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摘要:彭加勒是一位有着独特见解的哲学家和思想家,他创立了约定主义,并坚定的认为“约定是我们精神自由活动的产物”。彭加勒既深受实证主义哲学的影响,又为现代理性开辟了道路,对爱因斯坦等现代物理学的开拓者起着深远的影响。本文对约定主义产生的背景进行分析,阐述了约定主义的主要内容并评价了约定主义所产生的积极意义。
关键词:约定主义;彭加勒
朱尔·昂利·彭加勒(Jules Henri Poincaré 1854-1912)是十九、二十世纪之交法国著名科学家,在数学方面有极高的造诣,是自守函数的创始人之一,彭加勒除了在数学方面取得伟大成就之外,在物理学和天文学方面也均有重要的贡献。除过在自然科学方面的伟大建树外,彭加勒又是一个有独特见解而影响深远的哲学家和思想家,是现代科学哲学的滥觞。他创立了约定主义,并坚定地认为“约定是我们精神自由活动的产物”。但他的思想并不仅限于此,他既深受实证主义哲学的影响,又为现代理性开辟了道路,爱因斯坦等现代物理学的开拓者都深受其影响,其科学哲学的代表作《科学的价值》、《科学与假设》、《科学与方法》及《最后的沉思》以其隽永的思想、简练的笔触而被后人视为划时代的经典作品。笔者将在后面的论述中对其约定主义进行分析。
一、彭加勒约定主义产生的背景分析
彭加勒约定主义的产生可以从个性原因、哲学基础和科学需要三方面来进行分析。
彭加勒生活的时代,正是物理学革命行将到来的时代,他在二十世纪开头就洞察到了物理学危机,并对它进行了系统的研究,通过分析和论述,他认为,物理学危机是物理学发展的必经阶段,大家不必为此感到恐惧和担心,因为它是好事而不是坏事,它预示着物理学不是一门停滞的学科,而是一门欣欣向荣、永葆青春的学科。法国数学家、彭加勒的传记作家达布在谈到彭加勒时,认为他乐于迎接困难和挑战,一旦走上研究的道路,便绝不走回头路。鉴于其勇于探索、持之以恒的个性,寻求真理、获得知识,成了他提出约定主义的立足点。正如彭加勒所指出的:“追求真理应该是我们活动的目标;它是值得我们活动的唯一的目的。”
彭加勒提出约定主义并不是毫无原因的,自从弗朗西斯·培根提出经验哲学和归纳法后,现代科学就沿着他指出的方向迅速发展,但却埋下了助长狭隘经验主义盛行的阴影。到了十九世纪,法国哲学家孔德创立实证主义哲学,把经验和归纳视为万能的认识方法。斯宾塞和马赫则进一步使孔德的实证主义观点发扬光大,马赫更是扬言要把一切多余的“形而上学的东西”从科学中“排除掉”。而另一方面,康德早在十八世纪末已对经验论的归纳主义产生了不满,他使用先天的“感性直观的纯形式”和“知性的纯粹概念或纯粹范畴”去组织后天的经验,以构成绝对可靠的“先验综合知识”。彭加勒通过对科学的哲学反思看到,无论是马赫的经验论还是康德的先验论,都不能完全讲清科学理论体系的特征。为了强调在从事实过渡到定律和原理时,科学家应充分享受发挥能动性的自由,他提出了约定主义。约定主义既要求摆脱狭隘经验论,又要求摆脱先验论,反映了当时科学界大胆假设、自由创造的要求,在科学上有其积极意义。彭加勒说:“当一个定律需要被实验证实时,我们可以采取两种方法。其一我们可以讨论这个定律,使之受到持续不断的修正,毋庸置疑,这将以证明它仅仅是近似而终结。或者,我们也可以通过选定一个约定,是命题肯定为真,从而把定理上升为原理。在彭加勒看来,经典物理学的六大基本原理——卡诺原理(能的退降原理)、相对性原理、牛顿原理(作用与反作用原理)、拉瓦锡原理(质量守恒原理)、迈尔原理(能量守恒原理)、最小作用原理——就是这样形成的”。
彭加勒的哲学思想是复杂的,要想全面地、准确地分析他的约定主义,就必须从研究他的哲学基础入手,也就是他的本体论和认识论。彭加勒的哲学思想包含着色彩浓重的经验论思想,但同时又充斥着强烈的理性主义色彩,他被看成是逻辑实证主义的先驱之一,但同时他又具有和这些哲学流派迥然不同的特点。在本体论上,彭加勒站在主观唯心主义的立场上,断言凡是没有思想的东西,都是纯粹的无,世界上不存在存在于思想之外的事物,而彭加勒的认识论基础则是建立在不同人的意见的相互验证上的在经验中感觉到的物理实体的客观性,正因为大家对同一事物有共同的感觉,才能就这个事物取得一致意见而达到社会约定。这样看来,彭加勒的认识论也接近于经验论,与逻辑实证主义的认识论很接近。
二、彭加勒约定主义的内容阐述
约定主义是彭加勒的创造。它以其丰富的内涵、深刻的寓意,包括了现代科学哲学的一部分热点论题。约定论的主要内容可以概括为以下几个方面:
1、约定论断言在科学理论中存在着约定的成分,这尤其体现在基本原理和基本概念中。
彭加勒主要是对数理科学的基础进行了敏锐的审查和仔细的分析后提出了约定主义。他认为在科学中提出假设不仅是必要的,而且是合理的。那些不会把我们引入歧途的假设对坚定我们的思想或许是能够提供帮助的,我们在数学及其相关的学科中可以碰到这种假设,正是由于这些假设的存在使得这些科学获得了它们的严谨性。彭加勒认为,科学理论不仅具有约定,而且约定也是科学进步的重要因素。他指出:“这些约定是我们精神自由活动的产物……在这里,我们的精神能够作出裁决,因为它能够颁布法令……这些法令强加于我们的科学——没有它们便不可能有科学”,它贯穿在整个科学创造活动中,由未加工的事实到科学事实,由科学事实到定律,尤其是从定律到原理,都明显地看到精神的自由活动。由此我们可以得出“科学仅仅是由约定组成的,科学表面上的确定性只是归因于这种情况。”
2、指出经验(狭义为实验)对约定陈述所起的作用
在彭加勒的约定主义中,经验起着双重的作用:一方面在基础学科中起着重要的指导和提示作用,例如:“我们看到,在几何学的起源中,经验起着必不可少的作用。”另一方面经验在产生概念的过程中,并不起着主导作用,它只是为产生理想固体概念提供了一个机会。彭加勒认为:固体运动学,光的直线传播对作为约定的几何学的形成都有贡献。虽然几何学实际上并不研究天然固体,但是它把某些绝对刚性的理想固体作为对象,而这些理想固体的概念来自于我们的精神活动,而经验仅仅为我们产生概念提供了一个机会。正是在这个意义上,彭加勒才做出断言:自然界如果没有固体,那么也就不会产生出几何学。
作为狭义的经验——实验在选择方便的约定时也起着指导或提示的作用。彭加勒指出:“实验虽然给我们以选择的自由,但同时又指导我们辨明最方便的路径。”在这里我们可以发现,经验事实对于我们在约定时进行选择起着指导作用,但是我们做出如何的选择却是自由的。“正是约定,它是经验向我们提示的,但是我们却可以自由地采用 它。”正是考虑到了经验在彭加勒约定主义的地位和作用,彭加勒的约定论才又被人称为经验约定论。
3、揭示出理论的经验内容在约定变化的条件下是不变量,从而保证了科学的客观性、合理性以及科学进步的连续性。
彭加勒认为,作为约定的公理或原理不在接受实验的检验,它们是无所谓真假的,就像是质询欧氏几何是真还是假一样,是毫无意义的。彭加勒的这种看法是合理的,他并不是要否认客观真理,相反,他认为科学研究就是为了追求真理。在这里引用爱因斯坦的一段话来解释彭加勒的观点,那就是:“命题如果是在某一逻辑体系里按照公认的逻辑规则推导出来的,它就是正确的。体系所具有的真理内容取决于它同经验总和的对应可能性的可靠性和完备性。正确的命题是从他所属的体系的真理内容取得其‘真理性’的。”
彭加勒的这种思想也被人称为彭加勒命题。这个命题断言:没有构成两个基本要素——语言的和真实的(经验的)假设——的实验体制,经验检验是不可能的。一个经验假设的证伪既可以通过把实验的否定结果归咎于一个辅助假设来避免,也可以通过改变语言来避免。基于这样的理由,通过约定而得到的原理“不在受到实验的检验,它既不为真也不为假,只是方便而已。”
4、断言物理几何学本身的约定性
彭加勒以几何学为对象进行了细致的研究,所以彭加勒得出结论说:“几何学的公理既非先验综合判断,亦非经验的事实。它们是约定……”他认为“几何学是一种约定,是一种在我们对于简单性的爱好和不要远离我们的仪器告诉我们的知识这种愿望之间的粗略折衷方案。这种约定既定义了空间,也定义了理想仪器。”同时彭加勒又发现尽管物理学比较直接的以实验为基础,但是它的一些基本原理也具有几何学公理那样的约定特点,以力学原理为证,彭加勒认为“力学原理以两种不同的姿态出现在我们面前。一方面,它们是建立在实验基础上的真理,就几乎孤立的系统而言,它们被近似地证实了。另一方面,它们是适应于整个宇宙的公设,被认为是严格真实的。如果这些公设具有普遍性和确实性,而这些性质反而为引出它们的实验事实所缺乏,那么,这是因为它们经过最终分析便化为约定而已……”
三、彭加勒约定主义的积极意义
彭加勒通过对康德和马赫的研究,发现无论是先验论还是经验论都不能很好的解决科学中出现的问题。为此,他大胆地创造了约定主义,既摆脱了狭隘的经验论,又摆脱了极端的理性论,但又汲取这二者的精华,从而在极端理性论和狭隘经验论二者间保持了“必要的张力”。正因为如此,彭加勒的约定论是一种卓有成效的科学认识论和科学方法论原则。它的积极意义可以从以下几个方面略见一斑。
(一)约定论预示并代表了现代科学发展的理论化和持续进步的大趋势
19世纪与20世纪之交,正是经典科学向现代科学的大转变时期,彭加勒的约定主义正好预示并代表了这一趋势。这是因为彭加勒认为在现代物理学中存在着一种日益强大的趋势,也就是说存在着一种比在经验哲学中所梦想的更为抽象的数学思维和更为间接的检验,而约定的原理的作用正在增长。由此不难看出,科学理论不仅有约定,而且约定也是科学理论进步的重要因素。
约定论透过科学表面的易变性,看到科学根底的不变性,从而说明了科学持续进步的大趋势。彭加勒在其哲学著作中始终追求这样一个哲学目标,那就是不管科学产生怎样剧烈的破坏性变化,不管在当时扩散的非理性主义、主观主义和相对主义学说中表露出如何的相反主张,客观科学知识的进步都是可能的。这是因为,作为科学中的经验成分的科学事实具有不变性,作为科学中的约定成分的原理幸免于理论的更替,它们对科学进步的连续性负有责任。
(二)约定论对当代科学哲学的发展有较大的影响
约定论对上世纪初产生而在20年代形成一个强大流派的分析哲学的思想发展产生了重大影响,这主要表现在当分析概念恰当地推广到包括所有的术语约定时,分析命题似乎归结为一种语言的确定。
约定论对20世纪自然科学家的哲学思想也有比较广泛、比较深入的影响。爱因斯坦赞同彭加勒的约定主义观点,并对它作了进一步的阐述与发展,得出“公理是人的思想的自由创造”的论断。当代著名物理学家惠勒也认为概念是“人们赖以进行交流思想的种种约定的综合。”约定论也被其他科学家和哲学家继承、修改和发展,如爱丁顿(A.S.Edington)的“有选择的主观主义”、刘易斯(C.I.Lewis)和佩普(A,PaP)的概念实用主义等。
(三)约定论容许理论与方法的多元化
理论和方法的多元化能导致思想的活跃、学术的繁荣。在约定论看来,人们在对同一经验材料进行分析时做出的约定是自由的,由作为约定提出的原理和公理无所谓真假,只是出于方便的考虑。因此,当科学家面对纷繁复杂的经验材料时,除了有意识进行逻辑思维外,完全可以通过形象思维和灵感思维,发明出新概念和新原理,进而构造出简单而方便的理论体系。即使两种理论是矛盾的,只要人们不在它们之中寻找事物的基础,它们都可以成为有用的研究工具。
关键词:约定主义;彭加勒
朱尔·昂利·彭加勒(Jules Henri Poincaré 1854-1912)是十九、二十世纪之交法国著名科学家,在数学方面有极高的造诣,是自守函数的创始人之一,彭加勒除了在数学方面取得伟大成就之外,在物理学和天文学方面也均有重要的贡献。除过在自然科学方面的伟大建树外,彭加勒又是一个有独特见解而影响深远的哲学家和思想家,是现代科学哲学的滥觞。他创立了约定主义,并坚定地认为“约定是我们精神自由活动的产物”。但他的思想并不仅限于此,他既深受实证主义哲学的影响,又为现代理性开辟了道路,爱因斯坦等现代物理学的开拓者都深受其影响,其科学哲学的代表作《科学的价值》、《科学与假设》、《科学与方法》及《最后的沉思》以其隽永的思想、简练的笔触而被后人视为划时代的经典作品。笔者将在后面的论述中对其约定主义进行分析。
一、彭加勒约定主义产生的背景分析
彭加勒约定主义的产生可以从个性原因、哲学基础和科学需要三方面来进行分析。
彭加勒生活的时代,正是物理学革命行将到来的时代,他在二十世纪开头就洞察到了物理学危机,并对它进行了系统的研究,通过分析和论述,他认为,物理学危机是物理学发展的必经阶段,大家不必为此感到恐惧和担心,因为它是好事而不是坏事,它预示着物理学不是一门停滞的学科,而是一门欣欣向荣、永葆青春的学科。法国数学家、彭加勒的传记作家达布在谈到彭加勒时,认为他乐于迎接困难和挑战,一旦走上研究的道路,便绝不走回头路。鉴于其勇于探索、持之以恒的个性,寻求真理、获得知识,成了他提出约定主义的立足点。正如彭加勒所指出的:“追求真理应该是我们活动的目标;它是值得我们活动的唯一的目的。”
彭加勒提出约定主义并不是毫无原因的,自从弗朗西斯·培根提出经验哲学和归纳法后,现代科学就沿着他指出的方向迅速发展,但却埋下了助长狭隘经验主义盛行的阴影。到了十九世纪,法国哲学家孔德创立实证主义哲学,把经验和归纳视为万能的认识方法。斯宾塞和马赫则进一步使孔德的实证主义观点发扬光大,马赫更是扬言要把一切多余的“形而上学的东西”从科学中“排除掉”。而另一方面,康德早在十八世纪末已对经验论的归纳主义产生了不满,他使用先天的“感性直观的纯形式”和“知性的纯粹概念或纯粹范畴”去组织后天的经验,以构成绝对可靠的“先验综合知识”。彭加勒通过对科学的哲学反思看到,无论是马赫的经验论还是康德的先验论,都不能完全讲清科学理论体系的特征。为了强调在从事实过渡到定律和原理时,科学家应充分享受发挥能动性的自由,他提出了约定主义。约定主义既要求摆脱狭隘经验论,又要求摆脱先验论,反映了当时科学界大胆假设、自由创造的要求,在科学上有其积极意义。彭加勒说:“当一个定律需要被实验证实时,我们可以采取两种方法。其一我们可以讨论这个定律,使之受到持续不断的修正,毋庸置疑,这将以证明它仅仅是近似而终结。或者,我们也可以通过选定一个约定,是命题肯定为真,从而把定理上升为原理。在彭加勒看来,经典物理学的六大基本原理——卡诺原理(能的退降原理)、相对性原理、牛顿原理(作用与反作用原理)、拉瓦锡原理(质量守恒原理)、迈尔原理(能量守恒原理)、最小作用原理——就是这样形成的”。
彭加勒的哲学思想是复杂的,要想全面地、准确地分析他的约定主义,就必须从研究他的哲学基础入手,也就是他的本体论和认识论。彭加勒的哲学思想包含着色彩浓重的经验论思想,但同时又充斥着强烈的理性主义色彩,他被看成是逻辑实证主义的先驱之一,但同时他又具有和这些哲学流派迥然不同的特点。在本体论上,彭加勒站在主观唯心主义的立场上,断言凡是没有思想的东西,都是纯粹的无,世界上不存在存在于思想之外的事物,而彭加勒的认识论基础则是建立在不同人的意见的相互验证上的在经验中感觉到的物理实体的客观性,正因为大家对同一事物有共同的感觉,才能就这个事物取得一致意见而达到社会约定。这样看来,彭加勒的认识论也接近于经验论,与逻辑实证主义的认识论很接近。
二、彭加勒约定主义的内容阐述
约定主义是彭加勒的创造。它以其丰富的内涵、深刻的寓意,包括了现代科学哲学的一部分热点论题。约定论的主要内容可以概括为以下几个方面:
1、约定论断言在科学理论中存在着约定的成分,这尤其体现在基本原理和基本概念中。
彭加勒主要是对数理科学的基础进行了敏锐的审查和仔细的分析后提出了约定主义。他认为在科学中提出假设不仅是必要的,而且是合理的。那些不会把我们引入歧途的假设对坚定我们的思想或许是能够提供帮助的,我们在数学及其相关的学科中可以碰到这种假设,正是由于这些假设的存在使得这些科学获得了它们的严谨性。彭加勒认为,科学理论不仅具有约定,而且约定也是科学进步的重要因素。他指出:“这些约定是我们精神自由活动的产物……在这里,我们的精神能够作出裁决,因为它能够颁布法令……这些法令强加于我们的科学——没有它们便不可能有科学”,它贯穿在整个科学创造活动中,由未加工的事实到科学事实,由科学事实到定律,尤其是从定律到原理,都明显地看到精神的自由活动。由此我们可以得出“科学仅仅是由约定组成的,科学表面上的确定性只是归因于这种情况。”
2、指出经验(狭义为实验)对约定陈述所起的作用
在彭加勒的约定主义中,经验起着双重的作用:一方面在基础学科中起着重要的指导和提示作用,例如:“我们看到,在几何学的起源中,经验起着必不可少的作用。”另一方面经验在产生概念的过程中,并不起着主导作用,它只是为产生理想固体概念提供了一个机会。彭加勒认为:固体运动学,光的直线传播对作为约定的几何学的形成都有贡献。虽然几何学实际上并不研究天然固体,但是它把某些绝对刚性的理想固体作为对象,而这些理想固体的概念来自于我们的精神活动,而经验仅仅为我们产生概念提供了一个机会。正是在这个意义上,彭加勒才做出断言:自然界如果没有固体,那么也就不会产生出几何学。
作为狭义的经验——实验在选择方便的约定时也起着指导或提示的作用。彭加勒指出:“实验虽然给我们以选择的自由,但同时又指导我们辨明最方便的路径。”在这里我们可以发现,经验事实对于我们在约定时进行选择起着指导作用,但是我们做出如何的选择却是自由的。“正是约定,它是经验向我们提示的,但是我们却可以自由地采用 它。”正是考虑到了经验在彭加勒约定主义的地位和作用,彭加勒的约定论才又被人称为经验约定论。
3、揭示出理论的经验内容在约定变化的条件下是不变量,从而保证了科学的客观性、合理性以及科学进步的连续性。
彭加勒认为,作为约定的公理或原理不在接受实验的检验,它们是无所谓真假的,就像是质询欧氏几何是真还是假一样,是毫无意义的。彭加勒的这种看法是合理的,他并不是要否认客观真理,相反,他认为科学研究就是为了追求真理。在这里引用爱因斯坦的一段话来解释彭加勒的观点,那就是:“命题如果是在某一逻辑体系里按照公认的逻辑规则推导出来的,它就是正确的。体系所具有的真理内容取决于它同经验总和的对应可能性的可靠性和完备性。正确的命题是从他所属的体系的真理内容取得其‘真理性’的。”
彭加勒的这种思想也被人称为彭加勒命题。这个命题断言:没有构成两个基本要素——语言的和真实的(经验的)假设——的实验体制,经验检验是不可能的。一个经验假设的证伪既可以通过把实验的否定结果归咎于一个辅助假设来避免,也可以通过改变语言来避免。基于这样的理由,通过约定而得到的原理“不在受到实验的检验,它既不为真也不为假,只是方便而已。”
4、断言物理几何学本身的约定性
彭加勒以几何学为对象进行了细致的研究,所以彭加勒得出结论说:“几何学的公理既非先验综合判断,亦非经验的事实。它们是约定……”他认为“几何学是一种约定,是一种在我们对于简单性的爱好和不要远离我们的仪器告诉我们的知识这种愿望之间的粗略折衷方案。这种约定既定义了空间,也定义了理想仪器。”同时彭加勒又发现尽管物理学比较直接的以实验为基础,但是它的一些基本原理也具有几何学公理那样的约定特点,以力学原理为证,彭加勒认为“力学原理以两种不同的姿态出现在我们面前。一方面,它们是建立在实验基础上的真理,就几乎孤立的系统而言,它们被近似地证实了。另一方面,它们是适应于整个宇宙的公设,被认为是严格真实的。如果这些公设具有普遍性和确实性,而这些性质反而为引出它们的实验事实所缺乏,那么,这是因为它们经过最终分析便化为约定而已……”
三、彭加勒约定主义的积极意义
彭加勒通过对康德和马赫的研究,发现无论是先验论还是经验论都不能很好的解决科学中出现的问题。为此,他大胆地创造了约定主义,既摆脱了狭隘的经验论,又摆脱了极端的理性论,但又汲取这二者的精华,从而在极端理性论和狭隘经验论二者间保持了“必要的张力”。正因为如此,彭加勒的约定论是一种卓有成效的科学认识论和科学方法论原则。它的积极意义可以从以下几个方面略见一斑。
(一)约定论预示并代表了现代科学发展的理论化和持续进步的大趋势
19世纪与20世纪之交,正是经典科学向现代科学的大转变时期,彭加勒的约定主义正好预示并代表了这一趋势。这是因为彭加勒认为在现代物理学中存在着一种日益强大的趋势,也就是说存在着一种比在经验哲学中所梦想的更为抽象的数学思维和更为间接的检验,而约定的原理的作用正在增长。由此不难看出,科学理论不仅有约定,而且约定也是科学理论进步的重要因素。
约定论透过科学表面的易变性,看到科学根底的不变性,从而说明了科学持续进步的大趋势。彭加勒在其哲学著作中始终追求这样一个哲学目标,那就是不管科学产生怎样剧烈的破坏性变化,不管在当时扩散的非理性主义、主观主义和相对主义学说中表露出如何的相反主张,客观科学知识的进步都是可能的。这是因为,作为科学中的经验成分的科学事实具有不变性,作为科学中的约定成分的原理幸免于理论的更替,它们对科学进步的连续性负有责任。
(二)约定论对当代科学哲学的发展有较大的影响
约定论对上世纪初产生而在20年代形成一个强大流派的分析哲学的思想发展产生了重大影响,这主要表现在当分析概念恰当地推广到包括所有的术语约定时,分析命题似乎归结为一种语言的确定。
约定论对20世纪自然科学家的哲学思想也有比较广泛、比较深入的影响。爱因斯坦赞同彭加勒的约定主义观点,并对它作了进一步的阐述与发展,得出“公理是人的思想的自由创造”的论断。当代著名物理学家惠勒也认为概念是“人们赖以进行交流思想的种种约定的综合。”约定论也被其他科学家和哲学家继承、修改和发展,如爱丁顿(A.S.Edington)的“有选择的主观主义”、刘易斯(C.I.Lewis)和佩普(A,PaP)的概念实用主义等。
(三)约定论容许理论与方法的多元化
理论和方法的多元化能导致思想的活跃、学术的繁荣。在约定论看来,人们在对同一经验材料进行分析时做出的约定是自由的,由作为约定提出的原理和公理无所谓真假,只是出于方便的考虑。因此,当科学家面对纷繁复杂的经验材料时,除了有意识进行逻辑思维外,完全可以通过形象思维和灵感思维,发明出新概念和新原理,进而构造出简单而方便的理论体系。即使两种理论是矛盾的,只要人们不在它们之中寻找事物的基础,它们都可以成为有用的研究工具。