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“判决实验”在物理学中是不可能的

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:那些把实验矛盾比作归谬法的人设想,在物理学中,我们可以使用类似于欧几里得在几何学如此频繁地利用的论证路线。由此可以得出我们能够在“判决实验”中发现把在我们面前的两个假设之一转变为已证明的真理的无可辩驳的程序吗?

让我们进一步抓住这一点,因为我们正在论及实验方法在物理学中使用时的基本特征。

归谬法似乎仅仅是反驳的手段,但它可以变成论证的手段:为了论证一个命题为真,只要迫使任何一个愿意承认已知命题的矛盾命题的人不得不承认荒谬的推论就够了。我们知道,希腊几何学家在多大程度上深沉地凭靠这种论证模式。

那些把实验矛盾比作归谬法的人设想,在物理学中,我们可以使用类似于欧几里得在几何学如此频繁地利用的论证路线。你希望从现象群得到理论上确定的和无可置辩的说明吗?列举能够阐明这个现象群的所有假设;然后用实验矛盾消除除一个假设之外的一切假设;这一个假设将不再是假设,而将变成确定的。

例如,假定我们面对的只是两个假设。寻求这样的实验条件,使一个假设预测一个现象的产生,另一个假设预测截然不同的效果的产生;实现这些条件,观察发生什么;依据你观察到第一个还是第二个被预言的现象,你将宣判第二个还是第一个假设不适用;未被宣判为不适用的假设因而将是毋庸置疑的;争论将停止,科学将获得新真理。这就是《新工具》的作者称为“交叉事实”的实验检验,该称呼是“从在交叉路口指示各条道路的十字形标牌借用的表达”。

我们面临两个关于光的本性的假设;对于牛顿、拉普拉斯或毕奥而言,光是由以极高速度猛掷出去的抛射体组成的,但是对于惠更斯、杨或菲涅耳来说,光是由其波在以太中传播的振动组成的。这是迄今人们能够看到的仅有的两个可能的假设:或者运动是由它激发并且依然依附于它的物体带走,或者运动从一个物体传递到另一个物体。让我们追随第一个假设;它宣称光在水中比在空气中传播得快;但是若果我们遵循第二个假设,它宣布光在空气中比在水中传播得快。让我们设置傅科的仪器;我们使旋转镜运动;我们看到在我们面前形成了两个光斑,一个无色,另一个是绿色的。如果绿色光带在无色光带左边,那么它意味着光在水中比在空气中传播得快,振动波的假设为假。相反地,如果绿色光带在无色光带右边,那么便意味着光在空气中比在水中传播得快,发射假设被宣判为不适合的。我们透过用来审查两个光斑的放大镜观察,我们注意到绿色光斑在无色光斑右边;争论结束了;光不是物体,而是通过以太传播的振动的波动;发射假设曾经盛极一时;波动假设被处于毋庸置疑的地位,判决实验使它成为科学信条中的一个新条款。

我们在前一段说过的话表明,我们若把如此简单的意义和如此决定性的重要性归功于傅科实验,会犯多么大的错误;因为傅科实验并不是在两个假设即发射假设和波动假设之间敏锐地宣判的;宁可说它是在两组理论——其中每一个都被看做是一个整体——之间,也就是说,在两个完整的体系即牛顿光学和惠更斯光学之间决断的。

不过,让我们暂且承认,在这些体系的每一个中,除了一个假设之外,其余一切都受到严格的逻辑的强制而成为必然的;从而,让我们承认,事实在宣判两个体系之一不适用时,也一劳永逸地宣判它所包含的一个可疑的假设不适用。由此可以得出我们能够在“判决实验”中发现把在我们面前的两个假设之一转变为已证明的真理的无可辩驳的程序吗?在两个矛盾的几何学定理之间,没有为第三个判断留有余地;若一个为假,则另一个必然为真。物理学中的两个假设永远能够构成这样严格的两刀论法吗?我们将总是敢于断言不可能设想其他假设吗?光可能是一大群抛射体,或者它可能是其波在媒质中传播的振动;它完全不许是任何其他东西吗?阿喇戈在阐述这种尖锐的二者择一时无疑是这么想的:光在水中比在空气中运动得快吗?“光是物体。若情况相反,则光是波。”但是,对我们来说,要采取这样的果断立场也许是困难的;事实上,麦克斯韦表明,我们完全可以充分地把光归之于在电介质中传播的周期性的电扰动。

与几何学家使用的归谬法不同,实验矛盾没有能力把物理学假设转变为毋庸置辩的真理;为了授予它这种能力,就必须完备地列举可以覆盖确定的现象群的各种各样的假设;但是,物理学家从未肯定,他穷竭所有可以设想的假定。物理学理论的真理从未像掷硬币打赌那样由正面或反面来裁决。

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