但是当我说我们对于知觉结果采取批判态度时,我必须预防一种误解。
知觉结果确实在发生,因而一个否认任何一种知觉结果存在的学说是错误
的;但是某些用异常方法造成的知觉结果却把常识带进了谬误的推论中去。
关于这一点,海市蜃楼是一个很好的例子。如果我看见一片只是幻境的湖水,
我看见我所看见的东325 西就象真正看见一片物理上的湖水一样;我的错误
不在于知觉结果而在于知觉结果所蕴涵的结论。知觉结果使我认为如果我沿
着某一方向行走,我将遇到能饮的水,而在这一点上我受到了现象的欺骗;
但是我的视觉结果可能和真正有水的时候所产生的视觉结果一样。如果我的
物理学够用的话,它一定不仅说明没有水而且还说明为什么看来似乎有水。
一个错误的知觉不是错在知觉结果本身上,而是错在它的因果相关物、先件
和后件上;错误经常发生在动物性推理中。动物性推理可能错误这件事实是
把它们划入推理的一个理由。
物理定律对于经验的关系完全不是一件简单的事情。广义来说,定律可
以被经验驳倒,但却不能从经验得到证明。这就是说,定律所断言的超过了
单凭经验所能保证的范围。就海市蜃楼这种情况来说,如果我已经相信它是
真实的,并且还已经假定一大片湖水不会在几小时内干涸,我就可以发现这
个幻境使我产生了一种虚妄的信念。但是这种虚妄的信念也许就是那种认为
这片湖水不会干涸得这样快的信念。相信物体在两次被观察的场合中间那段
时间一直存在的信念是一个从逻辑上讲不能由观察来证明的信念。假定我要
提出这个假设:桌子在没有人观看的时候就变成了大袋鼠;这会把物理学的
定律变得非常复杂;但是任何观察也不能驳倒这个假设。物理学的定律,就
我们所承认的那种形式来讲,一定不仅与观察相一致,而且就未观察到的现
象来讲,一定要具有某些不能用经验方法证明的简单性和连续性的特点。一
般来说,我们认为物理现象不受观察的影响,尽管就作为量子论的基础的细
微现象来看人们并不认为这种看法完全正确。
假定物理学已经臻于完备,它就会有两个特点。第一,它将能够预言知
觉结果;任何知觉也不能与物理学让我们相信的东西相矛盾。第二,它将假
定未观察到的物理现象受着和那些我们从连续观察的实例中推论出来的因果
律尽可能相似的因果律的支配。例如,如果我观察一个运动着的物体,那么
我所看见的运动在感觉上就是连续的;因此我假定一切运动,不管是观察到
的还是未观察326 到的,都是近似连续的。
这种看法把我们引到因果律和物理学的时空的问题上来。象我们已经看
到的那样,物理学的时空是根据知觉的时间和空间得出的一个推论;它包括
一切观察到的现象,以及一切未观察到的现象。但是因为时空是推论出来的,
所以发生在时空内的一次现象的地点也是推论出来的。确定物理学的时空中
的事件的地点由两个方法来完成。第一,在知觉的时间和空间和物理学的时
空之间有着一种相互关联的关系,尽管这种相互关联只是大体的和近似的。
第二,物理学的因果律给了被研究的事件一个顺序,正是部分地通过这些定
律我们才确定了未观察到的事件在时空中所占的地点。
照我所使用的意思来讲,一个因果律是任何一个在它为真时可以从已知
的某些数目的事件推论出有关一个或更多的其它事件的某种情况的定律。举
例来说,“行星按椭圆轨道运动”就是一个因果律。如果这个定律为真,那
么由于五个点确定一个椭圆,根据五个数据(从理论上来讲)我们就可以计
算出行星的轨道来。可是大多数定律并不这样简单;它们通常是用微分方程
来表示的。在它们被这样表示之后,它们就假定了一种顺序:每个事件都必
须有四个坐标,而相邻的事件就是那些坐标非常接近相同的事件。但是这个
问题产生了:我们怎样来给物理学的时空中的事件指定坐标呢?我认为这样
做时我们就使用了因果律。这就是说,因果律对于时空顺序的关系是一种相
互的关系。正确的说法是:事件可以安排在一个四度的顺序之内,使得它们
在照这个顺序安排之后可以由那些近似连续的因果律把它们连结起来,这就
是说坐标差别很小的事件彼此差别也很小。或者不妨这样说:如果已知任何
一个事件,那么就存在着一系列非常相似的事件,在这个系列中时间坐标从
大体上小于该已知事件的时间坐标连续变化到大体上大于该已知事件的时间
坐标,并且在这个系列中空间坐标也围绕该已知事件的空间坐标而连续变
化。显然这个原理不适用于量子转变,但是它却适用于宏观事件,并且适用
于一切没有物质存在的事件(例如光波)。
物理学的时空与知觉的时空之间存在的只是近似的相互关联327 是照下
面的方式得来的:在视觉空间中,如果物体接近到可以知觉出厚度的差别,
那么每个视觉结果就都有三个极坐标,我们可以把它们叫作距离、上下、左
右。所有这些都是知觉结果的性质,并且全都可以度量。我们可以给据说我
们正在看见的物体以相同数值的坐标,但是这些坐标并不具有它们在视觉空
间中所具有的那种意义。正是因为它们没有相同的意义才使得相互关联只能
是大体上的——比方说在物体通过一种折射媒介来看的情况下。但是尽管相
互关联是大体上的,它在确定物理学的时空中事件的坐标的初次近似值上还
是很有用的。以后的修正是由因果律来完成的,这里光的折射还可以再一次
作为说明的实例。
为什么应该有这样的因果律,或者说在事件中建立起这样一个四度的顺
序的已知关系,这是没有逻辑上的理由的。在接受物理学的定律这一点上人
们通常提出的理由是:它们是迄今为止所想到的与可能进行观察时得出的观
察结果相一致的最简单的假设。可是它们并不是唯一与观察结果相一致的假
设。另外我们也不清楚我们有什么权利把我们对于简单定律的偏爱变成客观
的事实。
物理学关于世界所讲的话比起它表面上给人的印象来要抽象得多,这是
因为我们把物理学的空间想象成我们从自己的经验中所认识的那个空间,而
且把物理学的物质想象成我们一摸它就感到硬的那种东西。事实上,即使假
定物理学为真,我们关于物理世界的知识也是很少的。让我们先从抽象方面
看一下理论物理学,然后再把它和经验联系起来加以考察。
现在,作为一个抽象系统的物理学说出类似这样的话:有一个簇,叫作
事件簇,这个簇在它的各个项之间有着一种关系系统,它借此获得了某种四
度几何学。有一种叫作“能”的超出几何学范围的量,这种能量不均匀地遍
布征这个簇内,但是在每个有限体积中却存在着某种某些有限的能量。能的
总量是一个常数。物理学的定律就是关于能的分布的变化的定律。为了叙述
这些定律,我们必须区别两类领域——那些叫作“空的”领域和那些据说包
含“物328 质”的领域。有一些叫作“原子”的很小的物质系统;每个原子
可能包含着某一种分立的不可数的能量系列当中的任何一个。有时它突然离
开一部分有限的能量而到非物质的环境中去;有时它突然从环境中吸收一部
分有限的能量。关于这些从一种能的等级到另一种能的等级的转变的定律只
是统计性质的。在不太短的一段已知时间内,在一个已知环境内就将有可以
计算出来的每种可能转变的数目。其中较小的转变比起较大的转变更为常
见。
在“空无一物的空间”中,这些定律就更为简单和更为确定。离开原子
的能束向所有方向同样往外伸展,并以光的速度前进。不管一个能束是以波
动或以小的单位或者以两者结合起来的形式前进,这是一个约定的问题。在
辐射能打中一个原子之前,一切过程都是简单的,在这以后原子就可能吸收
它的一部分有限能量,带着适用于原子放射能量的那种个体的不确定性和统
计上的规律性。
一个原子在一次已知转变中放射能量确定最后得到的辐射能的“频率”。
而这又确定了辐射能所能给予它可能遇上的任何物质的效果的种类。“频率”
是一个和波动联系在一起的字眼,但是如果我们把光的波动说抛掉,我们就
可以把“频率”当作一次辐射中一个可以度量但却不确定的性质。频率是通
过它的效果来度量的。
就作为一个抽象的逻辑系统来看的理论物理学来说,我就讲到这里。它
是怎样和经验联系在一起的,这一点还需要我们进行考察。
让我们从时空的几何学开始。我们假定时空中一个点的位置可以由叫作
坐标的四个实数来确定;一般还认为对于每一组作为坐标的四个实数(如果
不是太大的话)来说也对应着时空中的一个点,尽管这一点并不是必要的。