許良

德國現(xiàn)代物理學家與康德哲學

許良

19—20世紀之交，德國作為世界科學技術中心和現(xiàn)代物理學革命的發(fā)源地，涌現(xiàn)出一大批杰出的物理學家，他們有著受召于康德而又走出康德的共同心路歷程，繼承和發(fā)揚康德的批判精神，創(chuàng)造了堪稱一流的科學成就，展示了在唯理論和經驗論之間保持必要張力的科學認識論與科學方法論原則。

德國物理學家；康德哲學；批判精神

19—20世紀之交，德國何以成為世界科學技術中心和現(xiàn)代物理學革命的發(fā)源地，并涌現(xiàn)出一個杰出的物理學家和思想家群體？這是學界一直關注和研究的重要課題。我們認為，這雖是一個涉及多種因素的科學社會學問題，但康德哲學在其中的關鍵性作用不可否認。在其思想深層，他們都受到康德強有力的感召，走出了一條源于康德而又超越康德的思想歷程，從而為人類的科學事業(yè)作出了卓越貢獻。

一、獨特的哲人科學家群體

眾所周知，德意志民族素以“哲學的民族”而著稱，而真正把這一民族引向哲學道路的正是康德。二百多年來，康德哲學不僅生發(fā)出不同的哲學流派，更養(yǎng)育了一大批德國乃至世界性的思想家。正如海涅談到康德的《純粹理性批判》在德國引起的“哲學熱”時所指出的那樣：“康德引起這次巨大的精神運動，與其說是通過他的著作的內容，倒不如說是通過在他著作中的那種批判精神，那種現(xiàn)在已經滲入于一切科學之中的批判精神。所有學科都受到了它的浸襲。……德國被康德引入了哲學的道路，因此哲學變成了一件民族的事業(yè)。一群出色的大思想家突然出現(xiàn)在德國的國土上，就像用魔法呼喚出來的一樣?！雹俸嗬！ずＤ骸墩摰聡?，薛華等譯，北京：商務印書館1980年版，第306－307頁。的確，在康德之后，出現(xiàn)了費希特、謝林和黑格爾，這是唯心主義發(fā)展康德哲學的道路。與之不同的是，一大批杰出的德國物理學家則沿著實證科學的道路去解釋和發(fā)展康德哲學，其結果是康德哲學的許多結論被改造、甚至被反駁，但其精神仍是康德哲學的那種批判精神，這也正是德國現(xiàn)代物理學優(yōu)秀傳統(tǒng)的重要特色。這批物理學家包括亥姆霍茲、赫茲、普朗克、勞厄、愛因斯坦、玻恩、海森伯等人。他們對康德哲學始終抱有極大的熱情，具有從康德的問題開始、最終又走出康德的共同的心路歷程。他們對科學的哲學背景比對科學的特殊成果更感興趣，在這種意義上，他們不僅是科學家，同時也是哲學家，是哲人科學家。

在玻恩看來，理論物理學是真正的哲學?！懊恳粋€現(xiàn)代科學家，特別是每一個理論物理學家，都深刻地意識到自己的工作是同哲學思維錯綜地交織在一起的，要是對哲學文獻沒有充分的知識，他的工作就會是無效的。”②玻恩：《我的一生和我的觀點》，李寶恒譯，北京：商務印書館1979年版，第26頁。他曾把這一點作為自己最主要的思想。英國學者梅爾茨在談到19世紀德國科學與哲學時曾指出：“德國科學家又是哲學家。……如果說歷史科學主要從謝林和黑格爾的哲學受益，這種哲學試圖對于人類即普遍靈魂的理智的和倫理的表現(xiàn)給出新的構造性的觀點，那么，數理科學和自然科學主要受康德哲學精神的影響，這種哲學使德國心智根深蒂固地沾染上對知識原理作批判的必要性。時時有一些數學和科學上的最杰出的志士仁人回到這些問題上來，并且他們總的來說都堅認康德在一個世紀之前所采取的立場?！雹勖窢柎模骸妒攀兰o歐洲思想史》，周昌忠譯，北京：商務印書館1999年版，第183頁。

的確，對于德國物理學家群體而言，科學的哲學背景始終比科學的特殊成果更有魅力，更值得思考。由此，有關因果性、時間和空間、科學實在等物理學基本概念的起源與本性的那些具有哲學高度的本源性問題始終是他們批判與反思的核心，而這一優(yōu)良傳統(tǒng)的形成與康德的批判哲學密不可分。每當這些德國一流物理學家在回首自己的科學成就時，常常心懷感激之情地談到康德哲學對自己的重要影響。正是在康德的感召下，他們立足于自然科學的堅實研究，去繼承和發(fā)展康德哲學。對他們來說，康德留下的真正財富不是康德對問題所給出的答案，而是那充滿字里行間的堅不可摧的批判精神。

二、富有批判精神的科學共同體

康德哲學以批判哲學而著稱，其《純粹理性批判》被看作是歐洲曾有過的意義最重大的一部著作，它的根本問題就在于：“先天綜合判斷”是如何可能的？換言之，“先天綜合判斷”存在的前提和根據何在？這正是一種徹底的批判精神的高度體現(xiàn)。所謂“批判”，絕不是完全否定，而是對問題進行澄清前提和劃定界限的工作，是一種本源性思維，康德思想之深刻、影響之大正在于此。然而，在以亥姆霍茲為首的德國現(xiàn)代物理學家看來，康德的批判精神并不徹底，他基于成功的牛頓力學和歐幾里得幾何學而獨斷地認為存在“先天綜合判斷”，并為之絞盡腦汁進行論證，結果陷入了自己所設定的獨斷論圈套。他們正是基于經驗事實所規(guī)定的外部條件，以批判的經驗論為武器，相繼揭示了康德關于空間、時間、因果性范疇的先驗幻象及其虛構性，為現(xiàn)代物理學的發(fā)展奠定了思想基礎。因而就其精神實質而言，他們正是康德所開創(chuàng)的偉大事業(yè)的真正繼承者與開拓者。

亥姆霍茲基于空間知覺的起源和本性的研究進而經驗地獲得了非歐幾何公理，揭示了歐幾里得幾何的世俗血統(tǒng)和經驗基礎，否定了康德賦予歐氏幾何的普遍必然性。然而，亥姆霍茲卻一再強調這正是對康德的忠誠：“我認為，康德受到了他那個時代的特殊科學的發(fā)展不完備的妨礙，并由此而陷入了謬誤。他的錯誤的核心在于歐氏幾何公理，在康德看來，這些公理是直觀的先天形式。然而，它們確實是由觀察檢驗的假設，如果它們被證明是錯誤的，它們就將最終被拋棄。最后這一點是我一直試圖建立的觀點，以此，我們拒絕為自然科學建立形而上學的可能性。事實上，康德是相信存在這種可能性的。我認為，在康德留下的論著中去領會這一可能性是如何地一直困擾著這位哲學家，他怎樣地翻來覆去，一再為之探尋新的闡述，并發(fā)現(xiàn)任一解答都不能使他滿意，這是極其有趣的?！谖铱磥恚绻阍陉P于幾何學和力學的公理的純先驗意義中辨認出康德的錯誤，那就是堅持康德的偉大工作的唯一可能?！雹貺.Koenigsberger,Hermann Von Helmholtz,Oxford:Clarendon Press,1906,p.256.1878年，他在《知覺中的事實》這一總結性論文中指出：“我始終認為感官生理學的研究是康德哲學的重大進展，就此而論，我們仍處在他的體系之上。在這種考慮中，我先前的研究曾時常強調當代感官生理學與康德學說間的一致，雖然這種承認并不意味著我們必須在所有次要問題上都保證遵守大師的名言?！雹贖elmholtz,EpistemologicalWritings,Dordrecht-Holland:D.Reidel Publishing Company,1977,p.143.換言之，重要的似乎不在于研究結論如何，而在于繼承康德的批判精神。

亥姆霍茲對于空間概念的批判和非歐幾里得幾何的論證，不僅對包括維也納學派在內的具有經驗主義血統(tǒng)的哲學流派產生了重大影響，而且深刻影響了赫茲、普朗克、勞厄、愛因斯坦等一大批杰出的德國物理學家。

《力學原理》是集中體現(xiàn)赫茲科學哲學思想的經典之作。19世紀末，面對電磁學和熱力學的成功，力學批判之聲漸起。正是在亥姆霍茲、馬赫、基爾霍夫等人的影響下，赫茲著手對作為力學體系之前提的基本概念、范疇以及已有的力學理論進行了深入的分析與批判，以便弄清力學的邏輯和哲學狀況，進而為物理學的統(tǒng)一奠定堅實的基礎。盡管該書仍將力學作為物理學的共同基礎，但其中已經顯示了經典物理學基礎的深刻矛盾，預示著行將爆發(fā)的物理學危機。雖然赫茲未能指出擺脫危機的出路，但其研究結果已經動搖了機械論自然觀的基本信念。

普朗克生性喜歡平和、不愿冒險，被稱為保守的革命者，但其思想深處卻充滿著深沉的批判精神。他終生不懈追求自然界的絕對規(guī)律和最高原理，具有自覺的科學歷史意識，善于對物理學基本概念的起源與發(fā)展進行批判性的考察，從中發(fā)現(xiàn)舊理論的局限和不足，進而找到創(chuàng)新的根據。面對經典物理學無法解釋的黑體輻射實驗事實，正是基于對能量守恒以及熱力學理論的歷史分析與深入思考，他大膽而謹慎地提出了“能量子”假設，由此揭開了量子革命的序幕。

對重大基礎性理論問題進行批判性思考也是勞厄科學事業(yè)的一大特色。他于1911年出版的《相對性原理》就相對論諸問題作了詳盡闡述，對某些錯誤觀點作了深刻批判，對相對論的傳播與發(fā)展作出了開創(chuàng)性貢獻。對學術權威的觀點，勞厄也不盲信盲從。以對康德哲學的研究為例，他認為亥姆霍茲“大大曲解了”康德，并且未能理解有關經驗可能性問題的整個深奧之處。他對愛因斯坦也有同樣的看法，認為愛因斯坦“沒有突出康德”?！霸谶@個問題上，我感到自己勝于愛因斯坦，”他在一封信中寫道，“我用了相當長的時間鉆研了康德的學說。”①弗里德里?！ず諣杻瓤耍骸对訒r代的先驅者》，徐新民譯，北京：科學技術文獻出版社1981年版，第209頁。

勞厄堅信自然界的因果律，反對哥本哈根學派的量子力學統(tǒng)計解釋，認為它是不完善的和“笨拙的彌補辦法”。在這個問題上，愛因斯坦認為勞厄和薛定諤是同時代人中僅有的兩位與他的看法相同的人。

堅不可摧的懷疑與批判精神同樣是愛因斯坦的優(yōu)秀科學品格。在他看來，分析流行已久的概念，指明它們的正確性和適用性的根據所在，指明它們是怎樣從經驗所給予的東西中一一產生出來的，這絕不是什么窮極無聊的游戲。只有這樣，它們的經驗血統(tǒng)才會被揭示，它們的過大的權威性才能被戳穿。愛因斯坦贊賞康德所提問題的深刻性和啟發(fā)性，但不同意他的先驗論。在《空間—時間》一文中，愛因斯坦指出，在幾何學（空間的學說）以及在它的基礎里，什么東西是先驗地確定了的，或者是先驗的必然的呢？以前我們以為每樣東西都似乎是理所當然的，而現(xiàn)在我們認為沒有一樣東西是這樣的。1918年愛因斯坦在給玻恩的信中談到對康德哲學的感悟：“只要您一旦對他的先驗的綜合判斷的存在讓了步，您就落入了圈套。我必須把這個‘先驗的’沖淡為‘約定的’，才不致同他非發(fā)生矛盾不可?？墒?，即使那樣，在細節(jié)上還是格格不入。這本書讀起來無論如何是有味的，盡管它還沒有他的先輩休謨的著作那樣好。休謨還有一個健全得多的本能?！雹佟稅垡蛩固刮募罚ǖ谝痪恚S良英等譯，北京：商務印書館1976年版，第104-105頁。在此，愛因斯坦明確地表達了他對先驗論的不滿，他的狹義相對論和廣義相對論正是對康德的先驗時空形式的反叛，由此把亥姆霍茲關于空間形式的批判進一步拓展到對于時間形式的批判，使先驗的空間和時間成為經驗的空間和時間。

基于對相對論和量子力學的深入研究，玻恩也開始認識到康德哲學的不足，而轉向一種可以算作是經驗主義的立場，但這個過程是很緩慢的。在他看來，經典物理學的嚴格決定論已不再成立，“在相對論改變了空間和時間的觀念之后，現(xiàn)在又必須修改康德的另一個范疇——因果性。這些范疇的先驗性不能再保持了?！雹诓６鳎骸段疫@一代的物理學》，侯德彭等譯，北京：商務印書館1964年版，第58頁。

面對相對論和量子力學所引發(fā)的認識論變革，海森伯也認為，由于相對論、非歐幾何和量子論的創(chuàng)立，康德所提出的直觀形式與范疇的先驗性問題已不再成立，那些先驗的概念也不能再被看作是嚴密自然科學的不變基礎。“現(xiàn)代物理學已經改變了康德關于先天的綜合判斷的可能性的陳述，將它從形而上學的陳述轉變?yōu)閷嵱玫年愂?。這樣，先天的綜合判斷便具有相對真理的特征。”③海森伯：《物理學和哲學》，范岱年譯，北京：商務印書館1981年版，第49頁。

以上分析表明，沿著由亥姆霍茲—赫茲—普朗克—勞厄—愛因斯坦—玻恩—海森伯這條路線，康德的批判精神進一步得到了發(fā)揚光大。如果說康德以理性取代神性，張揚了人的能動性、創(chuàng)造性的主體力量，得到的是具有神秘性、超驗性的先驗論學說，那么德國現(xiàn)代物理學家群體則立足于堅實的科學研究，以批判的經驗論沖淡、軟化先驗論，使之更符合科學的實際。由此展示了他們的科學認識論和科學方法論所具有的多元張力特色。

三、多元張力特色的科學認識論和方法論原則

康德曾被稱作“普魯士的休謨”，他把經驗主義引入僵化的萊布尼茨-沃爾夫唯理論體系，強調邏輯概念與經驗內容、理性與經驗密不可分，其《純粹理性批判》堪稱典范。但是，在康德那里，理性畢竟仍居于主導地位，后經費希特、謝林、黑格爾，理性更是被推上至高無上的地位。對于思辨唯心主義，德國物理學家予以嚴厲痛斥，他們立足于經驗事實所規(guī)定的外部條件進行大膽的理論探索，由此形成了集經驗論、唯理論、實在論、實證論等因素多元張力共存的科學認識論和方法論。正如批判學派的代表人物迪昂在談到不同國別的科學家及其理論特色時曾指出的那樣，在杰出的科學家身上，各種智力因素配比恰當、和諧共存，以致他們的非常完美的理論不再留有與個人或國家相關的特征。“在牛頓身上沒有英國人心智[mind（espirit）]的痕跡，在高斯或亥姆霍茲的工作中沒有德國人心智的痕跡。在這樣的工作中，人們不再能夠推測這個國家或那個國家的天才，而只是人類的天才。”①皮埃爾·迪昂：《德國的科學》，李醒民譯，北京：商務印書館2012年版，第114-115頁。的確，德國杰出的現(xiàn)代物理學家群體突出地展示了這種特色，只不過就個體物理學家而言，不同的智力因素在不同時期的強弱表現(xiàn)有所差別。

亥姆霍茲正像當年被稱作“普魯士的休謨”的康德一樣，積極吸收休謨、密爾等人的經驗論的合理成分，引進和推廣法拉第等人的科學方法與科學成就，由此對德國哲學與科學的思辨風尚的轉變發(fā)揮了重要作用。但他并未陷入狹隘的經驗主義，而是在經驗主義和理性主義傳統(tǒng)之間保持必要的張力，促成德國科學家群體特有的思維方式與科學方法。他對能量守恒與轉化定律和最小作用量原理的創(chuàng)立與發(fā)展作出了不朽責獻，并從關于人類知覺機制的長期研究轉向探求空間知覺的一般起源，最終推翻了康德的先天空間概念，展示了批判經驗論與科學理性論的完美統(tǒng)一。針對馬赫的實證主義觀點,亥姆霍茲曾提出尖銳批評：“自然規(guī)律決不僅僅是一個使我們更易于記憶事實的一種記憶技巧的邏輯概念。今天，我們已有足夠的遠見知道自然規(guī)律不是那些用任何思辨的方法就可以推論出來的東西。恰恰相反,我們必須從事實中發(fā)現(xiàn)它們，……自然規(guī)律具有一種我們不熟悉的，不由我們頭腦任意選擇和決定的力量。”②Helmholtz,Science and Culture:Popular and Philosophical Essays,edited by David Cahan,Chicago:The University Of Chicago Press,1995,p.208.

赫茲不僅具有理論家的邏輯性和創(chuàng)造性，而且具有實驗家的敏銳觀察能力，是能把解決最復雜的科學問題所需的一切都結合于自身的極富創(chuàng)造性的思想家，是集理論家和實驗家于一身的天才。

普朗克青年時代曾深受馬赫哲學的影響，隨著自身科學實踐的發(fā)展，他逐漸擺脫馬赫哲學的羈絆，走向科學實在論。在他看來,科學家應該是實在論者，而不是經濟論者，也就是說，他在研究現(xiàn)象的變化時，其目標在于從這些現(xiàn)象中找出永恒的而非暫時的、不以人的意志為轉移的普遍的東西。對此，普朗克認為，無論如何我們不得不承認，在感覺世界的背后還有另一個世界——實在世界。它的存在獨立于人類，我們只能通過感覺世界和感官給予我們的理解工具——某些符號，來間接地感知它。作為一位科學理性論者，追求物理世界圖景的統(tǒng)一性原理是他不懈努力的偉大目標。

勞厄通過X-射線晶體衍射實驗創(chuàng)造性地把屬于兩個不同領域的X-射線的波動說和晶體的空間點陣假說聯(lián)系在一起，這與他高超的實驗天才和理論思維能力密不可分。他堅持科學實在論，反對實證主義觀點，多次強調，如果不確信原子的存在，那他就永遠不會想到用倫琴射線透視方法進行自己的實驗。對于把原子論僅僅看作是一種工作假說的人，勞厄尖銳地指出：“倒是應該問一問這些懷疑論者，他們是否認為天空中存在著太陽和星星，或者由于天體離我們難以想象的遙遠，他們把天文學家關于巨大天體的論斷也認為是一種工作假說。我認為，我們至少擁有像證明星星存在那樣的確實的證據，來說明原子的存在?！雹俑ダ锏吕锵！ず諣杻瓤耍骸对訒r代的先驅者》，第218頁。

愛因斯坦是“兩面神思維”的典范，在科學實踐中他善于從對立中把握統(tǒng)一，使表面矛盾的歸納與演繹、經驗論與理性論、實在論與實證論等因素熔合為一個多元張力共存的和諧整體，在與先驗論、實證論等哲學觀點的不斷撞擊過程中逐步形成了以溫和經驗論、基礎約定論、意義整體論、科學理性論和綱領實在論為特色的科學哲學。

玻恩曾對實證主義予以高度評價，認為實證主義在科學中是一股生機勃勃的力量，其對量子力學的創(chuàng)立曾發(fā)揮重要作用，對于沖破先驗論哲學體系的束縛具有十分積極的意義。然而，實證主義存在嚴重不足，它認為科學理論僅僅是“經濟地”整理和描述感覺材料而人為地想出來的成規(guī)，從而否定客觀實在。這是一種沒有科學根據的形而上學。

海森伯在創(chuàng)建矩陣力學時堅持可觀察量原則，被看作具有強烈的實證論傾向；另一方面，他又未嚴格信守自己的可觀察量原則，展示了其思想中與實證論相抗衡的實在論因素，他堅信人類通過簡單優(yōu)美的數學方程可以把握客觀實在和自然規(guī)律，體現(xiàn)著濃厚的科學理性論色彩，從而在經驗論和唯理論之間保持著必要的張力。正如他在談到這一問題時所說：“如果我們回顧一下精密科學的歷史，也許能夠斷言，對自然現(xiàn)象的正確描述正是從這兩種對立觀點之間的張力中發(fā)展起來的。純粹的數學思維變得毫無成效，因為它玩弄著大量可能的形式，而不再返回到少數幾個實際上借以構造自然界的形式了。而純粹的經驗主義也沒有什么成效，因為它最終會陷入沒完沒了的、毫無內在聯(lián)系的表格之中。只是由于這種張力，只是由于大量事實和可能適合于它們的數學形式之間的相互作用，才能夠導致決定性的進展。”①W.Heisenberg,Across the Frontiers,New York:Harper and Row Publishers,1974,p.172.

顯然，德國杰出的現(xiàn)代物理學家群體的科學認識論和科學方法論富有多元張力特色。他們繼承德國哲學的理性主義傳統(tǒng)，反對經驗主義，但始終強調經驗事實的基礎地位，由此以批判的經驗論沖淡和軟化先驗論，同時以唯理論提升和改造經驗論，從而使科學理論（定律、原理）具有約定論的特色，使之既不像“先天綜合判斷”那樣絕對，又不像經驗論那樣軟得毫無規(guī)律可言。他們都堅持科學實在論觀點，堅信人類通過思維可以把握自然界的規(guī)律性和統(tǒng)一性，并且為之而不懈努力，從而超越了康德的“物自體”不可知學說。他們不僅創(chuàng)造了真正屬于科學家自己的哲學，同時為現(xiàn)代物理學革命和科學哲學的發(fā)展作出了劃時代的貢獻。

（責任編輯：韋海波）

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2095-0047（2015）03-0141-08

許良，上海理工大學社會科學學院教授。

本文為國家社科基金項目“亥姆霍茲與現(xiàn)代西方科學哲學的發(fā)展”（項目編號：07BZX019）的階段性成果。