论爱因斯坦的思维的自由创造，本文主要内容关键词为：爱因斯坦论文,思维论文,自由论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：B804.1文献标识码：A文章编号：1000-5455（2005）02-0032-06
爱因斯坦在西方被多次评为20世纪最伟大的思想家，不仅在物理学的诸多领域上取得开创性的成就，而且在哲学上也为丰富人类的思想宝库作出了重大的贡献。在爱因斯坦的科学哲学思想中，最具深刻意义、而又最具争议性的，无疑是他所倡导的建构理论时的自由创造思想。在20世纪80年代前，它一直被当作唯心主义的观点，直到现在，也仍有一部分人囿于传统的认识而对它讳莫如深。笔者认为，如果爱因斯坦这一思想精髓不被正确认识，人们实际上也就无法真正认识爱因斯坦哲学思想的特色，也无法真正理解他何以能够取得这样伟大的科学成就，以及20世纪初他发动的那场物理学革命的划时代意义。
一、科学理论不能由归纳法发明
爱因斯坦思维自由创造的思想可简述如下：“我们的一切思维都是概念的一种自由游戏；至于这种游戏的合理性，那就要看我们借助于它来概括感觉经验所能达到的程度”。（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，585，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）可以说，爱因斯坦这一思想，是自身在科学探索的实践过程中，不断认识到经验主义的弊端而产生的。年青时，爱因斯坦也曾深受休谟和马赫等经验主义哲学思想的影响，但广义相对论创立后，爱因斯坦开始转向了信仰唯理论（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，585，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）。自此，对经验主义持深刻的批判态度。在1944年，爱因斯坦在为P.A.希耳普所编写的“当代哲学家丛书”写下了关于《罗素认识论》一文。在文中，爱因斯坦以简单的语言描绘了欧洲哲学史唯理论和经验主义两种哲学思想的发展过程。在对休谟的观念仅来源于经验、感觉是知识唯一可靠的源泉等观点进行了分析批判后，爱因斯坦说：“事实上，我相信，甚至可以断言：在我们的思维和我们的语言表述中所出现的各种概念，从逻辑上来看，都是思维的自由创造，它们不能从感觉经验中归纳地得到。”（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，585，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）从这段话，我们不仅可以看到爱因斯坦是在批判经验主义的过程中提出自己的“自由”思想，而且在理论概念的自由建构上，爱因斯坦对经验主义的批判已经超出了康德当年对休谟的批判（拟另文再详细论述）。
在休谟等经验论者看来，感觉经验是知识最基本的和最可靠的来源。科学理论的概念、原理、定律，全都是通过对个别的、特殊的经验内容进行归纳概括，再抽象提升，去除一部分内容而得到的。但爱因斯坦认为这种想法是“致命”的。现代科学理论的基本概念、基本原理，构成了理论的最基本元素，它们都不可能用归纳法从事实导出。我们的思维对事实中来的和知觉到的表象，必须作出必要的想象和超越，因为经验的事实从来不是直接、而是间接地向我们提供科学知识，而自然规律的形式也深深地隐藏在现象内容的背后。因此，我们只有通过思维的想象，选择和创造出概念和原理，并对思维的规则作出选择，而这一切都应该是在摆脱思维和经验的现有的必然性的束缚下自由进行的。在爱因斯坦看来，没有“自由”的创造，不仅当代物理学许多复杂、抽象的概念难以产生，而且连最普通的经典力学的“力”的概念都不可能从经验中由归纳法产生。这是因为从日常生活中我们都无法直接观察到个别的特殊的“力”。进一步说，我们何以能通过现象的归纳概括产生出其他更为抽象的物理概念呢？确实，牛顿当初提出“力”的概念时，就有许多学者以经验未能观察出来而加以拒绝。至于万有引力这一概念更由于与当时占据着天体运动支配地位的笛卡儿旋涡学说相左，而招至不少学术显贵所反对。中山大学物理学关洪教授说，如果万有引力概念能从归纳法得到，那么万有引力概念的提出就不是牛顿，而是看守苹果园的老农。这虽是笑谈，但却真正导出了实质。正因为爱因斯坦相信从经验到理论之间存在一条不可以以逻辑为桥梁通过的鸿沟，因而相信了，只有依赖直觉、猜测、想象等思维的自由活动才可能跨越这条鸿沟。特别在现代的科学探索中，人类深入到微观和宇观的领域，人们不仅已不可能直接从观察经验中找到理论的基本概念，而且还必须要摆脱以经典物理学为基础的经典概念的必然性束缚，用适合于新领域的创新的概念来说明和解释新的事实。比如，广义相对论所描述的四维弯曲时空的连续区，量子力学中的函数、电子的自旋、么正旋等都不可能从我们日常生活经验中得到。基于这种认识，爱因斯坦自始至终坚决反对玻尔使用波与粒子这两个经典概念，以互补哲学的名义对量子力学进行解释，称它为“绥靖哲学”。
爱因斯坦又认为在建构科学理论时，归纳法在使用范围上是相当有限的。其原因在于它经不起严格的逻辑分析。人们决不可能从作为单称命题的经验陈述中，逻辑地推导出作为全称命题的科学原理或定律。换言之，经验归纳决不可能从逻辑上建构起任何一条科学的基本原理。对这个问题，无论是信仰唯理论的笛卡儿，或是经验论者休谟自己，都对归纳法的有效性提出过疑义和诘难。因此，归纳法作为一种科学方法，只在于整体数目已知和有限，或者在编目和种类的归类中有效使用。事实上，从经典力学体系创立开始至今，还没有任何一条物理学的基本原理或基本的定律是由归纳法产生的。牛顿这位经典物理学的大师，在当时强大的英国经验主义传统的影响下宣称，他的力学是用归纳法产生的，他崇尚归纳法。但正是牛顿力学，通过质点、力、时间、空间等基本概念的创新和建构，又以力学的三大定律和万有引力定律作为原理，按照欧氏几何的演绎法为模式，建构起被誉为具有严格逻辑的力学体系。在爱因斯坦看来，没有一种归纳法能够导致物理学的基本概念。对这个事实的不了解，铸成了19世纪多少研究者在哲学上的根本错误。他猜测：“这也许就是分子论和麦克斯韦理论只有在比较晚近的年代里才能确立起来的缘故”。他说，现代科学“逻辑思维必然是演绎的；它以假设的概念和公理为基础”，因此，适合于科学幼年时期的归纳法正在让位于探索性演绎法，而“最美满的情况”就是如热力学第一原理和伽利略的惯性原理那样，经验世界为新的基本假说提供启示。（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，585，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）
应当注意的是，批判归纳法在现代物理学的应用，爱因斯坦不是第一人。在19世纪80年代恩格斯就指出归纳法并非万能，它屡屡出错，他还说：“事实上它是很不中用的。”（注：恩格斯：《自然辩证法》，人民出版社1971年版，第206页。）我们不得不佩服恩格斯具有这样的远见。
二、科学理论不可能没有思辨性和虚构性
正如前面所说，理论的基本概念和基本原理都不可能用归纳法逻辑地从经验导出，而只能通过直觉、猜测等思维的自由创造得出。事实上，在爱因斯坦看来，不仅概念原理，而且理论的语言，数学的符号、形式及规则、实验的方法等的选择都是自由的。换言之，它们是一种纯粹的思维活动，是在逻辑推理得出结论之前作出的“先天”约定。所以，任何理论都包含有“纯粹”的部分，潜在地蕴含着某种哲学思想作为这一理论的前提。这些前提受主体的哲学思想影响，所以，当我们接受某种科学理论，实际上也同时自觉或不自觉地接受了某种哲学思想。
哲学是一种纯粹的理性的知识，它的特点就是思辨性。所谓思辨，就是以概念的形式为基础，进行思维的认知活动。和经验思维相比，思辨性所追求的并非局部的经验知识，而是全面的、整体的，具有最普遍和最广泛形式的知识体系，简言之，思辨性具有超越于经验实证的特点，因而它具有摆脱经验领域那种以时间和空间直接描述的因果必然性束缚。它的因果性表述是没有时间规定的，也就是说是不确定的，是可以自由选择的。自由思维是哲学思辨的表现形式。
在爱因斯坦看来，“任何理论都是思辨性的”，（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，585，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）因而都不可能没有哲学。事实上，人类理性有寻根究底的习惯。因此，人们对理论的要求，都不仅要对经验事实作出形式的说明，而且要对它们进行层层深入递推追溯的因果性解释，从而使科学理论解释必然进入超验领域，此时人们运用哲学的思辨性就不可能避免。比如，各种微观现象是以量子力学的形式体系来说明的；但对量子力学的形式予以解释，却有哥本哈根解释、多世界的解释、玻姆的以及爱因斯坦的统计解释等等。各种解释的背后无不蕴含着深刻的哲学思辨精神，而它们之间的争论也往往在没有时间或空间直接描述的超验领域里，比如因果性和非因果性问题。由此，我们可以看到，科学理论是以哲学的思辨性为基础而建立起来的，即自然科学所寻求的确定性知识，是在不确定的哲学思辨性基础上建立起来的。
从科学的发展看来，无论是理论的重大发明还是重大变革，哲学的思辨都必然起着导向作用。从原子科学理论建立来看，在古希腊时期，原子起初是被当作物质结构不可分割的基本单元而存在的，它纯粹是不经经验归纳、凭借主观猜测下产生的“先验对象”，可称之为是“思维存在体”；到了19世纪初，英国化学家玻义耳重提“原子”概念，其后英国科学家道尔顿进一步提出原子论，用以解释化学的相关定律，那时原子仍然作为思维存在体而存在；直至到了20世纪初，经过物理学的变革以及电子显微镜的产生，原子才真正成为一个具有物理实在的自然科学的物质概念。我们还可以从发生在19世纪末20世纪初的物理学革命来看，无论是相对论还是量子力学的建立，都是在人们的自然观、物质观和时空观的首先变革下产生的。正因为这样，爱因斯坦一直把哲学“看作是全部科学研究之母”。
爱因斯坦之所以对休谟、马赫等经验主义观点不满，还在于认为它们忽视了理论的思辨作用，从而最终导致否定哲学对自然科学理论的自由建构和解释作用，由此否定了人的主观能动性。在前面提到的《罗素认识论》一文中，爱因斯坦就指出休谟的思想“是致命的”。在爱因斯坦看来：“人们一旦熟悉了休谟的批判，就很容易相信，所有那些不能从感觉材料中推出的概念和命题，因为它们都有‘形而上学’的特征，都要从思维中被清洗掉。因为一切思维只有通过它同感觉材料的关系才能得到物质的内容。我认为，后一命题是完全正确的；但是以这一命题作为基础的思维规定却是错误的。因为只要彻底贯彻这种主张，就会把任何思维当作‘形而上学’而绝对地排斥掉。”（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，585，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）爱因斯坦这段话，很少学者注意，但实际上这段话是爱因斯坦批判经验主义、实证主义最有力和最重要的论述，它直指经验主义和实证主义的要害。事实上，经验主义、实证主义、实用主义的信仰者无一不是将休谟的经验主义观点贯彻到底，高举“拒斥一切形而上学”的旗号来挑战马克思主义的哲学理论。一些经验主义者曾举出伽利略这位近代科学之父所取得的物理成就来为此辩护，他们说伽利略“是由于他以经验的实验的方法代替思辨的、演绎的方法”。爱因斯坦对此明确表明：“这种理解是经不起严格审查的。任何一种经验方法都有其思辨概念和思辨体系。”他又说：“伽利略所掌握的实验方法是很不完备的，只有最大胆的思辨才有可能把经验材料之间的空隙弥补起来。”（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，585，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）可以说，爱因斯坦对经验论的批判在今天仍有其相当重要的现实意义。笔者在教学过程中，接触了不少理科大学生和研究生，他们不太重视哲学学习，在上与哲学相关的课时，部分人却在看与哲学无关的书籍（当然这也与我们的教学不得法相关）。与他们交谈，绝大多数认为：理科学生只有掌握数学实验方法及其专业的理论即可；至于像爱因斯坦那样，在年青时就注重学习哲学则是大可不必。
在爱因斯坦看来，在一些基本概念比较“接近于经验”的理论，它的思辨性是不那么容易识别的。但是，如果一些理论的基本概念离观察事实遥远，从基本前提到与观察相对照的结论需要经过繁难复杂的逻辑过程，那么任何人都会看得出这种理论思辨性。事实上，从现代自然科学理论所具有的“初始的假说变得愈来愈抽象，离经验愈来愈远”（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，585，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）的特点来看，现代科学理论的思辨性是相当强烈的。这种强烈的思辨性，也同时显示了它们具有虚构的特征。比如，广义相对论的“基本原理的虚构特征却是完全明显的”。（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，585，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）早在1931年，爱因斯坦在纪念麦克斯韦科学成就时就说：“物理学家不会长期满足于对实在的这种间接的描述”，而必定不断追求物理实在的解释，但因为在思维中，一方面基本概念和定律与经验相关的结论之间距离越来越远，另一方面理论的建构不断需要简单性，“基础的科学理论原理具有完全的虚构性”。（注：[美]M.克莱因著，李宏魁译：《数学：确定性的丧失》，湖南科学技术出版社2001年版，第348页。）
可以说，爱因斯坦所强调的“思辨性”和“虚构性”是相通的，其根本意义在于强调现代科学理论思维自由创造的重要特点。正因为这样，科学理论不可能是唯一的，人们完全可以建构起不同的理论，对同一系列的经验现象进行不同的解释。而这一点，“同时又证明，要在逻辑上从基本经验推出力学的基本概念和基本假设的任何企图，都是注定要失败的”。（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，585，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）由此，我们又可以认为，任何理论都是相对的，它们是被自由建构的。即现有的物理理论都不是绝对的，其所使用的概念和原理都有可能变动。因而它无权说是最后和最高的理论。人们随时会在新的条件下，创造出新的理论体系束超越它。“这种‘体系’（在逻辑上来看）就不过是一种按照（在逻辑上）任意规定的游戏规则来对符号进行的自由游戏。这一切都适用于日常生活中的思想，也同样适用于科学中比较有意识和有系统地构造出来的思想。”（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，585，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）
三、自由不可能没有约束
爱因斯坦强调理论的思辨性和虚构性，强调不能用归纳法由事实导出理论，我们是否就可以说爱因斯坦否定经验实践，犯了主观随意的唯心主义的错误呢？确实，有些人在未对他的自由学说深入了解前便根据只言片语作出了上述的结论。事实上，恰恰相反，爱因斯坦作为一个在物理学上取得如此巨大成就的改革大师，他首先是一个“理性认识依赖于感性认识”的信仰者。他的思维自由指的是在理论建构时，相对于现有的经验必然性而言。因此，他的自由创造是受到如下三个方面的约束。
第一是物质性的约束。自然科学所研究的对象，是自然的物质世界。因此，要说明自然的规律，无论是确定或是不确定的，只能用自然的自身，即物质去说明、去解释，而不能用精神性的原因去解释。换言之，自然科学的基本概念、基本原理以及其相关的解释，虽是思维的自由创造，但都必须以物质性为原则。否则，面对一个未能作出解释的物理现象，就可能忘却现象的物质性基础，最终用所谓“自由意志”、上帝或者数学符号去解释。正因为这样，爱因斯坦坚定相信：“这个世界上实际是存在的，我们的感觉印象是以客观事物为基础的”。（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，585，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）
第二，是理论的逻辑简单性。所谓逻辑的简单性是指构成理论的基本概念和基本原理要“尽可能简单，并且在数目上尽可能少”。（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，585，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）关于这个方法论问题，从罗马时期奥卡姆正式提出开始，到牛顿的《自然哲学之数学原理》的方法论第一法则，都有所提及，并在物理学的研究中得到自觉或不自觉的运用。只不过自觉地、明确地倡导，把它当作理论自由建构的方向来约束，并赋予了认识论的意义，则首推爱因斯坦。与其他科学家或哲学家相比，其他物理学家、哲学家只是把它当作理论逻辑建构的方法需要，比如玻珀仅认为它是理论的可证伪度问题。（注：[英]波珀著，查汝强、邱仁宗译：《科学发现的逻辑》，沈阳出版社1999年版，第137-140页。）爱因斯坦则不仅认为简单性是理论体系建构的形式要求，是物理理论进化的方向，而且认为这种形式的要求与自然界的客观内容应当结合起来，它是自然界的本质。他说：“我相信自然规律的简单性具有一种客观特征，它并非只是思维经济的结果。……它们是显示出自然界的真正特征”。（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，585，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）正因为这样，他从理论建构最终必须与经验事实相适应出发，强调了理论的进化必须向着简单性。他说：“物理上真实的东西一定是逻辑上简单的东西，也就是说，它在基础上具有统一性”。（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，85，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）简言之，“简单性”就是自然的特征，这也是爱因斯坦对自然的一种自由信仰。
第三，经验事实的约束。爱因斯坦认为：“一切关于实在的知识，都是从经验开始，又终结于经验。用纯粹逻辑方法所得到的命题，对于实在来说是完全空洞的”。（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，585，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）从这段话，我们可以看到，爱因斯坦尽管强调思维的自由，强调在现代科学理论建构中，探索性演绎法优于归纳法，但并没有否定“理性认识依赖于感性认识”这一唯物辩证法的基本精神。经验一方面在建构概念和基本原理起着影响和提示的作用，另一方面则是理论的正确与否最终必须由人们的实践经验进行检验。在《罗素认识论》一文中，爱因斯坦在批判经验论的同时也批判了柏拉图、黑格尔等唯理主义者所持的“用纯粹思辨可发现一切可知的东西”的观点。爱因斯坦称它们为“比较贵族化的关于思维的无限洞察力的幻想”。
爱因斯坦所强调科学理论建构时的虚构性，实际是指理论制定的一种必然行为。如果我们把科学理论不是看作已完成的现存的东西，而是把它们看作是一种始终尚在制定建构过程中的东西，作为一种被追求的目的，那么科学理论建构实际是一个不断进行主客观统一的过程。从客观存在决定人的意识反映来说，人必须根据经验现象的提示和影响来构造概念和原理，到理论经过数学逻辑推理得到各个个别结论后，又必须以经验给予验证，这都是一个客观过程。但是人对现象的描述和说明以及对其因果性的不断追溯解释，决不是直接的。它必须通过思维的加工和创造，借助概念对现象加以概括。因此，它又是一个主观的自由的建构过程，它受人的心理制约，存在着虚构和游戏的性质。随着人类认识自然能力的提高和认识领域的扩展，任何理论的概念和原理都有可能变化，以对应描述更多的经验现象。可以说，科学理论的体系都具有自由建构和经验实在有效的两重性质，这两重性质对科学理论来说是不可分割的，是思辨和实证、虚构和实在的统一。思辨和虚构区别于经验主义对科学理论的认识，而实证和实在则作为科学理论区别于宗教和形而上学等纯思辨理论的分水岭。正因为这样，爱因斯坦一方面强调应用思维自由的创造、应用探索性的演绎方法而建立理论，而另一方面也十分强调必须以观察到的事实为“最高裁决者”。（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，585，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）他始终认为“唯有经验能够判定真理”。（注：许良英、李宝恒等编译：《爱因斯坦文集》第Ⅰ卷，商务印书馆1976年版，第3，380，409，357-358，502，409，585，262，315，315，410，213，314，216，380，313，262，508页。）他不仅这样说，而且是这样做的。他是理论结合经验事实的最出色的实践者。
前面，我们介绍了爱因斯坦“思维自由创造”的思想。可以说，它无疑是对自然赋予人类理性的主观能动性的最深刻、最形象和最积极的解说，它也是这位伟大的科学发明家的认识论的真正精髓。我们应当认真地学习、认识和掌握它，而决不能错把它当作糟粕而舍弃。