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但是,玻尔茨曼的特设性假说也๣在相当程度上破坏了它想挽救的物理学理论。因为ฦ他从力学的和统计学的假定——他的h定理——推导出熵增加定律ds/dt≥0่的重大而大胆的努力完全失败了。他的努力之ใ失败是由á于他的客观时间即他的无方แ向时间,因为对他的客观时间来说,熵的减少如同熵的增加一样经常。它之失败又由于他的主观时间有矢的时间,因为这里只是一个定义แ或幻觉使熵增加,并无运动学的、动力学的、统计学的或力学的证明能够或要求能够确证这个ฐ事实。因此它破坏了玻尔茨曼反对齐尔梅洛而力图捍卫的物理学理论——熵的运动理论。为了他的h定理的缘故而牺牲他的实在论哲学是徒劳的。

我想他必定终于明白了所有这一切,他的颓๙丧以及于19๗0่6年自杀可能与此有关。

虽然我赞赏玻尔茨曼的唯心主义แ的特设性假说的优美和思想上的大胆,但结果在我的方แ法论的意义上它并不是“大胆的”:它并不增添我们的知识,它并不增加内容。相反,它破坏了整个内容。当然,平衡和涨๲落的理论并未受影响,请参阅注。

这就是为什么当我认识到เ我具有时间之矢的非熵物理过程的例子破坏了玻尔茨曼的唯心主义的特设性假说时,我并不感到เ有什么遗憾ย虽然我为玻尔茨曼感到十分悲痛。我承认它破坏了某种值得注意的东西——似乎属于纯物理学的支持唯心主义的论据。但与薛定谔不同,我不去寻找这类论据;因为ฦ我与薛定谔一样,反对利用量子理论去支持主观主义แ,我感到เ高兴的是我能够向主观主义แ在物理学中的一个比较古老的堡垒进攻。而我认为玻尔茨曼是会赞成这种努力的尽管他也许不赞成那些结果。

马赫和玻尔茨曼的故事是科学史上最奇怪的故事之ใ一,并且它表明时髦的历史力量有多大。但是时髦是愚蠢的和盲目的,尤其是哲学上的时髦;它包括这样的信念:历史将是我们的法官。

由于历史的昭示——或由于历史的无知——根据公认的标准,玻尔茨曼被击败了,尽管所有的人都承认他作为一个ฐ物理学家的杰出地位。因为他从未能ม够阐明他的h定理的地位,他也没有说明熵的增加。反之,他引起了一个新问题——或者正如我所认为的是一个伪问题:时间之矢是熵增加的结果吗?他作为一个哲学家也被击败了。在他的晚年,马赫的实证主ว义แ和奥斯ั特瓦尔德的“唯能ม论”他们俩都是反原子论者的影响增加得如此之大,竟使玻尔茨曼失去了信心正如他的《气体理论讲义》所表明的那样。正是这种压力使他丧失了对他自己和原子实在性的信念。他提出:粒子假说也许只是一种探索性的手段不是一种关于物理实在的假说。马赫对这种意见的反应是,它“不是论争中的一种完全骑士气概ฐ的对抗手段”“einni9๗zritterlicherpolemischrzug”。

至今玻尔茨曼的实在论和客观主义既未被他自己也未被历史证明是正确的。对于历史则更糟。即使他所捍卫的原子论借助他的统计学涨落的思想取得了次伟大的胜利我指的是1905年爱因斯坦论布朗运动的论文,但成为ฦ年轻的爱因斯坦以及因而可能是量子力学奠基人所接受的信条的却是马赫的哲学——原子论主要反对者的哲学。当然,没有人否认玻尔茨曼作为物理学家,尤其是作为统计力学两位奠基人之一的伟大。但是不管在复兴他的思想的道路上有什么เ障碍,它似乎ๆ或者同他的主观主ว义的时间之ใ矢理论薛定谔、赖辛巴赫、格吕恩鲍姆有联系,或者同他的h定理的主ว观主义的统计学诠释玻恩、杰恩斯有联系。历史的女神——作为ฦ我们的法官而被人崇拜——仍然在玩弄她的诡计。

我在这里讲这个故事,是因为ฦ它揭示ิ了认为时间之矢是主观幻觉的唯心主义理论,也因为反对这个理论的斗争近年来已花费了我许多心思。

英卡尔波普尔《无尽的探索—卡尔·波普尔自传》

36.主观主义的熵理论

我在这里说的主ว观主义แ的熵理论不是玻尔茨曼的理论,在玻尔茨曼的理论中时间之矢是主观的,但熵是客观的。更确切地说,我指的是原先由列奥·斯ั齐拉尔德提出的一种理论,按照这种理论,每当我们有关一个系统的信息减少时,该系统的熵就增加,反之亦然。根据斯ั齐拉尔德的理论,信息或知识的任何获得必须被诠释为熵的减少:按照第二定律,则ท它必须以某种方式以熵的至少等量增加为代价。

我承认在这个ฐ论点中ณ有某种在直觉上令人满意的东西——当然尤其对一个主ว观主义者来说是如此。无疑,信息或“信息内容”可用不可几性来量度,事实上我于193๑4๒年在《研究的逻辑》中已经提出这一点。另一方面,熵可与所谈论的系统状态的可几性等同。因此下列ต的等式似乎是正确的:

信息=负熵;

熵=缺乏信息=无຀知

然而使用这些等式应特别小心:业已๐表明的一切是熵和缺乏信息可用概率来量度,或可诠释为ฦ概率。但这并未表明它们是同一系统同一属性的概ฐ率。

让我们考虑熵增加的一个最简单的可能ม存在的例子:推动活塞的气体的扩散。设有一汽缸,中央是一活塞参见图2;用热浴使汽缸保持恒定的高温,以使热的任何损失立即得到เ补充。如果左边有一气体把活塞推向右边,因而使我们能够获得功提升一个砝码,那么我们为此所花的代价是增加气体的熵。

为了简单明了起见,让我们假定气体仅由á一个分子——分子m组成。这种假定在我的对手——斯安拉尔德或布里鲁๥国——中间是标准的,因此采取这种假定是容许的;但将在后面对它加以批判讨论。于是我们可以说,熵的增加与信息的丧失相对应。因为在气体扩散以前๩,我们知道气体即我们的分子m在汽缸的左半边。在扩散以后,以及当它已经做了功的时候,我们不知道它在左半边还是在右半边,因为ฦ活塞现在在气缸的右端:我们知识的信息内容显然是大为ฦ减少了。

我当然准备承认这一点。我不准备承认的是斯齐拉尔德的更为ฦ一般的论据,他试图用这个论据建立这样一个ฐ定理:关于分子m位置的知识或信息,对转换成负熵,反之ใ亦然。我认为这种所谓的定理恐怕是十足的主观主义胡说。

斯齐拉尔德的论据由一个理想化的思想实验组成,我想稍加改进可表述如下。

假定我们在t0时知道气体——就是说一个分子m——是在我们汽缸的左ุ边。于是我们可以在这时悄悄地把一只活塞例如通过汽缸侧面的狭缝放进汽缸的中央,并且等到气体的扩散或m的动量把活塞推向右边、抬起一个ฐ砝码为止。显然所需的能由á热浴供给,所需的和丧失的负熵由我们的知识供给。负熵消耗之ใ时,即在扩散过程中以及在活塞向右边运动期间,知识就丧失;当活塞到เ达汽缸右端时,我们就丧失了m位于汽缸那一部分的全部知识。如果我们通过把活塞推回来使程序逆转,就需要等量的能补充到เ热浴上,并且等量的负熵必须来自某个地方;因为我们终结于我们由之开始的状态,包括气体——或m——在汽缸左半边这一知识。

因此,斯齐拉尔德提示,知识和负熵可以互相转换。他用分析——我认为是一种不合逻辑的分析——直接测定m的位置来支持这一点;然而由于他只是提示ิ,而不是主张,这种分析一般是合理的,我将不去反对它。此外,我认为ฦ这里提供的描述多少增强了他的理由á——无论如何这种描述使它似乎更为ฦ有理了。

现在谈谈我的批判ศ。为ฦ了达到斯齐拉尔德的目的,必不可少的是用单个分子m而不是用许多分子组成的气体去操作。如果我们有一若干分子组成的气体,关于这些分子的位置的知识一点儿也帮不了我们的忙因此这种知识是不充分的,除非气体确实碰巧ู正处于负熵状态;比方说,大多数分子在左边。但这显然是客观的负熵状态而不是我们关于这个ฐ状态的主观知识,我们可以利用这种客现状态;而且,即使我们不知道这种状态,如果我们在适当的时刻๑把活塞悄悄地放进去,那么เ,我们又能ม利用这种客观的状态因此知识不是必需的。

那么,让我们如斯齐拉尔德所建议的那样先用一个ฐ分子m去操作。可是在这种场合,我断言我们无需任何有关m位置的知识:我们需要的一切是把我们的活塞悄悄地放进汽缸。如果m碰巧ู是在左边,活塞就会被推向右边,我们就能升起砝码。而如果m在右边,活塞就会被推向左边,我们也๣能提升砝码。在这种仪器上安装某种传动装ณ置,使之ใ在哪一种场合都能ม提升砝码,而毋需我们知道即将生的运动将取两种可能ม的方แ向的哪一种,没有什么比这样做更为容易的了。

因此为了使熵的增加得到平衡,这里需要的不是知识,而斯齐拉尔德的分析结果证明是错误的:对于知识之进入物理学他没有提供任何合理的论据。

然而,我认为有必要就斯ั齐拉尔德的思想实验,还有我的思想实验多说几句。因为提出了这样的问题๤:能够利ำ用我的这个特殊实验来反驳热力学第二定律熵增加定律吗?

我不这样认为ฦ,即使我确实相信第二定律实际上被布朗运动反驳了。

理由á是:用一个分子m代表某一气体的假定,不仅是理想化的这无关紧要,而且等于假定:气体在客观上永恒处于熵最小的状态。我们必须假定,正是气体,即使扩散也๣不会占满汽缸的下层空间:这就是为ฦ什么เ总是只在活塞的一边现气体。例如我们可以把活塞中的瓣转成比方说水平的位置参见图3,使得活塞能ม够没有阻力被推回到中央,瓣在中ณ央又被转回到它做功的位置;如果我们做到这一点,我们就能完全肯定,整个气体——整个ฐm——只在活塞的一边;因此它就会推动活塞。但是假定事实上气体中有两个分子;那么这两个分子可能在两ä边,活塞就不会被它们推动。这表明,只用一个分子m在我对斯齐拉尔德的答复中正如在斯齐拉尔德的论据中ณ那样就起着必不可少的作用,并且它也表明如果我们能ม有一种由一个强有力的分子m组成的气体,它确实违反了第二定律。但这并不出人意外,因为ฦ第二定律描述的本质上是统计学的效应。

让我们更仔细地看看这第二个思想实验——两ä个分子的情况。知道两个分子都在汽缸左半边确实使我们能够把瓣关上,因而把活塞置于做功的位置。但是把活塞推向右边的不是我们关于两个分子都在左ุ边这一事实的知识。宁可说,那是两个分子的动量——或者如果你愿意这样理解,是气体处于低熵状态这一事实。

因此我的这些特定的思想实验并不表明,第二类永动机是可能的;但是正如我们已经看到เ的,由于利用一个ฐ分子对斯齐拉尔德自己的思想实验是必不可少的,因此我的思想实验表明,斯齐拉尔德的论据是站不住脚的,因而试图使第二定律的主观主义แ诠释立足于这类思想实验是站不住脚的。

我担心已经建立在斯齐拉尔德的我认为ฦ是站不住脚๐的论据上及其他人的类似论据上的大厦还会继续增高;我们会继续听到เ说“熵——像概率一样——是知识缺乏็的量度”,机器能ม由知识驱动,像斯齐拉尔德的机器一样。我想,只要有主观主义者提供这样的不可知论,将继续产生夸夸其谈和熵。

英卡尔波普尔《无尽的探索ิ—卡尔·波普尔自传》

37.作为ฦ形而上学研究纲领的达尔文主义แ

我始终对进化论极感兴趣,并且完全准备把进化作为ฦ事实来接受。我也曾被达尔文以及达尔文主ว义แ强烈地吸引住——尽管我对大多数进化论哲学家没有深刻的印象,除了一个大哲学家以外,那ว就是塞缪尔·巴特勒。

我的《研究的逻辑》一书含有通过试探和排除错误,即通过达尔文的选择而不是拉马克的训导而使知识成长的理论;这个论点我在那ว本书中ณ对此有所暗示当然增加了我对进化论的兴趣。我必须说的一些事情出自试图利用我的方แ法论以及它与达尔文主义แ的类似来阐明达尔文的进化论。

《历史决定论的贫困》包含了我联系进化论讨论某些认识论问题๤的第一次简略尝试。我继续研究了这些问题๤,当我后来现我已达到十分类似薛定谔的一些结果时,我受到极大的鼓舞。

1961年我在牛津作赫伯特·斯宾塞纪念讲演,题๤为“进化和知识之树”。我认为,在这次讲演中,我稍为出了薛定谔的思想;并且从此以后我进一步提出了我所认为的对达尔文理论的改进,然而严格地保持在与拉马克主ว义相对立的达尔文主义范围内——在与训导相对立的自然选择之内。

我又试图在我的康普顿ู讲座1้966中阐明若干有联系的问题,例如达尔文主义的科学地位问题。我认为,达尔文主义แ与拉马克主ว义的关系犹如:

演绎主义แ与归纳主义

选择与反复训导

批判性除错与辩护的关系。

上表右侧的观念在逻辑上是站不住脚๐的,这就确立了对达尔文主ว义แ即左侧的一种逻辑说明:可把它描述为“几乎ๆ是重言式的”,或可把它描述为应用逻辑——无论如何可描述为ฦ应用境况逻辑正如我们以后会明白的那样。

从这个ฐ观点出,达尔文理论——在广义上,是试探和排除错误理论——的科学地位问题就成为一个ฐ有意义แ的问题。我已得出这样的结论:达尔文主ว义不是一个可检验的科学理论,而是一个ฐ形而上学研究纲领——一个ฐ供可检验的科学理论用的可能的框架。

然而不止如此。我还认为达尔文主义是我称之为ฦ“境况逻辑”的一种应用。作为ฦ境况逻辑的达尔文主义แ可理解如下。

设有一个世界,一个恒定性有限的框架,其中有变异性有限的实体。于是因变异而产生的某些实体“适应”框架条件的那些实体可以“生存”下来,而其他实体与条件生冲突的那些实体就被淘汰掉。

除此以外,假定存在一种特殊的框架——一组也许罕见而高度独特的条件,其中ณ能有生命,或更明确地说,有自我复制的然而又可变异的物体。于是提供了这样一种境况,其中试探和除错的概念,或达尔文主义的概念,不仅成为ฦ可应用的,而且几乎是逻辑上的必需。这并不是说不论是框架还是生命的起源都是必然的。也许有一种生命有可能存在的框架,但是在其中尚未生导致生命的试探,或在其中导致生命的一切试探都被淘汰了。后一种情况不只是一个可能性,而是可以在任何时候生的:不止有一种途径使地球上所有的生命遭到เ毁灭。意思是说,如果产生允许生命存在的境况,如果有生命起源,那么这整个境况使达尔文主ว义แ的概念成为一种境况逻辑的概念。

为了避免误解,达尔文理论并不是在每一种可能的境况中都是有成效的;更确切地说,这是一种十分特殊的,也许甚至是一种独一无二的境况。然而即使在没有生命的境况中,达尔文的选择说也๣能在一定程度上应用:相对稳定的原子核在所说的境况中ณ比不稳定的原子核倾向于更丰富,化合物也是如此。

我并不认为达尔文主ว义能说明生命的起源。我认为十分可能的是,生命是如此极其不可几,以致什么主ว义也๣不能“说明”它为什么เ起源;因为统计学说明最终必须有很高的概率才行。但是如果我们的高概ฐ率不过是那种低概ฐ率由于可利用的时间的无຀限才成为高概率正如玻尔茨曼的“说明”中所说的,请参阅35节注以前的正文,那ว么我们必不可忘记,用这种方แ法有可能“说明”几乎一切事情。即使如此,我们也没有足够的理由猜想,任何这类说明可应用于生命的起源。但是这并不影响把达尔文主ว义看作境况逻辑,一旦ຆ认为生命及其框架构成我们的“境况”的话。

我认为除了说达尔文主ว义就是一个形而上学研究纲领ๆ外,对于它还有更多的话要说。确实,不管达尔文对其主义的表述中固有的重言性质,它与境况逻辑的十分类似可以解释,它说明的巨เ大成功,也๣可以解释迄今为ฦ止没有严重的竞争者站出来这一事实。

如果把达尔文理论看作境况逻辑是可以接受的,那么เ就可以说明我的知识成长理论和达尔文主ว义之间的惊人相似性:它们都是境况逻辑的实例。在对知识的自觉的科学态度——自觉的批判试验性猜想,通过批判它们对这些猜想自觉造成选择压力——中,新的特殊的要素是描述性和论证性语言突现的结果;即其描述能够加以批判的描述性语言突现的结果。

这样一种语言的突现使我们在这里又面临一种高度不可几的、可能是独一无二的境况,也๣许像生命本身一样不可几。但是假使出现这种境况,体外知识通过猜想和反驳的自觉程序而成长的理论也就“几乎”合乎ๆ逻辑地随之而来:它成为ฦ境况的一部分,也成为达尔文主ว义的一部分。

至于达尔文理论本身,我现在必须说明,我把“达尔文主义แ”这个术语用于这个理论的现代形式,它有各种各样的名称,如“新达尔文主义”或朱利安·赫胥黎称之为“现代的综合”。它基本上由下列假定或猜想组成,我后面将要提到。

1地球上各种各样的生命类型起源于很少几种类型,也๣许甚至起源于单细胞:有一棵进化之ใ树,有一部进化史。

2๐有一种说明这种情况的进化理论。它主要由下列假说组成。

a遗传:子代相当忠实地复制亲代有机体。

b变异:有“小的”变异也许还有其他变异。最重要的变异是“偶然的”和可遗传的突变。

cນ自然选择:通过已๐有的各种机制淘汰不仅控制变异,而且控制整个遗传物质。其中有些机制ๆ只允许“小的”突变得以传播;“大的”突变“有希望的怪物”一般是致死的,因而被淘汰掉。

d变异性:虽然变异在某种意义上——各种竞争者的存在——由于明显的理由先于选择,但也๣很可能ม有这种情况:变异性——变异的范围——是受自然选择控制的,比如在变异的频率和幅度方แ面。遗传和变异的基因理论甚至可以承认有控制其他基因变异性的特殊基因。因此我们可以到达一个等级系统,甚或更为ฦ错综复杂的相互作用结构。我们不必担心错综复杂,因为人们知道错综复杂在那里。例如,从一个自然选择论者的观点看来,我们必须ี假定像控制遗传的遗传密码方法那ว样的东西本身是选择的早期产物,并且它是高度精致的产物。

我认为假定1้和2对于达尔文主义是必不可少的连向关于具有某些规律性的变化着的环境的一些假定。下列论点3是我对论点2的想法。

3๑可以看出“保守”原则aທ和d与我所说的教条思维之间十分相似;而bຘ和cນ与我所说的批判思维十分相似。

现在我要提出一些理由来说明为什么我认为达尔文主义แ是形而上学的,是一个研究纲领。

达尔文主义是形而上学的,因为ฦ它是不可检验的。人们也许认为它是可检验的。它似乎断ษ言,如果我们在某个行星上现有满足条件a和b的生命,那么c就会起作用,并且总有一天会造成丰ถ富多彩的不同的类型。然而达尔文主义并没有断ษ言那么เ多。因为ฦ假定我们现火星上的生命恰恰由三种细菌组成,并具有类似地球上三种细菌的遗传结构,达尔文主义被反驳了吗?一点也没有。我们将说,这三个ฐ物种是许多突变型中唯一最适合于生存的类型。而且如果只有一个物种或者没有我们也将会这样说。因此达尔文主义实际上并不能预ไ见变种的进化。所以它实际上不能ม说明这种进化。它充其量只能ม预见变种在“有利条件”下的进化。但是它几乎不可能用一般的术语描述有利条件是什么เ——只能ม描述在有利条件存在时将会出现的变种类型。

然而我认为ฦ我已๐经几乎ๆ在它最好的状态——几乎ๆ在它最可检验的形式中看待这个ฐ理论了。人们也许会说,它“几乎ๆ预见”了多种多样的生命类型。在其他方面,它的预见力或说明力仍然是很令人失望的。以“适应”为ฦ例。乍一看来,自然选择似乎是说明了它,并且确实以某种方式说明了它,但很难说是以科学的方แ式。说现在存活着的一个物种是适应它的环境的,事实上几乎ๆ是同义反复。确实,我们是以这样一种方式使用“适应”和“选择”术语的,即我们可以说,如果物种不适应,它就会被自然选择淘汰。同理,如果一个物种已被淘汰,那么它必定是不适应条件。适应或适合被现代进化论者定义แ为生存价值,能够用在生存中的实际成功来量度:几乎没有任何可能来检验这样一个ฐ无力的理论。

然而这个理论是非常宝贵的。我不知道,没有它我们的知识怎么เ能够增长,像自达尔文以来知识已๐经增长的那样。在试图说明比方说细菌变得适应青霉素า的实验时,很显然自然选择理论帮了我们很大的忙。虽然它是形而上学的,它对十分具体和十分实用的研究有许多启。它使我们能够以理性的方式研究对新า环境例如沾染青霉素的环境的适应:它提示适应机制的存在,它甚至使我们能ม够详细研究作用机制。它是迄今为止惟一能做到เ这一切的理论。

当然,这就是为什么达尔文主义几乎ๆ得到เ普遍接受的原因。它的适应理论是第一个ฐ令人信服的非有神๰论的理论;而有神论比公开承认失败更坏,因为它造成了最终说明已经达到的印象。

可是达尔文主ว义在一定程度上也๣造成了同样的印象,因此在这一点上它并不比有神论的适应观点好得多;所以指出达尔文主义不是一种科学理论,而是一种形而上学理论是重要的。但是作为一种形而上学的研究纲领,它对科学的价值是非常大的,尤其是如果承认它可以批判ศ、可以改进的话。

现在让我们更深入一些看看如论点1和2所表述的达尔文主义แ研究纲领。

先,虽然2,即达尔文的进化论,没有充分的说明力来说明地球上多种多样生命类型的进化,但是它确定无疑地提示了这种进化,因而使人们注意了这种进化。并且它确定无疑ທ地预见如果生这样一种进化,它将是渐进的。

非凡的渐进性的预见是重要的,它是直接从2a-2๐c引出的结论;而a和b以及至少由cນ所预ไ见的突变的细小性,不仅得到实验的充分支持,而且许多细节已为我们所知。

因此,从逻辑的观点看,渐进性是这个理论的主要预见。我认为它是这个ฐ理论的惟一预见。此外只要活着的类型的遗传基础中的变化是渐进的,它们——至少“在原则上”——就可用这个理论来说明;因为这个理论预见到生小的变化,每一个ฐ这种变化都归因于突变。然而,“原则说明”同我们在物理学中所要求的说明类型是迥然不同的。我们能够通过预测某次特定的天文中的食来说明它,但是我们不能预见或说明任何特定的进化改变也许除了在一个物种内部基因群的某些变化外;我们能够说的一切是,如果它不是小的变化,就必定有一些中间的步骤——对研究是一个重要的提示:一个研究纲领ๆ。

此外,这个理论预见到偶然的突变,因而预见到เ偶然的变化。如果这个理论预ไ示了某种“方向”,那么เ正是返祖现象的突变将是比较频繁的。因而我们可预期有漫步型的进化系列。漫步型好比是一个ฐ人描绘的踪迹,他每一步都要请教轮盘赌的旋轮以决定他下一步的方แ向。

这里引起一个重要的问题。漫步型在进化之ใ树上似乎不突出,这是怎么回事?如果达尔文主ว义能够说明有时被人称为的“直向演化趋势”,即向同一“方向”的进化变化系列ต非漫步型,就能回答这个问题。许多思想家,例如薛定谔和瓦丁顿,尤其是艾利ำ斯ั特·哈迪爵士,曾试图给直向演化趋势以达尔文主义说明,而我在斯宾塞讲座的讲演中也曾试图这样做。

我提出的可说明直向演化趋势从而丰ถ富达尔文主义的建议简要地表述如下。

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