罗素与怀德海于1910-1914年,发表其伟大的着作《数学原理》(Principa
Mathmatica),并且在以后的几本书中,进一步发展了由之而来的对于自然界的观点。这观点或许可以用最简短的形式略述如下:我们对于物质世界的知识,只是一个抽象。我们可以构造那个世界的模型,而探索其各部分之间的关系。我们不能用这些方法揭露“实在”的内在性质,但可以推断有某种东西存在,不以我们对它的思想为转移,而且其各部分间的关系,以某种未知的方式,与我们模型中的各部分相当。
这种新实在论,溯源于洛克。他最初诉诸心理学,后来开始探讨范围有限的哲学问题。现代的实在论者,已经不再先假设完备的哲学体系,再由此推出其特殊的应用。他们利用数学、物理学、生物学、心理学、伦理学——及其他任何他们遇到的学问——研究个别的问题,而象归纳的科学那样,慢慢地把他们的成果拼凑在一起。由此可知,在哲学上也象在科学上一样,正确性的惟一试金石,是自身的一致性。
数学与自然界
要把各方面对科学上应用的认识论的最新贡献给予完备详尽说明,我们就不但要考虑归纳法,而且须考虑数学的演绎法。教学如何能从测量的粗浅事实与机械技术(其中并无点、面、质点及暂时组态一类理想的东西存在),求得其点、面、质点及暂时组态等理想的抽象呢?数学又如何能把从分析抽象所得的知识,应用来阐明粗疏的世界,而竟在数学物理学中得到这样的成就呢?
对于自然科学中的这个与其他哲学问题,怀德海的贡献很多,特别是他的《外延的抽象原理》一书。在这里,我们对这部着作的概要略加叙述。对于数学原理不感兴趣的读者,可略去这节不读,亦无损于本书的连贯性。
科学不管所用的任何项的内部性质,而仅研究其互相的关系。因此,任何一组项如具有一组相互的关系与他组数项所具有的相同,则此二组项为等值。无理量,如及,在数学中可以当作数看待,因为它们服从整数所服从的同一加与乘的定律。所以在此意义上,它们是数。
又与普通定义为。平方小于或小于的有理数所组成的级数的极限。但我们不能证明此二级数确有极限,因而此定义实等于虚设。另一方面,如果我们的定义说与不是级数的极限,而是级数的本身,则我们求得的量,包含有意料以外的内部结构,但确实存在,而且可以证明其彼此之间,及与其他数学量之间具有的相互关系。与一般定义的与所具有的相同。因此,这新的定义,可用以代替旧定义。
怀德海证明最初为无理数所发现的原理,也可应用于几何学及物理学。例如关于点的老问题:一点可定义为一组一个套一个愈来愈小的同心球所成级数的权限。这定义,于几个目的上,颇为有用。但是体积无论小至什么程度,究竟还是体积,而此定义遂不免与其他目的上需用的定义(一点只有位置而无大小)相冲突了。
如果我们定义一点不是一个体积级数的极限,而是这级数的本身,这样定义的点,即通常所谓该系统的中心。于是我们所得的量,彼此间相互的关系,与前两个老法所定义的点都相同。因此,定义所引起的矛盾,遂得避免,而这些新的点所具有的复杂的内部结构,当不成问题,因科学不涉及内部结构,只考虑其各部分的相互关系。
用这样的方式,怀德海证明了能够感知数学上不能利用的东西(如实在的体积、棒棍或微粒),与数学上能够使用而不能感知的东西(如无体积之点,及无宽度之线,这些是几何学及物理学所必须使用的东西)两者之间的联系。
这种思考的方法,同确立已久的热力学的方法相似。热力学把一个系统的内部结构与变化视为不相干,而实际上确是不相干。所考虑的,仅是该系统吸入及放出的热量和别种能量。分子理论对该系统的内部性质给予一种说明,但热力学对这种说明既不表赞同,也不表示反对。如果能提出另外一个理论规定同样的外部关系,那对热力学也是一样。关于此点,在溶液理论中有一个很好的例子。
范特·霍夫以热力学证明:溶液的渗透压力,与普通的气体压力,必然具有相等的数值,而且遵照同样的物理定律;因此有许多物理化学家以为范特·霍夫的理论要求压力的原因应为相同,也就是分子的冲击。其实,热力学上的关系,自然与不管什么“原因”都相符合——化学亲合力也好,分子冲击也好。
再举一个例子。在一个最近开辟的物理研究的领域中,海森堡所用的数学与薛定谔所用的数学,确是殊途同归,虽然前者采用玻尔的电子及能级,但不用他的电子轨道,来探求原子的结构,而后者则采用波动力学的基本观念,以解决同一问题。这里,这两种关于原子内部性质的观点,是用相似的数学方程式表达出来的,虽然其所用的物理概念不同,但在科学的最终目的上,则完全一样。
这种结果给人的哲学上的教训是:我们一方面必须以保留与审慎的态度,去承认人们不断用来代表关系量——即具有物理关系的量——的想象的模型,另一方面对于科学所给予我们的有关这种关系的有增无已的知识,可以随意加以利用并给予愈来愈大的信赖。这种知识是一个概率的问题,不过这种知识正确的概率是很高的,而且大部分在很快地增高。它是足够好,足资运用了;这种关系的真实性并不依赖关系量自身的实在性。
第73章