1、現代科學革命的認識論和方法論啟示§     摘 要：本文論述了19和20世紀之交的科學革命對于認識論和方法論的五點啟示：實在弱化，主體凸現；理性主導，經驗趨淡；理論暫定，真理相對；科學價值，難以分開；科學自律，平權對外論文最后強調，科學人必須警惕沙文主義和霸權主義，人文人必須戒除井蛙主義和夜郎主義。只有如此，科文化和人文文化才有可能走向新的綜合科學的人文主義（新人文主義）和人文的科學主義（新科學主義）。          關鍵詞：科學革命 認識論 方法論

2、批判學派 愛因斯坦 Abstract：This paper presents and discusses five epistemological and methodological enlightenments from scientific revolution at the turn of 19th and 20th century. They are reality going from strength to weakness, subject rising high; reason leading, experience thinning; theory being provis

3、ional, truth being relative; science-value being difficult to separate; science renunciation, all disciplines having equal rights. It lastly emphasizes that scientists ought to be on guard against chauvinism & hegemonism and mans of letters must give up well-frogism & yelangism. Only in this

4、 way can culture of science and culture of the humanities move towards new syntheses, that is, scientific humanism (new humanism )and human scientism (new scientism).          Key Words: scientific revolution, transform of epistemology and methodology , c

5、ritical school of thoughts, Albert Einstein 中文所謂的“現代科學革命”，我們一般是指19和20世紀之交的科學革命更確切地講是“理學革命” 。其具體時段是，從1895年倫琴X射線的發現到狄拉克和約爾丹1926年對矩陣力學和波動力學的綜合；也可以上溯到馬赫1883年在力學史評中對經典力學的批判 ，下移至狄拉克1928年相對論電子運動方程的建立或1930年集大成著作量子力學原理的出版。這次科學革命雖然延續了數十年，但是比起哥白尼、伽利略、牛頓發動的第一次科學革命即中文所謂的“近代科學革命”（1543年天球運行論的出版到1687年自哲學的數學原理的出版）來，

6、歷時畢竟要短得多?，F代科學革命的理論成果是愛因斯坦發明的相對論和以普朗克、愛因斯坦、玻爾、薛定諤、海森伯、狄拉克等為代表的量子物理學家創造的量子力學。這些理論成果輻射或擴散到其他學科，使文學、化學、生物學也發生了質的變化，并且形成了一系列交叉科學和邊緣科學。在此基礎上，各種各樣的高新技術似雨后春筍，紛紛破土而出，如半導體技術、微電子技術計算機技術、核能技術、激光技術、航天技術、基因技術、納米技術等等，從而出現了所謂的現代技術革命。20世紀后半葉，科學和技術的發展基本上是在物理學革命的概念框架內進行的，即使在21伊始也難以看到新一輪科學革命的跡象新一輪的科學革命需要新的思想進路、新的概念框架和新

7、的科學方法。現代科學革命及其引發的技術革命不僅改變了整社會的物質面貌，而且也改變了人的精神面貌，實現了世界觀和思維方式的轉換 。在這里，我只想探討一下，現代科學革命由于誕生了嶄新的科學理論，特別是它摧毀了近代科學我約定以該中文術語指稱從16和17世紀科學革命到19世紀末的經典科學（特指經典力學和經典物理學）的基礎、限定了它的適用范圍這一事實本身，對認識論和方法論的諸多啟示。1. 實在弱化，主體凸現實在概念源遠流長。在古希臘自然哲學家那里，觀念論的實在論者畢達戈拉斯就以數為實在，物質論的實在論者則以某種物質實體為實在泰勒斯的水，阿那克西曼德的無定無限體，阿那克西米尼的氣，赫拉克利特的火，阿那克薩

8、戈拉的種子，恩培多克勒的四根，以及最具近代意義的留基伯和赫拉克利特的原子。近代科學繼承了這一物質論的實在論的傳統，它把質點、剛體、流體、分子、原子等視為實在，并將它們或它們所顯示出來的現象作為研究的客體或對象。即使頗具革命性的電磁場這一實在概念，也被強行納入經典理論的框架，用具有物質性的以太的某種力學作用來說明。現代學科革命摧毀或改造了經典理論的概念框架，限定了它的轄域，同時也使物理學實在得以弱化。這主要表現在下述三個方面：其一，實在的非實體化傾向。例如，奧斯特瓦爾德指出，能量是具體事物的最本質的成分，它比物質更根本，正是在能量中體現出未來的實在。能量在兩種意義上是實在的：首先在做功這一點上是

9、實在的，其次在可能解釋事實和現象的內容這一點上是實在的。 海森伯這位“新能量論者”與奧斯特瓦爾德“心有靈犀一點通”，認為能量實際上是構成所有基本粒子、所有原子，從而也是萬物的基元，能量可以稱為世界上一切變化的原因 。馬赫則提出關系式的要素說。彭加勒更明確地另辟蹊徑：真實對象的之間的真關系是我們能夠得到的唯一實在；唯一的客觀實在在于事物之間的關系；科學能夠達到的只是事物的關系，而不是事物本身，在這些關系之外，不存在可知的實在。迪昂的觀點也異曲同工：物理學理論把趨向表達事物真關系的自然分類或自然秩序作為自己的目的，而自然分類或自然秩序則是物理世界或（宇宙論的）物質世界的本體論秩序的反映 。由于彭加

10、勒堅信實在即關系的實在觀，由于迪昂秉持秩序實在論，他們二人順理成章地成為科學哲學中的關系實在論的名副其實的先驅。 其后，懷特海也用能量代替西方形而上學中的物質，他過程哲學還別樹一幟：“自然是一個演化過程的結構。實在就是這個過程。換句話說就是自然界中的事件?！?這些大家的言論與現代科學的發展似乎不謀而合。現代物理學告訴我們，量子場被看作是基本的物理實體，粒子只不過是場的局部凝聚，是時聚時散的能量集合，因此粒子失去其獨有的特性而消融在作為其基礎的場中。也就是說，亞原子并不是由任何實質的物料組成的，它們是能量的構像。可是，能量與活動、與過程相關聯，這意味著亞原子粒子的性質在本質上是動態的。當我們觀察

11、它們時，我們既看不到任何物質，也看不到任何基本結構，我們所看到的只是一些不斷相互交換著的動態圖像能量持續不斷的舞蹈。 亞原子粒子并不意味獨立的實體，而只能理解為觀察與測量的各種過程之間的相互聯系，或相互關系。即是說，亞原子粒子不是“物體”，而是“物體”間的相互關系。此外，質量不再與物質材料相聯系，因此粒子不再被看作是由基本的“材料”，而是由能量所組成。 上述命題看來似乎符合現代物理學理論及其未來的發展趨勢。愛因斯坦的相對論就是以事件為物理實在的；他的質能關系式E=mc2表明，質量和能量是可以相互等價地轉換的，起碼物質并不比能量更根本；質能關系式以及相對論中的其他諸多變換式揭示出，與實在對應的各

12、個物理量是變化的，不變的只是它們之間的關系?，F代真空理論告訴我們，真空是量子場的基態即能量最低的狀態，量子場的漲落就形成粒子，因此粒子和真空統一于能量，而不是統一于實物或傳統意義上的物質。當前正在時興的弦理論或超弦理論假定，自然界的基元不是由各種基本粒子或夸克，它們實際上都是極其微小的閉弦（弦的閉合圈）的不同激發態，閉弦的不同振動或運動就給出不同的基本粒子。在比弦理論所要求的大得多的尺度上，夸克才可能顯示出結構。要知道，薛定諤早在1950年就講過：當涉及到構成物質的終極粒子時，再考慮它們是由某些質料構成的，似乎是沒有意義的。它們可謂是純形狀，除了形狀外什么也不是。在連續觀察中，一次又一次呈現的

13、是這種形狀，而不是由質料構成的一個點。 由此不難看出，20世紀的科學的本體論似乎已經發生了從實體主義（entitatism）向關系主義（relationism）的轉變，這種轉變的趨勢在21世紀好像還要繼續下去。從方法論上講，以關系實在代替實體實在也具有某種優越性：作為研究對象的不同實體及其現象盡管大相徑庭，但是它們有時卻是同構的，亦即具有相同的關系，完全可以用同一數學方程來描述。其二，實在是研究綱領。愛因斯坦雖然不否認常識意義上的或樸素實在論的本體實在，但是他更多地強調和關注的是理論實在。所謂理論實在，是在物理學理論中使用的基本概念或物理量所指稱的東西，它是人的精神的自由創造，是以文字或數學符

14、號的形式在理論中出現的。這些符號并不是人們誤以為的既定的實在，它具有“形而上學”的性質，只不過是建構實在論的物理學理論的研究綱領而已。 正是在這種意義上，愛因斯坦說過一段雋永的話語，值得人們仔細回味：“物理世界的實在的?！边@被設定是基本的假設。在這里，“假設”意味著什么？就我而言，假設是一種陳述，它的真暫且必須被假定，但是它的意義必須提升到超出所有的摸棱兩可。然而，在我看來，上面的說法本身好像是沒有意義的，仿佛人們說：“物理世界是公雞嗚嗚叫?！睂ξ襾碚f情況似乎是，“實在的東西”本質上是空洞的、無意義的范疇（鴿子窩）。它的范疇的重要性僅僅在于下述事實：我能用它來做某些事情，而不能用它來做某些其他

15、事情。我承認，自然科學涉及“實在的東西”，但是我還不是一個實在論者。 其三，物質實體的性質的“退卻”。繼伽利略、笛卡兒、波義耳之后，洛克嚴格區分并詳盡地論述了客體的第一性的質和第二性的質。在他看來，第一性的質是廣延、質量、形相、運動等，第二性的質是在我們心中產生顏色、聲音、味道、氣味等的能力；前者是外物固有的，是客觀的，后者則是我們的感覺，是主觀的。相對論使洛克的第一性的質退回第二性的質，因為物體的長度和質量并不是絕對的和純客觀的，它依賴于觀察者的運動狀態或所選取的坐標系，而且物體的視像也發生了變化（有表觀轉動，顏色和亮度也不同）。在量子力學中，被觀察的微觀客體究竟顯現為粒子還是波，甚至與觀察

16、者的實驗設置或主觀意圖密切相關。在近代科學中，作為主體的觀察者僅僅是觀眾；而在現代科學中，觀察者既是觀眾，又是演員主體的凸現由此可見一斑，這是現代科學理論本身對我們的啟示?，F代科學革命摧枯拉朽的事實也啟示我們，作為人對世界的某種認識的科學理論，例如牛頓理論，并非“自然之鏡”，它交織著“信念之網”，浸透了主體的主觀成分。奧斯特瓦爾德的雙篩比喻和愛丁頓的魚網比喻 ，形象地說明了他們各自的“主觀-客觀合璧論”和“主觀選擇論”。這種主體的凸現既有生理的、遺傳積淀的、先天的因素，又有心理的、社會文化的、后天的因素。2. 理性主導，經驗趨淡我曾經論證過，整個科學的歷史是在理性論和經驗論的張力關系中展開的

17、。近代科學盡管穿插著牛頓的綜合、解析力學學派的數學化、麥克斯韋的理論化，但基本上仍然是以經驗論及其方法論歸納法為主導的，連牛頓也陷入“我不作假設”的錯覺。然而，現代科學明顯地呈露出理性主導、經驗趨淡的大趨勢。愛因斯坦審時度勢，適應科學發展的潮流，毅然拋棄了根據已知經驗事實用構造性的努力發現定律的絕望嘗試，轉而大膽采用假設，創造出狹義相對論這樣的原理理論。此后，他又抱著追求統一性的理性論信念，完成了廣義相對論，并孜孜求索統一場論。他說過，像場方程這樣復雜的公式，是無法從經驗材料中歸納出來的。愛因斯坦通過親身實踐敏銳地洞察到：適合于科學幼年時期的經驗歸納法，正在讓位給科學理性論的探索性的演繹法；純

18、粹思維在某種程度上可以把握實在。愛因斯坦察覺并順應的趨勢在現代科學中的例證屢見不鮮。許多科學理論和命題都走在觀察和實驗的前邊，如尺縮鐘慢效應、質能轉化、受激輻射、光線彎曲、正電子的預言等等。愛因斯坦在創立相對論時附帶發現的變換不變性或對稱性甚至反客為主，被楊振寧命名為“對稱性支配相互作用原理”，成為20世紀各種物理學統一理論的出發點和立足點。帶有強烈理性色彩的思想實驗、虛擬實驗也得以普遍應用。更加使人感到不可思議的是，全身癱瘓、無法言語、半躺在輪椅里的霍金，居然能構想出宇宙的一個個奧秘理性在現代科學中的主導作用和強大威力真是令人嘆為觀止！理性主導還表現在理性呈現出的寬容上。由于作為理論的基礎和

19、推演的前提的基本概念和基本假設無法從經驗中直接歸納出來，只能靠直覺去領悟，因此思辨、猜測、想像乃至幻想都是科學家的理性所容許的。何況，科學中含有科學信念和科學預設，觀察滲透理論，理論負荷一定的價值，也是理性承認的不爭事實。愛因斯坦在科學發明中伴隨創造的現代化的科學方法探索性的演繹法、邏輯簡單性原則、準美學原則、形象思維 就包含著理性主導和理性寬容兩種取向，經驗在其中的地位顯然下降了。在現代科學中，由于彭加勒和迪昂所主張的約定論和整體論的不充分決定論（undetermination），經驗要素在科學中的地位確實有所趨淡，尤其表現在理論的起始和和終結階段。愛因斯坦清醒地意識到這一點，并在科學實踐中

20、身體力行。在起始階段，經驗在假設的提出中僅起提示作用；在終結階段，經驗雖然還是檢驗理論真理性的重要標準，但是經驗指的是經驗的總和或復合，而不是經驗原子，同時經驗的證實（verification ）被沖淡為經驗的確認（conformation），且用“內部的完美”（inner perfection）這一價值標準補充和限定“外部的確認”的經驗標準。愛因斯坦的下述言論充分揭示了現代科學中的理性主導、經驗趨淡的特征：用準經驗的方法不能鉆進事物的深處。 要創立一門理論，僅僅收集一下記錄在案的現象是遠遠不夠的，還必須有深入事物本質的大膽的、創造性的思維能力。因此，物理學家不應該僅僅滿足于研究那些從屬于事物現象的表面因素，相反地，他應該進而采取理性方法，探索事物的根本性質。 3. 理論暫定，真理相對不管思辨哲學家怎樣海闊天空地議論，科學家只是在現代科學革命爆發前夕、尤其是在發生后才切切實實地感到科學理論的暫定性和科學真理的相對性。這并非僅僅是相對性原理和不確定性原理等新思想的直接暗示，新舊理論的交替更給科學家以振聾發聵的沖擊。在19世紀后期，科學家面對經典力學和經典物理學的宏偉大廈頂禮膜拜，自以為經典理論已經完美無缺，以至物理學界的元老開耳芬勛爵曾充滿自信地斷言：“未來的物理學真理將不得不在小數點后第六位去尋找。” 但是，曾