馬赫和愛因斯坦探究論文

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馬赫是世紀(jì)之交物理學(xué)革命的啟蒙者和先驅(qū)，愛因斯坦是這場革命的先鋒和主將。馬赫在19世紀(jì)末敲打出的“火星”，在20世紀(jì)伊始點(diǎn)燃了愛因斯坦這支易燃的“火捻”，終于燃起物理學(xué)革命的熊熊“火焰”。本文將以馬赫與愛因斯坦之間的交往關(guān)系為主線，重點(diǎn)剖析一下愛因斯坦對馬赫的批評。

一、馬赫與愛因斯坦的交往

馬赫首次提及愛因斯坦好像是在1909年。當(dāng)時他在(能量守恒)第2版中加了一個新注，表示贊成愛因斯坦的相對論：

“空間和時間在這里未被看作是獨(dú)立的實(shí)體，而是現(xiàn)象相互依賴的形式。于是，我贊同相對性原理，我也在我的《力學(xué)》和《熱學(xué)》中堅(jiān)持贊成它。”

也就是在這一年，馬赫把他的再版書寄贈給愛因斯坦，由此引發(fā)了二人之間的通信。馬赫給愛因斯坦的信無從找到，但是從愛因斯坦致馬赫的信中可以看出，馬赫“對相對論感興趣”。在《能量守恒》再版的序言中，馬赫首次對普朗克1908年12月的萊頓講演做出了反應(yīng)。此后，馬赫一直關(guān)心著愛因斯坦的相對論和其后的研究，他在1914年致彼得楚爾特的兩封信中也對愛因斯坦的相對論表示好感。

1910年初，在弗蘭克的安排下，馬赫在維也納附近的住所會見了愛因斯坦。當(dāng)時馬赫已是年逾七旬的老人，愛因斯坦則剛剛30出頭，弗蘭克則是20多歲的小伙子。弗蘭克回憶當(dāng)時見面的情景：

“馬赫經(jīng)受了嚴(yán)重偏癱的折磨，從他的崗位退休了。他住在維也納郊區(qū)的一所房子內(nèi)，從事他的研究，偶爾接待來訪者。進(jìn)入他的房間，人們看到一個蓄著蓬亂的灰絡(luò)腮胡子的人，這個人臉龐一半顯得溫厚，一半顯得狡黠，看起來像一個斯拉夫農(nóng)民。他說：‘請大聲給我講話。除了我的其他令人不快的特征外，我?guī)缀跞@了。’”(PSL，xvi—xvii)

這次會見時間不長，似乎沒有觸及相對論，也許馬赫回避它，或者態(tài)度不明朗。愛因斯坦力圖說服馬赫接受玻耳茲曼的原子論進(jìn)路。使愛因斯坦感到快慰的是，馬赫在邏輯經(jīng)濟(jì)的意義上同意了原子假設(shè)。(El，627~628)

1913年7月，馬赫在慕尼黑近郊法特爾斯特滕村為《光學(xué)》第一卷寫了序言，該書由于種種原因直至馬赫逝世后五年才出版。馬赫在序言——該序言后來引起一場爭論——中寫道：

“從我收到的一些出版物中，特別是從我所收到的信件中，我推測我正在逐漸地被看作是相對論的先驅(qū)。我現(xiàn)在就能大致想象出，在我的《力學(xué)》一書中表達(dá)的許多思想，以后將從相對論的觀點(diǎn)遭到怎樣的解釋和誤解。

正如我不止一次看到的，可以預(yù)期，哲學(xué)家和物理學(xué)家將會繼續(xù)討伐我，因?yàn)槲沂且晃辉诟鱾€知識領(lǐng)域具有新穎思想的無偏見的漫游者。無論如何，我必須斷然否認(rèn)我是相對論的先驅(qū)，正如我拒絕當(dāng)今的原子論信念一樣。

我之所以達(dá)到不相信當(dāng)前的相對論的地步，是因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)，相對論變得越來越教條了，此外還有一些特別的理由——基于感官生理學(xué)的考慮，認(rèn)識論的保留，尤其是從我的實(shí)驗(yàn)得出的洞察——把我引向這樣一種觀點(diǎn)，這一切必須留待以后討論。

致力于相對論研究的不斷增加的思想的確將不會喪失；它對數(shù)學(xué)而言已經(jīng)是富有成效的，并且具有永恒的價值。然而，作為一種能夠在眾多新觀念擴(kuò)大的領(lǐng)域中找到位置的理論，它將會在未來某個時期在世界的物理學(xué)概念中保持自己的地位嗎?在這門科學(xué)的歷史中，它將證明不僅僅是曇花一現(xiàn)的靈感嗎?”

雖然無法肯定愛因斯坦上中學(xué)時是否學(xué)習(xí)過或聽說過馬赫有影響的物理學(xué)教科書，但是在上大學(xué)期間(1896～1900)，他在貝索的推薦下首次(1897)讀了馬赫的《力學(xué)》，同時還自學(xué)過帶有強(qiáng)烈馬赫色彩的弗普爾的電磁學(xué)教科書。在“奧林比亞科學(xué)院”時期(1902~1905)，愛因斯坦又一次和他的幾位摯友一起學(xué)習(xí)、討論過《力學(xué)》。1904年，在“馬赫主義”大本營的蘇黎世，愛因斯坦還參與了一個馬赫取向的小團(tuán)體的活動。1911年，愛因斯坦到馬赫思想影響濃厚的布拉格大學(xué)任教，他還與許多著名學(xué)者一起簽署了實(shí)證哲學(xué)學(xué)會宣言，在柏林掀起了學(xué)習(xí)和宣傳馬赫思想的運(yùn)動。在1909年至1913年間，愛因斯坦給馬赫寫了四封信，其中第三封信未署日期。這四封信透露出這樣的信息：愛因斯坦欽佩馬赫的力學(xué)著作和充沛精力，肯定馬赫天才的科學(xué)貢獻(xiàn)和巨大的認(rèn)識論影響，并特別推崇馬赫是相對論的先驅(qū)(未用“先驅(qū)”一詞)，表白在馬赫與普朗克爭論中站在馬赫一邊，自稱是馬赫的“虔誠的學(xué)生”。

在馬赫和以馬赫為首的批判學(xué)派的影響下，愛因斯坦早期哲學(xué)思想帶有強(qiáng)烈的懷疑的經(jīng)驗(yàn)論的色彩。廣義相對論的成功(1915年11月)使愛因斯坦看到，科學(xué)理論具有高度抽象、思辨和虛構(gòu)的特征，感性知覺并不是至高無上的，純粹思維在某種意義上可以把握實(shí)在。就這樣，愛因斯坦不得不做出痛苦的抉擇，逐漸地、緩慢地偏離和背棄了馬赫，“轉(zhuǎn)變”到霍耳頓所謂的“理性論的實(shí)在論”，或我杜撰的“科學(xué)理性論”和“綜合實(shí)在論”。雖說愛因斯坦在1916年3月14日還寫了悼念馬赫的動人的頌詞(El，83~90)，但是在1917年4月29日和5月13日寫給貝索的信中，卻把馬赫喻為堂吉訶德的“瘦馬”和“小馬”，并批評馬赫只能破壞而不能創(chuàng)造。1921年，馬赫遺著《光學(xué)》出版了。恍然大悟的愛因斯坦深感失望和痛苦，他于1922年4月6日在巴黎同科學(xué)家和哲學(xué)家討論問題時，首次正式地、公開地批判馬赫，《法國哲學(xué)學(xué)會公報》和英國《自然》周刊在1923年對此作了詳細(xì)報道。(E1，168~169)此后，愛因斯坦還利用有關(guān)場合，對馬赫思想進(jìn)行了全面的清算，不過他仍然實(shí)事求是地多次尊稱馬赫是相對論的“先驅(qū)”(El，273)。

二、愛因斯坦對馬赫的批評及其辨析

關(guān)于愛因斯坦對馬赫思維經(jīng)濟(jì)原理的批評，我們已作了論述。現(xiàn)在，我們擬就愛因斯坦對馬赫批評的其余幾個主要方面，逐一加以討論和分析。

1．愛因斯坦批評馬赫哲學(xué)“不可能創(chuàng)造出什么有生命的東西，只能撲滅有害的蟲豸。”(E3，432；1917年)

這話說得絕對了，而且也不完全符合事實(shí)，是一種有著強(qiáng)烈感情色彩的私下議論。誠然，馬赫哲學(xué)，尤其是他的實(shí)證論如斯圖迪(E．study)所說，是“一種依然完全不滿足的存在，一個饑餓的、捕食犧牲品的哲學(xué)猛獸。”但是，它決不是“否定論”，它并非只有破壞性而無建設(shè)性。事實(shí)上，它對相對論和量子論的建立都起過直接的和間接的促進(jìn)作用，因此連普朗克也認(rèn)為應(yīng)給馬赫哲學(xué)以榮譽(yù)，因?yàn)轳R赫哲學(xué)在“科學(xué)破產(chǎn)”的聲浪中為科學(xué)謀求了穩(wěn)固的基礎(chǔ)。馬赫在哲學(xué)上也有許多創(chuàng)新，在當(dāng)時乃至現(xiàn)在都產(chǎn)生了，并將繼續(xù)產(chǎn)生不可低估的影響。在科學(xué)上馬赫的時空相對性、馬赫原理、廣義協(xié)變、等價原理、近接作用、物理學(xué)與幾何學(xué)的結(jié)合、把動力學(xué)化歸為運(yùn)動學(xué)、現(xiàn)象論物理學(xué)等思想，以及有關(guān)科學(xué)方法論和探索心理學(xué)的論述(比如思想實(shí)驗(yàn)、幻想和想象力、直覺、科學(xué)美等)，都作為愛因斯坦的建設(shè)性的成分溶入愛因斯坦的思想和理論之中。

其實(shí)在愛因斯坦之前，就有人對馬赫存有類似的批評和誤解。馬赫在為自己辯護(hù)時說：

“我的著作中貌似破壞性的傾向，僅僅是針對摻入我們概念中的多余的、會迷誤人的東西。這樣，我相信我就把心理的東西與物理的東西、主觀的東西與客觀的東西的對立，正確地歸結(jié)為本質(zhì)的東西了，同時也就把傳統(tǒng)的迷信的觀點(diǎn)清洗出去了。這樣做并沒有改變科學(xué)地建立起來的觀點(diǎn)，同時卻為新的觀點(diǎn)獲得了地盤。我也不愿意以自滿自足、不知悔悟的態(tài)度，摒棄值得認(rèn)識和可以認(rèn)識的東西，去代替挽詩哀悼或仰天長嘆的‘不可知論’。”

盡管馬赫的意圖“不是旨在把新哲學(xué)引入科學(xué)，而是旨在從科學(xué)中清除舊的和僵化的哲學(xué)”，但是他并未忘記哲學(xué)的綜合功能和探索功能，他為此做出的許多可貴的新嘗試和有啟發(fā)性的新成果就是明證。

不可否認(rèn)，在理論物理學(xué)領(lǐng)域，馬赫的批判氣勢或多或少地掩蓋了創(chuàng)造性思維；他的批判思想的摧陷廓清的歷史作用，也使建設(shè)性的作為相形之下顯得有些黯然失色；而且，馬赫也許沒有意識到，摒棄把力學(xué)作為物理學(xué)基礎(chǔ)力學(xué)自然觀，并不意味著物理學(xué)沒有類似的共同基礎(chǔ)(愛因斯坦終生都在為構(gòu)造這樣一個基礎(chǔ)而努力)。但是，我們沒有理由苛求舊秩序的批判者和啟蒙者都是新秩序的建設(shè)者和創(chuàng)造者，更何況馬赫并不是嚴(yán)格意義上的理論物理學(xué)家(他是一位出色的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家!)。也許愛因斯坦獻(xiàn)給牛頓的頌詞同樣適用于馬赫：“你所發(fā)現(xiàn)的道路，在你那個時代，是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的唯一道路。”(E1，14~15)這才是所謂的歷史的辯證法。

2。愛因斯坦批評馬赫說：“他不僅把‘感覺’作為必須加以研究的唯一材料，而且把感覺本身當(dāng)作建造實(shí)在世界的磚塊，……只要他把這種想法貫徹到底，他就必然會不僅否定原子論，而且還會否定物理實(shí)在這個概念。”(E1，438；1948年)他還批評馬赫“忽略了”“這個世界實(shí)際上是存在的”(E1，213；1926年)，馬赫認(rèn)為“感覺材料是唯一的實(shí)在”(E3，394；1952年~1954年)，事實(shí)本身能夠而且應(yīng)該為我們提供科學(xué)知識”(El，22；1946年)。

愛因斯坦的這些批評實(shí)際上分為兩個方面，即是從認(rèn)識論或知識論和本體論上對馬赫感覺論的經(jīng)驗(yàn)論的批評。愛因斯坦的前一半批評確實(shí)有一定的道理，但把話講得絕對了。馬赫的感覺論的經(jīng)驗(yàn)論確實(shí)有些過于激進(jìn)、過于徹底了，他把感覺經(jīng)驗(yàn)和感性事實(shí)的作用過分看重了，而在一定程度上輕視或低估了概念化和理論化的作用。在馬赫看來，“感性事實(shí)既是物理學(xué)家用思想適應(yīng)經(jīng)驗(yàn)的一切活動的出發(fā)點(diǎn)，也是它們的目的。”(GJ，251)“對于物理學(xué)家來說，測量單位是建筑的基石，概念是建筑工具，而事實(shí)是建筑的結(jié)果。”誠然，馬赫的類似言論也有其理由，因?yàn)榭茖W(xué)的智力之樹畢竟扎根于經(jīng)驗(yàn)的土壤：它從感性事實(shí)中萌生，最終要用感覺經(jīng)驗(yàn)檢驗(yàn)。但是，感覺經(jīng)驗(yàn)終歸難以支撐龐大的科學(xué)系統(tǒng)，而且經(jīng)驗(yàn)并非都十分可靠，它在質(zhì)上和量上也很欠缺。雖然有些科學(xué)概念(比如力、溫度等)必須從經(jīng)驗(yàn)中汲取營養(yǎng)和力量，但是另外一些概念(比如熵、量子、夸克等)距離感覺經(jīng)驗(yàn)實(shí)在太遙遠(yuǎn)了。因此，波普爾拒斥“經(jīng)驗(yàn)科學(xué)可以還原為感性知覺”的觀點(diǎn)(馬赫在某種程度上持有這樣的觀點(diǎn))；他雖然承認(rèn)科學(xué)有經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，但他用輕蔑的沼澤地隱喻(是否又在相反的方向上走過頭了一些?)來詮釋這個經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。

在這里請不要忘記我們前面的論證：馬赫并不是一位極端的或狹隘的感覺經(jīng)驗(yàn)論者，他也肯定了科學(xué)中的種種智力因素的巨大意義，強(qiáng)調(diào)“概念的形成對科學(xué)來說是多么重要”(KE，98)，并為有人批評他“過分的重視感性和相應(yīng)地不了解抽象作用和概念思維的價值”作了強(qiáng)有力的辯護(hù)(GJ，280)。而且，馬赫在不同場合多次講過類似下面的偏向于理性論的言論：

“與觀察(因?yàn)榭偸怯写罅康暮蛷?fù)雜的附屬環(huán)境的影響)實(shí)際上能夠保證的相比，理論則更簡單、更精確地描述了事實(shí)，只有理論符合明確的決定性的理想。理論的這種精確性能使我們通過一系列相等的或不等的步驟，演繹出具有深遠(yuǎn)意義的與該理論一致的推論。”(KE，357)

費(fèi)耶阿本德正是羅列了馬赫的一大堆同樣的且具有辯證法思想的言論，列舉了愛因斯坦的一系列強(qiáng)調(diào)感覺經(jīng)驗(yàn)重要性的論述，認(rèn)為馬赫是辯證理性論者，而愛因斯坦是非理性的實(shí)證論者，他的論述更接近馬赫，更接近實(shí)證論。盡管我們不同意費(fèi)耶阿本德的最終結(jié)論，但是他據(jù)以立論的材料確實(shí)說明，馬赫并非絕對地“把感覺作為必須加以研究的唯一材料”，并非絕對地認(rèn)為“事實(shí)本身能夠而且應(yīng)該為我們提供科學(xué)知識”。

尚須注意的是，馬赫所謂的“事實(shí)”并不是僅指“感性事實(shí)”，它的涵義更為廣泛。馬赫認(rèn)為，除了以概要的形式收集盡可能多的事實(shí)外，自然科學(xué)還有另一個問題，即把比較復(fù)雜的事實(shí)分解為盡可能少、盡可能簡單的事實(shí)，這就是說明。正是在這個意義上，馬赫贊同邁爾(I．R．vonMayer，1814~1878)的觀點(diǎn)：“如果一個事實(shí)在它的所有方面都被認(rèn)識，那么事實(shí)用那種知識就被說明了，科學(xué)的問題也就終結(jié)了。”(HR，58)

至于愛因斯坦從本體論上的批評，在下一章論述馬赫所謂的“唯心論”時再詳加探究。不過，馬赫并沒有想用感覺作為構(gòu)造物質(zhì)論者或樸素實(shí)在論者的獨(dú)立于人的外在世界的磚塊，他至多只是把它當(dāng)作構(gòu)成唯一的現(xiàn)象世界的要素而已。而且，馬赫并未否定物理實(shí)在，他的實(shí)在原理只是把物理實(shí)在限定于可觀察的現(xiàn)象領(lǐng)域，他是偏愛關(guān)系實(shí)在而不喜歡實(shí)體實(shí)在的關(guān)系實(shí)在論者。他認(rèn)為物理要素是不可懷疑的，樸素實(shí)在論的觀點(diǎn)的價值怎么高估也不過分。在這個問題上，愛因斯坦有些過分拘泥于樸素實(shí)在論的獨(dú)立于人的外在世界的觀點(diǎn)子，這也是他與玻爾爭論長期未能獲勝的重要原因之一。要知道，自然界先于人而存在，生命的統(tǒng)一性先于自我和客我的區(qū)別而存在，人又先于自然科學(xué)而存在；自然界是一次給定的，人以及人的思想又是自然界的一部分；因此，以自然界為研究對象的自然科學(xué)也是人為的和為人的，以客觀性著稱的科學(xué)理論也是主體間性的。誠如馬赫所言：“改變?nèi)说难劬Γ憔透淖兞怂氖澜绺拍睢！?PSL，82)

3．愛因斯坦批評馬赫“相信毋須自由的概念構(gòu)造”，“他沒有正確闡明思想中，特別是科學(xué)思想中本質(zhì)上是構(gòu)造的和思辨的性質(zhì)；因此，正是在理論的構(gòu)造的這一思辨的特征赤裸裸地顯示出來的那些地方，他卻指責(zé)了理論，……”(El，22．10；1946年)“他沒有認(rèn)識到概念的形成中的那自由構(gòu)造的元素，他在某種程度上認(rèn)為，理論產(chǎn)生于發(fā)現(xiàn)，而不是產(chǎn)生于發(fā)明。”(E3，475；1948年)

愛因斯坦作為一個科學(xué)理性論者，十分強(qiáng)調(diào)概念的自由創(chuàng)造和基本原理的虛構(gòu)特征。其實(shí)，馬赫不僅多次講過抽象和概念在科學(xué)中的意義和價值，而且也洞察到概念形成中的自由構(gòu)造元素和理論中的某種虛構(gòu)成分。他指出：

“概念的選擇受事實(shí)的啟示；可是，看看這種選擇是我們在思想中任意摹寫事實(shí)的結(jié)果，則知在這件事情上留有自由的余地。”(KE，291)

馬赫不贊同歸納法，他注意到，“從特殊達(dá)到較一般的情況卻包含著某種任意性，這是很自然的，不同的探索者在這里采取不同的路線。”(KE，306)在談到自然探索者所使用的時空概念時，馬赫說：“我們認(rèn)清在不破壞事實(shí)的情況下，能夠設(shè)想任何空間的或時間的構(gòu)造。”(KE，324)馬赫提出的“n維離子”概念，就是這樣的有用的虛構(gòu)。

馬赫完全了解，物理學(xué)中的兩類概念都是理智的構(gòu)造，其中距離感覺經(jīng)驗(yàn)比較遙遠(yuǎn)的那類概念，更是科學(xué)家精神的最高創(chuàng)造。盡管這類概念缺乏返回感性知覺的直接通道，但它們的提出依然或多或少受到事實(shí)的啟示，而且也不能最終違背事實(shí)。在馬赫看來，在構(gòu)造概念和理論時，科學(xué)家并不是完全自由的，割斷回到實(shí)驗(yàn)室的生命線的空洞幻想對科學(xué)毫無價值，喪失與實(shí)在的接觸只能導(dǎo)致夢一般的無節(jié)制和不幸的畸形理論。馬赫反對純粹虛構(gòu)假設(shè)的科學(xué)，因?yàn)檫@種科學(xué)完全脫離感覺經(jīng)驗(yàn)，使科學(xué)變成空中樓閣。

其實(shí)，在概念形成和理論構(gòu)造方面，愛因斯坦與馬赫的看法并無實(shí)質(zhì)性的差異，而且他們都不推崇歸納法，都強(qiáng)調(diào)抽象、直覺、審美、想象、猜測乃至幻想的作用和價值。只不過兩人關(guān)注的重點(diǎn)有所不同：馬赫更明確地申述與感覺經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系，愛因斯坦則更強(qiáng)烈地主張思維的自由創(chuàng)造、理智的自由發(fā)明和概念的思辨、虛構(gòu)特征(他并未離開經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ))。

至于“發(fā)現(xiàn)”和“發(fā)明”問題，馬赫把科學(xué)創(chuàng)造稱為發(fā)現(xiàn)，共目的在于促進(jìn)科學(xué)洞察或消除智力不安；技術(shù)創(chuàng)造則是發(fā)明，它具有實(shí)用的目的，為的是消除物質(zhì)方面的困難；此外，二者之間幾無差別。在愛因斯坦看來，科學(xué)家是發(fā)明還是發(fā)現(xiàn)理論的問題，涉及到經(jīng)驗(yàn)材料對他們思維的影響程度。所謂發(fā)明，愛因斯坦意指精神跨越以感覺和材料為一方，以概念和原理的創(chuàng)造為另——方的二者之間的鴻溝；所謂發(fā)現(xiàn)，則意指按照現(xiàn)存在的模式或智力圖像整理經(jīng)驗(yàn)材料。愛因斯坦認(rèn)為發(fā)明是通向創(chuàng)造性思維的道路，但他在文章中常常混用這兩個詞。由此可見，在對科學(xué)創(chuàng)造過程的看法上，馬赫和愛因斯坦并沒有實(shí)質(zhì)性的分歧，至于是科學(xué)“發(fā)現(xiàn)”還是科學(xué)“發(fā)明”，主要是一個用詞習(xí)慣和偏好問題。

4．愛因斯坦批評說：“按照馬赫的看法，科學(xué)不過是一種用我們逐步摸索得來的觀點(diǎn)和方法，把實(shí)際給予我們的感覺內(nèi)容加以比較和排列的結(jié)果。”(El，84；1916年)“馬赫的體系所研究的是經(jīng)驗(yàn)材料之間存在著的關(guān)系；在馬赫看來，科學(xué)就是這些關(guān)系的總和。這種觀點(diǎn)是錯誤的，事實(shí)上，馬赫所作的是在編目錄，而不是建立體系。”(E1，169；1922年)

與彭加勒的科學(xué)理論三級結(jié)構(gòu)(事實(shí)、定律、原理)和愛因斯坦用探索性的演繹法建構(gòu)的邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑砝碚摗M義相對論和廣義相對論——相比，馬赫似無一個比較明晰的科學(xué)理論結(jié)構(gòu)構(gòu)架。在馬赫看來，科學(xué)是對事實(shí)的描述或整理。馬赫說：“一旦經(jīng)驗(yàn)明確地展現(xiàn)這些事實(shí)，而且科學(xué)已經(jīng)把它們經(jīng)濟(jì)地、清楚地排列成序，毫無疑問我們就可以理解它們，除了從心理上把握事實(shí)之外，絕不存在什么別的‘理解’。科學(xué)不是從事實(shí)中創(chuàng)造事實(shí)，而僅僅是整理已知事實(shí)。”(PSL，210~211)我們已經(jīng)講過，馬赫的科學(xué)觀是描述論的。盡管馬赫認(rèn)為理論或理論觀念(theoreticalidea)能夠擴(kuò)展事實(shí)且高于觀察，但仍認(rèn)為它們落入需要被直接描述代替的間接描述之中。(PSL，240~241)因而，理論僅有暫時的意義，在最終科學(xué)中是沒有地位的。法則、公式、定律一點(diǎn)也不被個別事實(shí)的集合具有更真實(shí)的價值，而僅具有經(jīng)濟(jì)的價值。(HR，55)更普適的物理學(xué)定律與描述并無本質(zhì)的不同，它只是比較簡明、扼要綜合而已。(PSL，254~255)科學(xué)說明即是用要素所作的描述，它只不過把事實(shí)分解得更少、更簡單罷了。(GJ，260)馬赫這種科學(xué)觀確實(shí)有很大的局限性，它很難容納高度抽象、極其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南鄬φ摵土孔恿W(xué)這樣的理論體系。愛因斯坦的批評不無道理。與他的下述觀點(diǎn)相比較，馬赫的科學(xué)框架就顯得太單薄了：

“事實(shí)上，表現(xiàn)在我們‘自然規(guī)律’中的普遍性的聯(lián)系，不僅僅是由觀察資料建立起來的；除非我們從理性的構(gòu)造著手，否則這些聯(lián)系就無法表達(dá)和推導(dǎo)出來，而理性的構(gòu)造不能只是經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果。其次，科學(xué)并不滿足于提出經(jīng)驗(yàn)規(guī)律；它倒是試圖建造這樣一個邏輯體系，這個體系是以為數(shù)最少的前提為根據(jù)，并把一切自然規(guī)律都包括在它的結(jié)論之中。這個體系——或者更確切地說它所代表的許多概念的總體——是同經(jīng)驗(yàn)的對象相對應(yīng)的。”(E1，368)

布雷德利認(rèn)為，馬赫把科學(xué)建立在“給予的”基礎(chǔ)上，而不是建立在“理性的”基礎(chǔ)上。在馬赫看來，感覺經(jīng)驗(yàn)是科學(xué)的基礎(chǔ)，理論的體系化是次要的。馬赫的科學(xué)觀是感覺優(yōu)于思維，描述優(yōu)于說明，直接描述等于科學(xué)定律，間接描述等于科學(xué)理論，布雷德利批評說，不管科學(xué)描述論觀點(diǎn)本身可能多么重要和真實(shí)，它不能是科學(xué)的全部真理。在通常的意義上，人們不能描述未發(fā)生的事，即不能描述未來。事實(shí)上，現(xiàn)有的科學(xué)理論比間接描述自然界作得更多，它激勵創(chuàng)造性的才能，給予驚人的預(yù)見功能。況且，經(jīng)驗(yàn)在交流之前并未變成科學(xué)，但交流的又不能是我們的經(jīng)驗(yàn)，因此一些基本的陳述是必不可少的。科學(xué)家一般并未用直接描述代替間接描述，從白屈菜酸的結(jié)構(gòu)式退回到黃葉片的時間和空間坐標(biāo)是不可取的，也是不必要的。赫伯特批評馬赫過于近視地傾向于概略地處理現(xiàn)象世界給予的材料，以致不容許他自己探索科學(xué)宏偉的、統(tǒng)一的概念框架。盡管馬赫鼓勵概念的多元化，主張以不同的、互補(bǔ)的方式審查資料而加深對自然現(xiàn)象的理解，但他對普遍的理論綜合感到不安，總擔(dān)心包入危險或引進(jìn)形而上學(xué)。(KE，xx~xxii)

但是，也有人不同意對馬赫的這些指責(zé)。弗蘭克說，“經(jīng)典”實(shí)證論者孔德和馬赫并不認(rèn)為自然定律可以簡單地從經(jīng)驗(yàn)“得到”。他們知道，必定存在著一種理論的出發(fā)點(diǎn)，一種為了將其結(jié)果與觀察相比較而通過人的想象建立起來的原理體系。無論如何，基本符號和聯(lián)系它們的定律可以看成是從那些能夠經(jīng)受住直接經(jīng)驗(yàn)檢查的原理出發(fā)而導(dǎo)出的邏輯結(jié)論，這是邏輯實(shí)證論和經(jīng)典實(shí)證論共同具有的主要特征之所在。哈勒爾(R.Haller)把馬赫的科學(xué)理論結(jié)構(gòu)圖景概括如下：(1)一個假設(shè)的基本功能是，它導(dǎo)致新的觀察和實(shí)驗(yàn)，從而反駁或修正我們的猜測，因而開拓經(jīng)驗(yàn)。(2)然而，一個實(shí)驗(yàn)的否定結(jié)果，也即一個假設(shè)的偽證絕不可看作是決定性的。(3)在自然科學(xué)中，從一個前提到若干結(jié)論之確鑿的確定，在可感知的實(shí)在中是不存在的，而僅在理論中存在。(4)通過任何類歸納程序獲得的結(jié)果必須用演繹檢驗(yàn)。(5)像人的任何其他創(chuàng)造物一樣，科學(xué)也是歷史的產(chǎn)物，而歷史則易于導(dǎo)致偏見和墨守陳規(guī)。(6)不僅存在生命的進(jìn)化，而且存在知識的進(jìn)化；知識本身促進(jìn)生命。(7)只有詩人的想象才使得能夠發(fā)現(xiàn)新的問題和方法，其價值在于它是否能成功地適應(yīng)或破除現(xiàn)有的理論結(jié)構(gòu)。哈勒爾得出結(jié)論：

“思考這七條命題(可以很容易地把馬赫著作中的其它許多相容命題補(bǔ)充在它們之中)，就像打開本世紀(jì)科學(xué)理論的一本著作：這一切都可以毫不修改地看作為現(xiàn)存公認(rèn)的知識財富。而且，這些想法也可以在那些人那里看到，這些人在自己的著作中把馬赫列入錯誤理解科學(xué)的人當(dāng)中。這些話無疑可以認(rèn)為是對愛因斯坦的反批評。”費(fèi)耶阿本德針鋒相對地對愛因斯坦進(jìn)行了反駁。他說，許多人重復(fù)“馬赫所作是在編目錄，而不是建立體系”的責(zé)難，這是不符合事實(shí)的。馬赫強(qiáng)烈地強(qiáng)調(diào)需要使普遍事實(shí)擺脫個人觀察和實(shí)驗(yàn)的特殊性，并總是“注意整體”。正如馬赫所述，力學(xué)的漸進(jìn)發(fā)展在于逐漸揭示“一個大事實(shí)”。最多產(chǎn)的科學(xué)家具有“廣闊的觀點(diǎn)”，天才的科學(xué)家能夠“明確察覺到貫穿所有事實(shí)的原理”，“在自然過程中直覺到它”，而樸素的觀察者則要受“次要情況”左右，難以選擇和注意本質(zhì)的東西。因此，富有成效的科學(xué)家不枚舉事實(shí)并把它們排列成表，他們或重構(gòu)它們，或致力于“構(gòu)造性的努力”，從他們自己的“觀念存貯中”建立“理想案例”。他們也不滿足于一致性，他們尋求“更大的和諧”，他們在普遍事實(shí)和本能原則中發(fā)現(xiàn)了它。在馬赫看來，為了試圖發(fā)現(xiàn)世界秩序，科學(xué)家探索原理，或者通過咨詢實(shí)驗(yàn)以蹣跚的、不確定的方式發(fā)現(xiàn)，或者本能地借助思想實(shí)驗(yàn)和由此引出的概括發(fā)現(xiàn)。原理定義了一種思維風(fēng)格，我們用這種方式“概述”或“理想化”已知事實(shí)。這是真正的創(chuàng)造性行為，它通過重建和改變事實(shí)與觀念而把二者聯(lián)系起來。馬赫對傳統(tǒng)的歸納法是持批判態(tài)度的，他偏愛直接地和“本能地”使用具有最大普遍性的原理，由于原理因我們環(huán)境的穩(wěn)定性“可以用來作為數(shù)學(xué)演繹的起點(diǎn)”。費(fèi)耶阿本德甚至斷言，愛因斯坦1905年相對論論文的程序也是馬赫描繪和推薦的程序。（[15]）

這些反批評也是有一定的根據(jù)的，而且并非完全不合情理，盡管費(fèi)耶阿本德顯得較為偏頗，尤其是最后的斷言似有武斷之嫌。不過，愛因斯坦的批評著實(shí)忽略了馬赫硬幣的另一面，因而所招致的反批評也就不足為怪了。不管怎么說，馬赫對待理論化的保守態(tài)度畢竟也是一個事實(shí)，現(xiàn)代科學(xué)從經(jīng)驗(yàn)論向理性論的回擺，愛因斯坦等人后來擺脫馬赫實(shí)證論，也說明了這一點(diǎn)。

5．愛因斯坦批評馬赫“不能容許”“理論的思辨性”(El，439；1948年)，批評包括馬赫在內(nèi)的實(shí)證論者的致命的“對形而上學(xué)的恐懼”(E1，410；1944年)。

馬赫是反形而上學(xué)的先行者。在馬赫看來，所謂形而上學(xué)是康德意義上的，即研究在經(jīng)驗(yàn)之外存在的事情。馬赫在他的指稱現(xiàn)象論的框架內(nèi)，也把形而上學(xué)定義為那些我們不能清楚地追溯其來源和歷史的觀念。如果一種觀念在理智上不能與其它觀念歷史地聯(lián)系起來，或一種事物與其它現(xiàn)象無關(guān)，我們便稱其為形而上學(xué)。一般而言，一個參照物與其它對象或觀念具有的關(guān)系越少，它就有較多的形而上學(xué)。馬赫以及后來的邏輯經(jīng)驗(yàn)論者通常也把思辯的、不可證實(shí)的理論化的東西稱為形而上學(xué)。于是，牛頓的“隱秘的質(zhì)”，康德的“物自體”，還有所謂“潛在的原因”，以及絕對時空、絕對運(yùn)動等等，在馬赫看來都是形而上學(xué)的朦朧，都是概念的怪物和思想的畸胎，都在清除之列。

馬赫反形而上學(xué)態(tài)度，源于他的感覺分析或作為其外觀的科學(xué)統(tǒng)一概念，也基于他的教學(xué)和社會經(jīng)驗(yàn)。馬赫深信，人的思想不能比處理感覺要素走得更遠(yuǎn)；正如弗洛伊德“潛意識的抑制力”限制人的本能欲望一樣，馬赫也期望它能限制人的智力渴望。馬赫牢牢地看守著科學(xué)的大門，不讓那些個人的臆想、幻覺、宗教感情之類的東西闖入科學(xué)。但是，愛因斯坦卻具有強(qiáng)烈的“宇宙宗教感情”，而且在1920年所寫的一封信中說：“一元論對宗教組織的挑釁立場，原則上是不公正的。在我看來，對人類而言，宗教盡管以最原始的形式傳達(dá)的超個人的內(nèi)容，也比海克爾的唯物論更有價值。我認(rèn)為，宗教的廢除即使在今天也會導(dǎo)致精神的和道德的枯竭，……”沃爾特斯對此評論說：馬赫并不具有愛因斯坦的這種形而上學(xué)的慷慨。

馬赫拒斥形而上學(xué)也以他的經(jīng)濟(jì)理論為根據(jù)。他在《感覺的分析》中說：

“一切形而上學(xué)的東西必須排除掉，它們是多余并且會破壞科學(xué)的經(jīng)濟(jì)性。”(GJ,iii)

他進(jìn)而表明：從科學(xué)的經(jīng)濟(jì)課題出發(fā)，查明現(xiàn)象的相互依存和被給予的東西的關(guān)系，形而上學(xué)即可隨之消失。馬赫提請人們注意：“當(dāng)我力圖清除自然科學(xué)說明中的一切形而上學(xué)時，我的觀點(diǎn)并不是說，所有用來作為圖像的觀念都要被排除，如果它們：是有用的并僅僅被視為圖像的話。”(PTH，333~334)

馬赫反形而上學(xué)的意圖也許是，為自然科學(xué)謀求一個堅(jiān)實(shí)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)；在科學(xué)與非科學(xué)乃至偽科學(xué)之間劃出一條分明的界線；把人們從形而上學(xué)假問題的徒勞無益的爭論中解放出來，從而致力于真正的科學(xué)研究。馬赫在《力學(xué)》第7版序言(1912)中的一段話恐怕是針對愛因斯坦說的：“在上世紀(jì)末，我的力學(xué)研究被順利地作為一種準(zhǔn)則。但是現(xiàn)在，康德傳統(tǒng)再次得勢，人們重新要求力學(xué)的先驗(yàn)基礎(chǔ)。”(SM，xxvii)雖然馬赫的意圖是好的，他的作法本身好像也沒有過多的值得挑剔的東西，但是問題在于：高度抽象的科學(xué)理論本身就具有與生俱來的形而上學(xué)的思辨性，能否成功地將它們一刀兩斷?科學(xué)家作為一個活躍的思維者，他能否僅滿足于“知其然”(自然界是怎樣的以及它的變化是怎樣進(jìn)行的)而不追究“所以然”(自然界為什么是這樣的而不是別樣的)?在這種意義上，愛因斯坦的下述說法是言之有理的：“任何理論都是思辨性的”，“人們沒有‘形而上學(xué)’畢竟是不行的”(E1，502，411)。愛因斯坦在1930年批評石里克的話同樣也適用于馬赫：

“事實(shí)上，物理學(xué)提供感覺經(jīng)驗(yàn)之間的關(guān)系，但僅僅是間接提供的。在我看來，物理學(xué)的本質(zhì)決不是用這個斷言就能詳盡無遺地概括出特征的。我率直地向你提出：物理學(xué)是嘗試用概念構(gòu)造真實(shí)世界的模型以及這個世界受定律支配的結(jié)構(gòu)的模型。的確，它必須嚴(yán)格地描述我們可以達(dá)到的那些感覺經(jīng)驗(yàn)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系；不過，它只有這樣才能與感覺經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來。……你將為愛因斯坦是一個‘形而上學(xué)家’而感到奇怪。但是，在這方面，每一個四條腿和兩條腿的動物實(shí)際上都是形而上學(xué)家。”

皮爾斯在他的(心靈哲學(xué))中的評論也值得人們仔細(xì)體會：

“馬赫是屬于自稱是經(jīng)驗(yàn)論哲學(xué)家的派別，他的目的在于使他們從所有形而上學(xué)的束縛中解放出來，并徑直地走向事實(shí)。這種嘗試也許是值得高度稱贊的——如果有可能實(shí)現(xiàn)它的話。但是，經(jīng)驗(yàn)表明，經(jīng)驗(yàn)論者恰如任何其他哲學(xué)家一樣，也是形而上學(xué)的，不過其差別在于，未被他們辨認(rèn)出的、與其他哲學(xué)家一樣的預(yù)先設(shè)想的觀念在面對所有的觀察事實(shí)時，更加暗中為害，更易于飄忽不定。”(KE，xvii)

6．愛因斯坦批評說：“馬赫可算是一位高明的力學(xué)家，但卻是一位拙劣的哲學(xué)家。”(El，169，1922年)

這是愛因斯坦對馬赫最嚴(yán)厲的批評，帶有強(qiáng)烈的情緒化色彩，它僅出現(xiàn)過一次。對照前述的馬赫哲學(xué)，不難看出它是嚴(yán)重失之公正和謹(jǐn)慎的。其原因在于，愛因斯坦在《光學(xué)》(1921)出版前，一直自以為馬赫關(guān)心和支持相對論的。當(dāng)他知道自己似乎受到蒙騙時，其憤懣之情是可想而知的。其結(jié)果，1922年4月在法國哲學(xué)學(xué)會回答問題時，即席講了馬赫是“可憐的哲學(xué)家”這句欠考慮的話。事隔不久，愛因斯坦就從沉重的打擊中恢復(fù)了鎮(zhèn)靜，肯定了馬赫的歷史功績，實(shí)事求是地稱馬赫為相對論的先驅(qū)，并把馬赫晚年反對相對淪歸咎于馬赫年事已高、嚴(yán)重癱瘓以及對相對論的思辨性不滿意。

三、馬赫與相對論

馬赫最終沒有接受相對論或曰反對相對論，在學(xué)術(shù)界似乎已成定論。馬赫在《光學(xué)》序言中提出了反對的三個理由，其所指有些至今仍不十分清楚。霍耳頓認(rèn)為馬赫反對相對論的原因在于馬赫的感覺論哲學(xué)和描述論的科學(xué)觀（[6]）。布萊克默認(rèn)為原因在于馬赫受丁勒影響而不能容忍相對論的四維時空形式(EM，247~285)。費(fèi)耶阿本德則認(rèn)為，普朗克把相對論的不變量看作是他假定在科學(xué)世界和感覺世界的絕對實(shí)在的一部分，這導(dǎo)致馬赫把相對論視為教條主義而加以反對。（[15]）

原西德青年學(xué)者在紀(jì)念馬赫《力學(xué)》出版100周年發(fā)表的文章中一反公認(rèn)的觀點(diǎn)，認(rèn)為《光學(xué)》序言和《力學(xué)》第9版(1933)序言中關(guān)于反對相對論的引文是馬赫的大兒子路德維希偽造的。他認(rèn)為馬赫并未反對相對論，其證據(jù)之一是愛因斯坦寫給馬赫的第三封信(他把時間確定為1913年／1914年新年前后)，其中有“我對你對新理論所表示的善意關(guān)心感到十分高興”；其證據(jù)之二是馬赫寫給彼得楚爾特的兩封信：

“其間，我收到了一本包含你關(guān)于相對論的文章的雜志，這真使我高興，不僅是因?yàn)槟愠姓J(rèn)我對這個論題的微薄貢獻(xiàn)的功績，而且同樣也有其它方面原因。”(1914年4月27日)

“所附的愛因斯坦的信是實(shí)證論哲學(xué)侵入物理學(xué)的證據(jù)。你應(yīng)當(dāng)為此高興。一年前哲學(xué)還是極其愚笨的——詳情證實(shí)了這一點(diǎn)。”(1914年5月1日)

沃爾特斯后來在他出版的書中，把他所設(shè)想的偽造稱為“骯臟行為”；在提交給布拉格會議的論文中，他把它稱為“肥皂劇”，把路德維希稱為“罪犯”(綽號馬赫二世)；并認(rèn)為關(guān)于馬赫反對相對論一說是本世紀(jì)60年代反實(shí)證論“戰(zhàn)役”發(fā)明的謠傳，反實(shí)證論今后將由于失去這顆反馬赫的科學(xué)哲學(xué)炮彈而變得更加困難。

對此，布萊克默寫了長篇文章《對格雷翁•沃爾特斯的答復(fù)》，逐行駁斥了“偽造說”。霍耳頓在對沃爾特斯論文的評論中指出，馬赫就相對論及其創(chuàng)始人所作的一切評論都是簡短的和含糊的，從來也未提供十分明確的贊同；沃爾特斯把論據(jù)建立在愛因斯坦的兩個詞“善意的關(guān)心”(也許是馬赫出于禮貌的評論)上是危險的；把提及的三封信件理解為馬赫接受相對論也是荒謬的，因?yàn)樗鼈冊谙喾吹姆较蛏险f得一樣多，且有利的話語也是模糊的、軟弱的。霍耳頓通過對彼得楚爾特的相對論文章的研讀指出，該文是一篇準(zhǔn)哲學(xué)文章，以表明相對論的基本版本符合馬赫和阿芬那留斯創(chuàng)立的相對主義的實(shí)證論。彼得楚爾特對時鐘佯謬無知，在對相對論的敘述中有許多錯誤，其實(shí)馬赫也對相對論不甚了解，不知道它是怎么回事。（[27]）

馬赫哲學(xué)把注意力主要放在了科學(xué)的經(jīng)驗(yàn)方面——這是有其充分的內(nèi)在的和外在的原因和根據(jù)的——相形之下有點(diǎn)冷落了科學(xué)的邏輯和語言分析，這需要用彭加勒的一些思想來平衡和補(bǔ)充。不過，馬赫1912年在《力學(xué)》第7版序言中談及他的理由：“力學(xué)的兩個方面——經(jīng)驗(yàn)的方面和邏輯的方面都需要研究。我認(rèn)為這在我的書中作了充分明確的表達(dá)，雖然我的著作有健全的理由特別轉(zhuǎn)向經(jīng)驗(yàn)的方面。”(SM，xxviii)不管怎么講，馬赫不贊成或反對相對論和原子論，畢竟顯露出馬赫哲學(xué)的某些瑕疵和缺陷。然而，誠如石里克所說：

“馬赫的哲學(xué)中有缺點(diǎn)，有矛盾，有站不住腳的地方。但是沒有任何批評可以有損于他作為偉大思想家的聲譽(yù)：心平氣和的公正態(tài)度、沒有偏見和獨(dú)立自主，他就以這些原則作為出發(fā)點(diǎn)來研究他的問題，他不可動搖地?zé)釔壅胬砗兔魑裕@些品德在任何時候都能使哲學(xué)家做出解放人類思想的事業(yè)。”

參考文獻(xiàn)和注釋

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關(guān)于這次會見的具體時間，伯恩斯坦認(rèn)為在1912年前后(PSL，xvi)，布萊克默估計可能在1910年前后(EM，253)，沃爾特斯說在1910年9月，但弗蘭克和愛因斯坦均回憶說是在1913年(PSL，xvi，E1，627)。其中PSL為E．Mach，PopularScientificLectures,TranslatedbyThomasJ．MeCormack,OpenCourtPublishingCompany,U．S．A.,1986．EM為JohnT.Blackmore,ErnstMach,HisWork，Life,andInfluence,UniversityofCaliforniaPress,1972．E1為《愛因斯坦文集》第1卷，許良英等編譯，北京：商務(wù)印書館，1976年第1版。

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哲人科學(xué)家由于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)給他規(guī)定的條件，不能固守一隅，而必須在對立的兩極保持“必要的張力，這就必然表現(xiàn)出一種積極的“機(jī)會主義”特征。因此，對哲人科學(xué)家思想的研究和分析，就應(yīng)該全面而細(xì)致，切不能以偏概全、道聽途說。參見李醒民：論作為科學(xué)家的哲學(xué)家，長沙：《求索》雜志，1990年第5期，第51~57頁。

李醒民：愛因斯坦的“宇宙宗教”，成都：《大自然探索》，第11卷(1993)，第1期，第109~114頁。

G．Wolters，MachandEinsteinintheDevelopmentoftheViennaCircle，ActaPhilosophicaFennica，52(1992)，14~32．

H.Howard,RealismandConventionalisminEinstein’sPhilosophyofScience:Einstein-SchilickCorrespondence,PhilosophiaNaturalis,21(1984),pp.616～629.

deplorablephilosopher似譯為“可憐的哲學(xué)家”或“可悲的哲學(xué)家”較為妥貼。

限于篇幅，此處無法詳細(xì)討論這個問題，這里僅作一概要闡述我已在我的另一部著作《偉大心智的漫游》中作分析。馬赫反對原子論和相對論，長期以來是兩樁學(xué)術(shù)公案，至今仍眾說紛紜。參見李醒民：《偉大心智的漫游》，福州：福建教育出版社1995年第1版，第七、八章。

G．沃爾特斯：恩斯特•馬赫和相對論，李醒民譯，北京：《自然科學(xué)哲學(xué)問題》，1988年第1期，第56~62頁。

G.Wolters，MachⅠ，MachⅡ，EinsteinundRelativitastheorie，Berlin／NewYork，1987．

G．Wolters，MathonAtomsandRelativity，ErnstMachandtheDevelopmentofPhysics，InternationalConference，Prague，1988，pp．435~463．

伯恩斯坦提出一個有趣的問題：在某種意義上，夸克(guarks)是現(xiàn)代物理學(xué)家的原子；雖然人們至今未能分離出一個“裸夸克”，但是卻未見到有玻耳茲曼-馬赫式的爭論，也未為“你看到了夸克嗎?”而煩惱。

M．石里克：哲學(xué)家馬赫，洪謙譯，北京：《自然辯證法通訊》，第10卷(1988)，第1期，第16~18頁。