郭明哲

(上海理工大學 社會科學學院,上海 200093)

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論皮埃爾·迪昂的科學哲學思想

郭明哲

(上海理工大學 社會科學學院,上海 200093)

摘要：皮埃爾·迪昂是法國著名物理學家、科學史家和科學哲學家,他認為科學理論是一個具有約定性的系統(tǒng)，是對于外界事物間的關系的一種描述?？茖W理論是包含基本假設、基本原理和基本定律的有機體。迪昂基于深厚的科學實踐所闡發(fā)的科學符號論、秩序實在論(關系實在論)和理論整體論思想以及獨具特色的科學品格對于科學史和科學哲學研究具有重要的認識論和方法論意義。

關鍵詞：迪昂;科學史;科學哲學

皮埃爾·迪昂(Pierre Duhem,1861—1916)是法國著名物理學家、科學史家和科學哲學家,他以其學識淵博、思想敏銳和成果豐碩而著稱,他那融科學史與科學哲學為一體的《物理學理論的目的和結構》一書堪稱科學史與科學哲學的經(jīng)典。他基于深厚的科學實踐所闡發(fā)的科學符號論、秩序實在論(關系實在論)思想以及獨具特色的科學品格對于科學史和科學哲學研究具有重要的認識論和方法論意義。

一、科學符號論

“符號”概念曾為萊布尼茲引入認識論,康德、黑格爾曾在美學中使用。認識論中的“符號論”觀點曾受到近代經(jīng)驗論哲學家霍布斯和唯理論哲學家萊布尼茲等人的關注,康德、黑格爾曾在美學中使用。此后,德國哲學家、經(jīng)驗心理學家赫爾巴特(Johann Friedrich Herbart)提出空間符號觀念,洛采(Rudolf Hermann Lotze)提出局部符號論(local signs)觀點,而真正稱得上對符號論進行科學的研究,還只是從19世紀中期隨著生理學及實驗心理學的建立才開始的。其中杰出科學家屬亥姆霍茲的科學符號論思想對包括迪昂在內(nèi)的批判學派及后世科學與哲學都產(chǎn)生了重大影響。

科學符號對于科學認識具有關鍵性的作用。中國傳統(tǒng)科學沒有一套良好的符號表達語言,致使無法對大量的實用知識進行有效的簡化和濃縮,進而形成易于演繹和傳播的系統(tǒng)化理論體系。古代歐洲人的代數(shù)之薄弱,重要原因在于他們使用羅馬字母進行數(shù)學運算,遇到了分數(shù)簡直寸步難行。但當阿拉伯數(shù)字——一套好的符號體系傳入歐洲之后,其代數(shù)學獲得了快速發(fā)展?？茖W發(fā)展的歷史表明,第一,用符號來表示科學概念具有單義性、確定性,從而擺脫自然用語的多義性,保證推理過程中的首尾一致,避免因發(fā)生歧義而造成邏輯混亂。第二,它能以其特有的數(shù)學方式(概念、定律、公式、模型等)對科學理論進行精確和簡潔的表述。對此迪昂有著深刻的認識和系統(tǒng)闡述。

在迪昂看來,對于展現(xiàn)在觀察之中的每一個事實,人們將用一個個符號與之對應,物理性質的每一個狀態(tài)與表示符號的值相對應。符號和性質之間并沒有內(nèi)在的本質聯(lián)系,符號只是約定的記號。例如,溫度T就是對感覺經(jīng)驗所感知的冷暖的約定的、定量的描述。而物理學定律并不連接種種實在,它是連接一個個符號所形成的符號系統(tǒng)。物理學家從觀察和實驗中所得到的東西不是事實的敘述,而是對于這些事實的詮釋以及由一些抽象的符號所連接成的理論。這些“用物理學定律關聯(lián)起來的符號術語不是那類從具體的實在中自發(fā)地冒出來的抽象;它們是通過緩慢的、復雜的和有意識的工作,即通過精心構造物理學理論的長期勞動產(chǎn)生的抽象。如果我們沒有做這項工作,或者如果我們不了解物理學理論,那么我們就不能理解定律或應用它”[1]205-206。換言之,對于觀察和實驗中所獲得的主觀感覺材料,是可以用概念構造的方法將其轉換為概念符號,用卡西爾觀點來說,這是“符號性孕義”的過程,在此基礎上建構起具有穩(wěn)定性的符號系統(tǒng),即定律。定律就是以實驗為基礎被創(chuàng)造出來的符號化的關系,物理學的門外漢是無法理解這些關系之意義的。沒有一套科學的符號體系,就不可能有關系的思想,更談不上進一步建構出科學理論的大廈。在對牛頓力學的批判中,迪昂以萬有引力定律從第谷·布拉赫-開普勒-牛頓的發(fā)展為例,生動闡述了科學定律(理論)的形成過程。開普勒將第谷·布拉赫的觀察資料巧妙地簡化為行星(經(jīng)驗性)三定律,牛頓最終以符號化的萬有引力定律代替了開普勒三定律,在概念更加抽象的同時,科學定律也獲得了更高的普遍性、簡潔性和統(tǒng)一性?？茖W理論是一個符號系統(tǒng)。然而,這種由符號系統(tǒng)所構成的科學定律的真理性問題,即它們與外在實在之間又是何種關系呢？在他看來,“符號既不為真也不會假;它寧可說是或多或少充分地選擇用來代替它所描述的實在的某種東西,而且它確實以或多或少精確的、或多或少詳盡的方式描繪了那個實在”[1]207。由此,迪昂進一步提出了富有創(chuàng)意的秩序實在論(關系實在論)觀點。

二、秩序實在論(關系實在論)思想

實在論作為一種哲學學說,是在與經(jīng)驗論、唯名論、唯心主義、工具主義等觀點的對立和爭論中不斷發(fā)展與演化的。其基本形式大致可分為以下四種:1)樸素實在論。按照這種觀點,外在世界是現(xiàn)實存在的,它就像我們通過感官(或作為我們的感官的延伸的儀器設備)所知覺到的那樣。2)批判實在論。存在一個實在世界,但他并不是在所有方面都如我們所認識到的那樣。3)嚴格的批判實在論。存在一個實在世界,但它的結構并不像顯現(xiàn)給我們的那樣。4)假設實在論。假定存在一個實在世界,它具有確定的結構,這些結構是部分可知的;我們時常審視憑籍這些假設會取得多大進展[2]475。

按照這種形式分類,迪昂基于符號論所闡發(fā)的關系實在論思想當屬假設實在論。在他看來,堅信外部世界和物質客體的存在及其所具有的規(guī)律性(自然秩序——這是迪昂本體論或秩序實在論的核心概念),并且人類理性能夠認識和把握這種規(guī)律性及真實世界的內(nèi)在本性,這乃是科學活動的基本前提。

就科學理論的本質而言,迪昂認為,它們既不是關于外界實在的形而上學說明,也不是其真理由實驗和歸納確立的普遍定律的集合,而是具有約定性的符號系統(tǒng),它們所標記的是外界事物間的關系,是對于外界事物間的關系的一種描述?？茖W理論之所以能夠準確地描述和預言觀察和實驗事實,原因在于科學家利用科學符號所建構的物理學定律與外界客觀實在的規(guī)律之間具有某種對應性,這種用來使實驗定律秩序化的邏輯秩序是對本體論秩序的反映。否則,科學理論的成功便成了令人費解的奇跡?！袄碚撐锢韺W的數(shù)學定理盡管沒有告知我們事物深刻的實在是什么,但是無論如何向我們揭示和諧的某種外觀,而這種和諧只能是屬于本體論的秩序”[1]xix。

基于自身深厚科學實踐和對科學發(fā)展史上理論更替的深刻把握,迪昂認為,物理學理論從未揭示潛藏在可感覺的外觀之下的實在。理論或定律作為以抽象的概念建立起來的符號系統(tǒng)對應于外在事物之間的關系。然而,由于符號僅僅是我們勇于描述外界實在的約定,這種對應絕非嚴格的一一對應?！皩嶒灧椒ㄔ谖锢韺W中實際運用時,并非產(chǎn)生與唯一一個符號判斷對應的給定事實,而是產(chǎn)生于無數(shù)不同的符號判斷對應的給定事實;符號不確定性的程度是所述實驗的近似程度”[1]208。科學理論在某些情況下可以提供一幅關于實在的忠實的圖像,但卻不可能在所有的情況下都能取得對實在的忠實敘述,即科學定律和客觀實在的秩序之間并不存在嚴格的一一對應關系,它們也不具有全面把握事物的真正本性和潛藏在現(xiàn)象背后之實在的能力。由于科學定律是在實驗基礎上形成的符號關系,這就決定了“它們從未為真或為假,它們像它們依賴的實驗一樣是近似的。雖然定律的近似程度在今天是充分的,但是在未來由于實驗方法的進步將會變得不充分;雖然它對這位物理學家來說是充分的,但它卻不會使另外一些人滿意,以至物理學定律總是暫定的和相對的。它之所以是暫定的,也在于它不是把實在而是把符號關聯(lián)起來,并且因為總是存在符號不再對應于實在的情況;除非不斷地潤色和修正,否則物理學定律便不能維持下去”[1]219。科學理論或定律就是對于觀察事實的經(jīng)濟描述,由于時代條件的約束,它們有優(yōu)劣之分?？茖W進步的本質正在于更準確、更普遍、更優(yōu)美的理論相繼取代相對不好的理論的歷史過程。這種源于科學實踐的進化認識論思想對當代科學哲學中的證偽主義、歷史主義及后現(xiàn)代科學哲學等流派都產(chǎn)生了重要影響。

三、理論整體論思想

理論整體論觀點是迪昂最富有創(chuàng)意和最重要的認識論原則,通常被稱為迪昂論題或(理論)整體論。他認為科學理論是包含基本假設、基本原理和基本定律的有機體?？茖W理論是作為一個整體面對經(jīng)驗檢驗的命題,因而在科學實驗過程中受到檢驗的并非是孤立的科學命題,經(jīng)驗事實無法充分地決定理論的對錯?！安豢赡芊珠_理論結構,并把它的每一部分孤立地交付事實檢驗,因為最微小的實驗證實都使理論的形形色色的分支插入其中起作用;我們還認識到,理論物理學和實驗物理學之間的任何比較,在于在它的整體中理解的理論與實驗的總體教導的聯(lián)盟”[1]343。因而,試圖把每一個假設與這門科學賴以立足的其他假定分離開來孤立地進行檢驗的想法是一種不切實際的幻想,因為物理學中的無論什么實驗的實現(xiàn)和詮釋都隱含著依附整個理論命題的集合,我們面對的是整個概念網(wǎng)絡,而非一個個孤立的概念。他曾把科學理論比喻為一架不可拆卸的有機體,我們不能孤立地試驗每一個部件,在這個有機體中一個部件不能發(fā)揮功能。如果某個東西出了錯,如果在有機體的功能中感到某種不適,物理學家將不得不通過它對整個體系的影響來檢查,哪個器官需要治療或者修補,而不可能把這個器官孤立起來,分開來加以審查。

換言之,判決性實驗是不存在的。當科學家的預測與實驗不一致時,他所知道的只是這組假設中至少有一個需要加以修改,但實驗并未指明哪一個應被修改。因而,判決性實驗在物理學中是不可能的。判決性實驗只能說明整個理論是否要修改,至于要修改哪一個假設,這是需要物理學家的洞見和直覺來作出決斷的。

迪昂的理論整體論思想對維也納學派的代表人物紐拉特(O.Neurath)產(chǎn)生了重要影響。對之,紐拉特在其論著中多次贊賞迪昂的觀點并明確承認自己從中受到的巨大促動。進而迪昂的科學哲學思想中經(jīng)紐拉特在維也納學派乃至整個科學哲學界廣泛傳播。正如他在談到維也納學派的思想源流時曾指出的那樣:1)實證主義和經(jīng)驗主義。其代表人物有休謨,啟蒙運動,孔德,穆勒,阿芬那留斯,馬赫。2)經(jīng)驗科學的基礎、目的和方法(物理、幾何等學科中的假設)。其代表人物有亥姆霍茲,黎曼,馬赫,彭加勒,安里克,迪昂,波爾茲曼,愛因斯坦?！璠3]

迪昂的理論整體論思想繼紐拉特、奎因的進一步發(fā)展,形成了當代科學哲學中著名的迪昂-紐拉特-奎因論題或迪昂-奎因論題,即意義整體論思想?？蛟趯€原論和綜合陳述與分析陳述二分這兩個經(jīng)驗論的教條進行批判時進一步闡發(fā)了整體論思想和觀察滲透理論?？蛑赋?“還原論的教條殘存于這個假定中,即認為每個陳述孤立地看,是完全可以接受實驗驗證或否證的。……我認為我們關于外在世界的陳述不是個別地、而是作為一個整體來面對感覺經(jīng)驗法庭的?！盵4]38-39鑒于科學陳述是作為一個整體接受經(jīng)驗檢驗的,因而談論個別陳述的經(jīng)驗內(nèi)容,往往會誤入歧途。換言之,承載意義的最小單位,既不是語詞,也不是語句,而是整個的語言系統(tǒng)。任一有意義的語言表達式都不能從其所屬的語言中獲得獨立的說明。

四、高尚的精神品格

作為批判學派的重要代表人物,迪昂身上凝聚著批判學派獨特的精神品格。

(一)堅不可摧的批判精神——批判學派的根本特征

在長期的科學實踐中,迪昂特別強調傳統(tǒng)對于真正的科學進步的必要性,同時否認任何理論具有絕對性和先驗性的特權,指出批判精神是科學進步的內(nèi)在動因。他認為,所謂理論批判,就是要對其邏輯結構、假設內(nèi)容進行考察分析,澄清其合理性的根據(jù)。就此而言,他特別贊賞貝爾納(Claude Bernard)的觀點“實驗者應該懷疑并堅持遠離固定的概念,并始終保持他的心智自由”。“致力于自然現(xiàn)象研究的科學家必須滿足的第一個條件,就是基于哲學懷疑保持完全的心智自由”[1]221-222。

然而這種批判并非無根據(jù)的否定,它必須基于堅實的科學史實踐。因為科學的歷史是一座偉大的實驗室,我們的基本觀點和理論在此要么得到支持,要么遭到拋棄。其名著《物理學理論的目的和結構》一書堪稱科學哲學與科學史的經(jīng)典。其對經(jīng)典力學理論框架所作的批判,深刻揭示了經(jīng)典力學的基本概念和基本原理的經(jīng)驗基礎及世俗血統(tǒng),為20世紀即將到來的科學革命奠定了思想和理論基礎。

(二)進化認識論的先驅

所謂進化認識論,就是從生物進化的基本原理出發(fā),對人的認識活動進行研究的認識論學說。其基本觀點包括:認識能力和認識結構是自然選擇和自然進化的結果,因而自然范疇與精神范疇的部分同構不是一個理論問題。心理和精神進化的前提在于生物學意義上的結構與功能,因而認識論問題可以通過自然科學和多學科的綜合方法加以研究和解決,這也正是一種自然主義認識論觀點。在迪昂看來,科學的發(fā)展與生物體的發(fā)育類似,都是一個漸近的進化過程,任何科學理論都是科學認識進化過程中的一個環(huán)節(jié),因而具有暫時性和相對性,絕對真理是不存在的。

(三)科學統(tǒng)一性思想

批判學派都是科學實踐與科學哲學領域的博學之士,他們立足于自身的科學研究去闡發(fā)認識論問題,不僅把其看作是哲學與自然科學的共同課題,而且也是自然科學與人文科學的重大結合點,通過演講、論著等多種方式大力倡導和推動自然科學與人文科學的統(tǒng)一。

迪昂終生致力于力學、熱力學和電磁學在能量學或廣義熱力學基礎上的統(tǒng)一。他認為,科學定律對事實的概括和科學理論對定律的進一步濃縮標志著科學的進步與科學的統(tǒng)一性之美,基本原理所構造的邏輯體系則給諸定律之間注入了內(nèi)在的秩序,使整個理論體系具有高度簡潔和統(tǒng)一之美。

與批判學派的其他成員一樣,迪昂沒有傳統(tǒng)哲學意義上的哲學專著,更沒有自己的哲學體系,然而其哲學思想中卻充滿著唯理論、經(jīng)驗論、實在論、實證論、約定論等不同觀點之間的多元張力和睿智。正是基于多元的、開放的思維方式與方法,使他的科學與哲學往往具有開創(chuàng)性的意義,對后世產(chǎn)生了重大影響。

參考文獻：[1]皮埃爾·迪昂.物理學理論的目的與結構[M].李醒民,譯.北京:商務印書館,2011.

[2]von Helmholts H.Epistemological writings:the paul hertz/moritz schlick centenary edition of 1921,with notes and commentary by the editors[M]∥Boston Studies in the Philosophy and History of Science.Dordrecht:D.Reidel Publishing Company,1977.

[3]紐拉特·O.科學的世界觀:維也納小組——獻給石里克[J].王玉北,譯.哲學譯叢,1994(1):36-44.

[4]奎因·W·V·O.從邏輯的觀點看[M].江天驥,宋文淦,譯.上海:上海譯文出版社,1987.

(編輯: 鞏紅曉)

On Pierre Duhem’s philosophy of science

Guo Mingzhe

(School of Social Sciences,University of Shanghai for Science and Technology,shanghai 200093,China)

Abstract：Pierre Duhem,the eminent French physician,scientific historian,and philosopher of science,claims that scientific theory is a conventional system,a description of relations among external things,and it is also an integrity,including the basic assumptions,principles and rules.Having experienced numerous scientific practices,he improved the theoretical framework(s) of symbolism about science,and of realism about relation.He and his works is highly epistemological and methodologically significant in the field of history and philosophy of science.

Key words：Pierre Duhem;history of science;philosophy of science

DOI:10.13256/j.cnki.jusst.sse.2016.01.011

中圖分類號：B 565.9

文獻標志碼：A

文章編號：1009-895X(2016)01-0057-04

作者簡介：郭明哲(1980-),女,副教授。研究方向： 科學技術哲學。E-mail:guomingzhe0516@163.com

基金項目：國家社會科學基金青年項目(11CZX015)

收稿日期：2015-11-05