1
物理学理论的目的与结构
1.7.7.4 论在物理学教学中假设的介绍
论在物理学教学中假设的介绍

与逻辑给予假设发现者的线索相比,逻辑并未给予希望陈述物理学理论赖以立足的假设的教师以任何更多的线索。它只是教导他,物理学假设群构成原理的体系,而原理体系的推论应该描述实验家确立的定律的集合。因此,物理学的真正逻辑的讲解必须由将在各种理论中使用的所有假设的陈述开始;紧接着这一步的应该是这些假设的许多有效推论的演绎;结局应该把这一大批推论与它们所要描述的一大批实验定律加以对照。

显而易见,这样的物理学讲解模式——它也许是唯一完美的逻辑模式——是绝对行不通的,因此可以肯定,从逻辑的观点看,无法以十分令人满意的形式提供物理学教育。物理学理论的任何讲解将不得不在逻辑要求和学生的智力需要之间妥协

我们已经指明,教师将必须首先满足于阐述某一或多或少广泛的假设群,并从假设中演绎若干推论,他将把推论毫不迟延地交付事实检验。很明显,这一检验将不是充分使人信服的;它将隐含相信某些从还未被阐明的推论出发的命题。如果事先未及时告诫学生,如果他不了解如此尝试的公式的证实是过早的,是行动在严格的逻辑强加在理论的任何应用的延迟之前的,那么他无疑会受到他将注意的循环论证的震撼。

例如,制定了普通力学和天体力学赖以建立的假设群、并演绎出这两门科学的若干章的教师,为了把他的理论与各种实验定律比较,他将无法等到他处理热力学、光学和电磁理论之时。可是,在做这种比较时,他可以碰巧使用天文望远镜,考虑膨胀,矫正来自电或磁的误差的原因,从而开始利用他还未阐明的理论。未受到预先警告的学生将说明该悖论;无论如何,当他理解这些证实是预先介绍给他的,以便尽快地通过例子厘清向他陈述的理论命题时,而且当他理解它们应该在逻辑上在他具有理论物理学的完整体系时晚一些到来,他将不再会感到大惊小怪。

用严格逻辑所需要的真正形式陈述物理学体系的这种实际不可能性,以及在逻辑要求的东西和学生的理解能够吸收的东西之间保持某种类型的平衡的这种必要性,使得这门科学的教学变得特别棘手。事实上,确实容许教师讲授那些注意细节的逻辑学家会反对的课程,但是这种宽容服从某些条件:学生应该知道,他接受的某些课程并未免除还没有辩护的知识空白和断言,他应该清楚地看到,这些空白在哪里,这些断言是什么;简而言之,必须使他满意的教育尽管必然有缺陷和不完善,但是不应当促使虚假的观念在他的心智中萌发。

因此,教师的持续关心将是与如此易于滑入这样的教育的虚假观念做斗争。

没有与物理学其余部分分开的孤立假设和假设群能够具有绝对自主的实验证实;没有判决实验能够在两个且仅仅两个假设之间裁决。不管怎样,教师在使某些假设受到观察检验前,他不能等待所有假设都被陈述:他不可能避免介绍某些实验,例如傅科实验或奥托·维内尔实验,这隐含信奉某个假设而不利于相反的假设;但是,他将必须仔细指明,他正在描绘的检验在什么方面行动在还未被陈述的理论之前,所谓的判决实验如何隐含先验地接受我们不再同意争辩的许多有效的命题。

仅仅通过实验归纳不能获得假设体系;然而,归纳可以在某种程度上指明导致某些假设的路线,而且并未禁止以议论的形式做无证据的断言。例如,在开始讲解天体力学时,并未禁止采纳开普勒定律,并未禁止表明这些定律的力学翻译如何导致看来好像求助于后来的万有引力假设的陈述,但是一旦得到这些陈述,就必须周密地观察,它们在什么方面不同于后来代替它们的假设。

尤其是,每当我们请求实验的归纳启发假设时,我们将不得不警惕为已完成的实验提供未进行的实验,为可行的实验提供纯粹想象的实验;无须说,我们将尤其不得不严格禁止诉诸不可能的实验。