爱因斯坦科学方法论思想研究

第24卷 总第104期科学 经济 社会Vol.24,Sum No.104 2006年 第3期SCIENC E ECONOMY SOC IETY No.3,2006

科学与哲学

爱因斯坦科学方法论思想研究

张今杰,季士强

(湘潭大学哲学与社会学学院,湖南湘潭 411105)

摘 要:爱因斯坦创建的相对论引领了20世纪初的物理学革命,他在科学研究中所遵循的方法论原则也成为现代科学的一大财富。坚定的信念是爱因斯坦进行科学研究的坚实基础,怀疑态度和批判精神是爱因斯坦科学方法的内在精神,而唯理论的哲学倾向和简单性的美学原则也是爱因斯坦取得伟大科学成就的重要因素。研究爱因斯坦的科学方法论思想对当代科学的发展与进步有着重要的意义。

关键词:信念;怀疑;唯理论;简单性

中图分类号:B023 文献标识码:A文章编号:1006 2815(2006)03 0075 04

A S tudy on Einstein s Methodology of Science

ZHA N G Jin jie,JI Shi qiang

(Col lege of Philosop hy and sociology,X iangtan Univ er sity,X iangtan,H unan411105,China)

Abstract:T he theory of relativ ity that Einstein established initiates the philosophy revolutio n in early20th;the principle of methodo logy that Einstein follo wed becomes great wealth of modern science.T he fir m belief is the solid base of his scientific research;suspicion and criticism are intrinsic spirits o f his methodology of science;the tendency of rationalism and the pr in ciple of aesthetics of simplicity are very significant factors for Einstein to acquire great achievement.Researching Einstein's thoug hts of methodology of science w ill be of value to the development of mo dern science.

Key words:br ief;suspicion;r ationalism;simplicity

爱因斯坦是牛顿以来最伟大的科学家之一。他所创建的相对论引领了一场伟大的科学革命,使自然科学对时空观念、对引力和宇宙的认识发生了天翻地覆的变化。可以说,爱因斯坦对物理学的各个领域、对相关学科都作出了不可磨灭的贡献。爱因斯坦不仅是一个杰出的科学家,而且也是一个卓越的哲学家、思想家。他在科学研究中所探索和遵循的方法论原则,是他取得不朽功绩的重要因素之一。笔者认为,爱因斯坦的科学方法论思想是非常丰富的。在科学发展日新月异的今天,研究爱因斯坦的科学方法论思想,对现代科学的发展仍有着十分重要的指导意义。

一、科学认识的基础 坚定的信念

科学发展史表明,是否有坚定的信念是一个科学家的研究工作能否成功的一个至关重要的因素。因为这种科学信念将会影响科学的研究方向和目标,同时也是科学家们克服重重困难、不断前进的强大精神动力。在爱因斯坦看来,拥有坚定的信念是科学家们进行研究的基础。宗教信仰也是一种执著的信念,但爱因斯坦的科学信念与宗教信仰截然不同。他不止一次地指出,他的信念是一种类似于世界宗教感情的理性的信念,其中包括对外在世界存在的客观性、规律性、可知性的坚定信念。

首先,爱因斯坦认为: 相信有一个离开知觉主体而独立的外在世界,是一切自然科学的基础。 [1]他在自传中曾指出,自己在12岁时就抛弃了宗教天堂,坚信在我们之外有一个离开我们人类而独立存在的巨大世界。爱因斯坦的这种信仰,深深地受影响于斯宾诺莎。他承认: 斯宾诺莎的思想

收稿日期:2005 10 18

基金项目:湘潭大学科研项目(0509002)。

作者简介:张今杰(1972-)男,湖南宁乡人,哲学博士,湘潭大学哲学与社会学学院副教授,硕士生导师。研究方向:西方科学哲学。

对我始终是亲切的,我始终是这位哲学家及其教导的诚挚的赞美者。 [2]斯宾诺莎的泛神论思想深深地影响着爱因斯坦的科学生涯。他说: 我相信斯宾诺莎的那个在存在事物中的有秩序的和谐中显示出来的上帝,而不相信那个同人类的命运和行为有牵累的上帝。 [3]实质上来说,斯宾诺莎所说的 上帝 不是梵蒂冈的上帝,而是 自然 或 物质 的别称,是 绝对无限的存在,亦即具有无限 多 属性的实体 。[4]实际上这是一个客观存在的世界,它不以我们人类的意志为转移, 它在我们面前就像一个伟大而永恒的谜,然而至少部分地是我们的观察和思维所及的 。[5]也就是说,这个客观存在的像谜一样的世界是我们认识的对象。只有坚信这一点,科学认识的发展与进步才有可能。

其次,爱因斯坦相信,世界是和谐的、有规律的,而且这种规律是可以被认知的。他说: 相信世界在本质上是有秩序的和可认识的这一信念,是一切科学工作的基础。 [6]也就是说,任何科学家的研究工作,都是从世界的合理性和可知性这个信念出发的。这是一个不可或缺的预设,缺少了它,科学家的工作就成了无源之水、无本之木。他自己这样来描述这种信念: 在一切比较高级的科学工作背后,必定有一种关于世界的合理性或者说可理解性的信念,这有点像宗教感情。 [7]这种宗教感情是异常重要的,因为 在这种(信赖)不在的地方,科学就退化为毫无生气的经验 。[8]正是在这种信念的引导下,爱因斯坦才能坚持进行长期艰苦卓绝的研究工作。爱因斯坦是一名宗教的异教徒,可他为什么还是要用 宇宙宗教感情 来称呼这种信仰呢?对此他的解释是 我没有找到一个比 宗教的 这个词更好的词汇来表达[我们]对实在(Realitt)的理性本质的信赖(ver trauen) 。[9]他认为,虽然他无法证明科学真理就是对客观事物的正确认识,但他对此坚信不移,正因为如此,爱因斯坦才能够为这种蕴含了宇宙和谐的科学真理而不断奋斗。 渴望看到这种先定的和谐,是无穷的毅力和耐心的源泉。 [10]这种坚定的信念,是爱因斯坦摘取科学史上一颗颗璀璨明珠的必要保证。

爱因斯坦认为,宇宙的合理性与和谐性不是没有根据的,宇宙的秩序与和谐性的根本原因在于因果关系。对这一点他坚信不移,并因此而与量子力学的哥本哈根学派进行了长时间的论战。玻恩对此进行了评价: 爱因斯坦比他以前任何人都要清楚地看到物理定律的统计背景。而且在征服量子现象这个荒原的斗争中,他是先驱。可是后来,当他自己的工作已出现了统计原理和量子原理的综合,而这看来几乎为所有的物理学家认为是可以接受的时候,他却对它敬而远之,并且表示怀疑。 [11]爱因斯坦认为量子力学对世界的几率解释是不严肃的,哥本哈根学派的量子物理学所信仰的是掷骰子的上帝,他坚信世界中的完美和谐的秩序是客观存在的,也是可以被认识的。他说: 无论如何深信上帝不是在掷骰子。 [12]

爱因斯坦抛弃了宗教天堂,归依科学事业之后,与世俗宗教、人格化的上帝分道扬镳,以世界的合理性、宇宙的和谐、自然的秩序、事物的规律、现象的统一作为其科学研究的信念。正是由于这种强烈的科学信念,为爱因斯坦进行毕生的科学探索提供了无穷的力量源泉。

二、科学方法的基本精神 对权威的怀疑

在爱因斯坦抛弃宗教天堂的同时,他也拥有了一种怀疑所有权威的科学精神。在12岁时他就认定 圣经 里的故事绝大多数不可能是真实的,甚至他认为 圣经 是国家故意用谎言来欺骗年青人的东西。对 圣经 的不信任, 引起我对所有权威的怀疑,对任何社会环境里都会存在的信念完全抱一种怀疑态度,这种态度再也没有离开过我 。[13]他认为理论来自于经验,但来自于经验的理论是可疑的,感觉经验是既定的素材,但是要说明感觉经验的理论却是人造的。它是一个极其艰辛的适应过程的产物,是假设性的,暂时的,永远不会是最后定论的,因此它始终要遭到质问和怀疑。他不但对各个领域中的权威的研究成果表示怀疑,而且对自己的研究成果也表示怀疑,持批判态度。他曾引用一句格言来讥笑那些抱住权威不放的人: 谁企图在真理和认识的领域内要人们认为他是不可动摇的权威,那他就要在上帝们的哈哈大笑中垮台。 [14]这样一种怀疑和批判的精神指引着爱因斯坦的科学研究生涯。

在大学时代,爱因斯坦的这种怀疑和批判精神使得他不满于以强制和灌输为特征的教育制度,不肯遵循校方的培养方案,是一个令老师和家长都十分头痛的 坏学生 。他不追随老师的教学,但他主动地自学,主要精力用于研读大量物理学的经典著作,而对数学等不感兴趣的课程则不闻不问。他的这种鲜明的个性给他带来的极大的麻烦。在大学毕业以后,他梦想着能成为母校苏黎世联邦工业大学的助教,但他这种直率和对权威的 不信任 、 不支持 ,在教授们看来是 不合时宜 的,因此教授们在助教岗位空缺时没有选他。为了生计,爱因斯坦不得不四处奔波,忙于一些临时工,或者做短时间的补习老师,生活十分孤寂凄苦。尽管如此,他的怀疑精神始终伴随着他。在瑞士联邦专利局工作时,这种怀疑精神得到了升华。专利局的局长哈勒对于专利申请的审阅工作有独到的见解,他对自己的职员有这样的要求: 你们着手审查时,你们要设想,发明者所说的全是假话。如果你们不这样想,顺着发明者的思路走去,你们就会受束缚。你们始终要有批判眼光,要警惕。 [15]哈勒的工作方法的内在精神与爱因斯坦的怀疑精神有着异曲同工之妙,因此,爱因斯坦十分尊敬和感激哈勒,多年以后仍视之为自己的老师和最好的朋友。

实际上,任何对权威的怀疑都意味着对传统的强大挑战,甚至可能会导致思想领域的革命。因此对怀疑者和批判者而言不可避免地要冒着极大的风险,极有可能会遭遇各种意想不到的困难。爱因斯坦对此有着清醒的认识,也做好了充分的思想准备。他把科学研究比喻成钻木板,谫: 科学研究好像钻木板。有人喜欢钻薄的,而我喜欢钻厚的。 [16]正