恩斯特·马赫⁽¹⁾

在这些日子里，恩斯特·马赫同我们永别了，他对当代自然科学家在认识论上的倾向有极大影响，他是一个具有罕见的独立判断力的人。他对观察和理解事物（Sehen und Begreifen）的毫不掩饰的喜悦心情，也就是对斯宾诺莎所谓的“对神的理智的爱”（amor dei intellectualis），如此强烈地迸发出来，以致到了高龄，还以孩子般的好奇的眼睛窥视着这个世界，使自己从理解其相互联系中求得乐趣，而没有什么别的要求。

然而一位非常有才能的自然科学家怎么会关心起认识论来呢？难道在他自己的专业领域里没有更有价值的工作可做吗？我时常从我的许多同行那里听到这样的议论，或者在更多的人那里觉察到他们有这种想法。我不能同意这种看法。当我记起我在教书时所碰到那些最有才能的学生，也就是那样一些不仅以单纯的伶俐敏捷，而且以独立的判断能力显露头角的人们的时候，我可以肯定地说：他们是积极地关心认识论的。他们乐于进行关于科学的目的和方法的讨论，而从他们为自己的看法作辩护时所显示出来的那种顽强性中，可以清楚地看出这个课题对于他们是何等重要。这确实不是什么可奇怪的事。

如果我不是由于像功名利禄之类的外在原因，也不是，或者至少也不完全是由于爱好锻炼智力的游戏作乐而从事一门科学，那么，作为这门科学的新手，我必定会急切地关心这样的问题：我现在所献身的这门科学将要达到而且能够达到什么样的目的？它的一般结果究竟在多大程度上是“真的”？哪些是本质的东西，哪些则只是发展中的偶然的东西？

在评价马赫的功绩时，人们不应该提出这样的问题，比如说，在马赫对那些普遍性问题的想法中，有哪些是前人所没有想到过的？事物的这种真理必须一次又一次地为强有力的性格的人物重新加以刻勒，而且总是使之适应于塑像家为之工作的那个时代的需要；如果这种真理不总是不断地重新创造出来，它就会完全被我们遗忘掉。因此，要回答下面这样的问题，虽然并不十分重要，却是很困难的：“马赫所教导的是什么，哪些是培根和休谟所根本没有过的新东西？”“就相对于各门科学的一般的认识论观点而论，马赫同斯图亚特·弥耳⁽²⁾、基尔霍夫（Kirchhoff）、赫兹（Hertz）、亥姆霍兹（Helmholtz）等人的主要区别何在？”事实是，马赫曾经以其历史的批判的著作，对我们这一代自然科学家起过巨大的影响，在这些著作中，他以深切的感情注意各门科学的成长，追踪这些领域中起开创作用的研究工作者，一直到他们的内心深处。我甚至相信，那些自命为马赫的反对派的人，可以说几乎不知道他们曾经如同吸他们的母亲的奶那样吮吸了多少马赫的思考方式。

按照马赫的看法，科学不过是一种用我们逐步摸索得来的观点和方法，把实际给予我们的感觉内容加以比较和排列的结果。因此，物理学同心理学的区别，不在于它们的对象的不同，而在于把材料排列和联系起来的观点的不同。对马赫来说，在他面前的最主要的课题，就是以他所通晓的专业科学来表明这种排列是怎样逐一完成的。作为这种排列活动的结果，就产生了抽象的概念和联系这些概念的规律（规则）。概念和规律这两者必须这样来确定，使它们一起构成一个排列的纲目（Schema），那些需要加以排列的东西可以在这个纲目中可靠而又清楚地排列起来。按照上面所说的，只有在概念所涉及的事物以及概念同这些事物得据以对应起来的观点能够被显示出来的时候，概念才有其意义。（《概念的分析》。）

像马赫这样一个有才智的人物，他的重要性不仅在于他满足了当时哲学的某种需要，而这种需要可能被一些积习很深的专业科学家看成是一种多余的奢侈。这种在排列事物时被证明是有用的概念，很容易在我们那里造成一种权威性，使我们忘记了它们的世俗来源，而把它们当作某种一成不变的既定的东西。这时，它们就会被打上“思维的必然性”、“先验地给予”等等烙印。科学前进的道路在很长一段时期内常常被这种错误弄得崎岖难行。因此，如果我们从事于分析那些流行已久的概念，从而指明它们的正确性和适用性所依据的条件，指明它们是怎样从经验所给予的东西中一一产生出来的，这绝不是什么穷极无聊的游戏。这样，它们的过大的权威性就会被戳穿。如果它们不能被证明为充分合法，它们就将被抛弃；如果它们同所给定的东西之间的对应过于松懈，它们就将被修改；如果能建立一个新的、由于无论哪种理由都被认为是优越的体系，那么这些概念就会被别的概念所代替。

这样一种分析，在那些过多注意具体事物的专业科学家看来，大概是多余的，言过其实的，有时甚至是可笑的。但是由于有关的这门科学的发展需要，要用一个更加严格的概念来代替一个习用的概念时，情况就完全不同了。这时，那些从未认真对待过这些概念的人，就会发出严厉的抗议，并且抱怨说，这是对最神圣遗产的革命的威胁。在这种叫喊声中，也夹杂着那样一些哲学家的声音，他们认为那个概念是不可缺少的，因为他们早已把它放进他们的“绝对的东西”或“先验的东西”的珠宝箱里去了，或者简单地说，他们早就这样安排好了，他们宣称这个概念是根本不可改变的。

读者一定已经猜到，我在这里所影射的，主要是空间和时间学说以及力学中的某些被相对论所修改了的概念。没有人能够否认，那些认识论的理论家们曾为这一发展铺平了道路；从我自己来说，我至少知道：我曾直接地或间接地特别从休谟和马赫那里受到很大的启发。我请读者拿起马赫的著作《发展中的力学》（Die Mechanik in ihrer Entwicklung），看看他在第二章的第6和第7节（“牛顿关于时间、空间和运动的观点”以及“牛顿观点的概括性批判”）中所陈述的论断。在那里，马赫卓越地表达了那些当时还没有成为物理学家的公共财富的思想。这些部分，由于它们同逐字逐句引证牛顿的地方连在一起而格外引人入胜。下面就是其中一些精粹的段落：

牛顿：“绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着，并且由于它的本性而均匀地同任何一种外界事物无关地流逝着。它又可名之为‘期间’（Dauer）。”

“相对的、表观的和通常的时间，是期间的一种可感觉的、外部的，或者是精确的，或者是变化着的量度，人们通常就用这种量度，如小时、日、月、年，来代替真正的时间。”

马赫：“……如果有一事物A随时间而变化，那么这只是说事物A的状态同另一事物B的状态有关。如果摆的运行同地球的位置有关，那么它的振动就是在时间上进行的。由于我们在观察摆的时候用不着去考虑它同地球位置的相依关系，而可以把它同任何别的事物作比较（……），所以很容易产生这样一种看法，认为所有这些事物都是无关紧要的……我们无法量度事物随时间所发生的变化。时间宁可说是我们从事物的变化中所得到的一种抽象，因为，正是由于一切都是互相联系着的，我们就没有必要依靠一种确定的量度。”

牛顿：“绝对空间由于它的本性，以及它同外界事物无关，它永远是等同的和不动的。”

“相对空间是前者的一种量度或者是其可动的部分，是通过它对其他物体的位置而为我们的感觉所指示出来的，并且通常是把它当作不动的空间的。”

接着是同它们相应的“绝对运动”和“相对运动”等概念的定义。关于这方面的，有如：

“把绝对运动和相对运动区别开来的有效原因，是背离运动轴的离心力。在单纯的相对的圆周运动中，这样的力是不存在的；然而〔在真实的、绝对的圆周运动中，这种力确是存在的。〕⁽³⁾这种力究竟是大还是小，那就要看（绝对的）运动量的情况。”

接下去便是那著名的水桶实验的描述，这个实验应当作为上述论断的直观依据。

马赫对这观点的批判是很有意思的；我从其中摘录一些特别精辟的片断：“如果我们说，一个物体K只能由于另一物体K′的作用而改变它的方向和速度，那么，当我们用以判断物体K的运动的其他物体A，B，C，……都不存在的时候，我们就根本得不到这样的认识。因此，我们实际上只认识到物体K同A，B，C，…的一种关系。如果我们现在突然想忽略A，B，C，…，而要谈论物体K在绝对空间中的行为，那么我们就要犯双重错误。首先，在A，B，C，…不存在的情况下，我们就不能知道物体K将怎样行动；其次，我们也就因此而没有任何方法，可用以判断物体K的行为，并用以验证我们的论断。这样的论断因而也就没有任何自然科学的意义。”

“一个物体K的运动总是只有在相对于别的物体A，B，C，…时，才能加以判断。由于我们总是有一些数目上足够多而彼此相对静止的，或者其位置变化得很慢的物体可供使用，所以我们在这里不一定要去指定一个特定的物体，而是能够有时忽略这一物体，有时忽略那一物体。由此也就产生了这样的一种想法：这些物体根本都是一样的。”

“牛顿用转动的水桶所作的实验，只是告诉我们：水对桶壁的相对转动并不引起显著的离心力，而这离心力是由水对地球的质量和其他天体的相对转动所产生的。如果桶壁愈来愈厚，愈来愈重，最后到达好几里厚时，那就没有人能说这实验会得出什么样的结果……”

这里所摘录的部分，表明马赫已清楚地看出了古典力学的薄弱方面，而且离开提出广义相对论已经不远，而这一切是在几乎半个世纪之前的事情！倘使在马赫还是精力充沛的青年时代，光速不变的重要性这个问题已经激动了物理学家，那么，马赫也许会发现相对论，这并不是不可能的。在没有来自麦克斯韦-洛伦兹电动力学的这种刺激的情况下，就是有了马赫的批判的要求，也不足以使我们感觉到有必要来给那些发生在不同地点的事件的同时性下个定义。

对于牛顿的水桶实验的那些看法，表明他的思想同普遍意义的相对性（加速度的相对性）要求多么接近。当然，他在这里并没有充分意识到，一个物体的惯性质量同引力质量的相等，会要求回到更广泛意义上的相对性假设，因为我们不能用实验来判断一个物体相对于一个坐标系的降落，究竟应当归因于引力场的存在，还是应当归因于坐标系的加速状态。

从马赫的思想发展来看，他不是一位把自然科学选作他的思辨对象的哲学家，而是一位有着多方面兴趣的、勤奋的自然科学家，对于这样的自然科学家来说，研究那些在人们普遍注意的焦点之外的细节问题，显然会使他感到愉快。关于这一点，有他自己单独发表的也有他同他的学生一起发表的关于物理学和经验心理学个别问题的几乎数不清的研究可以证明。在他的物理学的实验研究中，关于子弹所产生的声波的那些研究，是最为人们所熟悉的。虽然这项研究中所用的基本思想根本不是什么新的思想，但这些研究却显示出他非凡的实验才能。他成功地摄下了一些关于以超声速运动的子弹周围的空气密度分布的照片，从而揭露了前人所不知道的通过一种声过程来引起光的漫射的现象。他关于这方面的通俗演讲，对于任何一个能从物理事物中取得乐趣的人，都会感到亲切愉快。

马赫的哲学研究，仅仅是从这样一种愿望出发，那就是他想获得一种观点，从这种观点出发，他毕生所从事的各个不同科学部门就可以理解为一种统一的事业。他把一切科学都理解为一种把作为元素的单个经验排列起来的事业，这种作为元素的单个经验他称之为“感觉”。这个词使得那些并未仔细研究过他的著作的人，常常把这位有素养的、慎重的思想家，看作是一个哲学上的唯心论者和唯我论者。

在读马赫的著作时，人们总会舒畅地领会到作者在并不费力地写下那些精辟的、恰如其分的话语时所一定感受到的那种愉快。但是他的著作之所以能吸引人一再去读，不仅是因为他的美好的风格给人以理智上的满足和愉快，而且还由于当他谈到人的一般的问题时，在字里行间总是闪烁着一种善良的、慈爱的和怀着希望的喜悦的精神。这种精神也保护着他，使他受不到那种今天很少有人能够避免的时代病的影响，就是说受不到民族狂热病的影响。在他的通俗文章《关于飞行抛射体的现象》（Über Erscheinungen an fliegenden Projektilen）中，他也不能放弃在最后一段里所表达的他对于各个民族达到相互了解的衷心愿望。

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(1) 这是爱因斯坦于1916年3月14日写的悼念马赫的文章。这里译自莱比锡《物理学的期刊》（Physikalische Zeitschrift），1916年，第17卷，第7期，101—104页。

恩斯特·马赫（Ernst Mach），奥地利物理学家、心理学家和哲学家，生于1838年2月18日，卒于1916年2月19日。本文由何成钧同志译。——编者

(2) 约翰·斯图亚特·弥耳（John Stuart Mill，1806-1873），英国哲学家和经济学家，著有《推理的和归纳的逻辑体系》、《论自由》。——编译者

(3) 这里所引的牛顿的原文中漏了这半句话。——编者