愛因斯坦的科學信念

科學信念是科學家進行科學研究時的出發點或預設，也是對自己的研究結果(理論體系)特徵所具有的自以為可以確信的看法。儘管科學信念一開始並未得到實踐的檢驗(也許有的科學信念根本就無法用實踐來檢驗)，但是科學家還是堅信它們；事實上，它們往往也不會使科學家受騙。科學信念是科學研究中的一個重要因素，它影響著科學家的研究方向和所要達到的目標。它也是科學家孜孜不倦地從事艱巨的研究工作的強大動力之一。愛因斯坦說得好：「由百折不撓的信念所支持的人的意志，比那些似乎是無敵的物質力量有更強大的威力。」

縱觀愛因斯坦的科學信念，主要有以下幾點。

1．客觀性。愛因斯坦堅信，自然界是客觀的，自然規律是客觀的。這種自然科學唯物主義所固有的信念，是他在少年時代失去宗教天堂時就樹立起來的。隨著時光的流逝，他從來也沒有動搖過這一信念。他堅定地認為：「相信有一個離開知覺主體而獨立的外在世界，是一切自然科學的基礎。」他讚賞開普勒對自然規律存在的信仰：「這種信仰該是多麼深摯呀!」他指出，儘管牛頓引力理論中的公理是人造的，但是理論的完全成功暗示了「客觀世界的高度規律性」。這就是所謂客觀世界的規律性的「奇蹟」，它隨著我們認識的不斷發展而加強。正是在客觀性信念的基礎上，愛因斯坦認為觀念世界一點也離不開我們的經驗本性而獨立；不過他同時也指出，這個觀念世界不能用邏輯的工具從經驗推導出來。

從自然界和自然規律的客觀性出發，愛因斯坦也堅信科學真理的客觀性。他在同印度哲學家和詩人泰戈爾的談話中，不同意泰戈爾依據「真理是要由人來認識的」而否認科學真理具有客觀性的觀點。他說：「我雖然不能證明科學真理必須被看作是一種其正確性不以人為轉移的真理，但是我毫不動搖地確信這一點。比如，我相信幾何中的畢達哥拉斯定理陳述了某種不以人的存在為轉移的近似正確的東西。無論如何，只要有離開人而獨立的實在，那也就有同這個實在有關係的真理；而對前者的否定，同樣就要引起對後者的否定。」他還說：相信真理是離開人類而存在的，我們這種自然觀是不能得到解釋或證明的。但是，這是誰也不能缺少的一種信仰——甚至原始人也不可能沒有。我們認為真理具有一種超乎人類的客觀性，這種離開我們的存在、我們的經驗，以及我們的精神而獨立的實在，是我們必不可少的——儘管我們還講不出它究竟意味著什麼。

2．可知性。愛因斯坦不僅堅信自然界和自然規律的客觀性，而且也堅信它們至少部分地是我們的觀察和思維所能企及的。

愛因斯坦同樣指出：「相信世界在本質上是有秩序的和可認識的這一信念，是一切科學工作的基礎。」「毫無疑問，任何學工作，除完全不需要理性干預的工作以外，都是從世界的合理性和可知性這種堅定的信念出發的。」在愛因斯坦看來，這種關於世界的合理性或者可理解性的信念是宇宙宗教感情(即深摯地讚賞和敬仰自然界神秘的統一性和和諧性)的親屬，它存在於一切比較高級的科學工作的背後。在這種信賴的感情不存在的地方，科學就退化為毫無生氣的經驗。

3．和諧性。堅信世界的和諧性，是愛因斯坦矢志不移的科學信念；追求以世界和諧為前提的科學理論的統一性，是愛因斯坦始終不渝的既定目標。

愛因斯坦十分讚賞和敬仰自然界的神秘的和諧，他為這種世界的先定和諧感到狂喜和驚奇。他把世界和諧性的信念也視為科學工作的基礎和動力。他說：「要是不相信我們的理論構造能夠掌握實在，要是不相信我們世界的內在和諧，那就不可能有科學。這種信念是，並且永遠是一切科學創造的根本動力。」在我們的一切努力中，在每一次新舊觀點之間的戲劇性的衝突中，我們都認識到求理解的永恆的慾望，以及對於我們世界的和諧的堅定信念，都隨著求理解的障礙的增長而不斷地加強。

堅信自然界的和諧性，也就必然堅信科學的統一性，這是客觀世界的本性在主觀世界的反映。愛因斯坦把在世界圖像中儘可能地尋求邏輯的統一看作是科學的目標，認為最高層次的科學理論就是具有可想像的最大統一性和最少的邏輯基礎概念的理論。他對不具有統一性的理論感到無法容忍，而具有統一性的理論則激起了他的「壯麗的感覺」，並認為這樣的理論才是「思想領域中最高的音樂神韻」。愛因斯坦在談到科學理論的層次性時指出：科學理論從低層次向高層次的進化，「相當於為統一性而鬥爭的發展過程中所取得的進步的幾個階段。對於終極目的來說， 中間層次只有暫時的性質。它們終究要作為不相干的東西而消失掉」。愛因斯坦科學研究的一生，就是為謀求科學理論的統一性鬥爭的一生。從早年在《物理學雜誌}發表第一篇科學論文《毛細管現象所得的推論》(追求分子引力和牛頓超距力的統一)，到晚年潛心構造統一場論，他的研究工作無一不體現對統一性的追求。

4．簡單性。邏輯簡單性原則，是愛因斯坦一條重要的方法論原則，也是他的堅定不移的科學信念之一，他把這項原則視為科學的目的和評價科學理論的標準之一(即「內部的完美」)，儘管他認為要確切地表述它還有很大困難。

但是，科學中的邏輯簡單性原則有沒有客觀基礎呢?愛因斯坦相信自然規律的簡單性具有一種客觀的特徵，它並非只是思維經濟的結果。他說：「迄今為止，我們的經驗已經使我們有理由相信，自然界是可以想像到的最簡單的數學觀念的實際體現。我堅信，我們能夠用純粹的數學構造來發現概念以及把這些概念聯繫起來的定律，這些概念和定律是理解自然現象的鑰匙。」他還提出了一個原則性的命題：「邏輯上簡單的東西，當然不一定就是物理上真實的東西。但是，物理上真實的東西—定是邏輯上簡單的東西，也就是說，它在基礎上具有統一性：」愛因斯坦認為：「這個『不可思議的信條』已由科學的發展給以驚人的支持。」

5．因果性。對於因果性，愛因斯坦的理解是這樣的：「我們必須把作為指向理論的一個公設的因果性和指向可觀察量的一個公設的因果性區別開來。後者這一要求始終得不到滿足——經驗的因果性並不存在——而且以後還將仍然如此。我認愛因斯坦的科學創造個性為，把因果性看成現在和將來之間時間上必然的序列，這樣一種公式是太狹窄了。那只是因果律的一種形式——而不是惟一的形式。……在四維空間的世界裡， 因果性只是兩個間斷(breaks)之間的一種聯繫。」愛因斯坦還指出，應當對量子論的成功感到羞愧，因為這種理論固然堂皇，但卻認為電子有自由意志，上帝在擲骰子。他表示，情況果真如此，他寧願做一個補鞋匠，或者甚至做一個賭場里的僱員，而不願意做一個物理學家。

愛因斯坦在量子力學的成功面前，依然不肯放棄嚴格的因果性，他說這是自己的科學本能。他指出：「我一如既往地堅信，把自然規律加以幾率化，從更深邃的觀點看來，是個歧途，儘管統計法獲得了實際上的成功。」他認為：「理論的原則上的統計性，肯定不過是描述不完備的後果。」對於愛因斯坦的因果性信念，有人認為這是經典科學思想的殘餘，是機械決定論，它不適應現代科學發展的需要。但是，誰又能完全肯定情況就是如此呢?

作者李醒民 原載《科導報》1992年第5期，第23~24頁

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