物理学理论与事实

物理学理论的唯一意图是提供实验定律的描述和分类；容许我们判断物理学理论并宣布它或好或坏的唯一检验，是这个理论的推论和它必须描述和分类的实验定律之间的比较。既然我们已经精细地分析了物理学实验和物理学定律的特征，我们便能够确立应该支配实验和理论之间的比较的原则；我们能够讲述，我们将如何分辨一个理论被事实确认还是被事实削弱。

当许多哲学家谈论实验科学时，他们仅仅想到与它们的起源很接近的科学，比如生理学或化学的某些分支，在这些科学中实验者直接依据事实推理，所用方法只不过是引起较大注意的常识，但是在那里数学理论还没有引入它的符号描述。在这样的科学中，理论演绎和实验事实之间的比较服从十分简单的法则。克劳德·贝尔纳（Claude Bernard）以特别有力的方式阐述了这些法则，他愿意把它们浓缩为如下单一的原则：

“实验者应该怀疑并坚持远离固定的观念，并始终保持他的心智自由。

“致力于自然现象研究的科学家必须满足的第一个条件，就是基于哲学怀疑保持完全的心智自由。” ^[31]

如果一个理论启发所做的实验，这样就更好了：“……我们能够跟随我们的判断和思想，自由地驾驭我们的想象，只要我们的所有观念仅仅是进行新实验的托辞，而新实验可以为我们提供检验的事实或未曾料到的和富有成果的事实。” ^[32] 一旦做完实验并明确地确立了结果，如果一个理论接纳这些结果，以便概括它们、协调它们、从它们引出新的实验课题，这样便锦上添花了：“……如果一个人受到实验方法的原则的鼓舞，那么就会无所畏惧；因为只要观念是正确的观念，它就会继续发展；当它是错误的观念时，实验在这里便会矫正它。” ^[33] 但是，只要实验持续着，理论就应该继续等待，在严格的秩序下待在实验室的大门之外；当科学家直接面对事实时，理论应该保持缄默，远离科学家而不去打扰他；必须毫无先入之见地观察事实，以同样审慎的公正收集事实，不管它们确认还是反驳理论的预言。观察者就他的实验提交给我们的报告应该是现象的忠实的和极为精密的描述，而不应该让我们甚至去猜测科学家相信或怀疑什么体系。

“对他们的理论或观念怀有过分信念的人，不仅倾向于贫乏地做发现，而且也十分拙劣地做观察。他们必然带有先入之见进行观察，当他们开始实验时，他们总想在实验结果中仅仅看到他们的理论被确认。因而，他们歪曲观察，往往忽略十分重要的事实，因为这些事实与他们的鹄的针锋相对。这促使我们在另外的地方说过，我们从来也不应当为确认我们的观念做实验，而仅仅是为检验它们做实验。……但是，十分自然地发生的情况却是，人们都过多地相信他们自己的理论，而不充分信任其他人的理论。于是，这些谴责他人的人的占优势的想法是，寻找他人理论中的错误，并力图反驳它们。对科学的挫折依然是相同的。他们正在做实验仅仅是为了摧毁一个理论，他们正在做实验而不是为了寻求真理。他们也做拙劣的观察，因为他们通过忽略与他们的意图无关系的东西，通过十分谨慎地避免可能进入他们希望反对的观念的方向的无论什么东西，仅仅把适合他们意图的东西吸收到他们的实验结果之中。这样，人们经由两条平行的路线被导向同一结果，也就是说，导向证伪科学和事实。

“从所有这一切得出的结论是，当一个人面对实验的决定时，必须忘却他的观点以及其他人的观点；……我们必须按照实验结果的本来面目接受它们，尽管在它们之中有未曾预见到的和偶然的东西。” ^[34]

例如，这里有一位生理学家，他承认脊髓神经的前末梢包含运动神经纤维，后末梢包含感觉神经纤维。他接受的理论导致他设想一个实验：如果他切断某个前末梢，那么他应当抑制身体某一部分的可动性，而不破坏它的感受性；在切下这个末梢后，当他观察他的手术的结果时，当他就结果做报告时，他必须放弃他的关于脊髓神经生理学的所有观念；他的报告必须是事实的未加工的描绘；不允许他忽略或不提及与他的预言相反的运动或抖动，或者不容许他把它归因于某种次要的原因，除非某一特别的实验证明这一原因；如果他不希望被指责具有坏科学信念的话，那么他就必须在他的理论演绎的推论和他的实验表明的事实的确立之间建立绝对的分离或严密的分隔空间。

这样的法则无论如何是不容易遵循的；它要求科学家绝对抛开他自己的思想，并在面对其他人的见解时没有丝毫敌意；他不应当纵容虚荣心或妒忌心。正如培根（Bacon）提出的，他从来也不应该让眼睛显露出人的激情的光彩。按照克劳德·贝尔纳的看法，构成实验方法的唯一原则的心智自由不仅依赖于理智条件，而且也依赖于使他的实践更为珍贵、更为值得称赞的道德条件。

但是，如果刚刚描绘的实验方法难以实践的话，那么对它的逻辑分析则是十分简单的。当经受事实检验的理论不是生理学理论而是物理学理论时，情况就不再是这样的了。事实上，在后一种情况下，不可能把我们希望检验的理论留在实验室大门之外，因为没有理论，就不可能调节一个仪器或诠释一个读数。我们已经看到，在物理学家的心智中，不断地呈现出两类仪器：一类是他操纵的具体的玻璃和金属仪器，另一类是理论用来代替具体仪器的、物理学家据以进行他的推理的、图式的和抽象的仪器。因为这两类观念在他的心智中不可分割地关联在一起，每一个必然要求另一个；因而物理学家在没有把图式仪器的观念与具体仪器联系起来的情况下就无法设想后者，就像法国人在没有把一个观念与表达它的法语词汇联系起来就不能设想该观念一样。这种阻止人们把物理学理论与适合于检验这些理论的实验程序割裂开来的根本不可能性，以独特的方式使这种检验复杂化了，并迫使我们仔细地审查它的逻辑意义。

当然，每当物理学家正在做实验或报告他的实验结果时，他并不是唯一诉诸理论的人。当化学家和生理学家使用诸如温度计、流体压力计、量热计、电流计和糖量计这样的物理仪器时，他们也隐含地认可证明这些仪器部件的使用是正当的理论的准确性，以及给予温度、压力、热量、电流强度和偏振光这样的抽象观念——这些仪器的具体指示正是借助它们翻译的——以意义的理论的准确性。但是，所利用的理论以及所使用的仪器都属于物理学的领域；由于和这些仪器一起接受理论——没有该理论仪器的读数就不可能有意义，化学家和生理学家表明他们信任物理学家，他们设想物理学家准确无误。另一方面，物理学家也被迫信赖他自己的理论观念或他的同行物理学家的理论观念。从逻辑的观点来看，差异是微不足道的；对于生理学家和化学家以及对于物理学家来说，实验结果的陈述一般地都隐含对整个理论群的一种信念。