在实际推动理论物理进展的人们并不认同于哲学家和科学史家 为他们发明的范畴。我敢断定,爱因斯坦、海森堡和狄拉克对于 他们是否为实证主义者或者是工具主义者根本不在乎。他们只是 关心现存的物理理论不能互相协调。在发展理论物理中,寻求逻 辑自洽总比实验结果更重要。优雅而美丽的理论会因为不和观测 相符而被否决,但是我从未看到任何仅仅基于实验而发展的主要 理论。首先是需求优雅而协调的数学模型提出理论,然后理论提 出可被观测验证的语言。如果观测和预言一致,这并未证明该理 论;只不过该理论存活以作进一步的预言,新预言又要由观测来 验证。如果观测和预言不符,即抛弃该理论。
不出毛病的话,就以想当然的方式来修正理论。该理论最终就会 变成丑陋的庞然大物。然后某人提出一种新理论,所有古怪的观 测都优雅而自然地在新理论中得到解释。1887年进行的麦克尔逊 -莫雷实验即是一个例子,它指出不管光源还是观测者如何运动 ,光速总是相同的。这简直莫名其妙。人们原先以为,朝着光运 动比顺着光运动一定会测量出更高的光速,然而实验的结果是, 两者测量出完全一样的光速。在接着的十八年间,象亨得利克。 洛伦兹和乔治。费兹杰朗德等人试图把这一观测归纳到当时被接 受的时间和空间的框架中。他们引进的想当然的假设,诸如物体 在高速运动时被缩短。物理学的整个框架变得既笨拙又丑陋。
之后,爱因斯坦在1905年提出了一种远为迷人的观点,时间自身不 能是完全独立的。相反的,它和空间结合成称为时空的四维的东 西。爱因斯坦之所以得到这个思想,与其说是由于实验的结果, 不如说是由于需要把理论的两个部分合并成一个协调的整体。这 两部分便是制约电磁场的,以及制约物体运动的两套定律。 我认为,无论是爱因斯坦还是别的什么人在1905年都会意识到 ,相对性的这种新理论是多么的简单而优雅。它完全变革了我们 关于时间和空间的概念。这个例子很好地阐明了,在科学的哲学 方面很难成为实在主义者,因为我们认为实在的是以我们所采用 的理论为前提。我能肯定,洛伦兹和费兹杰朗德在按照牛顿的绝 对空间和绝对时间观念来解释光速实验时都自认为是实在主义者 。这种时间和空间的概念似乎和常识及实在相对应。然而今天仍 有极少数的熟悉相对论的人持有不同的观点。我们必须不断告诉 人们,对诸如空间和时间的基本概念的现代理解。 |