贝克莱主教是什么人,我所知不多,但我感激他使我们免于不容置疑的第一前提之害。——塞缪尔·勃特勒
一
贝克莱主教(George Berkeley)美国加州大学伯克利分校 UC Berkeley 因他而命名
这篇短文想梳理贝克莱在物理哲学领域的想法,这些思想新颖又让人惊讶。后来马赫、赫兹等不少哲学家和物理学家,还有受马赫影响的罗素、海森堡等人,都重新发现了这些思想,并把它们引入了现代物理学的讨论中。这里要说明一下,我并不认同其中大部分实证主义观点 —— 我欣赏贝克莱,但不赞同他的主张。不过这篇文章的目的不是批判他,只在第五节会做一点简略且不全面的评论。
贝克莱只写过一本专门讨论物理学哲学的书,叫《论运动》;但在他其他很多著作的部分段落里,也表达了类似或有补充的想法。他科学哲学思想的核心,能在《牛顿力学批判》中找到。另外,贝克莱还在《分析家》及其两个续篇里批判过牛顿的数学,他极其仰慕牛顿,显然觉得除了牛顿之外,再没有值得他批判的对象了。
二1. 先以贝克莱的话开篇:“说出一个词却毫无意义,不配做哲学家。” 下面的观点不是他的原话,顺序也不按其著作中的出现或系统论述顺序排列。
2. 一个词的意义在于它对应的可感知观念或感觉特性。“绝对空间”“绝对时间”没有实际经验支撑,毫无意义,牛顿关于这两者的原理该从物理学中摒弃。
3. “绝对运动”也一样没意义。运动本质是相对的——说一个物体在运动,必须是它相对于另一个物体的距离或位置发生了改变,脱离可感知的事物,根本没法辨别或测量运动。
4. 物理学滥用了“重力”“力”这类词。把“力”当成运动的原因或“本原”,其实是引入了“隐秘的形而上学实体”,而非真正的“性质”——“性质”本该是能被感官感知的,绝不会“隐秘”。
5. 牛顿理论不能算真正的因果解释(也就是基于自然本质的解释),把重力当成物体运动的本质原因是错误的。但它的计算结果是正确的,关键要区分“数学假说”和“事物本质”:保留力学定理用来计算宇宙系统,同时摆脱空洞的抽象观念。
6. 物理学里没有基于事物隐藏本质的因果解释,因为物体根本没有“隐秘本性”“实在本质”或“内在性质”。
7. 物体的外观就是它的实在,背后没有什么隐秘的物理实体,本质就是它们呈现出来的各种性质。
8. 科学家(贝克莱说的“力学哲学家”)的本分,是通过实验和推理发现自然定律——也就是自然现象里的规则性和均匀性。
9. 自然定律其实就是物体运动中可观察到的规则、相似性,都是从经验中学习、观察或推论出来的。
10. 自然定律确立后,哲学家的任务就是说明每个现象都符合这些定律,能从这些原则中推导出来。
11. 这种符合定律的推导也能叫“解释”(甚至“因果解释”),但必须和诉诸事物本质的形而上学解释分清。物理学只认可前者——基于实验证明的基本运动定律、能通过推理验证一致性的解释。
12. 还要区分“数学假说”式的解释:它只是计算结果的工具,像计算机一样只看使用效能,不是科学,无关真假,仅看是否有用。
13. 牛顿理论中,描述物体运动可观察规则的运动定律是真实的;“力”“重力”“吸引”是有用的数学假说,不是真实的物理性质;“绝对空间”“绝对运动”没实际作用,该摒弃(可用恒星系定义的相对空间和运动替代)。
14. 数学假说不用和自然界的真实事物对应,它是虚构的数学工具,只要能得出正确结果就行,千万别误以为它在描述现象背后的实在世界——这种描述毫无意义。
15. 同一个现象,可能用不同甚至互相矛盾的数学假说都能推算出正确结果,选哪个都没关系,因为它们本质只是工具。
16. 总结来看,物理科学里有四类东西:①对具体事物的观察(真实);②自然定律(靠观察或实验证实,真实);③数学假说(无经验依据,只看是否有用);④本质主义的因果解释(不存在,虚假)。若把数学假说当本质解释,它也是假的。
17. 原子论(微粒理论)试图在现象背后构建不可见的“本质世界”来解释现象,这是要摒弃的。
18. 科学家的“解释”没多少帮助理解事物本质的价值,但有实践意义——能指导行动、基于规律做预测。不过这些规律只是现象的“信号”或“预兆”,不是本质上的因果关系。
19. 由此可得出“贝克莱剃刀”:先验地把物理科学里所有本质主义解释去掉——有数学或预测价值的,就当成数学假说保留;没有的直接排除。这把剃刀比奥卡姆剃刀更锋利,只承认可感知的实体。
20. 核心理由是:标示“隐秘实体”(比如物理力、微粒结构、绝对空间)的词都没有意义。一个词要有意义,必须代表某种感觉或感觉的记忆(物理科学的词不能代表“上帝”这类概念),而这些词做不到,所以对应的实体也不存在。
21. 那些说物体内部存在“主动的力”“运动本原”的人,坚持的是没有经验依据的教义,用的词模棱两可,连他们自己都不知道在说什么。
三
本文作者:卡尔波普尔(其提出了科学的本质是可证伪性)
读完贝克莱的这二十一个论点,没人会不惊讶于它的现代性——这些观点和恩斯特·马赫多年讲授的物理哲学有着惊人的相似之处,尤其是在批判牛顿的部分。马赫一直觉得自己的这套哲学新颖又具革命性,后来还被约瑟夫·彼得楚尔特等人追随,对现代物理学(特别是相对论)产生了巨大影响。不过两者有个区别:马赫的“思维经济原则”不仅能让我们抛弃多余的“形而上学内容”,还能在某些情况下,根据简单性来选择不同的竞争假说(也就是贝克莱说的“数学假说”),这一点比之前提到的“贝克莱剃刀”更全面。
除此之外,贝克莱的论点和赫兹在《力学原理》里的观点也高度契合,赫兹在书中也试图取消“力”的概念;甚至和维特根斯坦的《逻辑哲学论》相比,也有不少相似之处。
最让人意外的是,贝克莱和马赫这两位牛顿的忠实崇拜者,竟然沿着几乎一样的思路批判了绝对时间、绝对空间和绝对运动这些概念。马赫的批判和贝克莱完全一致,最后都指出:牛顿用来证明绝对空间的那些论据(比如傅科摆、旋转的水桶、离心力对地形的影响),其实都因为这些运动和恒星系相关而失效了。
为了说明这种批判的先见之明有多重要,我们可以看看两段话:一段是马赫的,一段是爱因斯坦的。马赫在《力学》中提到,三十年前,要是有人说“绝对运动”这个概念没有经验依据、在科学上没用,因而毫无意义,大家都会觉得奇怪;但到了现在,这个看法已经得到了很多知名研究者的认同。爱因斯坦在悼念马赫的文章里也说,如果在物理学家被光速恒定问题困扰时,马赫的头脑还能保持充沛活力,他说不定也能发现相对论。爱因斯坦这话无疑非常宽宏大量,而这句话用来形容贝克莱,同样适用。
四我们再说说贝克莱的科学哲学和他的形而上学之间的关系——这和马赫的情况确实差别很大。
马赫是实证主义者,反对一切传统的形而上学,尤其敌视神学;但贝克莱是基督教神学家,还热衷于为基督教教义辩护。虽然两人都认为“绝对时间”“绝对空间”“绝对运动”这些词没有意义,该从科学里剔除,但在“物理学为什么不能研究实在原因”这一点上,他们的看法完全不同。贝克莱相信存在“真正的”“实在的”原因,这种原因对他来说都是“有效原因或终极原因”,本质是精神层面的,和物理学毫无关系。他也相信真正的因果解释,也就是所谓的“终极解释”,而在他看来,这个终极解释就是上帝——一切现象都是上帝引起的,也靠上帝的干预才能得到解释。正因为如此,物理学只能描述现象的规则性,根本没法发现真正的原因。
不过要是觉得这些差异就说明贝克莱和马赫只有表面相似,那就错了。相反,两人有个核心共识:都认为物理现象的背后并不存在独立的物理世界——比如所谓的“第一性的世界”或原子世界。他们都认同现在所说的“现象主义”:物理事物其实是各种可经验到的性质的集合,比如我们感受到的颜色、声音等的复合;马赫把这种复合称为“要素的复合”。
两者的区别只在于:贝克莱认为,这些现象的复合是上帝直接引起的;而马赫则认为,这些复合本身就存在,背后什么额外的东西都没有。
五贝克莱的伟大历史意义,在于他反对科学中“本质主义”的解释方式。牛顿自己其实没把他的理论往本质主义上套——他没说自己发现了“物体本性就具有吸引力”这种结论,但在他之后没多久,对他理论的本质主义解读就成了主流,一直延续到马赫的时代。如今本质主义已经没人信了,贝克莱或马赫式的实证主义、工具主义变得流行,但其实还有第三种可能,也就是我所说的“第三种观点”。
本质主义根本站不住脚,因为它总想着找“终极解释”——觉得一旦找到事物的本质,就不用再、也没法再进一步解释了。比如要是说“物体的本性就是吸引其他物体”,那既不用再追问原因,也找不到更深入的解释了。但我们都知道,至少从爱因斯坦之后,科学解释一直在不断推进,远没到“终极”的地步。不过,抛弃本质主义不代表非得接受实证主义,我们还能选“第三种观点”。
实证主义关于“意义”的教条我就不展开了,之前已经讨论过。这里只说六点核心想法:
1. 我们可以研究现象背后的世界,却不用陷入本质主义(尤其如果承认我们永远不知道那个世界背后还有没有另一个世界的话)。简单说,就是可以用“不同等级的解释性假说”来工作——有低级的(类似贝克莱说的“自然定律”),有中级的比如开普勒定律,有高级的比如牛顿理论,还有更高级的比如相对论。
2. 这些理论不只是“数学假说”,不单单是预言现象的工具,作用要大得多。
3. 根本没有“纯粹的现象”或“纯粹的观察”——贝克莱说的那些观察结果,其实都是经过诠释的。
4. 所以观察里本来就混合着理论或假说的成分。
5. 而且新理论会让我们重新理解旧现象,相当于改变了我们眼中的“现象世界”。
6. 贝克莱也注意到解释性理论有很多种,这一点能帮我们给两个竞争的理论设定条件,让它们得出不同的可观察结果,然后通过“判决性检验”来选哪个更好,还能由此获得新的经验。
“第三种观点”的核心是:科学的目标是追求真理论,哪怕我们永远没法确定某个理论绝对为真;科学能通过发明理论进步,而且我们能知道它确实进步了——因为新理论比旧理论更接近真理。这样一来,我们不用当本质主义者,也能承认科学就是用未知解释已知、用没观察到的(甚至可能观察不到的)解释已经观察到的;同时不用当工具主义者,也能认可贝克莱的分析:他既没意识到所有科学都是猜想(包括他说的“自然定律”),这是他的弱点;但他对假说性解释的逻辑结构理解得很透彻,这又是他的优点。
贝克莱曾经说过:通过思考现象总结出一般自然定律,和编造一个假说再推导出现象,是两回事。那些想出假说用来解释行星运动的人,不能说他们发现了自然界里真正的原则。就算能从某个假说推导出结论,也不能反过来从结论证明假说本身是对的。比如假设有一种弹性流体,里面的微粒等距、等密度、等直径,靠离心力向外扩散,就算从这个假说能推出“流体密度和弹力与它被压缩的空间成反比”,也不能反过来断定,有这种特性的流体就一定是由这种假想的微粒组成的。
卡尔波普尔