論愛因斯坦的探索性的演繹法

1、論愛因斯坦的探索性的演繹法一切理論，歸根到底方法的。愛因斯坦在創(chuàng)立論的過程中，也摸索出一套行之的科學方法。后來，他對的科學哲學反思，逐漸了他的別具一格的方法論體系，頗有的是性的演繹法、邏輯簡單性原則、準美學原則和形象思維。本文僅就愛因斯…一切理論，歸根到底方法的。愛因斯坦在創(chuàng)立論的過程中，也摸索出一套行之的科學方法。后來，他對的科學哲學反思，逐漸了他的別具一格的方法論體系，頗有的是性的演繹法、邏輯簡單性原則、準美學原則和形象思維。本文僅

2、就愛因斯坦的性演繹法論述。一、理論物理學的方法性的演繹法是理論物理學的方法。在愛因斯坦看來，理論物理學的完整體系是由概念，被對概念是的原理(亦稱假設、公設、定律等)，用邏輯推理的結論這三者所構成的。，理論物理學家所運用的方法，就在于應用那些基礎的原理，從而導出結論于是，他的工作可分為兩：他原理，然后從原理推導出結論。步工作，他在學生時代已的訓練和。，在某一領域中或者某一組的中，他的個問題解決，他就能夠?？墒遣焦ぷ?，即可用來演繹的點的原理

3、，卻完全不同的性質。這里并可以學習的和可以系統(tǒng)地用來的的方法?？茖W家在龐雜的經驗事實中間抓住某些可精密公式來表示的特征，由此探求自然界的原理。愛因斯坦指出，一旦找到了邏輯推理前提的理，那么邏輯演繹，推理就接著地涌現(xiàn)它們往往顯示出預料的關系，遠遠超出原理依據的實在的范圍。，只要用來演繹點原理尚未得出，經驗事實對理論家是毫無用處的。上，單靠從經驗中抽象的孤立的定律，他甚至么也做不。在他揭示出那些能演繹推理基礎原理之前，他在經驗的結果面前總是

4、無能為力。愛因斯坦把物理學理論分為兩種不同的類型，之“原理理論”。理論使用的是分析方法，而不綜合方法。它們的基礎和點的元素，用假設造的，而是在經驗中到的，它們是自然過程的特征，即原理。原理給出了各個過程或者它們的理論表述所的數(shù)學的判據。熱力學力圖用分析的方法，從永動機不經驗的事實，推導出為各個事件都的條件。用的演繹法起來的論，就屬于“原理理論”。物理學理論大多數(shù)是構造性的。它們企圖從簡單的式體系，并以此為材料，對的構造出一幅圖像。氣體分

5、子運動論力圖把機械的、熱的和擴散的過程都歸結為分子運動——即用分子假設來構造過程。當說，地一群自然過程，的思想是指，概括過程的構造性的理論起來了。愛因斯坦，構造性理論的優(yōu)點是完備，有性和，原理理論的優(yōu)點則是邏輯上完整和基礎。([1]，pp109～110)論愛因斯坦自覺地運用性演繹法的杰作。它以其革命性的新觀念和卓有的理論結果為人津津樂道，而且它所體現(xiàn)出的科學方法的新穎、精湛理論的邏輯結構的嚴謹，也令人嘆為觀止。愛因斯坦在創(chuàng)立狹義論(19

6、05)時，他依據的僅僅是光行差和斐索實驗這兩個并不的實驗材料，著名的二階以太漂移實驗即邁克耳孫莫雷實驗，對他并直接。他主要對16歲時想到的“追光”思想實驗的沉思，對經典力學和經典電動力學基礎的考察，了思維的自由，了兩個假設——性原理和光速不變原理(美國著名科學史家霍耳頓，在狹義論中，除了被為公設的兩個原理外，愛因斯坦還作了四個假定：關于空間的各向同性和均勻性，三個是定義鐘的同步的三個邏輯性質。霍耳頓的學生米勒后來指出，的四個假定兩個原理

7、的結果，獨立的假設。參見文獻[3]，p196)。然后，他以此為邏輯前提，接二連三地推導出了關于運動學和電動力學的結論，著名的質能關系式是他先前料想到的，結論大大超出了兩個原理所依據的實在的范圍。廣義論(1915)的。廣義論的兩個原理，即廣義性原理和等效原理，前者是愛因斯坦基于把性原理到底的信念（從慣性系推廣到加速系)的，后者是依據厄缶實驗(慣性質量等于引力質量)和升降機思想實驗的。在1905年，愛因斯坦采用了性的演繹法，從而使他能夠高屋

8、建瓴、勢如破竹，一舉砍斷了哥爾提阿斯死結(哥爾提阿斯是古代夫利基阿國王，相傳他曾把的車乘的轅與軛用繩結系住，死得無法解開，聲言能解開此死結者，得以結治亞細亞。死結后來被亞歷大大帝用劍砍斷)，開拓了奇妙的新世界。那些惱人的以太漂移實驗，那些使人迷惑不解的單極電機電動勢的“位置”問題，在愛因斯坦的理論體系中已不成其為問題。，代的博大精深的科學學幼年時代的以歸納為主的方法，正在讓位給性的演繹法。”([1]，p.262)三、愛因斯坦大膽運用性的

9、演繹法的直接動因只是在廣義論之后，愛因斯坦才把性的演繹法方法論原則從理論上論述?？墒?，早在創(chuàng)立狹義論時，他就在中大膽運用科學方法了，并在對它已有的認識。愛因斯坦大膽運用性的演繹法的直接原因有兩個：其赫茲、玻耳茲曼、彭加勒等人的思想，其當時的物理學現(xiàn)狀使得他不那樣做。在聯(lián)邦工業(yè)大學期間(1896~1900)，愛因斯坦自學了赫茲、玻耳茲曼等科學大師們的著作。赫茲在他的名著《力學原理》(1894)中試圖重構力學，為此他僅空間、和質量三個原始概

10、念。赫茲的力學體系在科學家個人的“內在直覺規(guī)律”從經驗引出的公理之上，它能夠導出經驗預言。赫茲“內在直覺規(guī)律”的功能像“康德意義上的先驗判斷”一樣，并且聲稱他的力學重構是演繹系統(tǒng)，與牛頓的《原理》(全稱《自然哲學的數(shù)學原理》)有許多相同的風格。在公理體系中，可以推演出與的觀察記錄照的可檢驗的結論，依據該結論與可觀察的世界不，來決定體系。愛因斯坦不贊同赫茲的隱質量概念和“把自然追溯到力學的主要定律”的長遠，赫茲強調公理描述的威力卻給他留下

11、了的印象。公理描述與其說在經驗材料上預言理論結構，倒不如說在公理和直覺上預言理論結構。愛因斯坦也自學了玻耳茲曼的《力學講義》(1897)。在該書中，玻耳茲曼把力學物理學的核心，愛因斯坦當然不會同意看法的。，玻耳茲曼重構力學的方法的下述特點，會強烈地震撼愛因斯坦敏感的心弦：“恰恰是力學原理的不明晰性，在我看來以假設的智力圖像為起點而的，而是從一開始就以與外部經驗相的嘗試而的?！?[2]，p127)玻耳茲曼的意思很清楚：力學原理的不明晰，在

12、于經驗歸納，而不在于智力圖像。玻耳茲曼的“智力圖像”概念比赫茲的“外部的圖像或符號”更自由，愛因斯坦此注意到，力學的發(fā)展已使原理凌駕于經驗材料之上。彭加勒在《科學與假設》(1902)中對約定主義的論述，對愛因斯坦的性的演繹法的必定大有裨益，愛因斯坦在“奧林比亞科學院”時期(1902~1904)曾和他的同伴索洛文、哈比希特一起研讀過這本膾炙人口的暢銷名著。彭加勒對數(shù)理科學的基礎了敏銳的、批判性的審查和分析后得出：幾何學的公理既非先驗綜合判

13、斷，亦非經驗事實，它們原來約定。物理學直接地以經驗為基礎，但它的原理也幾何學公理那樣的約定特征。例如慣性原理，它先驗地支配的真理，否則希臘學者早就知道它了，它也經驗的事實，人們從來也用不受外力的物體做實驗，無法用實驗證實或否證它。分析，它們化歸為約定或隱蔽的定義。，彭加勒得出結論說：在數(shù)學及其的學科中，“可以看出自由約定的特征”他進而指出：“約定是的精神的自由活動的產品”，“在所有的約定中選擇時，要受實驗事實的但它仍是自由的，只是一切矛

14、盾起見，才限制。”彭加勒在考察了物理學的理論后，物理學有兩類陳述——原理和定律。定律是實驗的概括，它們相孤立的系統(tǒng)而言可以近似地被證實，原理是約定而成的公設，它們是的、的，超越了實驗所及的范圍。彭加勒還了約定主義的方法論意義。他說，當定律被由實驗證實時，可以兩種。可以把定律提交，于是，它依然要受到持續(xù)的修正，毋庸置疑，這將僅僅以證明它是近似的而終結?；蛘撸部梢赃x擇約定使命題為真，從而把定律提升為原理。在彭加勒看來，經典力學和經典物理學

15、的六大原理(邁爾原理即能量守恒原理、卡諾原理即能量退降原理、牛頓原理即作用與反作用原理、性原理、拉瓦錫原理即質量守恒原理、最小作用原理)的。彭加勒約定主義并無緣無故的。在近代科學發(fā)展的早期，弗蘭西斯培根了經驗歸納的新方法，方法對近代科學的發(fā)展起了巨大的作用，但后來卻助長了狹隘經驗事義的盛行。到19世紀，以惠威爾、穆勒為代表的“全歸納派”和以孔德、斯賓塞為代表的實證主義廣為流行，把經驗和歸納視為唯一的認識方法。到19世紀末，代的實證主義的