言。它们仅仅是被分配给同一客观实在的不同符号系统:重新产生同一事实集合的不同表达方式。”(《当代物理学中的空间和时间》)

石里克接着说,我们总是有资格在可供选择的理论中选择最简单的理论,并且单行本第四版添加的二节中特别指出,甚至最简单的理论也会包含某些任意的约定,即使这些约定仅只构成测量的基础。添加的二节是这样结尾的:“所以,彭加勒的说法仍然是对的,要是没有任何约定,我们就根本无法成功地建立理论。”(《当代物理论学中的空间和时间》)

这篇哲学文章给爱因斯坦留下了深刻印象。他看了文章的原稿后,随即写信给石里克(1917,5. 21),信中说,“在我看来,文章的最后一节‘同哲学的关系’(Beziehungen zur Philosophie)写得最出色。”这封信是给石里克的最重要的一封信,对我们弄清爱因斯坦自己的科学哲学思想的发展大有用处,因为在这封中,爱因斯坦对石里克的实在论的约定论进行了详尽的评论:

我想说的第二点是关于实在性的概念。按照下面的对话大意,您的观点同马赫的观点是相悖的:

马赫:只有经验是实在的。

石里克:经验和(物理自然的)事件是实在的。

我则认为,“实在”一词是在不同的意义上采用的,或与经验有关,或与事件有关,就是说,我是针对物理意义上的事态而言的。

假如两个人互不相干地从事物理学的研究,那么,就经验(马赫说的“要素”)而言,他们可以创造出必定一致的各种体系。但这两个人用以连结这些“要素”的智力构造物却可以大相径庭。就“事件”说,这两个人的智力构造物不必一致,因为这些事件无疑属于概念的构造。确实,“在经验地不可避免给出”的意义上,只有“要素”,而不是“事件”,才是实在的。

但是,如果我们把按时 - 空图式排列的东西称作是“实在的”,像您在认识论上做的那样,那么,毫无疑问,“事件”尤其是实在的。

我们在物理学上称作“实在的”东西,无疑是“时 - 空地排列的东西”,而不是“直接给出的东西。”直接给出的东西可能是幻觉,时 - 空地排列的东西可能是一个空洞乏味的概念,它无助于说明直接给出物之间的联系、这里,我希望能提出一个清晰的概念区别标准。

爱因斯坦科学哲学中的约定论成分的一个最明显不过的事实,是他明确地断言,物理学理论在经验水平上可以相一致,但在对待构成物理学研究的实在的这些“事件”上可以不一致。这种观点同石里克前面引证的“杜恒主义”的论点,即“没有什么东西能真正迫使我们把一种世界图景视作唯一正确的图景”的论点,实质上是一回事。

爱因斯坦的继续珍重同石里克的友情并支持他的约定论立场,可以从后来的几桩事情上得到证明。1919年,爱因斯坦应邀参加罗斯托大学举行的犹太五十周年庆祝会并接受荣誉学位,其时,石里克是该校的哲学教授。1919年10月17日,爱因斯坦写信给石里克,表示接受石里克要他在访问期间在其寓所留宿的建议,他说:

“尤其令我兴奋的是能有机会再度和平静地闲聊……明天我要启程去荷兰作为期二周的旅行,我已将你的《认识论》装入行装,作为我旅途的唯一读物。可见,我是多么想拜读你的这本大作。”

(爱因斯坦提到的这本书指的是石里克1918年出版的《普通认识论》。)犹太五十周年纪念是在1919年底举行的。爱因斯坦返回后不久即12月9日,在写给他的挚友马克斯 · 玻恩的信中称道:“石里克这个人富有实际才能,我们必须设法为他物色一个教授职位。”(《玻恩 - 爱因斯坦书信集》)。

几星期后,即1919年圣诞节,爱因斯坦以特别增补的形式,在《柏林日报》上发表了一篇简短而有趣的论文,题目叫《物理学中的归纳和演绎》。人他在批评理论是通过归纳从经验中推导出来的观点时写道:

“一个理论,如果在推导中有逻辑错误,这样就可以认为它是错误的,或者说,如果有事实同它的结论不一致,就可以认为它是不正确的。但是,理论的这种真理性是永远无法证明的。因为我们永远不知道,即使在将来,会不会遇到同它的结论相矛盾的经验;而且能把同样的一定事实连结在一起的另外一种思想体系总是可能的。假如二种理论都有效,就是说两者均同一定的实际材料不矛盾,那么,宁愿要这一理论或那一理论,除了凭研究人员的直觉观念外,就没有其他标准了。所以,一些对理论和事实能自由运用的头脑敏锐的研究人员,多半仍可能是各种矛盾理论的热烈支持者,我们就不难理解了。”(《物理学中的归纳和演绎》)

重要的是爱因斯坦的主张:一种理论永远不可能被证明是真的,不只是因为新的发现可能会推翻它,而且还因为能说明同一证据的可供选择理论“总是可能的”。爱因斯坦说,除了归纳的不确定性这个休谟的老问题外,我们还必须承认证据理论的这种根本不决定性。而后面这句话正是石里克的观点:“在某种情况下,几种理论都可以是真的,因为它们对这些事实提供了—种不同的而在每一情况下又完全单义的规定。”(《相对论原理的哲学基础》)

爱因斯坦和石里克当时都认为经验不能唯一地决定一个正确的理论,可见,人们对一种理论的选择具有一约定的逻辑地位。但是应当注意,他们还谨慎地指出,人们对一种理论的选择终究不是完全自由的。比如石里克说:

“……这里当然不存在完全自由约定的问题,有充分的理由这样说。完全自由的约定也就是最简单、最方便的约定,以致每个人都可以完全按照他自己的需要去选择理论,这样一来,同其他研究人员的一致,即真正意义上的约定,便成为完全多余的了。”

爱因斯坦以同样的方式强调说,尽管在要选择的理论中,原则上总是存有若干经验上等价的理论,但是,科学家们实际上要受到他们的历史条件的制约,以致一种选择几乎总是作为最佳选择出现的:

“……物理学的发展表明,任何时候,在所有可能的理论解释中,仅有一种理论解释证明是无条件地优越于其他解释的。其实,任何一位真正深入这一主题的人都不会否认,是知觉的世界唯一地决定这理论系统,即使从知觉到理论的基本原理没有逻辑途径可循。”(《研究的动机》,1918)

爱因斯坦的观点似乎是说,我们的历史、我们的关于简单性的标准的共同设想以及我们喜爱的解释模型,使得我们对各种选择失去了判断力。用他1917年5月21日给石信中的话说,实际上绝不会有“两个不同人互不相关地研究物理学”这种情况。

(待续)