Astronomy 版 (精华区)

　　这篇文章不是关于我信仰上帝与否。我将讨论我如何理解宇宙的方法：作为“
万物理论”的大统一理论的现状和意义。这里存在一个真正的问题。研究和争论这
类问题应是哲学家的天职，可惜他们多半不具备足够的数学背景，以赶上现代理论
物理进展的节拍。还有一种科学哲学家的子族，他们的背景本应更强一些。但是，
他们中的许多人是失败的物理学家，他们知道自己无能力发现新理论，所以转业写
作物理学哲学。他们仍然为本世纪初的科学理论，诸如相对论和量子力学而喋喋不
休。他们实际和物理学的当代前沿相脱节。
　　也许我对哲学家们过于苛刻一些，但是他们对我也不友善。我的方法被描述成
天真的和头脑简单的。我在不同的场合曾被称为唯名论者、工具主义者、实证主义
者、实在主义者以及其他好几种主义者。其手段似乎是借助污蔑来证伪：只要对我
的方法贴上标签就可以了，不必指出何处出错。无人不知这些主义的致命错误。

　　在实际推动理论物理进展的人们并不认同于哲学家和科学史家为他们发明的范
畴。我敢断定，爱因斯坦、海森堡和狄拉克对于他们是否为实在主义者或者是工具
主义者根本不在乎。他们只是关心现在的理论不能相互协调。在发展理论物理中，
寻求逻辑自洽总是比实验结果更为重要。优雅而美丽的理论会因为不和观测相符而
被否决，但是我从未看到任何仅仅基于实验而发展的主要理论。首先是需求优雅而
协调的数学模型提出理论，然后理论作出可被观测验证的预言。如果观测和预言一
致，这并未证明该理论；只不过该理论存活以作进一步的预言，新预言又要由观测
来验证。如果观测和预言不符，即抛弃该理论。

　　或者不如说，这是应当这么发生的。但在实际中，人们非常犹豫放弃他们已投
注大量时间和心血的理论。通常他们首先质询观测的精度。如果找不出毛病的话，
就以想当然的方式来修正理论。该理论最终就会变成丑陋的庞然大物。然后某人提
出一种新理论，所有古怪的观测都优雅而自然地在新理论中得到解释。1887年进行
的麦克尔逊──莫雷实验即是一个例子，它指出不管光源还是观测者如何运动，光
速总是相同的。这简直莫名其妙。人们原先以为，朝着光运动比顺着光运动一定会
测量出更高的光速，然而实验的结果是，两者测量出完全一样的光速。在接着的十
八年间，像亨得利克·洛伦兹和乔治·费兹杰朗德等人试图把这一观测归纳到当时
被接受的空间和时间观念的框架中。他们引进了想当然的假设，诸如物体在进行高
速运动时被缩短。物理学的整个框架变得既笨拙又丑陋。之后，爱因斯坦在1905年
提出了一种远为迷人的观点，时间自身不能是完全独立的。相反的，它和空间结合
成称为时空的四维的东西。爱因斯坦之所以得到这个思想，与其说是由于实验的结
果，不如说是由于需要把理论的两个部分合并成一个协调的整体。这两个部分便是
制约电磁场的，以及制约物体运动的两套定律。

　　我认为，无论是爱因斯坦还是别人的什么人在1905年都会意识到，相对性的这
种新理论是多么简单而优雅。它完全变革了我们关于空间和时间的观念。这个例子
很好地阐明了，在科学的哲学方面很难成为实在主义者，因为我们认为实在的是以
我们所采用的理论为前提。我能肯定，洛伦兹和费兹杰朗德在按照牛顿的绝对空间
和绝对时间观念来解释光速实验时都自认为是实在主义者，这种时间和空间的概念
似乎和常识以及实在相对应。然而今天仍然有极少数的熟悉相对论的人持有不同的
观点。我们必须不断告诉人们，对诸如空间和时间的基本概念的现代理解。

　　如果我们认为，实在依我们的理论而定，怎么可以用它作为我们哲学的基础呢
？在我认为存在一个有待人们去研究和理解的宇宙的意义上，我愿承认自己是个实
在主义者。我把唯我主义者的立场认为是在浪费时间，他们认为任何事物都是我们
想象的创造物。没人基于那个基础行事。但是没有理论我们关于宇宙就不能说什么
是实在的。因此，我采取这样的被描述为头脑简单或天真的观点，即物理理论不过
是我们用以描写观察结果的数学模型。如果该理论是优雅的模型，它能描写大量的
观测，并能预言新观测的结果，则它就是一个好理论。除此之外，问它是否和实在
相对应就没有任何意义，因为我们不知道什么与理论无关的实在。这种科学理论的
观点可能使我成为一个工具主义者或实证主义者──正如我在上面提及的，他们是
这么称呼我的。称我为实证主义者的那位进一步说道，人所共知，实证主义已经过
时了──这是用污蔑来证伪的又一例证。它在过去的知识界时兴过一阵，就这一点
而言的确是过时了。但我所概括的实证主义似乎是人们为描写宇宙而寻找新定理新
方法的仅有的可能的立场。因为我们没有和实在概念无关的模型，所以求助于实在
将毫无用处。