1．康德和经验逻辑

    我并不打算在这篇谈话里谈论普通的日常经验。我想在这样的意义上使用“经验”这个词，即当我们说“科学建基于经验之上”时我们所用的经验的意义。可是，既然科学中的经验毕竟只不过是普通日常经验的延伸，所以我要说的东西基本上也将适用于日常经验。

    为了不失之于抽象，我打算讨论一门具体的经验科学——牛顿力学——的逻辑地位。然而，我并不要求听众具备任何物理知识。

    一个哲学家所能做的事情之一，也是可列入他的最高成就的事情之一，就是看出前人未曾看出的一个谜、一个问题，或一个悖论。这甚至是比解决这个谜更高的成就。第一个看到和理解一个新问题的哲学家打破了我们的懒散和自满。他之于我们就如休谟之于康德：他把我们从“教条主义的沉睡”中唤醒。他在我们面前开拓了新的视野。

    第一个清楚地认识自然科学之谜的哲学家是康德。我不知道还有哪一位哲学家(不论是在他之前还是在他以后)像他这样为自然之谜绞尽脑汁。

    当康德谈到“自然科学”的时候，他几乎总是想到艾萨克·牛顿的天体力学。康德本人对牛顿物理学作出过重要贡献，他也是一切时代中最伟大的宇宙学家之一。他的两本主要宇宙学著作是《自然通史和天体论》(1755年)和《自然科学的形而上学基础》(1786年)。这两本书的主题都是(照康德自己的话来说)“按照牛顿的原理探讨的”。[2]

    像几乎一切和他同时代的在这个领域里学识渊博的人一样，康德相信牛顿天体力学的真理性。牛顿理论必定是真理这种几乎普遍的信仰不仅是可以理解的，而且似乎是有充分根据的。没有比它更好的理论，也没有比它经受住了更严格检验的理论了。牛顿理论不仅精确地预言了一切行星的轨道，包括它们对开普勒椭圆的偏差，而且也精确地预言了这些行星的全部卫星的轨道。此外，它的少数几条简单原理同时适用于天体力学和地球力学。

    这里是一个普遍有效的世界体系，它以可能的最简单最明了的方式，并绝对精确地描述宇宙运动规律。它的原理像几何学——一切科学的无与伦比的楷模、欧几里得登峰造极的成就——本身一样，简单而又精确。牛顿实际上提出了一种宇宙几何学，它是欧氏几何再补充以一个在力的作用下质点运动的理论(它也可用几何学表示)。除了时间的概念而外，它只给欧几里得几何增添了两个本质上新的概念：质量或物质质点的概念，和甚至更重要的有向力的概念(牛顿理论的名称"dynamics”[力学)源出拉丁文的vis和希腊文的dynamis)。

    因此，这里是一门宇宙的科学、自然的科学，是一门被声称为建基于经验之上的科学。它恰和几何学一样，是一门演绎科学。可是，牛顿本人宣称，他是运用归纳从经验中得出这个理论的各个基本原理的。换句话说，牛顿宣称，他的理论的真理性可以从某些观察陈述的真理性逻辑地推出。虽然他没有明确地描述这些观察陈述，但很清楚，他必定是指开普勒定律——行星椭圆运动定律。我们还能找出一些杰出的物理学家，他们坚持认为，开普勒定律可以从观察陈述归纳地推出，而牛顿原理又可以完全或几乎完全地从开普勒定律推出来。

    康德最伟大的成就之一是，受休谟的激励，他认识到这个论点是自相矛盾的。康德比他的前人和来者都更清楚地看到，认为牛顿理论可以从观察推出，那是何等的荒谬。后来，康德这个重要的灼见被人忘却，这部分地是因为他本人对他发现的这个问题的解决作的贡献。现在，我把它提出来加以详尽讨论。

    这里分三点来批判牛顿理论从观察导出这个论断：

    第一，这论断直观地就是不可信的，特别当我们把这个理论的性质和观察陈述的性质加以比较时。

    第二，这论断在历史上是错误的。

    第三，这种论断在逻辑上是错误的：它是逻辑上不可能的论断。

    现在让我们来考察第一点——观察能表明牛顿力学是真实的，这直观地就是不可信的。

    我们只要记住牛顿理论根本不同于观察陈述，就可明白这一点。首先，观察总是不精确的，而理论却作出绝对精确的断定。另外，牛顿理论的一个胜利是，它经受住了后来观察的检验，就精确性而言，这些观察远远超过牛顿时代所能达致的。难以相信的是，精确程度较高的陈述(且不说理论本身的绝对精确的陈述)能够逻辑地从精确度较低或不精确的陈述推出。[3]但是，即使我们撇开精确性问题不论，我们还是会认识到，一个观察总是在一些十分特殊的条件下做出的，每一观察情境总是一个非常特定的情境。另一方面，这理论却要求适用于一切可能环境，不仅适用于火星或木星，甚或太阳系的卫星，而且也适用于所有行星运动和整个太阳系。实际上，它的要求远不止于此。例如，这理论对恒星内部的引力压强作出断定，而这些断定直至今日仍未受到过观察检验。此外，观察总是具体的，而理论是抽象的。例如，我们从来没有观察到质点，而只观察到广延的行星。这也许无关宏旨；最关重要的是，我们永远不可能(我要重复一句，永远不可能)观察到像牛顿的力这样的东西。众所周知，既然力是这样定义，即它们可以用测量加速度来度量，因此，我们确实能够测量力；而且我们常常可以不借助测量加速度来度量力，而是用例如弹簧秤来量度它。然而，在这一切测量中，我们总是毫无例外地假定牛顿力学的真理性。不预先假定这样一个力学理论，要量度力简直是不可能的。但是，力和力的变化都属于这个理论所要探讨的最重要的问题。因此，我们可以断言，这理论所探讨的对象至少有一些是抽象的和不可观察的。因为这一切理由，理论可逻辑地从观察推导出来这种论断，直观地就是不可信的。

    即使能够重新表述牛顿理论，以致避免提到力，也不会影响上述结论。把力仅仅看作虚构，或仅仅看作只能作为工具使用的纯粹理论构造物而加以拒弃，也不会影响这结论。因为我们对之质疑的那个命题是说，牛顿理论可以用观察表明是真实的。我们的反诘是：我们只能观察具体的事物，而理论，尤其是牛顿的力，是抽象的。如果由于我们去除力的概念或者揭穿它仅仅是一种辅助的构造物，因而使这个理论变得更加抽象，那么这些困难依然存在。

    第一点就说这么多。

    第二点是：相信牛顿力学乃从观察导出，这在历史上是错误的。这种信仰广为流传，但它是一种对历史神话的信仰，或者，如果愿意的话，也可说是一种对历史的大胆歪曲。为了表明这点，我将简单地提一下这个领域里牛顿的三位最重要前驱所起的作用。他们是尼古拉·哥白尼、第谷·布拉赫和约翰内斯·开普勒。

    哥白尼曾在博洛尼亚跟柏拉图主义者诺瓦拉学习过；哥白尼关于太阳(而不是地球)位于宇宙中心的这个思想，不是新的观察的结果，而是按照半宗教的柏拉图主义和新柏拉图主义的观念对旧的众所周知的事实作新解释的结果。关键的思想可回溯到柏拉图《理想国》第六册。在那里我们可以读到：太阳在可见事物领域里起的作用，同善的理念在理想王国里起的作用一样。在柏拉图理念的等级体系里，善的理念占据最高位。因此，赋予可见事物以可见性、生命力、生长和发展的太阳，在自然界可见事物等级体系里是最高的。

    《理想国》中作为新柏拉图主义哲学、特别是基督教新柏拉图主义哲学之基础的段落中，这一段特别重要。

    如果太阳被赋予显赫位置，如果太阳在可见事物等级体系中应占据神圣地位，那么太阳就不可能去围绕地球旋转。对于如此高贵的一颗恒星，惟一合适的地方是宇宙的中心。[4]因此，地球不得不绕着太阳旋转。

    这样，这个柏拉图主义的思想构成了哥白尼革命的历史背景。它并不从观察开始，而是从一个宗教的或神话的观念开始。这种美丽而又原始的观念常常由一些伟大思想家提出来，就像常常由怪僻的人提出来一样。但哥白尼并不怪僻。他对自己的神秘直觉作了严厉批判，用借助于这一新观念重新加以解释的天文观察来严格考察这些直觉。他正确地认为，这些观察极其重要。然而，从历史的或发生的观点看，观察并不是他的观念的源泉。观念先产生，并且它对于解释观察来说是不可或缺的：这些观察必须根据这观念解释。

    约翰内斯·开普勒是第谷·布拉赫的学生和助手，他的这位伟大的老师把未发表的观察资料留给了他。开普勒是个哥白尼派。像柏拉图本人一样，开普勒也醉心于天文学，虽然他始终是个批判的思想家；并且他也像柏拉图一样深受毕达哥拉斯派数的神秘主义的影响。他希望发现的和毕生所探求的，是奠定世界结构之基础的算术定律，而哥白尼太阳系轨道的结构，特别是轨道离太阳的相对距离都建基于这定律。他一直未发现他在寻找的东西。在第谷的观察资料中，他没有找到所冀求的对他的信仰——火星匀速地沿圆形轨道绕太阳旋转——的证实。相反，他在第谷的观察资料中发现了对这种圆形轨道假说的反驳。于是他抛弃了这种圆形轨道的假说；在徒劳地尝试了各种别的解决方法之后，他偶尔想到了下一个最佳的解答：椭圆轨道假说。他还发现，观察材料可以同这新假说相吻合——虽然只是在假定火星不是匀速运行的条件下才是如此，而这假定乍——看来十分令人讨厌。

    所以，在历史上，开普勒定律不是观察的结果。实际情况是，开普勒试图用他原先的圆形轨道假说来解释第谷的观察材料，这种努力无效。这些观察资料反驳了这个假说，于是他再尝试下一个最佳解决——卵形的、椭圆形的假说。观察资料还是没有证明这个椭圆假说是正确的，但它们现在能够用这个假说解释了：它们能够和这个假说相一致了。

    另外，开普勒相信有一个原因、一种力量，像光线一样从太阳发出，影响、操纵或引起包括地球在内的各行星的运动。这个信念在一定程度上支持和激发了开普勒定律。但是，认为从恒星发出一种“流”或“影响”抵达地球的观点，在那时候被当作同亚里士多德理性主义相对立的占星术的根本信条。这里我们有了一条划分两个思想流派的重要分界线：亚里士多德的伟大批判者，例如伽利略；或属于(亚里土多德的)理性主义传统的笛卡儿、波义耳或牛顿。这就是伽利略为何始终怀疑开普勒观点的原因，也是他为何不能接受任何用月球“影响”解释潮汐的潮汐理论，因此感到不得不创立一个仅用地球运动解释潮汐的非月球理论的原因。这也是牛顿为何那么不愿意接受他自己的(或者罗伯特·胡克的)吸引理论、一直同这个理论格格不入的原因。而且，这也是法国笛卡儿派为何长期不接受牛顿理论的原因。可是，这个最初属于占星术的观点最后被证明是非常成功的，以致一切理性主义者都接受了它，而它那名声不佳的起源却被人淡忘了。[5]

    从历史和发生的观点看，这就是牛顿理论的主要先驱。我们的叙述表明，历史事实是，这理论并非从观察推导出来。

    康德充分认识到这一点；他还意识到了这样的事实：和天文观察一样，甚至物理实验在发生上也不先于理论。它们也只是体现了人类借助理论向大自然提出的一些难题，正像开普勒向大自然提问：他的圆形轨道假说是否真实一样。因而康德在《纯粹理性批判》第二版序言里写道：

    “当伽利略让他的球从一个斜面滚下来时(重量他自己选定);当托里拆利使空气支持一重物，其重量他事先计算等于一已知高度水柱的重量时；……于是，所有自然哲学家都茅塞顿开。他们懂得了，我们的理性只能理解它按照它的设计创造出来的东西：我们必须强迫大自然答复我们的问题，而不是拖住大自然的围裙带，让她牵着我们走。因为未经事先周密计划作出的纯属偶然的观察，不可能由一条……规律相连结，而规律正是理性所探寻的东西。”[6]

    这段康德的语录表明，康德何等清楚地看到：我们必须让自然面对假说，要求自然对我们的问题作出回答；如果缺少这种假说，我们只能漫无计划地作些偶然的观察，因而这些观察决不会把我们引导到自然规律。换句话说，康德十分清楚地看到，科学史驳斥了培根的神话，即我们必须从观察开始、以便从它们推导出我们的理论来的神话。康德还十分清楚地认识到，在这个历史事实后面有一个逻辑事实；在科学史中所以没有出现这种情况，是因为存在一些逻辑上的理由：从观察推出理论在逻辑上是不可能的。

    我的第三点，即从观察推出牛顿理论在逻辑上是不可能的，直接根据康德指出过的休谟对归纳推理有效性的批判。休谟的决定性论点可以叙述如下：

    取一个由任意多真观察陈述组成的类，并用字母K标示它。这样，类K中的陈述将描述实际的观察，即过去的观察：因而我们用字母K标示任何关于实际上已在过去作出的观察的真陈述类。既然我们已设定，K仅由真陈述构成，所以类K里的所有陈述必定也都是一致的陈述，并且，属于类K的所有陈述必定都彼此相容。现在再取一个观察陈述，我们用字母B来表示它。我们假定：B描述某个将来的、逻辑上可能的观察；例如，B告诉我们，明天将发生日食。因为日食已经观察到过，所以我们能够肯定，一个断定明天将发生日食的陈述B是一个根据纯粹逻辑的理由为可能的陈述；就是说，我们的B是自相一致的。于是，休谟表明了以下一点：如果B是关于一个将来可能事件的一个自相一致的观察陈述，而K是关于过去事件的真观察陈述的任意类，那么，B总是能和K相连结而不产生矛盾；或者换句话说，如果我们给K中的陈述添加一个关于将来可能事件的陈述B，我们绝不可能得出逻辑矛盾。休谟的发现也可表述如下：逻辑上可能的将来观察不可能和过去观察的类相矛盾。

    现在让我们给休谟的发现添加一条纯粹逻辑定理，即：每当一个陈述B能无矛盾地和一个陈述类K相连结，它也总是能无矛盾地和由K的陈述和可从K推出的任何陈述组成的任何陈述类相连结。

    这样，我们就证明了我们的论点：如果牛顿理论能从一真观察陈述类K推导出来，那么，任何将来观察B都不可能同牛顿理论和观察K相矛盾。

    然而，众所周知，在另一方面，从牛顿理论和过去观察之中，我们可逻辑地推出一个陈述，它告诉我们明天是否会发生日食。如果这个导出陈述告诉我们明天将不会发生日食，那么，我们的B显然就同牛顿理论和类K不相容。从这一点和我们上面的结果，可以逻辑地推知，假定牛顿理论能从观察推出是不可能的。

    这样，我们便证明了我们的第三个观点。现在我们可以看清楚康德所发现的整个经验之谜——经验科学的悖论了：

    牛顿力学本质上超出了全部观察。它是普遍的、精确的和抽象的；历史上，它来源于神话；我们可用纯逻辑手段表明，牛顿理论不可能从观察陈述推导出来。

    康德还表明，对于牛顿理论成立的东西对于日常经验也成立，尽管程度上或许不完全相同：日常经验也远远超出全部观察。日常经验也必须解释观察；因为，没有理论的解释，观察仍然是盲目的——不提供任何信息的。日常经验始终靠着诸如因和果这样的抽象观念起作用，因此它不可能从观察导出来。

    为了解答经验之谜，也为了解释自然科学和经验如何可能，康德构造了他的经验和自然科学的理论。我赞赏这个理论为解决经验悖论作了真正勇敢的尝试，但我认为，它回答的是个假问题，因此在一定程度上是不着边际的。康德这位经验之谜的伟大发现者，在一个重要的地方犯了错误。但我要立刻补充一句，他的错误是完全不可避免的，并且丝毫无损于他的辉煌成就。

    这个错误何在呢?如上所述，就像几乎所有进入了二十世纪的哲学家和认识论家那样，康德相信牛顿理论是真实的。这种信念是无可避免的。牛顿理论作出了最惊人和最精确的预言，它们全都被证明为完全正确的。只有无知的人才会对牛顿理论的真理性表示怀疑。甚至亨利·彭加勒——他那一代人中最伟大的数学家、物理学家和哲学家(死于第一次世界大战前不久)，也像康德一样相信牛顿理论是真的和不可反驳的。这一事实最好不过地表明，我们几乎一点也不能责备康德怀有这一信念。像康德本人一样强烈地感受康德悖论的科学家寥若晨星，而彭加勒就是其中之一；虽然彭加勒对这个悖论提出过一种和康德有所不同的解决办法，但它也只是康德解决办法的一个变种。不过，重要的是，他也犯了和康德完全一样的我所称的错误。这是个无可避免的错误，就是说，在爱因斯坦以前是不可避免的错误。

    甚至那些不接受爱因斯坦引力理论的人也应该承认，爱因斯坦理论是个真正具有划时代意义的成就。因为他的理论至少确定了，牛顿理论无论是真实的还是虚假的，都肯定不是惟一可能的以一种简单而又令人信服的方式解释现象的天体力学体系。二百多年来，牛顿理论第一次变得成问题了。在这两个世纪里，牛顿理论已成为一种危险的教条——一种具有使人麻木不仁的力量的教条。我不反对那些根据科学理由诘难爱因斯坦理论的人们。但是，甚至反对爱因斯坦的人，也像十分赞赏爱因斯坦的人一样，应该感谢爱因斯坦把物理学从麻木不仁地信仰牛顿理论的无可争议的真理性中解放了出来。多亏爱因斯坦，我们现在才把牛顿理论看作一个假说(或一个假说体系)——也许是科学史上最壮观、最重要的假说，当然也是对真理最惊人的接近。[7]

    如果我们和康德不一样，认为牛顿理论是一个假说，它的真理性是成问题的，那么，我们必定要从根本上改变康德的问题。因此，无怪乎康德的解答不再适合于对这个问题的新的后爱因斯坦的表述，必须对之作相应的修改。

    康德对这个问题的解答是众所周知的。他假定(我认为这假定是正确的)，我们所知道的这世界，是我们根据我们自己发明的理论对可观察事实所作的解释。康德说：“我们的理智并不从自然界引出规律，……而是把规律强加于自然界。”我认为康德的这个表述基本上是正确的，但我还感到，这种表述有点偏激，所以我想用下面修正过的形式来表述它：“我们的理智并不从自然界引出规律，但试图(成功程度不等地)把理智自由创造出来的规律强加于自然界。”差别就在这里。康德的表述不仅意味着，我们的理性企图把规律强加于自然界，而且还意味着，理性的这种企图总是成功的。因为，康德相信，牛顿定律是由我们成功地加于自然界的：我们必然要用这些定律解释自然界；康德由此得出结论：这些定律必定先验地就是真的。这就是康德对这些问题的看法；彭加勒的看法与此相似。

    然而，自从爱因斯坦以来，我们已认识到，各种判然不同的理论和解释也是可能的，它们甚至比牛顿理论更高明。因此，理性能够提出不止一种解释。理性不可能一劳永逸地把它的解释加于自然界。理性通过试错来行事。我们创造了我们的神话和理论，并检验它们：我们试图看看它们把我们带到多远。并且如有可能就改善我们的理论。较好的理论是具有较大解释力量的理论：它们能解释较多的东西；解释得较精确；使我们能作出较好的预言。

    因为康德相信我们的任务是解释牛顿理论的真理性和惟一性，所以他会相信，这个理论是从我们知性的规律中不可避免地、逻辑上必然地得出的。我按照爱因斯坦的革命提出的对康德的解答的修正，把我们从这种强制中解放了出来。这样一来，理论就被看作是我们自己心灵的自由创造、一个诗意般直觉的结果、直觉地理解自然规律的尝试的结果。但是，我们不再试图把我们的创造物强加给自然界。相反，我们像康德教导我们的那样向自然界提出问题；我们试图使她对我们理论的真理性作出否定的回答：我们并不试图证明或证实我们的理论，而是试图通过驳斥、证伪、反驳它们来加以检验。

    这样，我们的理论创造的自由和大胆，就能够用自我批判和我们所能设计的最严格的检验来加以控制，防止它失诸偏颇。通过我们批判的检验方法，科学的严密性和逻辑性便从这里渗入了经验科学。

    我们已经看到，理论不可能逻辑地从观察推出。然而，它们可能同观察相冲突：它们可能同观察相矛盾。这种情况使人们能从观察推知一个理论是虚假的。用观察反驳理论的可能性乃是一切经验检验的基础。像一切严格的考试一样，对一个理论的检验，也总是企图表明被检验者是错的，就是说，这理论包藏了一个错误的断定。从逻辑的观点来看，一切经验检验因此都是企图反驳。

    最后，我想说，自从拉普拉斯以来，人们一直试图至少把高度可能性(代替真实性)赋予我们的理论。我认为这种企图是一种误解。对于一个理论，我们所能希望的，无非是它解释这或解释那；它已受过严格检验，以及它已经受住了我们的一切检验。我们还可以对两个理论加以比较，以便看看哪一个较好地经受住我们最严格的检验，或者换句话说，哪一个较好地为我们检验的结果所确认。但是，用纯数学方法可以表明，决不可把确认度等同于数学概率。甚至还可以表明，一切理论，包括最好的理论，都具有相同的概率，即零。然而，虽然理论的概率是零，但理论被确认的程度(它至少在理论上可借助概率计算求得)可以十分接近于1，即它的最大值。诉诸概率不能解决经验之谜，这个结论是很久以前由大卫·休谟首先得出的。

    可见，逻辑分析表明，经验并不在于观察材料的机械的积累。经验是创造性的。它是由严肃的批判和严格的检验支配的、自由、大胆和创造性的解释的结果。

    2．哲学理论的不可反驳性问题

    为了避免从一开始就失诸笼统的危险，也许最好先借助五个例子来解释一下我说的哲学理论是什么意思。

    哲学理论的一个典型例子是康德关于经验世界的决定论学说。虽然康德实质上是个非决定论者，但他在《实践理性批判》[8]中却说：关于我们心理的、生理的状况和我们的环境的充分知识，将使我们能