1
物理学理论的目的与结构
1.6.1.3 按照前述的见解,物理学理论的价值依赖于人们采纳的形而上学体系
按照前述的见解,物理学理论的价值依赖于人们采纳的形而上学体系

构成纯粹数学科学的命题在最高程度上是被普遍接受的真理。语言的精确和证明方法的严格没有为不同数学家的观点之间的任何持久分歧留有余地;在数世纪期间,学说由于连续的进步而发展了,但是新概念并未使任何原先获得的领域蒙受损失。

没有一个思想家不希望他培育的科学像数学科学那样平稳而规则地成长。但是,如果说有一门科学使这一希望似乎特别合乎情理,那它实际上就是理论物理学,因为在所有充分建立起来的知识分支中,它确实是最少偏离代数学和几何学的分支。

现在,使物理学理论依赖形而上学,的确不是让它们享有普遍赞同特权的途径。事实上,哲学家不管多么坚信在处理形而上学问题时所使用的方法的价值,他也不能质疑下述经验论的真理:在审查中考虑一下人的理智活动的所有领域;在不同时代涌现的思想体系或由不同学派诞生的当代体系中,没有一个比在形而上学领域内的体系相互之间显示出更深刻的分歧、更尖锐的分离、更剧烈的对立了。

如果理论物理学从属于形而上学,那么把各种形而上学体系分隔开的歧见将扩展到物理学领域。一个形而上学学派的宗派主义者认为满意的物理学理论,将受到另一学派的党徒的排斥。

例如,考虑一下磁石对铁施加的作用,暂且假定我们是亚里士多德主义者。

关于物体的真实本性,亚里士多德(Aristotle)的形而上学教给我们什么呢?每一种实物(substance)——尤其是每一种物质实物——都起因于两种要素的结合:一种是恒久的(质料),另一种是可变的(形式)。由于其恒久性,在我们面前的一块质料始终是一块质料,在所有环境依然是同一块铁。由于其形式经受的变化,由于它经历的改变,这同一块铁的性质可以根据环境变更;它可以是固体或液体,或热或冷,呈现出如此这般的形状。

把这块铁放在磁石跟前,它在形式方面便经受特殊的改变,随着磁石的接近变化越强烈。这种改变对应于两极的出现,并给予铁块以这样的运动本原:一极倾向于接近磁石上与它相反的极,另一极则受到标示为磁石上的同类极的排斥。

对于亚里士多德主义的哲学家来说,潜藏在磁现象之下的实在就是这个样子;当我们通过把所有这些现象还原为磁石的两极之质的性质而分析它们时,我们便提供了完备的说明,形成完全满意的理论。尼古拉·卡博伊(Niccolo Cabeo)一六二九年在他的著名的论磁哲学的著作 [1] 中构造的就是这样的理论。

如果一位亚里士多德主义者宣布他满意卡博伊神父构想的磁理论,那么同一人将不会满意信守博斯科维奇(Boscovich)神父宇宙论的牛顿主义哲学家。

按照博斯科维奇从牛顿及其门徒的原理中得出的自然哲学, [2] 用铁的实物形式的磁改变来说明磁石施加在铁上的作用的定律,根本什么也没有说明;我们实际上正在听起来深刻,但却空洞的言辞下掩盖我们的无知。

物质实物并不是由质料和形式组成的;它能够被分解为不计其数的失去广延和形状,但却具有质量的点;在这些点的任何两个之间,存在与质量之积、与分隔它们的距离的某一函数成比例的相互吸引或排斥。在这些点中间,有一些点形成物体本身。在形成物体的点之间发生相互作用,只要分隔它们的距离超过某一限度,这种作用就变成牛顿研究的万有引力。另一些失去这种引力作用的点构成诸如电流体和热流体的无重量的流体。关于所有这些质点的质量、关于它们的分布、关于它们相互作用依据的距离函数的形式的适当假定,都是为了解释所有的物理现象。

例如,为了说明磁效应,我们想象每一个铁分子都携带相等质量的南磁流体和北磁流体;流体在这个分子周围的分布受力学定律支配;两个磁质量相互施加作用,其大小与这些质量之积成正比,与它们之间距离的平方成反比;最后,这种作用是排斥还是吸引,依据质量是同类还是异类而定。磁理论就这样发展起来:它由富兰克林(Franklin)、厄皮努斯(Oepinus)、托比阿斯·迈耶(Tobias Mayer)和库仑(Coulomb)开创,在泊松(Poisson)的经典专题论文中达到花繁叶茂。

这一理论给出了能够使原子论者满意的对磁现象的说明吗?确实没有。该理论承认在相互远离的磁流体的一些部分之间存在吸引或排斥作用;对原子论者来说,这样的超距作用,相当于不能被认为是实在的外观。

按照原子论的教导,物质是由大量散播在虚空中的十分微小的、坚硬的和刚性的各种形状的物体组成的。两个这样的微粒由于彼此分离,因而不能以任何方式相互影响;只有当它们彼此接触时,它们的不可入本性引起冲撞,它们的运动按照固定的规律更改。唯有原子的大小、形状和质量以及支配它们碰撞的法则,才提供物理学定律能够承认的唯一满意的说明。

为了以可理解的方式说明铁块在磁石存在时所经受的各种运动,我们不得不设想,磁微粒的洪流以被压缩的,尽管是不可见的和不可触摸的流从磁石逸出,要不然就趋向磁石凝结起来。在这些微粒急剧的行程中,它们以各种方式与铁分子冲撞,并从这些冲撞中产生力,一种浅薄的哲学把这些力归因于磁的吸引和排斥。卢克莱修(Lucretius)曾经勾勒的磁石性质的理论的原理就是这样,伽桑狄(Gassendi)在十七世纪发展它,此后常常有人再次采用它。

我们难道没有发现更多的难以满足的心智,谴责这种理论根本没有说明任何东西,并把外观当做实在吗?正是在这里,笛卡儿主义者出现了。

按照笛卡儿(Descartes)的观点,物质本质上等同于在长度、宽度和深度方面的广延,就像几何学语言表达的那样;我们必须考虑仅仅是它的各种形状和运动。对于笛卡儿主义者来说,如果你乐意的话,物质是一类不可压缩的、绝对同质的广漠流体。坚硬的、不可破坏的原子和把它们分隔开来的空虚空间只不过是像幻影一样的外观而已。无处不在的流体的某些部分可以被持续的旋转或旋涡运动激励;在原子论者粗陋的眼睛看来,这些涡旋或旋涡看来好像是单个的微粒。媒介流体把力从一个旋涡传给另一个旋涡,牛顿主义者由于不充分的分析,将把这些力看作是超距作用。这就是笛卡儿首先勾画的物理学原理,马勒伯朗士(Malebranche)进一步研究它,W.汤姆孙(W.Thomson)借助柯西(Cauchy)和亥姆霍兹(Helmholtz)的流体动力学研究,给今日的数学学说以精致的和精确的特征。

这种笛卡儿主义的物理学不能省却磁理论;笛卡儿曾经力图构造这样的理论。笛卡儿在他的理论中不无天真地用“微妙物质”的开塞钻代替伽桑狄的磁微粒,在十九世纪的笛卡儿主义者中间,这种开塞钻又被麦克斯韦(Maxwell)更科学地构想出来的旋涡接替。

于是我们看到,颂扬把磁现象还原为要素的理论的每一个哲学学派都用这些要素构成物质的本质,但是其他学派却拒斥这种理论,他们的原理不容许他们承认在该理论中有对磁的满意说明。