恩斯特·马赫｜自然规律的意义和价值

自然规律证明了我们要适应自然界，对过程不感到生疏和迷惑的心理需求。这种情况清楚地表现在这些规律的主导动机中，这些规律总是与这种需求当然也与当时的文化状况相适应。最初的、粗陋的定向的尝试是神话、鬼神论、诗歌形式的。...

1．人们经常谈论自然规律。这个表达意味着什么呢？一般来说，人们是这样认为的，正如公民法律是公民行动应该遵循的准则一样，自然规律是自然界过程必须遵循的规则。人们认为有一个区别，公民法律可以违反，而自然过程是不能脱离自然规律的。但是关于自然规律的这种观点由于以下考虑而动摇了：即我们只有从自然过程本身中才能推论出和抽象出自然规律，在这里我们完全不能保证不犯错误。显而易见，自然规律的任何中断都是通过我们的错误观点而加以解释的，关于这些规律的不可破坏性的表象是没有任何意义和价值的。一旦突出强调我们的自然观的主观方面，那么就会很容易地达到极端的见解，认为自然规律完全是由我们的直观和我们的概念决定的。但是，如果我们无约束地观察自然科学的形成，那么我们就会看到，自然科学的起源在于我们对过程的观察首先是在对生物有直接的重要意义的方面，以后才注意过程的对生物有间接的重要意义的方面。按照这种考虑也许下面的观点是对的：“自然规律”从其起源看是我们在经验的指导下决定我们期待的界限。

2．K．皮尔逊的观点与我的观点非常相似。他以下述方式阐述了这些问题：“文明的法律规则涉及管理和职责；科学规律是一种说明，而不是规定。文明的法律规则仅仅是特定团体特定时间内的依据；科学规律则是所有正常的人们存在的依据，并且在人们理解能力的同一发展阶段上是不变的。奥斯汀和许多其他哲学家都认为，不管怎样，自然规律不是思想公式，但是经过再三反复的连续的感觉。这种再三反复的连续的感觉是反映在它们自己以外的东西上的，并且被人们认为是外部世界绝对独立的一部分。自然规律从字的含义来看是与通常的含义不同的，它在被人们认识以前就存在了。”我在这里不是用米尔与韦韦尔争论中已表现出并且从基尔希霍夫以来就流行的字“描述”，而是用“期待的界限”这个表达来说明自然规律的生物意义。

3．不管是否把规律看成为行动的界限、自然现象不可改变的导线或者我们对发生的现象加以补充和预见性的表现和思想的指南，规律总是可能性的界限。伽利略和开普勒表象出落体和行星运动的不同可能性；他们试图猜测与观察相适应的这些可能性，他们把他们的表象局限于观察所得的结论，使这些表现成为决定性的。说明力消失后物体进行相同形式的直线的运动的惯性定理从无数的思维可能性中强调指出了决定表象的一种可能性。朗埃(3)关于一个体系的自由落体的惯性运动的看法，也说明这种运动是从无数运动的可能性中选择出的一种运动方式。在划分一个实际领域时，人们可以提出与等级相应的概念，以上情况中就已经存在着可能性的界限。不一定非要以一个定理的形式来表达一个规律不可。物体概念的可运用性包括以下界限。一个封闭体系的物体的总和是按照作为统一单位的某个体系的物体进行衡量的，这一点是不变的。对于第三个物体是两个与第三个物体相同的物体相互之间的关系也是如此。

4．生物的期望是在一定条件下持续进行调节的，这一点是一切有记忆的生物的需求。心理的组织已经本能地与直接的、最简单的生物需求相适应，因为它通过联想的机体在大多数情况下产生了有目的的功能。如果出现了复杂的存在条件，这些存在的条件经常只通过曲折漫长的途径来满足需求，那么只有丰富的心理生活才能满足这些需求。我们可以把每个科学意义看成它所表明的曲折途径中一个阶段的间接的生物意义。不管现在一种情况接近或不接近直接的生物意义，总是只有与条件相适应的、正确的期待与我们的需求相适应。关于期待的正确性，我们在不同的情况下总是有非常不同的要求。如果我们饿了，我们总是在我们按照条件猜想食物的地方找到食物，那么我们就对我们期待的正确性表示满意了。但是如果我们按照炮身的举起，按照炮弹的重量和火药的装填期待一定的投射距离，并且实际的投射距离与所期待的距离相差细微，那么这里就可能已经产生一种感觉的混淆。如果通过比较长的途径，通过更多的或许多步骤才能达到一个目的，那么一个比较小的错误在衡量各个步骤的大小和方向时已足以影响达到目的。例如，在计算数目时，多次出现小的错误就会造成相当严重的错误得数。现在科学正是研究理论或实践（技术）中的中间步骤的，在这里通过已知的条件可以特别准确地决定期待的结果。

5．随着自然科学的进步，期待事实上越来越受限制，更加严格地限定了的形式。最初是限制质。不管决定期待M的因素A、B、C是否能通过一个原理被科学地说明，或者不管这种指示是否可以相互决定这些因素（如通过植物或化学分析的图表加以说明），这是不重要的。如果人们能够在质量上相同的情况下按照数量区别各个质量，就是说把一个从数量上决定的期待M1从属于每个从数量上决定的质量A1、B1、C1的复合体，那么就达到了更进一步的限制，这种限制只是由衡量和观察的可达到的准确性决定的。在这里可以一次或连续地进行限制。如果限制通过一种进一步的补充决定被局限于更小的场所，限制就会连续地发生。在平面的、凸起的、直线的n角形中，欧几里得空间的内角和是（n2）· 2R；在三角形（n＝3）中内角和是2R，因此三个角中的每个角都是通过另外两个角的值决定的。因此，这种最狭窄的限制是以一系列条件为基础的，这些条件相互补充，或者其中有些是基本的，对其他条件有决定的意义。在物理学中情况与此相同。等式pv/T＝常数适合于不变量的气体形的物体，对于这些物体来说，p、v、T对所有部分都具有相同的意义，并且只有在距离液化条件非常远的情况下才适合。这种在折射规律sinα/sinβ＝n中的限制，通过与一定的一对均匀的材料的关系，通过与一定温度的关系，通过与一定密度或一定压力的关系，由于在这些物体中缺少任何磁和电的势差而进一步受到约束。如果我们在一定材料上运用一个物理规律，那么这就意味着，这个规律应该适合于一个空间，在这个空间中这个材料的已知的作用是可以证明的。这些补充的条件一般来说是通过材料的名称来表明的。这些物理的规律适合于空的空间（真空），它们也只涉及电和磁的不变数等一定的值。我们通过运用一个定理于一个材料而得出进一步的定义（条件相等），正像我们说一个几何学定理（或者悄悄地理解）适合于一个三角形、一个平行四边形或一个菱形。如果人们发现，一个规律在过去一直适合的条件下现在停止作用了，那么这种情况就会促使我们去寻找这个规律还不知道的补充条件。发现这些条件总是意味着一个重要的发现。电和磁就是通过物体相互表现出的吸引和排斥而被发现的，而过去人们习惯于把这些看成无关紧要的。不仅已表明的假设，而且沉默地理解的条件也论证了几何学和物理学的论题。如果现在总是认为，还有不知道的条件（这些条件的不明显的变化直到目前我们都忽视了）可以共同起决定作用，那将是很好的。

6．按照我们的见解，自然规律证明了我们要适应自然界，对过程不感到生疏和迷惑的心理需求。这种情况清楚地表现在这些规律的主导动机中，这些规律总是与这种需求当然也与当时的文化状况相适应。最初的、粗陋的定向的尝试是神话、鬼神论、诗歌形式的。在自然科学新高涨的时期，在哥白尼—伽利略时期（他们努力探求主要是质上先行的定向），容易、简单和美是寻找思想上再现事实的规则的主导动机。更准确的数量上的研究是以尽量完全的决定、清楚的决定为目的的，这种情况在早期力学发展史中已经表现出来。如果各种认识积累起来了，那么要求减少心理上的紧张，要求经济、连续性、稳定性，要求所提出的规则的尽量普遍的效益的愿望就会高涨起来。从力学的后期发展史和先进的物理学发展史中已足够证明这点。

7．显而易见，在认识论批判不尖锐的时期，心理动机表现在自然界，而且把这些心理动机归结于自然界本身。神或者自然界追求简单性和美，然后追求严格的规律性和决定性，最后追求一切过程的节约和经济，追求一切作用的最低费用。菲涅尔(6)早在近代就已经写道（在这部著作中他想强调波理论与旧的发射理论相比具有普遍的效益，自然界具有一种趋势，即许多现象都是通过最简单的手段得到证明的）：“最初的有利假设促使人们得出更加明确的结论，例如对《力学分析》所加的说明就使人更加容易理解；反之就会造成很大的困难。但是，在选择体系时要注意避免假设的简单性；因为这种估计也许对平衡的可能性没有任何影响。对自然界的分析不是没有困难的，一切问题的解决都需要复杂的手段。所有表象都要做出很大的努力。这要求物理科学要依靠不断地证明新出现的现象来加以改进。”

8．自然规律越来越明显的对期待的越来越强的限制，是与思想更加准确地适合事实相适应的。完全适合每个个别的、未来出现的、不可计算的事实，当然是不可能的。自然规律多方面的、尽量普遍的运用于具体的现实的情况只有通过对事实的抽象，通过对事实的简单化、图式化、理想化，通过把事实进行思想上的分解为简单的因素，从这些因素中把已知的事实非常准确地在思想上重新建成和构成时，才是可能的。这些基本的理想化的事实因素（在现实中永远不会遇到完整的）是相同形式的，并且以相同形式加速的物质运动，就像静止的（不变的）热流和电流以及具有等速增长的和消失的强度的流。但是从这些因素中可以相当准确地想象任何一种变化的运动和流，并且可以运用自然规律。这种情况表现在物理学的微分方程式中。因此，我们的自然规律是由一系列可以运用、符合这种运用的定理组成的。自然科学可以理解为从思想上补充某种存在的事实，或者最大限度地限制我们对未来情况的期待的一种工具复合。

9．事实不能按照我们的思想建立。但是我们的思想，我们的期待是按照我们关于事实所形成的其他思想、概念而建立的。以事实为出发点的本能的期待总是具有相当的空间。但是，如果我们设想，一种事实完全适合于我们简单的理想的概念，那么与此一致，我们的期待也可以准确地决定。一个自然科学的定理总是只具有假设的意义：如果事实A准确地适应概念M，那么B就准确地适应概念N；因此A准确地适应M，B准确地适应N。绝对的准确性、完全准确的清楚的一个前提对结果的决定，存在于自然科学中（同样存在于几何学中），不存在于感性的现实中，而只是存在于理论中。一切进步的目的，就是使理论越来越符合现实。如果我们观察了一对介质的许多折射情况，即使是数量上的，我们对属于一定光线的折射光线的期待也总还是停留在不准确的观察和衡量的阶段上。只有在确定折射规律和选择了折射率的一个值后，一个折射的光线才属于一种射入的光线。

10．明显地区别概念和规律为一方、事实为另一方的重要性，已经多次地被加以证明。奥埃尔斯特德的情况（平面上的电流和针）和奥埃尔斯特德以前的概念是绝对相称的，而现实的情况则被证明是不相称的。循环极化的光在多种情况下表明非极化光的不同状况。只有通过准确的研究我们才揭示了光的两种“螺旋面”的不对称，并使我们感到要通过新的更完全的概念表明事实。如果我们关于自然的表象受我们认为充足的概念支配，并且与此相应的我们习惯于一种决定的期待，那么我们就很容易以消极的方式运用一种决定的思想。如果一定的结果，例如一定的运动结果没有清楚的决定，如三种相同的力接触同一点（每两种力构成120°角），那么我们就期待这种完全结果的出现。如果以这种形式运用的“充分根据的定律”没有弄错（参看上面引用的例子），那么肯定，一切共同起作用的条件都是已知的。

11．更加简单和更加准确地表明了越来越复杂的和受各种各样次要条件影响的观察的事实的理论（通过观察可以保证这种情况）与清楚的决定的理想相适应(8)。这种理论的明确性使我们可以从这种理论通过许多相同的，或者通过联结的不同的演绎步骤得到进一步的结果，可以保证它们与那种理论是一致的。但是，这些结果与经验的一致或不一致在大多数情况下（因为有许多偏离的情况）是理论的正确性或者改进的需要的一种非常明显的试验，这远远超过原理与观察的比较。例如牛顿的力学原理以及由此原理推出的天文学结论。

12．如果按照我们对决定性，特别是清楚的决定性的要求进行观察，一般的，经常重复的理论原理的公式将成为可以理解的。因此一切都会清楚和明白。对于物理学家来说，只要加以少许的说明就足够了。物理的区别决定一切发生的现象，并且缩小区别可以决定我们所看到的、所发生的个别现象。如果许多同类的差别以同样的方式决定一点所发生的现象，那么这些差别的手段就是决定性的。拉普拉斯和泊松阐述了在静力学和动力学的许多领域中，在热、电等中运用的等式，前面的等式表明，一定的中间数是其他数的值。一点的相称的差别决定这个点的相称的东西，但是出现的东西是存在于多方面相称的特殊情况下的。垂直的水平线和力线或者水平线和流线等的结合量所表现的联合的功能在运用时，决定着无限小的因素中所发生的现象对称。具有多方面相近的可能性的量的最大数或最小数，总是可以理解为是处于一种对称条件之下的。如果差别在安排的任何小的变化的情况下全面地以同样意义增长或减少，那么这种安排总是以某种关系表现出最大数或最小数。平衡状况，一般来说不仅是力学和动力学的平衡状况。我在另外一个地方指出，在动力学规律那里，如在最小的作用原理那里（这些原理以最大数定理、最小数定理表现出来），最大数和最小数不是标准，而一个意义的决定性的思想才是标准。

13．作为观察者期待的纯粹主观的规则，与现实没有联系的自然规律是没有意义的吗？绝不是！因为即使只是在感性现实的一定界限内适合了期待，这种自然规律还是被多方面证明是正确的，并且日益被证明是正确的。因此我们用自然的同样形式的假设并不是失策，即使在经验不穷尽的情况下假设的绝对可运用性按照明确性、时间和空间的不局限性永远不会得到证明，因为每个科学方法总是一个理想。除此之外假设只涉及相同形式，而根本没谈到相同形式的种类。因此人们在失望的情况下总是有自由去寻找期待的相同形式以外的新东西的。

14．谁（如自然科学家）要是把人的心理的个人不看成与自然界对立的、孤立的、相异的东西，而是看成自然界的一部分，谁要是把感性的、生理的和表象的看成为一个不可分的整体，他就不会感到奇怪，整体是不会通过部分而穷尽的。但是，在部分中表现的规则会使他猜测整体的规则。他希望，正如他已达到的，在一个比较小的领域内通过其他的事实说明一个事实，并且逐渐地相互说明生理的和心理的两个领域。问题只是在于，如何具体地更加确切地把物理的观察与心理的观察的结果一致起来（比过去已经做的更准确）；一般来说，任何人都不再怀疑两种观察结果的关系。人们不会再思考两个互不依赖的或者只是处于松懈的关系中的世界。但是把这两个世界的联系解释成通过一个未知的第三者（！），那是根本没有意义的；这样的说明永远是没有意义的。

15．上述观点的出现完全是可以理解的。人们通过类比揭示出还有与他相似的、有类似关系的其他生物、人和动物存在，并且他不得不清楚地意识到，他必须在注意到环境的情况下判断这些生物的关系，这些关系他虽然不能直接地感性地知觉，但是通过他特别的经验他能知道这些生物的类似，因为他不能通过另外的方法，他不得不把过程分为两类：一类所有的都可以知觉，另一类只有一个可以知觉。这对他来说是最简单的、同时也是实际上最有帮助的解决办法。因此他同时也清楚了相异的自我与真正的自我的思想。两种思想是不可分的。谁要是能够通过某种偶然情况而没有让活生生的自我生长起来，他的不充足的表象就很难在感觉中出现，就不会达到自我的思想，这个自我不能与世界相对出现。一切出现的现象对于他来说都是一样的。但是如果我们有了自我思想，那么我们就很容易形成生理的和心理的抽象，真正的感觉和相异的感觉的抽象，真正的和相异的表象的抽象。两种观察方式对于广泛的定向是需要的，两种观察方式都应该利用。一种观察方式导致对个别的观察，另一种观察方式会导致对整体的观察。

16．如果世界通过抽象被割碎了，那么这些部分就是异常气体化的和无量的，从而会令人产生怀疑，世界是否能由这些部分重新又合起来。人们有时也会幽默诙谐地问，是否不属于自我的一种感觉或表象能单独在世界上游荡？数学家也是这样，当他们把世界划分为有区别的以后，有些感到恐惧，他们是否能把世界由这些部分无损失的又重新组合起来？我想回答上面的问题：一种感觉肯定只是以一种复合体出现；但是这种复合体总是一个完全的、清醒的、人的自我——也有一种梦般的意识，一种催眠的意识、一种极度兴奋的意识、一种不同程度的动物意识——我对此表示怀疑。甚至我们所知道的最粗糙的东西，一个物体，一块铅也总是属于一个复合体，最后属于世界；根本没有孤立存在的东西。物理学家可以随意把物质世界按照科学研究的目的加以分析，分解成部分，但他不能忘记普遍的世界联系，心理学家要想有所成就，也同样有这种自由。人们可以以屈尼克尔·德莫纳克斯的表达方式说，感觉与其他东西一样都不是单独存在的。内部省察的，我感到我的自我是通过具体的意识内容的复合体穷尽的。如果人们有时认为，除此以外还知觉一些东西，那么这种情况就是下面所表述的。真正的自我的抽象思想与相异的自我的抽象思想以及二者的区别的抽象思想是紧密地联系在一起的，其次，自我对于它的内容不是无关紧要的。但是人们会问，是否这些抽象的思想并不仅仅包含具体的意识内容，并且是否这些抽象的思想通过纯粹内省就可以获得？但是关于自我的物理、生理的基础肯定还要研究所有的一切。这些绝不是意识目前生动的内容以外的虚无，这种意识的内容一直以来只是表象出他们财富的细小部分。

17．目前有一种意见，认为在自我与世界之间，在不同的自我之间存在着不可逾越的界限，这在心理上是可以理解的。如果我感觉到什么，或者我表象，那么这种情况看上去好像根本没有影响世界和其他的自我。但是这只是看上去如此。我的肌肉的轻微的作用就已经属于世界和每个观察者，如果谈到我的表象和我的活动，情况就更是这样。如果一个人看到蓝色，而另外一个人看到一个球，那么由此还不能得出结论：球是蓝色的。这里缺乏“理解的综合的统一性”，用这种美妙的辞藻表示平凡的事实。两种表象共同起作用，这与物理学领域中的物体的情况完全相似。但是这些说明不解决问题，相反地掩盖了问题。自我并不是一个只要把蓝色和球抛入其中就可得出一个判断的盆。自我更多地是一个纯粹的统一性，并且根本不是黑尔巴尔特的简单性。球所包含的空间因素必须是蓝色的，而蓝色必须看成与地点不同的、可分的，因此才可能得出一个判断。自我是一个心理的有机体，与这个心理的有机体相适应的是一个生理的有机体。很难相信，把心理学与生理学联系在一起根本不再能解释什么，这总会是一个问题。单纯的内省没有物理的帮助是不能导致感觉分析的。哲学家片面地过高估计内省的分析，精神病医生经常片面地过高估计生理的分析，而只有把两种分析联结起来才能得出有效的结果。在两组研究者看来，原始文化的，没有完全解决的偏见在起作用，按照这种偏见，心理与生理是完全不能比较的。上述研究将进行得多深远，暂时还看不出来。

如果自我不是与世界孤立的单子，而是世界的一部分，存在于世界之河中，从世界之河中形成，并且在世界之河中自我又准备散布，那么我们就不能认为世界是不可认识的东西了。我们本身是接近我们的，是与世界的其他部分有联系的，是有希望达到真正的认识的。

18．显而易见，科学是作为多余的部门在生物和文化发展过程中形成的。但是我们今天不再怀疑，科学已发展成为生物和文化最需要的因素。科学的任务在于，用更迅速的、清楚意识到的、方法学上的适应代替摸索的、无意识的适应。已故物理学家E．赖特林埃尔习惯于针对悲观的论题说：“人在自然界中出现，这时人已具备存在的条件，但是人还不具备幸福的存在条件。”事实上，人应该自己创造幸福的存在条件，并且我相信，人已经创造了幸福的存在条件。至少今天人们已创造出了幸福的物质存在条件，即使可惜目前只有一部分人享受到这种条件。我们希望未来情况会更好。约翰·卢博克先生希望，“不仅为其他国家和其他民族祝福文明，并且祝愿我们自己的祖国逐渐实现普遍的平等的文明，因此我们不只是看到那些在我们中间过着比野蛮人更坏的生活的人，这些人既没有享受福利和真正的快乐（虽然他们有素朴的快乐点缀低级的民族生活），也不知道创造文明人的高贵的舒适生活。”只要我们想想我们的先辈在他们的社会制度、他们的法律关系、他们的迷信、他们的宗教狂的野蛮状况下所忍受的痛苦，考虑目前对这些财产的充分继承，我们表象我们的后辈中将共同经历的东西，那么我们就会有巨大的动力，最终为实现一个伦理的世界制度的理想，借助我们的心理的和社会的见解，热情地和有力的工作。但是如果我们一旦创造了一个这样的伦理制度，那么就没有人会说，这种伦理制度在世界上不存在，而且没有人再有必要到神秘的洞穴中或深渊中去寻找这种制度了。

【限于篇幅，注释从略】

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