经验事实很容易被我们理解和接受，而理论往往抽象深奥，晦涩难懂。 正由于两者间的这种差别和不同，一般地在一种新理论被建立时，人们对该 理论的认识和理解将要借助于形象的、感性的经验事实，这就是经验对理论 的助解效应。同时，经验对理论还有一种作用，即证实作用。许多理论都是 通过观察、实验等经验方式来验证的。
当然，一个为人们所理解的理论也往往可以帮助人们解释一些经验现象 及预测一些经验事实。这是从一般到特殊或从抽象到具体的过程。譬如，自 由落体定律是一众所周知的力学规律，人们根据它就可以来解释水向低处 流，物体向下落的经验事实。万有引力定律对行星绕太阳旋转时发生偏离轨 道的 “摄动”现象给予了合理的解释；科学家从天王星的“摄动”现象中靠 万有引力定律推测出海王星的存在，后来也被验证。
上面谈及的是经验和理论发生作用时是彼此间相对独立的，有时间先后 的情景。接下来要谈一下经验和理论处于同一过程、同时发生、互相渗透的 情形。
一方面，经验中渗透理论。这种渗透是无意识的，不知不觉的过程。这 主要是由认识主体的知识背景或构架这一潜在的东西所发生的潜作用造成 的。当代美国科学哲学家汉森提出了观察中渗透理论的着名命题。他认为在 科学活动中，观察与主体的观察目的、理论背景、知识结构等密切相关。那 种截然分明的观察层次和理论层次、观察语言和理论语言的情景是不存在 的。例如，对于图 1，他认为可以有不同的观察。有人说它是块立体形的防 风玻璃；有人将它看作多边形宝石；有人把它看作一块冰；也有人说它是一 个鱼缸；中学生则可能认为这是一个几何图形。
格式塔心理学教科书中许多图都是如此。人们从相同的视觉图像中看到 了不同的东西。例如图 2，没有见过羚羊的人看不出这个图形是羚羊，只能看出是鸟--鹈鹕。而没有见过鹈鹕、但见过羚羊的人只能看出 是羚羊。也可以先看出羚羊，后看出鹈鹕。无论何种情况都是在同一图形上 看到了不同的东西。当羚羊改变为鹈鹕时是一下子完成的，不可能该图中一 半是羚羊，一半为鹈鹕，并且不需要去思考。对某一事物的观察不同取决于 对该事物有不同的理论和知识。
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另一方面，理论中渗透着经验，这是就理论本身而言的。在提出理论假 说时，潜在地渗透经验。这一过程往往贯穿着灵感、直觉、想象等。如化学 家凯库勒在睡梦中看到原子连结犹如蛇一样弯曲盘绕，咬住了自己的 “尾 巴”，在旋转扭动，从而悟出苯分子的环状结构。这些就是经验性的东西， 但它们渗透到假说提出过程中时是无意识的，不是预先知晓的。在以后的理 论阐述中同样离不开经验事实的语言。这就是科学理论的语言中必定渗透着 观察语言及实验语言等。
十二、 “安全网”、“支流与江河”
--科学结构与科学发展模式
根据周期律，就有可能预言未知的元素并且依次地发现它们。这样化学 就获得了一种数学和演绎的结构。
--恩斯特·卡西尔
若干学派为了在该领域中取得统治地位而竞争。此后，随着一些着名的 科学成就之后，学派的数目大量减少，通常减少到一个，于是一个十分有效 的科学模式开始形成。
--托马斯·库恩
当我们步入表演大厅，观看杂技演员的精彩表演，如“空中飞人”等节 目的时侯，便会发现在演员的下方有一张非常大的弹性极强的由支撑杆撑起 的网。它用于保护杂技演员，以防不测。这张网通常被人们称为“安全网”。 美国着名的科学哲学家亨普尔就把科学理论的结构形象地比喻为一个保护杂 技演员用的 “安全网”。如图3所示，这个表示理论结构的 “安全网”的底 层是观察层次，支撑杆是语义规则，网线是公理，网结是理论语句。其中， 只有少量网结 （理论语句）与底层（观察层次）有直接联系，而其他网结（理 论语句）只与底层 （观察层次）发生间接联系。亨普尔认为这种理论结构是 “安全”的，即有意义的。科学理论系统应是一个具有多种不同层次的意义 而又相互联系的有机整体。
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什么是科学结构？这是科学家、科学史家尤其科学哲学家关心的一个重 要课题。上面谈的亨普尔的 “安全网”只是众多学说中的一种。还有一些学 者提出了一些非常有价值的观点，譬如，美国科学哲学家奎因把科学结构表 述为一种 “力场”，从而出现“场式”结构等。总的说来，科学结构就是构 成科学知识体系的知识元素 （知识单元）的一种相对稳定的联系形式，它将 表明知识元素以何种方式结合，在科学体系中占据何种地位，它们怎样影响、 制约、甚至决定着科学整体的功能。科学结构还具有和谐性、各知识因素之 间联系方式的稳定性、多样性，如纵向联系、横向联系；单向联系、双向联 系；平行联系、层次联系等等。从类型上，科学结构大致分为宏观科学结构 和微观科学结构两类。但科学结构属于静态结构方式。而科学中动态的结构 方式则是科学发展模式。
在科学哲学中有一个着名的科学发展模式，即 “支流--江河”模式。 它是由英国的科学家和哲学家惠威尔提出的。在该模式中他把科学的进化发 展比作 “支流”汇合成“江河”。科学通过把过去的成果逐渐合并到现在的 理论中而进化。例如，伽利略的力学定律与开普勒定律等合并到牛顿的力学 体系中。因此科学的发展不是间断性的革命，而是连续性或累积性的进步。 这一模式是科学哲学中最初的一种科学发展模式观。到本世纪五六十年代， 当代着名的英国科学哲学家卡尔·波普尔提出了一种非常有价值的关于科学 发展模式的观点。他把科学发展的过程描述为四个环节，并公式化为：
P→TT→EE→P……
1
2
波普尔称此模式为 “四段式”。其中“P”表示问题；“TT”表示某种1 理论； “EE”表示通过批判和检验以消除错误；“P”表示新问题。科学的2 发展就是始于问题、提出尝试性的猜测、消除猜测中的错误，而后又出现新 问题，这样循环往复、不能穷尽的过程。
1962年，美国科学史家和科学哲学家托马斯·库恩的一本小册子 《科学 革命的结构》问世，引起了学术界的强烈反响，出现库恩热。其主要原因是 库恩提出了一个非常有吸引力的科学发展模式。该模式被广泛地应用于现代 物理学、生物学、数学、文学、接受美学及哲学等学科的研究之中。
库恩认为，任何一门学科开始处于 “前科学时期”。在这一时期，该学 科的工作者们各持自己的看法，众说纷纭，莫衷一是。待经过长期争论和研 究后，逐渐形成统一的基础、观点和方法，即 “范式”，这样，前科学时期结束，科学时期开始。首先是常规科学时期，即根据规范进行科学研究，科 学家对共同的信念或范式坚信不移，盲目拜倒在范式的权威之下，只能教条 地墨守范式。此后便是危机时期，即在常规科学时期有时会出现反常现象， 这些现象是常规科学中的范式所无法解决的。随着反常现象的大量涌现，科 学家对原范式发生怀疑，对其信念发生动摇。在危机时期科学家们的心态不 安而混乱。譬如，着名物理学家洛伦兹在古典物理学的危机时期讲过这样一 段话： “在今天，人们提出了与昨天所说的完全相反的主张。在这样的时期 里，已经没有真理的标准了，也不知道科学是什么了。我真侮恨自己没有在 这些矛盾出现的五年前就死去。”固然危机给科学家带来混乱，但危机的终 结便是新范式的出现。这就是科学革命时期。新范式的创立者和拥护者往往 是科学集团中年轻的一代。他们对旧范式的信仰不坚定，易发生怀疑，是科 学革命的主要力量。总之，库恩的科学发展的动态模式可简化为：前科学时 期→常规科学时期→危机时期→科学革命→新的常规科学时期……在库恩之后，还有一些科学哲学家如伊·拉卡托斯、拉里·劳丹等提出 自己的科学发展模式。这些都为科学家从事科学研究提供了理论指导。
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十三、 “链条的裂断”与“联结”
--观点之一
为了了解科学本身，而且也了解科学在我们文明中的地位，以及它同伦 理、政治和宗教的关系，我们就需要一个关于概念和定律的统一体系，在这 一体系中自然科学以及哲学和人文学科都有它们的地位。这样一种体系可以 叫做 “科学的哲学”。这就是科学和人文学科之间的 “缺少的环节”，而用 不着引进任何只有权威才能保证的永恒哲学。
--菲利普·弗兰克
在物理学家和科学哲学家菲利普·弗兰克看来，我们总是在两个水平上 讲科学：一是常识经验的水平，如观察到一个黑点相对其它黑点的移动；二 是科学普遍原理的水平，它所用的语言极不同于日常生活语言。科学本质上 是由这些普遍原理构成的。而科学哲学的中心问题是：我们如何从常识的陈 述得到普遍的科学原理？为此，弗兰克作了一个 “图像”性描述，即有一条 把常识经验和科学的普遍原理联结起来的链条，或从所观察到的事实到易领 悟的原理的链条。这根链条在古代和中世纪叫做科学，同时也叫哲学。而在 今天却不然，科学和哲学成为这根链条的两端。科学端即实验端或技术端， 哲学端则为易领悟的，自明原理导出来的。这根链条就是科学 “加”哲学， 如图4所示。
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这根链条所以 “断裂”，是由于随着人类知识层次或领域的不同，人们 对不同知识的接受的标准和原则也就不同，这种接受原理的准则在科学-- 哲学链条的两端各不相同，或者说，没有一个准则能贯穿整个科学--哲学 轴线。这里有关于 “易领悟的”原理的例子。在古代和中世纪，人们认为任 何事物都按它的本性活动--鸟的本性是飞，蛙的本性是跳，马的本性是跑， 医生的本性是治病……这是机体论的观点。它把每样事物的活动都描画成一 种有机体的活动，而这种有机体的活动方式是 “易领悟的”。在牛顿力学体 系建立之后， “机体论”的世界观为“机械论”的世界观所取代。从机械论 看来牛顿定律是 “易领悟的”。许多年前在维也纳，第一辆电车的出现成为 一件大事。有这样一个故事：工程师向大公解释电车的构造。这位大公非常 专心地听着，当工程师讲完之后，他说只有一件事不懂--马在哪里呢？在 机体论的传统中，这位大公无法了解除了有机体外还有什么东西可以产生 力。还有一个在20世纪关于纽约孩子的故事：这孩子从来没有看见过马，你 可想象当这孩子第一次去农村看见马拉一车东西的时侯，他会多么惊奇。在 机械化的传统中他立即会问：发动机在哪里？
大约从1600年科学变得自负了，于是链条在当中裂断了，科学家对物理 定律是否可从普遍性更高的原理中导出已经不感兴趣。近代科学将科学与技 术结合，而同哲学分裂。因此科学--哲学轴线断裂就在于易领悟性原理不 能在可观察事实和技术应用的领域里得出实际的结果。譬如，牛顿理论所以 被接受是因为它在技术上的卓越性。但是，随着牛顿理论被看作为 “易领悟 的原理”而成为一种哲学体系，科学就成为哲学的一个片段，科学就会变成 哲学，于是裂断的链条愈合了。
当科学家同哲学家讨论普遍原理时总觉得哲学家有点“玄”。这是链条 两端间的区别所在。在科学端，同常识的一致是在直接观察的水平上达到的； 在哲学端，同常识的一致是在 “易领悟的原理”水平上找到的。由此，弗兰 克认为科学始于常识，人们依靠归纳或想象导出科学，而导出的原理不同于 常识。把这些原理同常识直接联结起来却是哲学家的工作，如图5所示。
该图中，哲学解释成为科学原理同常识直接联系起来的一条捷径。哲学 给予科学的东西虽不为科学家所赏识，但却告诉了我们一般人解释科学的非 常容易理解的方式，即转化为常识。这就是科学与哲学的 “联结”。
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十四、 “寄生”、“牛虻”和“伙伴”
--观点之二
寄生依赖苹果和少数别的树生活，只能勉强地说它们是和寄生斗争， 因为在同一树上，如果 寄生过多，这棵树就不免枯萎而死。但如有多数 寄生幼苗，密生于同一树枝上，那就可以更确切地说它们是在相互斗争。 寄生靠鸟类以传播种子，它们的生存，全赖鸟类，以比喻方式说，它们和别 的种子植物斗争，要靠引诱鸟类吞食和传播种子。
--达尔文
英国哲学家奥哈根博士1985年访华时讲了一个有趣的比喻。他说科学与 哲学之间存在三层关系：一是 “寄生关系”，哲学寄生在科学中，以科学作 为基础。二是 “牛虻关系”，哲学好像生长在牛身上的牛虻，有时蜇一下， 让牛感到疼痛，即哲学有时会批评、剖析科学，成为科学革命的先导。三是 “伙伴关系”，哲学和科学相依为命，相辅相成，互助共存，一同促进二者 的发展及整个人类知识的进步。
哲学以科学为基础。本来在古代和中世纪，科学的种子和萌芽倒是寄生 在自然哲学的母体之中。而近代科学宣告独立之后，哲学也随之更换了自己 原来的那副 “自然哲学”的面目，与科学的关系也发生转变，即哲学逐渐以 科学为基础，从科学中吸取营养，以滋补自己的躯体。否则，哲学将会枯萎， 甚至死亡。
但哲学素以“知识之王”荣耀于知识界，对寄生于科学的生活感到厌倦。 而历史的发展容不得哲学这种骄横的态度，迫使哲学就范。于是哲学只得在 科学的躯体上不误时机地蜇几下、叮几口，使科学妄自尊大的嘴脸收敛一下， 使之清醒一些。的确，哲学给科学家提供的思维方式、认识方法无疑是人类 认识中的精华，对人类认识的发展起着非常大的激发和促进作用，这是其他 的认识因素所不能替代的。譬如，诺贝尔医学奖获得者艾克尔斯说，他从电 传递学说的坚定支持者转为信奉化学传递说，曾受到波普尔的否证论思想的 启发。日本杰出的科学家汤川秀树自称，他在研究原子核内部结构并提出介 子假说时曾受到中国古代庄子思想的影响。
其实，科学与哲学之间存在着一个互存共生的关系。这种关系表现在多 方面、多角度、多层次，而且随着人类认识的不断发展，两者间的相互依赖、相互结合显得更加密切，那种互相贬低、轻视对方的局势不再存在。例如， 本世纪初兴起的西方科学哲学思潮发展至今，已分化为多种学科--科学历 史学、科学心理学、科学社会学、科学管理学、科学认识论、科学方法论， 等等。科学家同哲学家及其他人文学家在建立共同的联盟，从而使科学主义 思潮与人文主义思潮发生融合，以取代本世纪初至四五十年代科学主义与人 文主义的严重分离的格局。
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十五、 “跛子”和“瞎子”
--观点之三
没有科学史的科学哲学是空洞的；没有科学哲学的科学史是盲目的。
--康德
着名的科学哲学家拉卡托斯根据康德的这一名言提出，科学编史学与科 学哲学应该相互学习。科学哲学家应向科学史学习，同时科学史家也应向科 学哲学学习。托马斯·库恩把这种关系谑称为 “跛子”和“瞎子”的互助。
实际上科学与哲学之间也同样是 “跛子”和“瞎子”间的互助关系。爱 因斯坦曾说过： “认识论同科学的相互关系是值得注意的。它们互为依存。 认识论要是不同科学接触，就会变成一个空架子。科学要是没有认识论-- 只要这真是可以设想的--就是原始的混乱的东西。”在此，爱因斯坦对科 学与认识论或哲学的关系的阐发，与上面康德的名言所表达的完全一致。实 际上爱因斯坦把 “不同科学接触”的认识论看作了“跛子”，而把“没有认 识论”或哲学的科学看作 “瞎子”。当然，爱因斯坦并不希望这种“跛子” 或 “瞎子”出现，倘若产生就应互相学习，取长补短。爱因斯坦对科学和哲 学之间的相互关系作了较明确和深入的论述。
首先，爱因斯坦认为哲学是全部科学研究之母。爱因斯坦指出： “如果 把哲学理解为以最普遍、最广泛的形式追求知识，那么，显然哲学就可以被 认为是全部科学研究之母。” “哲学像一个母亲，生产并养育了其他学科， 因而一个人不能责怪她的赤裸和贫困，而是应该希望她的部分唐·吉诃德的 思想靠其孩子们来维持，以使他们不致陷入博爱主义。”爱因斯坦把哲学作 为科学产生和发展的基础。科学诞生于哲学之中，并从哲学中吸取营养。科 学家不应该忘记哲学的养育之恩和母爱，而应丰富哲学，发展哲学，尽子女 的一份义务。实际上，一位真正有才能的科学家是非常关心哲学或认识论的。
其次，爱因斯坦说： “哲学的推广必须以科学成果为基础。可是哲学一 经建立并广泛地被人们接受后，它们又常常促使科学思想的进一步发展，指 示科学如何从许多可能的道路中选择一条路。”科学一旦认识到哲学的慈母 之爱，一旦从哲学那里获得正确的而有益的手段或奋斗的目标，科学将长驱 直入，迅猛发展。
科学殿堂里的哲学大脑
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十六、自然哲学家
--亚里士多德、笛卡尔等
自然哲学本身就是物理学，不过是理性物理学……例如亚里士多德的物 理学，就主要是自然哲学。
--黑格尔
科学殿堂中的哲学之光来自于这座殿堂里的哲学大脑，即科学哲学家。 这里先略谈两位自然哲学家及其思想。
亚里士多德
“如果真有所谓人类导师的话，就应该认为亚里士多德是这样的一个 人。”无疑亚里士多德与大哲学家黑格尔的这一评价是相称的。据说亚里士 多德出身豪门，手上戴着戒指，留着时髦的短发；他是个瘦高个，但消化不 良；他长于口才，授课时条理清晰，谈话时富于说服力，机智锋利，妙趣横 生。他于公元前322年秋溘然长逝，终年62岁。他的遗嘱充分体现了慷慨大 方、体贴他人的品格。
亚里士多德漫步于广阔的古代科学文化领域之中，他研究过力学、数学、 物理学、天文学、化学、生物学、气象学、心理学、逻辑学、政治学、历史 学、法学、语言学、美学、诗学、文学艺术等等。他撰写100多本着作。对 此，英国的乔纳逊·巴恩斯在亚里士多德的传记中说： “这是累累的硕果， 但令人咋舌的并不仅仅是它的数量，而是它所涉及的范围和主题的多样性。”
在亚里士多德看来，科学不需要华丽的辞藻，优美的语言对科学于事无 补，毫无用处。当然阅读亚里士多德的文章并不觉得枯燥乏味，而是有娓娓 道来之感，其吸引力并不亚于柏拉图那清隽秀逸的散文。
在物理学中，亚里士多德提出了自然运动与非自然运动的理论。在他看 来，世界上各种不同的物体都有其不同的自然位置。当物体处于自然位置时 它保持静止；当它不在自然位置上时它具有回到自然位置上去的本性。这种 趋向自然位置的运动就是自然运动。他确立了土、水、气、火的自然位置： 火的自然位置最高，其次为气，再次为水，土的自然位置很低。如烧开水时 必须把容器放在火的上部，因为火的自然位置最高，火苗往上窜；水开时水 汽会离开水面往上升；而容器中的沉淀物属于土，土的自然位置当然比水要 低。非自然运动就是物体离开自然位置的运动，这种运动不符合事物的本性， 需要外力推动，如向天空抛石块。
亚里士多德主张大地是球形的，因为球形是最完美的；而且地球是宇宙 的中心，静止不动。因为地球的自然位置就是宇宙的中心，而天体的自然运 动是圆周运动。
亚里士多德在生物学的研究中曾对540种动物进行分类，并对50多种动 物进行解剖和观察。他还详细研究过鸡的胚胎发育过程。他在观察了野牛的 一些习性后写道： “它（指野牛）为了保护自己便用脚乱踢并且把粪便排泄 到八码开外。它极容易地而且经常地这样做。它的粪便如此灼热，可以烫落 猎狗的茸毛。”
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笛卡尔
勒内·笛卡尔 （1596－－1650），出生于法国都兰城。一年之后，母亲 去世，他由一位家庭教师带大，自幼养成了一种善于思考，遇事喜欢追根到 底的习惯。他在普瓦蒂埃大学获得法学学位后决心了解社会，探索自然之奥 秘， “去读世界这本书”。他先到巴黎潜心研究数学二年，以后参加军队先 后到过荷兰、丹麦、德国，他视这种军队生活为最简便、最经济的旅行。因 当时法国宗教势力较强，缺乏学术自由的气氛，他于1628年移居学术研究较 自由的荷兰，一直住了20年。他的着作几乎都是在荷兰写的。笛卡尔研究领 域极广，除了哲学与数学外，还研究物理学、天文学、气象学、光学、化学、 生物学等等。主要代表作有 《方法谈》、《形而上学的沉思》、《哲学原理》 等。
笛卡尔曾在《哲学原理》中把自己的知识体系或自然哲学比作一棵大树， 其树根是 “形而上学”（即研究上帝、心灵、物质等），树于是“物理学”， 树枝是各门具体科学。
在自然哲学的传统中有一个主题，即自然界的万物是由什么东西构成 的？古代自然哲学家一直在思考这个问题，一般认为世界的本原是一种或几 种具体的物质。如泰勒斯的水、赫拉克利特的火、德谟克利特的原子等。笛 卡尔认为原子论没有根据，他提出以太说，认为以太是一种非常稀薄的连续 流体，没有重量，不能被人的感官所直接感知。他提出物体的作用是通过以 太挤压而传递的，宇宙是以太的海洋，虚空不存在，天体在以太中运行不受 任何阻力。
在物理学上，笛卡尔认为物质的本质是具有广延的几何特性，物理学就 是研究物体的空间形式及其在空间中的运动。物体在不受外来作用时将始终 保持原来状态，这实际上是对惯性定律的一种表述。笛卡尔在伽利略的动量 概念的基础上提出了动量守恒原理，即物体所受外力的冲量等于动量的增 加。他还将运动划分为真实意义下的运动与日常意义下的运动。
在方法论上，笛卡尔是近代演绎方法、数学方法的先驱。“我思故我在”， “要追求真理我们必须在一生中把所有事物都来怀疑一次。”笛卡尔的怀疑 精神是他的科学方法的出发点。笛卡尔坚持，演绎和数学方法在求知过程中 是最重要的。他推崇理性，但并不轻视观察。有一次他指着将准备解剖的兔 子对别人说： “这就是我的书。”
十七、科学家--哲学家
--牛顿、爱因斯坦、玻尔等
与其说我是物理学家，倒不如说我是哲学家。
--爱因斯坦
这里所说的 “科学家--哲学家”，其特点是，他们在进行理论研究时 是以科学研究为主，以哲学探索为辅。在此仅简略介绍三位科学家及其哲学 思想。
爱萨克·牛顿
牛顿 （1643-1727）是一位伟大的力学家、光学家、天文学家和数学家， 同时又是一位哲学家。他出生于英国林肯郡的一个农民家庭里，幼时能十分 精巧地制作风车、风筝等。他生性腼腆，体质虚弱，为此常受到一个 “小霸王”的欺侮。有一次， “小霸王”故意地踢碎了他心爱的小风车。一向懦弱 可欺的牛顿再也忍不住了，他狠狠地揍了那个 “小霸王”。这使他的自信心 大大增强。他要在学习上全面获胜。经过一番努力。结果从班中的落后生变 为名列前茅的优秀生。牛顿放牧牛羊时也经常聚精会神地看书，牛羊跑到地 里糟踏庄稼，甚至跑到远处他也不知道。他 18岁时进剑桥三一学院专攻数 学，1665年获学士学位。同年仲夏伦敦大规模流行瘟疫，牛顿回故乡居住。 26岁时他被任命为剑桥大学教授，30岁被选为英国皇家学学会会员，以后任 该学会会长。
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牛顿的 《自然哲学之数学原理》一书于1687年问世，宣告了自然科学的 首次大综合。这使得机械力学的观念、方法等成为后来科学家坚信不疑的信 条和世界观。这种机械自然观的建立直接影响了以后二三个世纪科学发展的 进程。
在哲学上，牛顿从当时的力学知识出发提出了绝对空间与相对空间、绝 对处所与相对处所、绝对运动与相对运动等一系列概念。牛顿还是一位自觉 运用科学成果论证上帝存在的虔诚教徒。他认为太阳系形成时是上帝给予“第 一次推动”。
在方法论上，牛顿主要继承了在他之前的伽利略和培根的方法论。他强 调实验，称自然科学为实验哲学。他认为归纳是基本的推演方法。同时他还 坚持数学方法及演绎方法的有效性。
阿尔伯特·爱因斯坦
爱因斯坦 （1879－－1955）不仅是科学史上一位罕见的科学家，而且也 是一位伟大的哲学家。从为庆贺他的70岁生日而由许多科学家和哲学家撰写 的论文集 《阿尔伯特·爱因斯坦：哲学家--科学家》的书名，我们不难看 出爱因斯坦在人们心目中的形象。正如德国威廉皇帝学会第一任会长阿道 夫·冯·哈纳克上任时所说： “人们抱怨我们这一代没有哲学家。可是他们 错了。他们现在在别的学院里。他们的名字是马克斯·普朗克和阿尔伯特·爱 因斯坦。”这位神学家在柏林大学的讲话大多被人们忘记了，唯独这几句成 为人们津津乐道的美谈。
爱因斯坦的学术生涯大致包括物理学和哲学两大领域。他创建的相对论 不仅震撼了物理学界，而且为科学哲学尤其认识论和方法论带来了关键性的 进展。爱因斯坦对科学的一般问题、科学方法论，尤其是科学研究中的好奇 心、直觉、灵感及想象在科学创造中的地位和作用等，都进行了认识论层次 上的探索和论述。
倘若翻阅本世纪以来的重要哲学着作，尤其是科学哲学名着，其中没有 论及爱因斯坦或相对论的为数不多。譬如，波普尔在创立他的否证论思想时 就是以牛顿力学到爱因斯坦的相对论的过渡或革命为案例进行分析的。库 恩、拉卡托斯等人在阐述自己的理论时也是如此。
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尼尔斯·玻尔
玻尔 （1885--1962）不仅为人们尊称为现代理论物理学大师，而且也 是一位伟大的哲学家。他生于丹麦的哥本哈根，从小态度平和，待人友善，不善表达，但对问题的思维异常敏捷。在一次美术课上，小玻尔画了一幅住 宅图画，从其中一石一树都看得出这位11岁的小作者的认真细致，更令人惊 奇的是画中篱笆桩柱数目竟与实际数目一根不差！他1903年进哥本哈根大学 主修物理。他首先填写的选修课是哲学和逻辑。1911年26岁的玻尔获得博 士学位。他以他的原子模型理论而获得1922年度的诺贝尔物理学奖。他在哥 本哈根创建并领导了物理学界赫赫有名的哥本哈根学派。该学派中有许多年 轻科学家如海森堡、狄拉克、泡利等后来获得了诺贝尔物理学奖。当时哥本 哈根流行这样一首歌： “伟大人物尼尔斯·玻尔，从一切虚假的足迹里认出 正确的道路。”
玻尔在 《原子论和自然的描述》一书中向人们展示了他的以互补原理为 基础的自然观和哲学观。玻尔认为，人们在从事对某客观对象的观察时，观 察者、观察仪器同客观对象之间必定有相互作用。而这种相互作用的存在就 使观察者不可能达到对客观对象作确切的状态或因果性描述。观察者与观察 对象之间是互补的。他认为微观粒子的粒子性与波动性是互补的。这就是他 的互补原理。
玻尔还把这种观点应用到其他科学领域中。生物学中的机械论与有机论 是互补的；哲学中如物质和精神、客观和主观、理性与感情都是互补的；人 生本身也是互补的，每个人既是观众又是演员。
的确，玻尔的互补哲学为一些着名的物理学家全盘接受。据说，韦斯考 普曾用互补观点分析某个物理问题，开始想不通，后来豁然开朗，于是他喊 道： “玻尔永远胜利！”罗森菲耳德则呼吁：“是我们奋起应战，来把今日 之梦变为明日之现实的时候了。感谢玻尔，他使我们的科学视野和哲学视野 得到了惊人的扩展。”
十八、完全跨入哲学共同体的科学家
--马赫、罗素、库恩等
我不愿做一个盲目听从某一哲学家指挥的科学家，像莫里哀喜剧中的病 人那样听从医生的指挥……我不打算给科学引进什么新哲学，而只想打发掉 陈旧的、过时的哲学。
--马赫
这里要向读者介绍三位从事过专门的哲学研究并建立了自己的哲学体系 的科学家。
恩斯特·马赫
马赫 （1838-1916）是一位杰出的物理学家、心理学家和数学家，同时 又是一位伟大的哲学家。他促成了实证主义向逻辑经验主义的过渡，形成了 哲学史上着名的马赫主义哲学。
马赫小时被认为是一个 “没有天赋”的少年。从马赫的自传中我们可以 了解到他的一些童年生活。他两岁时在地上奔跑，追逐下山的太阳。当他握 住将萌发的有弹性的植物种籽而手指像被一个活动物夹住时，他感到非常恐 惧和惊奇。他四五岁时登上城墙看到城下人变小感到难以捉摸。7岁时他跟 父亲学做一些小游戏或实验。有一次父亲拿了空花盆问他里面有什么，他说-没有什么。于是父亲用一个软木塞堵住盆底的中心孔，放入一个装水的小桶， 然后把花盆往水中压，结果那个软木塞突然冲出。类似的游戏或实验给他留 下深刻的印象。马赫在中学时代虽被老师认为是个没有天赋的孩子，但他读 完了父亲的藏书中一本康德的《未来形而上学导论》。这本书使他入迷。1855 年马赫进维也纳大学学习物理和数学，于 1860年获得博士学位。以后他进行 一系列物理学方面的实验研究，如有关冲击波的研究。在心理学上他也取得 了一些重大进展，如 “马赫带”的发现等。
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马赫的主要哲学着作有 《感觉的分析》、《认识与谬误》等。 《感觉的 分析》一书有多种文字版本，于是，马赫的哲学思想得以广泛流传。
马赫认为唯物主义与唯心主义都是把物质和精神对立起来的“二元论”。 他提出要克服这种对立，建立统一的、一元论的宇宙结构。他提出世界是由 一种中性要素构成，这些要素就是颜色、声音、压力、空间，时间，即我们 通常称之为感觉的东西。科学对此只能描述，不能解释，而描述应遵循 “经 济思维原则”--用最少量的思维对经验事实作最完善的陈述。
马赫对经典力学的批判哲学影响深远，20世纪物理学的两大杰出理论体 系相对论和量子力学的建立，都是受马赫的启发和影响而完成的。
伯特兰·罗素
“对爱情的渴望，对知识的追求，对人类苦难不能遏制的同情心，这三 种单纯但无比强烈的激情支配着我的一生。”这是当代大思想家罗素在 《罗 素自传》中将自己的人生观向世人的坦诚表白。
罗素1872年5月18日生于英国曼摩兹郡的特雷莱克的一个贵族世家。 祖父约翰·罗素伯爵是着名的自由党政治家，曾于1832年提出第一个议会选 举修正案，并两度担任首相。父亲是子爵，母亲出身于辉格党贵族。由于母 亲、父亲因病先后去世，3岁的伯特兰和哥哥弗兰克就被带进维多利亚女皇 赐给他祖父的彭布罗克官邸中，由祖母照管并带大。祖母笃信宗教，家庭生 活极为严格。在这种清教徒式的教育下，罗素常默想自己的罪恶及愚蠢之处。 说来也怪，小时候连甜食和水果都不大吃的罗素，后来居然体质很强，几乎 活到100岁。按祖母的愿望，罗素在家里受教育，外籍保姆和教师教会他德 文、法文、意大利文、希腊文，这对他后来博大精深的思想的形成至关重要。 他时常在荒凉的大花园中独自散步、冥想。他听说地球是圆的，就想打个地 洞看看是否这样。罗素8岁时跟哥哥学习欧几里德几何学。在祖父的书房里， 他阅读了大量文学和历史着作，以致使他后来撰写的论着条理清晰、流畅， 引人入胜，最终获得诺贝尔文学奖。
罗素于1890年考入剑桥大学三一学院学数学，以后在该学院讲授逻辑和 数学原理。1908年被选为皇家学会会员。罗素于 1970年2月2日去世，终 年98岁。
罗素着述之多、论及问题之广在人类认识史上极其少见。他主要涉及哲 学、数学、物理、历史、政治、教育、社会学等领域。他一生中着有71种书； 论文不计其数。每本书、每篇文章都闪现出他独特的思想光辉。特别是他与 怀特海合着的 《数学原理》一书，对数理逻辑的发展有重要意义。
罗素是20世纪初科学哲学中逻辑原子主义的主要代表人物。罗素认为， 复杂实体由简单实体构成。世界由事实构成，事实使一个命题为真或假。语言结构与世界结构一致，命题与事实相对应。语言是实在的一面镜子，而构 成人们的人工语言包括原子命题、分子命题、全称命题、普遍命题。其中原 子命题是语言中最基本的、最小的单位，它反映原子事实。罗素对分析哲学 的一个重要贡献是他提出 “摹状词理论”。
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罗素在科学及哲学上的成就与罗素本人的生活、社交密切相关。有这样 一段趣事。1892年罗素被吸收为剑桥的一个不公开的协会中，该协会每周六 晚上开会，一直讨论到午夜。第二天吃过早饭到乡间散步、漫游，接着讨论。 在这种自由讨论中罗素结交了一大批有才能的朋友，如数学家和哲学家怀特 海、哲学家穆勒、着名的经济学家凯恩特等。在家里不准抽烟喝酒的罗素从 这时起已是大烟斗不离嘴边。有趣的是，这个大烟斗后来倒成了他的救命物。 1948年 11月他去挪威演讲，在去程的飞机上，他那强烈的烟瘾迫使他不得 不独自去吸烟室。当飞机到达特隆赫姆港时突然坠毁。在非吸烟室的乘客全 部遇难，只有罗素一人从吸烟室中爬出，在水中游了一小段距离后被小船救 起。罗素这时只是觉得冷冷的海水太不友好了。
托马斯·库恩
库恩 （1922-？）是当代美国着名的科学家、科学史家。1962年库恩以 《科学革命的结构》一书的发表轰动整个科学哲学界，而成为当代最着名的 科学哲学家之一。有人曾将他的这本小册子列为20世纪科学哲学五大成就之 一。
库恩于1922年7月18日生于美国辛辛那提城，1943年毕业于哈佛大学 物理学系，并获得物理学学士学位；1949年获得物理学博士学位，学位论文 是关于理论物理学方面的。库恩曾在当时哈佛大学校长、科学史家柯南特的 指导下研究自然科学发展史。后来他担任美国科学史学会主席、美国科学院 院长等职务。
库恩作为一位科学家和哲学家所具有的理论素养和知识结构，可从他撰 写的科学着作的资料来源中看出。例如，他在 《科学革命的结构》一书中， 其脚注共引100多本专着或文章。其中自然科学着作有24本，物理学史49 本，化学史16本，科学哲学12本，科学社会学3本，科学家传记4本。不 难发现，科学史方面的资料占大部分，他提倡 “要充分倾听历史的呼声”； 其次是自然科学和哲学。库恩的这种知识结构突出地表现了科学殿堂中科学 哲学家的思维类型和模式。
科学殿堂里的 “维纳斯”
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十九、 “本纳德水花”
--科学对象的美
美是自然的一种作品。
--塔索 （意大利美学家）
从基本粒子的微观世界到浩渺无际的天体宇宙，处处充满着绚丽多彩、 生机勃勃的景色，处处充满着新奇、对称、有序的美的节律。这些都使人们 感到兴奋和激动。譬如，在研究自然界从无序向有序转化规律的耗散结构理 论中，有一个最早用来说明耗散结构物理图景的实例，它是由本纳德最先发 现并构成他的博士论文的流体力学实验。实验过程如下：
水被限制在两平面的薄层之间，上面为一透明板，温度为T，下面加热B 板，温度为T，如图6中 （a）所示。
