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爱因斯坦的科学哲学观

爱因斯坦在相对论和原子物理领域做出的先驱性工作激发了实证主义物理观念的建立，因此很多人把他看作实证主义的守护神。对于实证主义者，爱因斯坦带来了科学的福音；而对于实证主义的反对者，他则是邪恶精神的代表。实际上，爱因斯坦对于实证主义和形而上学的态度并不是那么简单分明的。他性格中矛盾的一面不仅体现在他作为教师的行为和对待政治问题的态度上，也同样充分地体现于他的哲学思想中。

尽管爱因斯坦毫无保留地接受了玻尔原子理论的成功，但是站在哲学的角度，他仍然不愿承认物理学不以描述物理事实为目标而只是观察的总结。虽然，他意识到微观粒子不符合牛顿定律，不能从初始条件预测出未来的运动。但是，爱因斯坦期望着，或许有某种还未被发现的新理论，能够解释所有的物理事件。最终一组普适的场方程将会被发现，它包含了以光子为特例的一切粒子的运动定律。

我必须承认，在相当长的时间里，自己都误解爱因斯坦为玻尔理论实证主义解释的拥护者。1929年在布拉格召开的德国物理学家的集会上，我攻击了他们形而上学的立场并为马赫的实证理论辩护。在提到一个著名德国物理学家的观点之后，我说：“我坚持的观点与这个时代最伟大的物理学家、哲学家爱因斯坦一致。”当时，我以为提到爱因斯坦的名字，反对者们将会有所顾忌，但是我错了。当时有人提出，爱因斯坦并不接受马赫的实证理论，他认为物理定律不仅仅是观察的结合。他还补充道，实际上爱因斯坦完全支持普朗克的观点，即物理定律应该描述时空中与我们自身无关的客观真实。

当时，得知爱因斯坦的立场后我完全无言以对。不过，我马上意识到爱因斯坦对实证主义的抗拒很大程度上源自他对玻尔原子物理观念的态度。爱因斯坦的合作者兰索士曾在一篇文章里说，爱因斯坦的广义相对论是科学形而上学观的典范，而玻尔的理论则包含了激进的实证主义观。对我来说相对论是马赫思想的实现，兰索士竟然以这样的方式概括相对论，这让我十分震惊。

不久之后，记得大概在1932年，我去柏林拜访爱因斯坦。因为我已经很长时间没有与他进行私下的交流，所以对于他未公开发表过的对某些问题上的看法无从得知。我们讨论了玻尔的新物理学派，爱因斯坦又诙谐地说：“现在物理学兴起了一个新潮流。通过建立一些天才的理论实验，某些物理量被证明是无法测量的，或者更准确地说，根据自然定律，研究对象的行为干扰了人们的测量，使人们得不到任何结果。因此，在物理学中这些物理量也没有被保留的必要，它们只有形而上学的意义。”在这段话里，“物理量”显然是指微观粒子的“位置”和“动量”等。

爱因斯坦的话让我想起了他的相对论曾经引起的讨论。当时，相对论的反对者也声称，即使诸如“两个事件的绝对时间间隔”这种量没法测量，那么人们也不能宣称时间间隔或“绝对同时”只是毫无意义的词语堆砌。当时爱因斯坦是这样回应的：只有可以通过实验测量的量才是有物理意义的。P·W·布里奇曼也将相对论中的同时性理论作为用以说明“操作性定义”的典范。因此，我对爱因斯坦说：“这种物理新潮流不是你在1905年发明的吗？”爱因斯坦又幽默地回应：“一个好的笑话不应该重复太多次。”而后，他更严肃地解释道，相对论里并没有任何形而上学的描述，但是他认为电磁场或引力场和质量一样，都是物理真实。相对论告诉我们关于同一个物理真实的不同描述之间的关系。

实际上，爱因斯坦曾是一个实证主义和经验主义者，因为他从来不接受任何物理学长期建立起来的框架的限制。他认为，为了物理学的进步，人们可以随意发明新的公式和定律，只要它们能与新的观测结果相符合。更早的实证主义观认为物理的一般规律是个体观察的总结，而爱因斯坦则认为其基础应该是想象力的自由创造。发明者的产物只被两个原则限制：一是经验主义的原则（empiriciple），即理论推导的结论必须被经验证实；二是半逻辑半美学的原则（half-logical，half-aesthetici-ple），即物理定律应该在逻辑自洽的基础上越简洁越好。这一观念与“逻辑实证主义”几乎没有差别。

在二十世纪以来，尤其是爱因斯坦创建狭义相对论和广义相对论后，人们发现物理定律越来越难从观察结果中简单直接地总结出来，而且理论的基本原则与观察结果之间的关联更是前所未有的复杂。自十八世纪，物理学的发展也伴随着哲学的发展。普适规律再也不是对观察的总结，而是先由想象力创造、再被观察所验证。马赫的实证主义被逻辑实证主义所取代。

1933年夏，就在爱因斯坦永远离开欧洲前不久，他在牛津大学赫伯特·斯宾塞演讲上，就自己对物理理论本质的理解做了最详细地阐释。他首次谈论到十八世纪和十九世纪的机械论物理，说道：

那个时期的科学家们大部分都确信物理定律和基本观念不是人脑逻辑的自由创造，而是通过抽象法，对实验结果进行逻辑的处理后得到的。而广义相对论的出现证明这一观点是错误的。

就在爱因斯坦强调基础的物理观念是想象发明的产物之后，他说：

这一观念中，物理的基本原则具有纯粹的虚构性特征，而在十八、十九世纪这种观念并不流行。现在，由于物理的基本定律和实验可验证的结果之间差距越来越大，所以此观念的依据越来越清晰。这是因为，逻辑上越统一，逻辑独立的物理概念则越少，物理观念与实验观测之间的鸿沟就越深。

除了爱因斯坦的人生经历和思想等方面，我们发现他对科学实证主义观的态度上也具有内在的冲突。一方面，他认为必须尽快在物理学上达成一种前所未有的逻辑清晰性，以极度的激进主义要求从物理假设推导出与观察实验一致的结果，不愿意接受任何不能被观察结果检验的定律。另一方面，他却觉得即使逻辑实证主义也不能赋予科学中的想象力以足够的重视，无法将隐藏在某处的“确定性理论”证伪，而人们只要把这个理论找出来即可。因此，爱因斯坦的科学哲学观经常给不了解他的人一种“形而上学”的印象。实际上爱因斯坦坚持，只有可观测事实才能“验证”物理理论的实证主义要求。

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