爱因斯坦和海森堡谈论马赫的思维经济原则

1926年，德国物理学家海森堡决然放弃电子轨道概念，代之以可观测量（跃迁频率和相应的振幅），来研究原子光谱。也就是在那年春天，在柏林，他遇到爱因斯坦，两人就海森堡的论文讨论了好久。这里，我揣摩他们的长篇哲理谈话（海森堡的回忆）并作如下简化，以突出其主要观点，希望大致符合他们的原意。

爱因斯坦问海森堡：“难道你是认真地相信只有可观察量才应当进入物理理论吗？”

海森堡反驳道：“你的相对论中不也认为绝对时间是不可观察的，只有运动参照系或静止参照系中的时钟读数才同时间的确定有关吗？”

于是爱因斯坦向海森堡指出，试图单靠可观察量来建立理论，那是完全错误的。实际上，恰恰相反，是理论决定我们能够观察到的东西。爱因斯坦还指出，这个所谓的可观察量也是从已有的麦克斯韦理论那里因袭来的。

爱因斯坦认为，每一次观察，实际上在事先已经假定了存在一种我们已知的不含糊的联系，它联系着被观察的对象与最终映入我们意识中的知觉。只有当我们知道决定这种联系的自然定律时，才能确定这种联系。不过，如果这些定律还不清楚，就像当时的原子物理的情况那样，则连“观察”这个概念也失去了它明晰的意义。在这种情况下，是理论先决定什么是被观察的。

海森堡不甘示弱，回道：“一个好的理论最多不过是按照思维经济原则把观察结果凝聚起来，这种思想无疑是回到了马赫。⁽¹⁾实际上，据说你的相对论决定性地利用了马赫的概念，但是你刚才对我讲的，似乎是恰恰相反的。你自己究竟是如何想的呢？”

爱因斯坦在回答中提到：“马赫的思维经济概念可能包含部分真理，但是我觉得它有点浅薄。马赫或多或少地忽略了这样的事实：这个世界实际上是存在的，我们的感觉印象是以客观事物为基础的。马赫关于观察的概念也太朴素了。他假装我们完全正确地理解‘观察’这个词的意思，并且以为这就使他不必去辨别‘客观的’现象和‘主观的’现象。难怪他的原则有这样一个可疑的商业上的名称——思维经济。实际上，自然规律的简单性也是一种客观事实，而且正确的概念体系必须使得这种简单性的主观方面和客观方面保持平衡。”

海森堡对此表示同意：“正像你一样，我相信自然规律的简单性具有一种客观的特征，它并非只是思维经济的结果。”

海森堡接着说他的理论工作显示了自然界的简单性和美，他被这个数学体系强烈地吸引住了，可以继续想出许多实验来与理论的预测作比较。

爱因斯坦说：“实践的检验当然是任何理论有效性的一个必不可少的先决条件。但是一个人不可能什么事情都去试一试。这就是为什么我对你关于简单性的意见如此感兴趣。可是，我却永远不会说我真正懂得了自然规律的简单性所包含的意思。”

以上谈话指出了马赫的思维经济原则否定了人的思维和科学概念是对客观实在的反映，否定了作为自然科学研究对象的自然规律的客观存在。谈话也涉及了物理理论的思路与实验的关系。

可惜目前国内的物理教科书鲜有关于科学哲学的介绍，以至于很少有学生能从源头来思考物理问题，真是遗憾得很！

(1)　马赫的思维经济原则认为，科学就是花费尽可能少的思维，以尽可能简单明了的形式探讨和解释各门科学。科学的发展也是一种生存竞争、适者生存的斗争。为了使人们更好地适应环境，就要采取更加经济的方法，哪种科学能够使人们以最小的劳动量完成所要完成的任务，它就会存在和发展，否则就会被淘汰。