物理学理论的某些公设不能被实验反驳吗？

我们方便地辨认出一个原则，它也方便地澄清了使用错误原则带给我们的繁杂的困难。

因此，如果我们提出的观念是正确的，也就是说，如果在理论的整体和实验事实的整体之间的比较必然地确立起来，那么我们应当按照这个原则看到朦胧性消失了，由于认为我们正在使每一个孤立的理论假设经受事实的检验，我们会在那种朦胧性中迷路。

我们将把最近经常详述和讨论的一个断言，放在我们想要消除悖论外观的断言之中的最前面。G.米约首次就化学的“纯物体”陈述它， ^[44] H.彭加勒针对力学原理详尽而有力地发展它， ^[45] 爱德华·勒卢阿也十分明晰地阐明它。 ^[46]

这个论断如下：物理学理论的某些基本假设不能同任何实验矛盾，因为它们实际上构成定义，因为物理学家使用的某些表达只有通过它们才能获得其意义。

让我们举勒卢阿引用的例子之一。

当重物自由下落时，它下落的加速度是恒定的。这样一个定律能够同实验矛盾吗？不能，因为它构成了“自由下落”意谓的东西的定义本身。如果在研究重物下落时我们发现这个物体不是以匀加速度下落，我们不应得出结论说所陈述的定律为假，而应说所观察的事实与所陈述的定律的偏离会有助于发现这个原因，会有助于分析它的结果。

于是，勒卢阿先生得出结论：“严格地看待事情，定律是不可证实的……因为它们构成了我们借以判断外观以及方法的标准，为了把它们交付其精确性能够超过任何指定的限度的探究，就必须利用这一标准。”

让我们按照先前制定的原则，再次更详尽地研究一下落体定律和实验之间的这种比较是什么。

我们的每日观察使我们获悉运动的整个范畴，我们把该范畴汇集在重物运动的名称之下；在这些运动中有重物的下落，此时它不受任何障碍物阻止。这个结果是，词语“重物的自由下落”对于仅仅诉诸常识知识而没有物理学理论的概念的人具有意义。

另一方面，为了把所讨论的运动定律加以分类，物理学家创造一种理论即重力理论，这是理性力学的重要应用。在这个打算提供实在的符号描述的理论中，也存在“重物的自由下落”的问题，作为支持这一完整图式的假设的推论，自由下落必然是匀加速运动。

现在，词语“重物的自由下落”具有两种不同的意义。对于不懂物理学理论的人来说，它们具有它们的实在的意义，它们意味着常识在宣布它们时意指的东西；对于物理学家而言，它们具有符号的意义，意味着“匀加速运动”。如果第二种意义不是第一种意义的记号，如果常识看做是自由的下落却未被视为匀加速的或接近匀加速的，那么理论便不能实现它的目的，由于按照我们已经讲过的话，常识观察本质上缺乏精确性。

这种一致性——无此理论在无须进一步审查的情况下就会被拒斥——终于达到了：常识宣称几乎是自由的下落亦即其加速度接近常数的下落。但是要注意，这种粗糙近似的一致并未使我们满意；我们希望推进和超越常识能够声称的精确度。借助于我们设想过的理论，我们装配能使我们以灵敏的准确性辨别物体的下落是否是匀加速的仪器；这个仪器向我们表明，常识认为是自由下落的某一下落具有可以微小变化的加速度。在我们的理论中给予词语“自由下落”以它的符号意义的命题，并没有以充分的准确性描述我们观察到的实在的和具体的下落的性质。

于是，两种抉择展现在我们面前。

首先，我们能够宣布，我们认为所研究的下落是自由下落以及要求这些词语的理论定义与我们的观察一致，都是正确的。在这种情况下，由于我们的理论定义不满足这一要求，就必须拒斥它；我们必须在新假设上构造另一种力学，在这种力学中，词语“自由下落”不再满足“匀加速运动”，而满足“其加速度按照某一定律变化的下落”。

在第二种选择中，我们可以宣布，我们在我们观察到的具体下落和由我们理论决定的自由下落之间确立关联是错误的，后者是前者的过分简单的图式；为了把下落恰当地描述成我们的实验报告它的样子，理论家应该放弃设想自由下落的重物，而应该借助受到诸如空气阻力这样的一些阻碍所阻滞的重物来思考；在凭借合适的假设描绘这些阻碍的作用时，他将创作比自由重物更复杂的，但却更易于重新产生实验细节的图式；简言之，与我们先前确立的语言（第四章第3节）一致，我们可以借助合适的“矫正”，力图消除诸如空气阻力这样的影响我们实验的“误差原因”。

勒卢阿先生断言，我们将宁可选择第二种而不是第一种，在这一点上他确实是正确的。很容易察觉到支配这种选择的理由。由于采取第一种选择，我们被迫从顶到底摧毁十分庞大的理论体系，而该体系以最令人满意的方式描述十分广泛和复杂的实验定律集。另一方面，第二种选择不会使我们失去物理学理论已经征服的领域中的任何东西；此外，它在如此庞大数量的场合中获得成功，以至我们能够更加信赖新的成功。但是，在给予重物下落定律的这一信任中，我们看不到任何类似于数学定义从它的真正本质中引出的确定性的东西，这类确定性也就是在怀疑圆周各点到圆心都等距必定是愚蠢的时候我们所具有的那种确定性。

在这里，我们拥有的无非是在本章第2节制定的原则的特别应用。在构成实验的具体事实和理论用来代替这个实验的符号描述之间的不一致证明，这种符号的某一部分必须被拒斥。但是，是哪一部分呢？这个实验没有告诉我们；它把猜测的重任留给我们的洞察力。现在，在进入这种符号构成中的理论要素中，总是存在若干要素，某一时代的物理学家不加检验地一致接受它们，他们认为它们是不容置辩的。因此，想要修正这种符号的物理学家必定将他的修正对准刚刚提及的那些要素之外的要素。

然而，迫使物理学家如此行动的不是逻辑的必然性。他不这样去做必定是笨拙的和缺少感悟的，但这并不是做某种在逻辑上荒谬的事情；尽管这样，他也不会步足以发疯到与他自己的定义矛盾的数学家的后尘。不仅如此，也许有一天通过不同的行动，通过为重新确立理论图式和事实之间的一致而拒绝乞求误差的原因并拒绝求助矫正，通过在共同赞成宣布为不可触动的命题中果敢地实行改造，他将完成一项开辟理论新历程的天才工作。

确实，我们实际上必须使我们自己保持警惕，不要轻信如下永远被担保的假设：这些假设变成普遍采纳的约定，它们的确定性似乎通过把实验矛盾投向更可疑的假定而驱散实验矛盾。物理学的历史向我们表明，人的心智十分经常地被导致完全推翻在数世纪被公认是不可违反的公理的原理，并在新假设的基础上重建他的物理学理论。

在数千年间，难道有比这个原理——光在均匀媒质中以直线传播——更清楚、更确定的原理吗？这个假设不仅推进了整个光学、反射光学和屈光学——它们的雅致的几何学演绎随意地描述为数甚多的事实，而且可以说它变成直线的物理定义。任何想要做直线的人诉诸的正是这个假设，比如证实一块木材是直的木匠，把他的测量器排成一列的勘测员，借助照准仪的小孔获取方位的大地测量员，用望远镜的光轴确定恒星位置的天文学家。然而，这一天终于来到了：物理学家把格里马尔迪观察到的衍射效应归因于某种误差原因感到厌倦了，他们决心拒绝光的直线传播定律并给予光学以全新的基础；这个大胆的决定对物理学理论而言是显著进步的信号。