歷史是一面最好的鏡子
古語云：“以銅為鑒，可以正衣冠；以史為鑒，可以知興替”。世紀之交波瀾壯闊的物理學革命能夠給我們什么啟示呢？
一、 科學是一種在歷史上起推動作用的、革命的力量。
恩格斯在馬克思安葬時的墓前演說中講道：“在馬克思看來，科學是一種在歷史上起推動作用的、革命的力量”。世紀之交的物理學革命證明了馬克思主義的這一光輝論斷。
這里所說的科學指的是自然科學�？茖W之所以能成為在歷史上起推動作用的革命力量，首先就在于它同社會生產力之間存在著不可分割的關系，它為生產力的發(fā)展不斷提供新的生產工具，開辟新的生產資料領域，并給勞動者以新知識和新技能的武裝，而且它在變革生產關系中也具有積極的作用。
某些重要的科學進展往往被人們視為生產力發(fā)展和某一社會形態(tài)的重要標志。人們不是常把我們的時代稱為“原子能時代”、“電子時代”、“太空時代”嗎？可是，這些時代的產物都是在物理學革命的成果的基礎上發(fā)展起來的。
人們認為科學是改造自然的武器，這是正確的，也是顯而易見的。但是，也應當看到，科學所提供的日新月異的物質技術手段，它所創(chuàng)造和發(fā)展的科學思想、科學方法、科學精神，也日益成為改造社會、改造自身的強大武器。
例如，在物理學革命前夕和初期，蔑視理論和理論思維的實證主義在科學家當中有廣闊的市場。但是相對論和量子力學中的“四維世界”、“彎曲時空”、“質能關系式”、“波粒二象性”、“幾率波”、“Ψ函數(shù)”等等，哪一個沒有純粹思維的痕跡呢？哪一個不是辯證法的生動體現(xiàn)呢？出現(xiàn)在科學家面前的已經遠遠不是一個赤裸裸的本來的自然，而成為馬克思所說的“人化的自然”。
經過物理學革命，不少物理學家認識到：“發(fā)展理論物理學的方法是辯證法，其立足點是唯物論”。特別是在日本，辯證唯物主義廣泛滲透到物理學家中間，第一流的物理學家湯川秀樹、武谷三男、板田昌一、宮原將平等人都在研究中自覺地運用自然辯證法。這除了社會背景因素而外，也可以說，世紀之交的物理學革命為他們準備了容易接受新思想的土壤。
二、科學的發(fā)展是波浪式的，而不是直線式的，既有量的積累，也有質的變革。
長期以來，科學的歷史被視為一堆軼事和年表的堆砌，科學的發(fā)展被當作把不同貨色的知識積累到理論貨棧中。世紀之交的物理學革命表明，這種科學史觀是不符合科學發(fā)展實際的。
還在物理學革命進行之中，彭加勒就提出了他的“危機—革命”觀。經過物理學革命的洗禮，愛因斯坦認為，科學的發(fā)展既不是“一些定律的匯集”，也不是“許多各不相關的事實的目錄”。在科學的開拓工作中，“最初和最基本的步驟總是帶有革命性的”。差不多科學上的重大進步都是由于舊理論遇到危機，“在實在跟我們的理解之間發(fā)生劇烈沖突時誕生的”。只是在這種沖突激化之前，當科學沿著已經開辟的思想路線繼續(xù)發(fā)展的時候，它才“帶有進化性”。
在二十世紀六十年代初期，托馬斯·庫恩通過對科學史的多年潛心研究，在他的《科學革命的結構》一書中提出了一個比較完整的科學發(fā)展模式。在庫恩看來，科學并不是以某種不變的速率在發(fā)展著。相反地，存在著一個相對短暫的所謂“革命”時期。在這個時期，革命前占優(yōu)勢的思想規(guī)范(或者用庫恩的話來說是“范式”)被推翻，并被新的范式所取代。
在兩次革命之間，有一個較長的所謂“常規(guī)科學”時期。在這個時期，新范式被發(fā)展、被應用。同時占統(tǒng)治地位的范式也逐漸暴露出無法使人滿意的地方，不斷產生“反�，F(xiàn)象”。大量反�，F(xiàn)象的涌現(xiàn)導致“危機”，危機是新理論誕生的一種適當?shù)那白�，是科學革命的前兆。庫恩的科學發(fā)展動態(tài)模式是：前科學→常規(guī)科學→危機→科學革命→新的常規(guī)科學……
盡管庫恩的范式概念十分模糊和龐雜(據有人統(tǒng)計范式共有二十一種用法)，盡管他的科學發(fā)展模式并不能囊括各學科在各個歷史階段的發(fā)展過程，但是這一模式客觀上揭示了科學發(fā)展由量變到質變的規(guī)律，強調科學革命在科學發(fā)展中的地位和作用，這些都是值得充分肯定和認真借鑒的。
彭加勒、愛因斯坦的科學發(fā)展觀，特別是庫恩的動態(tài)模式比較恰當?shù)孛枋隽宋锢韺W的發(fā)展史�？梢院敛豢鋸埖卣f，物理學誕生于哥白尼、牛頓革命。這場革命可以說(當然是很粗略的)發(fā)生在1543年(以哥白尼的《天體運行論》一書的出版為標志)和1687年(這年牛頓的《原理》出版了)之間。在這百余年間，物理學經過伽利略、開普勒的初創(chuàng)和惠更斯的進一步發(fā)展，最后由牛頓集大成。
這次革命之所以持續(xù)時間較長，其一是因為它要摧毀亞里士多德的自然哲學教條，這些教條在將近兩千年間一直禁錮著人們的頭腦，并始終被經院哲學當作不容爭辯的真理；其二是當時科學成果和思想的交流受到種種條件的限制，遠不如以后那樣頻繁和自由；其三是因為它要總結人類有史以來的物理學知識，創(chuàng)立一門真正的新學科。
在哥白尼逝世時，任何一個歐洲人所了解的物理學知識是否象阿基米德那樣多，還是值得懷疑的。然而，到這場革命終結，經典力學已經牢固地確立起來了，能夠說明天上、地上所遇到的一切力學現(xiàn)象，這在早先的歲月里是做夢也想不到的。照這樣看來，百余年的革命并不算長。
其后出現(xiàn)了兩百多年的常規(guī)科學時期。在這個時期里，經典力學發(fā)展到具有精致而完美結構的階段，經典光學、熱學、電磁學也在經典力學的理論框架內建立起來了。但是到十九世紀末，接二連三的反�，F(xiàn)象導致了物理學危機，從而爆發(fā)了第二次物理學革命。這次革命發(fā)生在世紀之交，講得具體一點，也許可以說是從1895年X射線的發(fā)現(xiàn)到1928年相對論性電子運動方程的提出，歷時三十余年。
三、科學革命的實質就是科學觀念的根本改造，與此同時，也伴隨著理論體系、自然觀、科學方法等的全面變革。
在愛因斯坦看來，一切理論科學總是力圖用盡可能少的基本概念和邏輯上互不相關的基本假設(基本原理)為基礎來建立理論體系。這些基本概念和基本假設就是科學觀念，它們構成了科學理論的邏輯基礎和基本框架�？茖W觀念的提出離不開以觀察、實驗為基礎的感性經驗的啟示，但在很大積度上卻包含著科學家的思維的自由創(chuàng)造�？茖W革命實質上就是科學觀念的根本改造。愛因斯坦的這些觀點是切中要害的。
列寧說過：“……革命是一種最基本最根本地摧毀舊事物的改造，而不是審慎地、緩慢的、逐漸地來改造舊事物，盡可能少加以破壞”。列寧這段話里也有“根本”二字。因此，需要強調的是，科學革命是科學觀念的根本改造，而不是局部的、表面的改造，也就是說，在摧毀了的舊科學觀念的廢墟上建立新科學觀念，并進而構筑新理論體系，而不是改良或修補。因而，科學革命也必然表現(xiàn)為一種整體性的革命。
在熱力學和電磁學的建立過程中，雖然也曾引入了一些新的基本概念和基本原理(熱力學第二定律、場)，它們本來與經典力學不相容，但最終還是被納入經典力學的理論框架之中。因此，熱力學和電磁學的建立不能看作是一次革命，至多只能看作是一種局部性的變革。
并非所有的新實驗和新理論都具有革命性，只有那些能引起科學觀念發(fā)生根本改造的新實驗和新理論才能引起革命的爆發(fā)。邁克爾遜—莫雷實驗本來有可能成為革命的導火線，但在當時，它只是對靜止以太說提出了異議，長時間人們對它一直沒有作出正確的解釋，它只是帶來了麻煩，并沒有引起革命性的變革。
射線的發(fā)現(xiàn)卻觸動了傳統(tǒng)的物質不可入的觀念，但是更重要的是，它迅速導致了放射性的發(fā)現(xiàn)，促使元素嬗變理論的提出，從而一舉改變了千百年來原子不可分、不可變的舊科學觀念，因此我們把它看作是世紀之交物理學革命的序幕。
出于同樣的理由，愛因斯坦的狹義相對論是革命性的，而閔可夫斯基的四維時空理論只不過是愛因斯坦理論的合理外延。普朗克1900年10月提出的分布公式并沒有引起革命，而同年12月作用量子假設的引入，卻標志著物理學一個領域革命的開始。關于物理學革命，我們在這里顯然強調了兩點：一是物理學的基本概念和基本原理要得到改造，二是這種改造必須是根本性的。
科學革命并不是完全拋棄舊的理論，而只是政變了理論的基本框架，使新理論不僅能容納舊理論所包含的全部知識，而且能容納舊理論所不能包括的“反常”知識。而且，舊的科學觀念也并非統(tǒng)統(tǒng)被廢棄，其中一些只是喪失了自己以前獨有的統(tǒng)治地位，從以前的不正確的、與事實不符的殼體中解放出來，被賦予新的意義，它們原有的真理顆粒繼續(xù)被保留下來，并作為從屬成分有機地溶入新科學觀念中。
從世紀之交的物理學革命來看，基本概念和基本原理的改造通常有以下的方式。第一，徹底取代，如超距作用論被媒遞作用論取代，原子不可分的觀念被原子有內部結構的觀念取代；第二，舊名新意，如經典理論中的質量、慣性、時間、空間等概念在相對論中已被賦予新的含義；第三，合理推廣，如力學中的相對性原理在狹義相對論中被推廣到光學和電磁學，在廣義相對論中又被推廣到加速參照系；第四，辯證綜合，如光的微粒說和波動說被綜合為波粒二象性，分立的粒子概念和連續(xù)的場的概念被綜合為物質波的概念；第五，包容蘊含，如能量子概念否定了“自然無飛躍”的傳統(tǒng)觀念，但這只在微觀現(xiàn)象中才顯示出來，在經典系統(tǒng)中，由于h很小，使得分立的能量實際上無法區(qū)分，這時能量的連續(xù)作為極限情況被包括在新概念內；第六，標新立異，如光速不變原理、等效原理、幾率波、測不準關系、泡利不相容原理等都是這樣，在經典科學觀念中沒有與之對應的東西。
科學觀念的根本改造必然導致整個理論體系的重建，導致自然觀和科學方法的變革。例如，物理學革命的歷史表明，適應于科學幼年時代的以歸納為主的方法把很大的地盤讓給探索性的演繹法。在這里，盡管所觀察到的事實無疑還是最高的裁決者，但是公理同它們的可證實的結論被一條很寬的鴻溝分隔開來，在沒有通過極其辛勤而艱巨的思考把這兩者連接起來之前，它不能作出裁決。因此，科學家必須自由發(fā)揮他的想象甚至幻想，才能超越二者之間的邏輯上不能逾越的鴻溝，建立起理論體系的邏輯基礎，從而演繹出可供實踐檢驗的具體結論。
四、科學的發(fā)展與政治、經濟、生產、技術、思想文化等外部因素密切相關。但是，科學的發(fā)展也有其相對的獨立性，它的發(fā)展的內在動力是實驗和理論的對立統(tǒng)一、各種理論體系之間的對立統(tǒng)一，特別是后一種對立統(tǒng)一，在物理學革命中表現(xiàn)得十分明顯，顯示出日益增長的作用。
本書主要著眼于物理學的內部發(fā)展(科學內史)，很少涉及到外部因素的影響(科學外史)，但這并不是說外部因素無足輕重。事實上，物理學三個領域的革命之所以發(fā)端于德國(或廣義地講，是德語世界，因為愛因斯坦1901年己加入瑞士國籍，但是在1914年，他又從蘇黎世遷居柏林，任威廉皇帝物理研究所所長兼柏
1789～1794年的法國大革命如電閃雷鳴般地震撼了德國，民主自由的呼聲和民族統(tǒng)一的要求日漸高漲，德國資產階級反封建的情緒日益加強，由君主政權實行的自上而下地把地主經濟變?yōu)橘Y本主義經濟的改良運動也逐漸進行著。特別是1871年德意志帝國的建立(由二十二個邦和三個自由市組成)，為形成統(tǒng)一的國內市場和獨立的經濟體系創(chuàng)造了條件，促進了資本主義工農業(yè)的迅速發(fā)展。
十八世紀70～80年代，德國完成了工業(yè)革命，成為現(xiàn)代化的工業(yè)國。煤炭工業(yè)、冶金工業(yè)和機器制造業(yè)在歐洲處于支配地位，化學工業(yè)、電氣工業(yè)、光學工業(yè)等新興工業(yè)也在歐洲占優(yōu)勢地位。
德國科學家的興隆時期是隨著柏林大學成立(1809年)而開始的，一直到1933年希特勒上臺時為止。在世紀之交，世界科學的活動中心是德國。而且，德國人在那個時代也具有理論思維的傳統(tǒng)(康德、黑格爾、高斯等就是其中的杰出代表)，在自然科學走進了理論領域，這一點尤為重要，因為經驗的方法在這里就不中用了，只有理論思維才能有所幫助。這一切，是物理學革命在德國爆發(fā)的必要條件。
以量子革命為例，這件事發(fā)生在德國絕非偶然。在十九世紀末葉，德國工業(yè)的發(fā)展促進了城市的繁榮，城市照明便成為一個急待解決的問題。煤氣燈的網罩、白熾燈絲的亮度、能量的分布、標準光度的制定，尤其是照明的經濟性都與熱輻射有關。
從1870～1871年普法戰(zhàn)爭之后，德國從法國奪取了阿爾薩斯和洛林，這兩個地區(qū)豐富的鐵礦與德國魯爾的煤礦區(qū)連成一片，大大加速了鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，高溫作業(yè)和加熱技術都極其需要高溫測量方法的研究。與英國不同，德國的工業(yè)革命姍姍來遲，由于沒有舊技術、舊設施的拖累，所以具有采用新技術成果實現(xiàn)工業(yè)化的有利條件，也具有技術改良和工業(yè)教育的迫切要求。
1884年，以亥姆霍茲為所長的帝國物理技術研究所成立了，它很快就成為熱輻射的研究中心，聚集了象維恩、盧梅爾等一批杰出的物理學家。假使沒有這些客觀條件，普朗克又怎能作出他的劃時代的發(fā)現(xiàn)呢？
實驗和理論的對立統(tǒng)一作為科學發(fā)展的內在動力是根本的，也是顯而易見的。但是，世紀之交的物理學革命表明，各理論體系之間的對立統(tǒng)一也是科學發(fā)展的一種不可忽視的內在動力，它有時也會導致新概念或新理論的提出。從狹義相對論、廣義相對論、光量子、物質波概念的提出都可以看到這一點。
之所以能這樣，大體有幾方面的原因。首先，客觀世界是統(tǒng)一的，作為反映客觀世界運動規(guī)律的理論必然具有某種內在的聯(lián)系。這是從表面上的對立入手，追求本質上統(tǒng)一的理論的客觀基礎。其次，自伽利略、牛頓革命之后，物理學經過二百多年的發(fā)展，己形成經典力學、經典熱力學、經典光學和經典電動力學等完整的理論體系，謀求它們的統(tǒng)一已具備了客觀條件。最后一點是，到十九世紀末，物理學理論已發(fā)展到較高的水平，以歸納為主的方法正在讓位給探索性的演繹法。作為演繹前提的基本概念和基本假設變得愈來愈抽象，愈來愈遠離感覺經驗。僅僅通過實驗，用構造性的努力去發(fā)現(xiàn)真實定律是相當困難的，甚至是不可能的。著眼于各理論體系之間的對立統(tǒng)一，往往能創(chuàng)出新路。
各理論體系之間的對立統(tǒng)一能作為一種舉足輕重的內在動力也與實驗本身的“局限性”有關，其主要表現(xiàn)有以下幾個方面。
第一，由于種種條件的限制，有關實驗在一定的歷史時期內不可能實現(xiàn)或一時難以完成。如果要等實驗與現(xiàn)有科學理論發(fā)生尖銳矛盾時再立足于實驗事實進行研究，勢必大大延緩科學發(fā)展的進程。在這種情況下，從舊有理論體系之間的矛盾入手，往往能取得突破。這一點在相對論的誕生中表現(xiàn)得尤為明顯。
第二，實驗由于設備復雜、要求精度很高等原因，其他人往往難以重復，這樣便難于及時得到科學界的公認和受到應有的重視。例如，邁克耳遜1879年就采納了麥克斯韋關于度量太陽系相對以太運動的建議，他的準備工作是在柏林進行的，由于運輸時的振動，實驗拖到1881年才在波茨坦進行。因為計算上的失誤，他的零結果幾乎沒有引起多大反響。
1887年，他和莫雷合作，以更高的精度重復了這一實驗。這次實驗盡管看不出什么破綻，但也未受到高度重視，不少人還認為實驗不夠完善。在1900年巴黎國際物理學會議上，開耳芬敦促莫雷和米勒另做一次實驗，以便得到一個比1887年實驗更為肯定的結果。米勒為此花費了二十五年時間，才得到令人滿意的證明。
第三，科學家(包括實驗者本人)對新實驗的認識有一個曲折的過程，特別是那些觸及傳統(tǒng)觀念的實驗，其深刻意義往往需要很久才能被揭示出來。一個理論家對實驗“反駁”的典型作法不是拋棄舊有的理論，而是保留舊理論，同時力圖修改與“反駁”有關的輔助假定和觀察假定，希望把“反駁”僅僅作為表面的而解釋過去。
人們對待邁克耳遜—莫雷實驗的溫度就是這方面一個很有說服力的例子。在當時人們的心目中，洛倫茲的“收縮假說”己使難題得到解決。該實驗既未否定以太或絕對參照系的存在，甚至也沒有否定一般的靜止以太說。所謂否定這兩者的看法只不過是狹義相對論深入人心后的事后認識而已。
第四，當一種潮流來到時，一些錯誤的所謂“實驗發(fā)現(xiàn)”也紛紛“問世”，搞得科學家真假難辨，不知所措。例如，在放射性發(fā)現(xiàn)的熱潮中就曾出現(xiàn)過這種情況。
但是，實驗依然對有些理論的提出具有直接的指導作用，而且實驗畢竟是鑒別科學理論正確與否的最終標準。現(xiàn)有理論體系之間的對立統(tǒng)一固然可以成為提出新理論的突破口，但現(xiàn)有理論體系也是建立在大量的實驗基礎之上的。
誠然，從實驗到基本概念和基本原理的建立不存在邏輯道路，只能通過嘗試性的摸索才能達到，但是這種嘗試卻受支配于對實驗事實作縝密的考察，從來沒有一個真正有用的和深入的理論果真是由純粹思辨發(fā)現(xiàn)的。
例如，愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論固然主要是從力學和電動力學之間關于運動相對性的不對稱著眼的，但也多少受到光行差現(xiàn)象和菲索實驗的啟迪。廣義相對論的提出雖然基于把相對性原理貫徹到底的信念，但是等效原理的提出顯然受到厄缶實驗的啟示。因此，我們說實驗和理論的對立統(tǒng)一是物理學發(fā)展的根本的內在動力。
五、哲學對科學發(fā)展具有重要的作用，特別是在科學大變革時期，其作用更為突出。
列寧說過，當自然科學“處于各個領域部發(fā)生那樣深刻的革命變革的時期”，“自然科學無論如何離不了哲學結論”。這是因為，在科學危機與革命時期，作為科學研究指導思想的舊科學觀念業(yè)已搖搖欲墜，新科學觀念尚未出現(xiàn)或尚未確立，科學家手中缺乏破舊立新的思想武器。于是，他們只好轉向哲學分析，求助哲學指導來完成革故鼎新的大業(yè)。在這個非常時期，沒有對自然科學的哲學分析，科學的進一步發(fā)展將是不可能的。
世紀之交的物理學革命清楚地表明，把哲學認識論和對自然規(guī)律的實際探索及創(chuàng)立新科學理論結合起來，這是在科學上富有開拓精神的物理學家們共同遵循的原則。對這些物理學家來說，認識論能動地指導他們的科學實踐，使他們在科學上有所建樹；而科學成果又反過來加深了他們對認識論的理解。愛因斯坦、玻爾等人就是使科學與哲學珠聯(lián)壁合、相得益彰的杰出代表。
在科學處于革命變革之中時，哲學能夠起到那些作用呢？從世紀之交的物理學革命來看，哲學顯著地起著批判、探索、創(chuàng)新、解釋的作用。
舊科學觀念都以傳統(tǒng)哲學作為它的賴以存在和鞏固的基礎，這些東西牢牢地禁錮著科學家的頭腦，使他們墨守成規(guī)，不敢逾矩，成為科學發(fā)展的嚴重桎梏。十九世紀末期的情況表明，物理學的進一步發(fā)展越來越不能沒有哲學批判。只有運用哲學批判的武器，才不致成為傳統(tǒng)哲學的奴隸，而且才能揭示出舊概念和舊原理的固有弱點，促使人們用新概念和新原理代替它們。馬赫立足于經驗論對經典力學的批判就是一個典型的例子。
在科學急劇變革的時期，為了解釋新的實驗事實，各種假設和理論大量涌現(xiàn)出來，各個學派也展開激烈的論爭，這是一個令人困惑的、是非難辨的時期。在這種情況下，哲學作為一種定向工具，往往能使科學家看準方向，“直掛云帆濟滄海”，到達勝利的彼岸。
薛定諤說得好：“當我們在知識的道路上邁進的時候，我們必須讓形而上學的無形之手從迷霧中伸出來指引我們，但同時也得每時每刻保持警惕，以防止形而上學的誘惑把我們引離正道而墜入深淵”。普朗克下面這句話是盡人皆知的：“研究人員的世界觀將永遠決定著他的工作方向”。普朗克轉入黑體輻射研究，盧瑟福之所以能在不長時間內提出嬗變理論，都是因為正確的哲學思想給他們指出了前進的方向。此類例子，不勝枚舉。
在創(chuàng)立新的科學觀念時，已有的實驗事實常常不夠充分，而且從實驗到科學觀念之間，還隔著一條難以逾越的鴻溝。這時，科學家往往求助于哲學思維，就會較快地獲得啟迪，使問題迎刃而解。哲學作為創(chuàng)新手段在世紀之交的物理學革命中是屢見不鮮的。
一種新理論提出之后，只有給以恰當?shù)恼軐W解釋，才能夠堅定提出者的信念，也便于為他人所接受。因為在科學革命中誕生的重大理論，都包含著科學觀念的根本變革，而新的科學觀念又往往具有某種哲學意義，需要作出恰當?shù)恼軐W解釋。
哲學所具有的這種批判、探索、創(chuàng)新、解釋作用，已為物理學家們所認識。愛因斯坦意味深長地說：“如果把哲學理解為在最普遍和最廣泛的形式中對知識的追求，那末顯然，哲學就可以被認為是全部科學研究之母”，“認識論同科學的相互關系是值得注意的，它們互相依存。認識論要是不同科學接觸，就會成為一個空架子�？茖W要是沒有認識論——只要這真是可以設想的一—就是原始的混亂的東西”。
玻恩也深有體會地說過：“每一個現(xiàn)代科學家，特別是每一個理論物理學家，都深刻地認識到自己的工作是同哲學思維錯綜地交織在一起的，要是對哲學文獻沒有充分的知識，他的工作就會是無效的。在我自己的一生中，這是一個最重要的思想”。
勞厄在“我的物理學道路”一文中曾作了一段坦率的哲學自白。他說：“不過，我真正成熟到我懂得哲學，我想還是在大學的時候。從那時起，哲學竟從根本上把我的生命存在重新改造了一番，甚至我覺得物理學的真正價值也在于它為哲學提供了一種重要的手段。我認為，整個科學必須圍繞著哲學來活動，把哲學看成是它們共同的中心，把對哲學作出自己的貢獻看成是整個科學的本來宗旨所在。這樣，也唯有這樣，面對科學的不斷專門化，科學文化的統(tǒng)一性才能保持下去，因為倘若沒有這種統(tǒng)一性，那么整個文化就注定會崩潰的。”
總而言之，“不管自然科學家采取什么樣的態(tài)度，他們還是得受哲學的支配。問題在于：他們是愿意受某種壞的時髦哲學的支配，還是愿意受一種建立在通曉思維的歷史和成就的基礎上的理論思維的支配”。物理學革命的歷史表明，唯心主義是一個泥潭；自然科學的唯物主義又是一種“自發(fā)的、不自覺的、不定型的、哲學上無意識的信念”，它具有較大的局限性。
只有唯物辯證法“才能為自然界中所發(fā)生的發(fā)展過程，為自然界中的普遍聯(lián)系，為從一個研究領域到另一個研究領域的過渡提供類比，并從而提供說明方法”。因此，自然科學家應當做一個辯證唯物主義者，只有這樣，才能抵擋壞的時髦哲學的侵襲，在科學探索中方向明確。
六、不同學派的自由爭鳴是科學繁榮的重要保征。
在十九世紀末，批判學派和機械學派(力學學派)的爭鳴導致了對經典理論的科學與哲學基礎的生氣勃勃的討論，為物理學革命的到來開辟了思想道路。本世紀二十年代開始的哥本哈根學派和愛因斯坦等人的爭鳴是二十世紀物理學的主要思想斗爭之一，它不僅推動了量子力學的深入發(fā)展，而且對以后的物理學和哲學的發(fā)展都產生了深刻的影響。
學派是在爭鳴中逐漸形成的。它大凡都有自己杰出的代表人物，獨創(chuàng)的學術見解和獨特的研究風格。學派的建立，使各派先驅者的思想迅速傳播開來。同時，在互相詰難的過程中，又促進了學術思想的交流，推動了科學的發(fā)展。
學派之間的是非，只有通過自由爭鳴才能得到解決，利用某些人為的力量，強行推行一個學派，壓制另一個學派，結果只能適得其反，不利于科學的發(fā)展。真理愈辨愈明，是非越爭越清。歷史的發(fā)展有其必由之路，往往不以人們的意志為轉移。
學派之間的爭論，情況常常非常復雜。這里既有認識過程的是非之爭、新舊之爭和不同見解之爭，又有學術觀點和方法上的唯物論和唯心論、辯證法和形而上學之爭，有時甚至兩者交織在一起。因此，必須進行細致的分析，既不能忽視學派爭論中存在著的世界觀性質的問題，也不能把一切學術爭論都提到世界觀的高度來看待。即使對于唯心論學派，也不能不分青紅皂白予以全盤否定，而要持于發(fā)現(xiàn)它的積極因素，批判地汲取其中的合理應分。愛因斯坦對待批判學派的態(tài)度為我們提供了一個良好的范例。
一般說來，不同的學派的觀點和理論都以自己的科學材料和科學成果為依據，因而都或多或少地具有自己的長處和短處，爭鳴的最終結局往往是取長補短，相互融合。即使一個學派在某—方面失敗了，也要歷史地看問題。而不應該把它說得一塌糊涂、一無是處。
例如，關于世紀之交分子、原子是否存在的爭論，批判學派顯然錯了，但是約爾丹說得好：“今天，我們當然都知道，那時候懷疑原子的真實存在是錯誤的。不過，當時批評者們強調，為了最終能夠承認原子的真實存在，就務必要找到一種關于它的真正的證明，這也是對的。但是，事實上直到本世紀初，還一直沒有找到這類證明。這就是為什么這些批評在當時如此使人震驚的原因，而且，這種批評也的確產生了良好的有益的作用。它促使那些天才的科學家們去進行試驗和探索物質存在的最深層次的競賽，在這個層次中，原子作為一種在實驗上可以達到的實在能夠最終被發(fā)現(xiàn)。”
七、物理學的發(fā)展永無止境，物理學的前景永遠光明。
當前，在英國劍橋學派中，一種流行的看法是：理論物理學的終點已經在望，理論物理學家的末日即將來臨。按照他們的“終結論”，人們在不久的將來就可能發(fā)現(xiàn)一組完全的、自洽的、統(tǒng)一的相互作用理論，它能描述宇宙的所有可能的物理觀察。
“無可奈何花落去，似曾相識燕歸來”。類似的“終結論”在十九世紀末也盛極一時，可是曾幾何時，物理學革命的急風暴雨就沖走了這朵“無可奈何”的“落花”。看來，“終結論”這個又歸來的“似曾相識”的“新燕”也不會駐留多時。
眾所周知，物理學研究的是有關物質結構和物質運動的根本規(guī)律，是在自然界普遍起作用的規(guī)律。自然界的事物千姿百態(tài)，自然界的現(xiàn)象千奇百怪，物理學怎么能一下子把無窮無盡的自然界的一切根本規(guī)律都弄個水落石出呢？
目前，有許多項待解決的重大問題擺公理論物理學的面前：“色”為什么禁閉？弱作用、強作用、電磁作用和引力作用能否統(tǒng)一，如何統(tǒng)一？引力能否量子化、重整化，引力場是否是規(guī)范場？相對論與量子論的基礎如何協(xié)調？如何解釋多種夸克、反夸克(目前已知有36種)，多種輕子(目前已知有12種)，有無更深層次的結構？是否存在引力波？如何理解黑洞的奇性？是否有超光速的粒子？
不僅如此，天體物理學也將一系列的問題擺在理論物理學的面前：為何太陽的中微子發(fā)射比預期值小得多？γ射線爆發(fā)、X射線爆發(fā)的機制是什么？為何許多射電源具有規(guī)則的成雙結構？類星體、活動星系的能源是什么？為何某些星系的天體系統(tǒng)結構非常有序？為何幾種最長的時標(哈勃常數(shù)倒數(shù)、球狀星團年齡、同位素年代學的結果)都差不多是10^10年？為何我們周圍極少有天然的反物質？為何各種物理常數(shù)在很大的時空范圍內是不變的？為何我們所在的天區(qū)空間是三維的而時間卻是一維的？時間是基本量還是次級量？
當然，使物理學家深為困惑的問題遠遠不止這些，它們大大超過了上世紀末的“兩朵烏云”，盡管它們還沒達到上世紀末那樣的“黑云壓城城欲摧”的程度。這些問題的解決也許將會引起新的物理學革命，使人類對物質世界的認識深化一步。
自然是無限多樣的，而人的認識在一定的歷史階段卻是有限的。“每一個人的思維所達到的認識的至上意義”“是根本談不上的，而且根據到目前為止的一切經驗看來，這些認識所包含的需要改善的因素，無例外地總是要比不需要改善的或正確的因素多得多”。
就整個人類而言，“人的思維是至上的，同樣又是不至上的，它的認識能力是無限的，同樣又是有限的。按它的本性、使命、可能和歷史的終極目的來說，是至上的和無限的；按它的個別實現(xiàn)和每次的現(xiàn)實來說，又是不至上的和有限的”，“這個矛盾只有在無限的前進過程中，在至少對我們來說實際上是無止境的人類世代更迭中才能得到解決”。因此，人類不可能“在某個時候達到只運用永恒真理，只運用具有至上意義和無條件真理權的思維成果的地步”，不可能在某個時候達到“知識世界的無限性就現(xiàn)實和可能而言都窮盡了”的地步。
歷史同認識一樣，永遠不會把人類的某種完美的理想狀態(tài)看作是盡善盡美的，盡善盡美的包羅萬象的物理學理論只能是在幻想中才存在的東西。黑格爾就科學的發(fā)展說過一段寓意深刻的話：“科學表現(xiàn)為一個自身旋繞的圓圈，中介把末尾繞回到圓圈的開頭；這個圓圈以此而是圓圈中的一個圓圈；因為每一個別的支節(jié)，作為方法賦予了靈魂的東西，都是自身反思，當它轉回到開端時，它同時又是一個新的支節(jié)的開端。”
歷史的經驗值得注意，十九世紀末流行的“終結論”的破產這一教訓值得記取。J.J.湯姆遜盡管在當年是一位具有較多保守氣息的科學家，但也曾為當時的物理學革命形勢所鼓舞。他在1909年英國科學促進協(xié)會的主席演說中，幾乎不是從個人角度，而是從當時掌握了第一手材料的學者的角度進行了評論：“過去幾年中，在物理學中所做出的新發(fā)現(xiàn)以及由這種新發(fā)現(xiàn)所表現(xiàn)出的觀念和潛力，影響到淵源于文藝復興在文化中所產生出的那些科學工作。熱情被激發(fā)起來了，到處充滿了希望，充滿了青春的活力和充沛的精力，這一切使人們滿懷信心地去做實驗，這些實驗在二十年前會被認為是異想天開。當時流行的下述悲觀情緒已經一掃而光，所有感興趣的事物都被發(fā)現(xiàn)了，留下來的一切只是在一些物理常數(shù)中變更一兩位小數(shù)。從來也沒有這種感覺的正當理由，從來也沒有接近科學終點的任何跡象�，F(xiàn)在，知識的總和無論如何是一個發(fā)散序列而不是一個收斂序列。”
J.J.湯姆遜的經驗之談是值得深思的，他最后的結論難道不是被迄今的物理學發(fā)展所證實了嗎？歷史固然不等于現(xiàn)實和未來，但歷史畢竟是現(xiàn)實和未來的一面鏡子。歷史的辯證法往往是這樣：正當你感到“山窮水盡疑無路”之時，只要再向前邁出一步，就可望進入“柳暗花明又一村”的勝景之中。何況當前物理學的發(fā)展并沒有面臨“疑無路”的境況，它跟前的路還長著呢！因此，停止的論點，悲觀的論點，無所作為和驕傲自滿的論點都是錯誤的。事實上，我們無知的總和遠遠大于我們已知的總和，“終結論”顯然是一個過于匆忙的結論。
象歷史上的J.J.湯姆遜一樣，當前西方科學界的一些有識之士也對“終點論”提出異議。阿馬爾迪認為，包羅萬象的理論其結果常常是僵硬的，它不能容納新發(fā)現(xiàn)或新概念，最后沒有不失敗的。邦迪也說，今天還有些人企圖發(fā)現(xiàn)能回答一切的“世界方程”，可是能夠回答一切的方程那就什么也回答不了。這是因為，在這個千變萬化的世界里，如果形形色色的事物都能從一個方程里冒出來，那么從該方程到所觀測的事物之間，其間經過的路程必然長得可伯，因此特別難于處理。
溫伯格曾經指出，實際上字宙不僅比我們已經知道的離奇得多，而且還比我們所能知道的離奇得多，我相信這是真的。誠然，宇宙的安排好象并不把人類放在心上，可是人類卻能為宇宙建立數(shù)學模型并看到這些模型在起作用。但是，假若以為我們按照伽利略方式(即為宇宙建立抽象的數(shù)學模型)搞物理學，終于認識了一切自然規(guī)律，終于認識了自然界所有事物的來龍去脈，那才是世界上最離奇的事呢！
物理學的發(fā)展永無止境，物理學的前景永遠光明。德布羅意深有體會地說：“我們任何時候都不應忘記(科學史證明了這一點)，我們認識的每一個成果提出的問題比解決的問題還要多。在認識領域內，新發(fā)現(xiàn)的每一片土地都可以使我們推測到，還存在著我們尚未知曉的無邊無際的大陸。”
恩格斯則從更高的哲學視野上斷言：“科學從認識的較低階段上升到較高階段，愈升愈高，但是永遠不能通過絕對真理的發(fā)現(xiàn)而達到這一點，在這一點上它再也不能前進一步，除了袖手一旁驚愕地望著這個已經獲得的絕對真理出神，就再也無事可做了。”
責編：微科普