中外科学家发明家丛书:彭加勒-第4章
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考虑到彭加勒主要是一位经典物理学家，考虑到这是一位57岁的长辈给
一位32岁的年轻人所写的推荐信，我们就不难看出，彭加勒对爱因斯坦的评
价是够高的了。当然，关于爱因斯坦“所走的道路之中大多数是死胡同”的
估价，如果指的是探索的结果而言，无疑是言过其实的。但是，如果它所指
的是探索的过程，那么这一估价对任何人都是成立的。何况彭加勒认为只有
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一个方向正确就足够了。何况彭加勒认识方向正确与否的问题最终要由实验
作出回答。更何况爱因斯坦本人在1934年的一封信中也承认：“至于探索真
理，我从自己不时撞入死胡同的痛苦的探索中认识到，在朝着真正有意义的
事情方面每迈出一步，不管是多么渺小的一步，都是难乎其难的”。
虽然说狭义相对论是爱因斯坦独立完成的，但他或多或少地受到了彭加
勒思想的启发。爱因斯坦曾在信中写到：
毫无疑问，要是我们回顾狭义相对论的发展的话，那么它在1905年已到
了发现的成熟阶段。洛伦兹已经注意到，为了分析麦克斯韦方程，那些后来
以他的名字而闻名的变换是重要的；彭加勒在有关方面甚至更深入钻研了一
步。至于我自己，我只知道洛伦兹在1895年的重要工作——麦克斯韦的电磁
理论和动体中的电现象和光现象的理论尝试——但不知道洛伦兹后来的工
作，也不知道彭加勒继续下去的研究。在这个意义上说，我在1905年的工作
是独立的。它的新特点在于理会到这一事实：洛伦兹变换的意义不仅在于它
和麦克斯韦方程有联系，而且它还一般地论述到空间和时间的本性。进一步
的新结果是：“洛沦兹不变性”是任何物理理论的普遍条件。这对我有特别
重要的意义，因为我以前已经发觉，麦克斯韦的理论不能说明辐射的微观结
构，因而不可能是普遍有效的。
1902年—1095年，爱因斯坦和他的挚友索洛文曾利用晚上的业余时间，
一起研读彭加勒的《自然与假设》，并进行了热烈的讨论。据索洛文回忆，
彭加勒的书对他们的印象极深，他们用了好几个星期紧张地阅读。有时念一
页或半页，有时只念一句话，立即就会引起强烈的争论，当问题比较重要时，
争论可以延续数日之久。由此可见这部著作对爱因斯坦科学和哲学思想的形
成起了举足轻重的作用。
有理由认为，爱因斯坦也读过或了解彭加勒的《科学的价值》和《科学
与方法》。这可以从他的下述言论中得到印证：
我同意昂利·彭加勒，相信科学是值得追求的，因为它揭示了自然界的
美。这里我要说的是，科学家所得到的报酬是在昂利·彭加勒所说的理解的
乐趣，而不是在于他的任何发现可以导致应用的可能性。
爱因斯坦曾多次坦率地表示，科学中的基本概念和基本原理既不是先验
的，也不是经验的，而是约定的。他说：“我们正在寻求的这个体系中，没
有一个特点，没有一个细节能够由于我们思想的本性，而先验地知道它必定
是属于这个体系的。关于逻辑和因果性的形式也同样如此。我们没有权利问
科学体系必须怎样来构造，而只能问：在它已经完成的各个发展阶段上，它
实际上曾经是怎样建造起来的？所以，从逻辑观点看来，这个体系的逻辑基
础以及它的内部结构都是“约定”。在评价彭加勒的“约定论”时，是通过
点评温特尼茨的《相对论和认识论》一本书表现出来的：
温特尼茨和康德一起断言，科学是由思维依据某些先验的原则建立起来
的某种体系，我们的科学大厦是而且应当是建筑在某些原则基础上的，而这
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些原则本身却不是来自经验，对此当然要毫不怀疑地加以接受。但是，当提
出这些原则的意义问题，或者提出这些原则不能替代的问题时，我就发生怀
疑了。是否可以认为，这些原则至少有一部分是被安排得使科学同这些原则
的随便改变不能并存呢？还是应当认为这些原则是纯粹的约定，就象词典里
词的排列原则那样呢？温特尼茨倾向于认为，第一种观点是正确的，而我认
为，第二种观点是正确的。
他在康德《导论》读后感中指出：必须把康德所谓的“先验的”冲淡成
为“约定的”。
爱因斯坦不仅赞成彭加勒的经验约定论，而且根据他的科学创造的实
践，对比作了更为深入、更为明确、更为严格的阐释与发展。
在爱因斯坦看来，完整的科学理论体系是由基本概念、被认为对这些概
念有效的基本假设以及由逻辑推理得到的结论 （导出命题）这三者构成的。
其中在逻辑上不能进一步简化的基本概念和基本假设是理论体系的根本部
分，它们是整个理论体系的公理基础或逻辑前提 （因此科学理论也可以看作
是由两部分构成的），它们“都是自由选择出来的”“在逻辑意义上是自由
的约定”。很显然，爱因斯坦肯定了从直接经验上升到公理基础时约定的作
用，具体结论则是从公理基础出发逻辑地导出的；而彭加勒则把科学理论分
为事实、定律和原理三个层次，认为约定在逐级上升中都起作用，甚至在从
未加工的事实过渡到科学事实时也起作用。
从此可见，爱因斯坦的理论体系是通过探索性的演绎法自下而上 （由直
接经验到公理基础）、自上而下 （从公理基础到导出命题）构筑的，彭加勒
的理论体系实质上是立足于归纳法，通过约定式的推广，逐级自下而上（由
事实到定律，再由定律到原理）得到的。当然，彭加勒也认为可以大胆地从
事实直接提升到原理。
“要从经验得到基本概念和基本假设，只有通过那种对经验的共鸣的理
解为依据的直觉，也可以通过“猜测”、“大胆思辨”、“创造力的想象”、
“幻想”等思维跳跃的途径达到。爱因斯坦有一次在信中说道。
“因此”，他接着说：“基本概念、基本原理在逻辑上是独立于直接经
验的，二者的关系不象肉汤同肉的关系，而倒有点象衣帽间牌子上的号码同
大衣的关系。”
但是，彭加勒在直接经验与基本原理中间还加上了实验定律这个中介层
次，因此彭加勒的某些原理 （由定律推广以及在许多定律中寻求共同点而得
到的原理）与经验之间的关系似乎不是充分独立的。
对于基本概念和基本原理的选择的自由，爱因斯坦与彭加勒在索尔维会
议期间发生争论。
“对基本概念和基本原理的选择的自由是一种特殊的自由，这种选择的
自由完全不同于作家写小说时的自由。它倒多少有点像一个人在猜一个设计
得很巧妙的字谜时的那种自由。他固然可以猜想以无论什么字作谜底；但是
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只有一个字才真正完全解决了这个字谜。相信为我们的五官所能知觉的自然
界具有这样一种巧妙隽永的字谜的特征，那是一个信念的问题。迄今科学所
取得的成就，确实给这种信念以一定的鼓舞。”显然，这种特殊的自由是在
科学创造过程中的思维方式的自由，而作为思维最终成果的东西则应是客观
的。
“理论体系的逻辑应该是约定的”。彭加勒说。
“尽管如此，但是它们之所以能站得住脚，在于这个体系在事实面前的
有效性，在于它的思想的统一性，也在于它所要求的前提为数很少，而不是
很多。”
这次谈话结束以后，尽管彭加勒身体日渐衰弱，但与爱因斯坦的通信来
往仍频，爱因斯坦受彭加勒的影响因通信的愈频而深厚。
有一次，彭加勒谈到了科学向统一性迈进的问题时说：“这种迈进原因
在于自然界是统一的，科学由于约定的原因，就不得不具有主观性色彩和人
为成分。”
爱因斯坦答复道，科学作为一种现存的和完成的东西，是客观的；而科
学作为一种尚在制定中的东西和追求的目的，则是主观的。”当一个人在讲
科学问题时， ‘我’这个渺小的字眼在他的解释中应当没有地位。但是，当
他是在讲科学的目的和目标时，他就应当允许讲到他自己。因为一个人所经
验到的没有比他自己的目标和愿望更直接的了。
这两位巨匠的交往，因为彭加勒的去世而中断，但现代物理学却因他俩
的交往而日渐精深和发达。
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七、与马赫的私交
马赫1838年生于奥地利帝国边境上的一个小镇。他22岁时毕业于维也
纳大学并获得博士学位。1867—1895年，他在布加格大学任实验物理学教
授，并两次担任校长职务。1895年，马赫应聘到母校负责专为他设立的“归
纳科学的历史和理论”讲座，成为世界上第一位科学哲学教授，1916年去世。
19世纪后期，当动摇经典理论的新实验和新发现还未大量涌现时，当物
理学家还沉浸在盲目乐观的情绪之中时，马赫就洞察到经典力学理论框架的
局限性。他在《力学史话》中指出：绝对时间无法根据比较运动来量度，无
法与经验观测相联系，因此，“它既无实践价值，也无科学价值”，是一种
无用的形而上学概念。不久，彭加勒就加入了这场对经典力学的批判，被当
时人们称为批判学派的成员。
早在1898年，彭加勒在一次讲演中就明显地表现出对牛顿的绝对时空观
的不满。
他明确表示：
①没有绝对空间，我们能够设想的只是相对运动；可是通常阐明力学事
实时，就好像绝对空间存在一样，而把力学事实归诸于绝对空间。
②没有绝对时间；说两个持续时间相等本身是一种毫无意义的主张，只
有通过约定才能得到这一主张。
③不仅我们对两个持续时间相等没有直接的直觉，而且我们甚至对发生
在不同地点的两个事件的同时性也没有直接的直觉。
接着在下一次的讲演中，彭加勒又对牛顿的力学自然观提出质疑。“那
些对牛顿力学自然观持有偏爱的人们，是想把自然界弯曲成某种形式，但是
自然界井不是那么柔顺的”。
他通过分析得出结论说；
如果不能满足最小作用原理，就不可能有力学解释；如果能够满足，就
不仅有一种力学解释，而且有无数的力学解释；由此可得，只要有一种力学
解释，就会有无数其他的力学解释。
而且，这还不够，
要使力学解释是有效的，它必须是简单的；要在所有可能的解释中选取
有效的解释，除了作出选择的必要性外，还应当有其他理由。可是，我们迄
今还没有一种满足这个条件后而有某种效用的理论。
在批判牛顿力学的过程中，彭加勒与马赫结识了，在结识后的交往过程
中，他们之间的同中之异也暴露出来。
为了达到统一科学的目标，马赫设想一个物理和心理共同的经验“要
素”，作为统一解释的基点。他说：
如果在最广泛的、包括了物理的东西和心理的东西的研究范围里，人们
坚持这种观点，就会将“感觉”看作一切可能的物理经验和心理经验的共同
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“要素”，并把这种看法作为我们最基本的和最明白的步骤，而这两种经验
不过是这些要素的不同形式的结合，是这些要素之间的相互依存关系。这样
一来，一切妨害科学研究前进的假问题便会立即销声匿迹了。
正是从这一前提出发，马赫提出了“物是感觉（或要素）的复合”的命
题，而彭加勒在谈到外部对象或客体时则说：
为了称呼外部对象，人们发明了客体这个词，外部对象是真实的印象，
而不是稍纵即逝的现象，因为它们不仅是感觉群，而且是用不变的结合物粘
接起来的群，正是这种结合物，而且只有这种结合物才是客体本身，这种结
合物就是关系。
这次争论之后，彭加勒与马赫因科学上的分歧而视如路人。但不可否定
的是，彭加勒、马赫是世纪之交颇负盛名的科学大师和哲学大师，他们的科
学思想是20世纪新科学的先导，他们的哲学思想是20世纪新科学哲学的先
声。马赫扫清了思想障碍，彭加勒的经验约定论和综合实在论则在某种程度
上为现代科学的发展铺设了道路，而且它们都成为从经典科学哲学通向现代
科学哲学的桥梁。如果说马赫的科学哲学还未根本脱离经典科学窠臼的话，
那么彭加勒的约定论和较强的理论性则具有了现代科学的哲学意向。
从马赫到彭加勒，再联系到从彭加勒到爱因斯坦，我们可以看出现代科
学发展的潮流，也可以看出现代科学哲学发展的潮流。
这个潮流不仅极大地影响了本世纪20年代兴起的第一个真正的科学哲
学运动，而且也影响到当代科学哲学的某些方面。当代科学哲学的发展也打
上了他们的认识论和方法论的烙印。
马赫、彭加勒、爱因斯坦就是这条纽带上的纽结。他们三者，后者对前
者有所继承，更重要的是要看到，后者对前者有所突破、有所发展、有所创
新。
尤其是彭加勒和爱因斯坦，他们二者都是以第一流的科学家和哲学家的
眼光，对科学及其基础进行全方位的、根本性的研究的榜样。
他们怀有坚定的信念、充沛的激情、执着的追求，在科学前沿忘我地进
行开拓性的探索，力图以最适当的方式勾画出一幅简要的和易于领悟的世界
图象，力图谱写出思想领域内最高超的音乐。
他们以敏锐的头脑、明晰的思想、深刻的眼力，经常对科学理论的基础
作批判性的思考，他们的思想已深入到一个相当困难的问题，即科学创造的
心理机制和日常思维的本性命题。
彭加勒活跃于世纪之交，爱因斯坦在本世纪才开始崭露头角。他们一身
二任，他们使科学与哲学密切结合，相互促进，这种传统对后来年轻一代的
科学家和哲学家产生了举足轻重的影响，这也是当代科学和哲学发展的一个
值得注意的动向。
彭加勒和爱因斯坦的榜样也说明，伟大的科学家，特别是那些长期在科
学前沿进行理论探索的科学家，最有条件成为有新见解的、有影响的哲学家。
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这主要是因为，作为哲人科学家，他们的哲学思想萌生于科学的沃土，深深
扎根于科学的大地，又与人文文化相沟通。可以预期，随着时间的推移，那
些对科学一窍不通或一知半解的所谓伟大哲学家将会销声匿迹，而伟大的科
学家却�
