略论马赫的“思维经济”原理(一)

恩斯特.马赫(Ernst Mach,1838~1916)多次强调指出,他自己只是一个微不足道的自然科学家,而不是什么哲学家。但是,由于他并不满足于实验研究和数理分析,而是对追究科学的起因、结构、过程、概念的根源怀有强烈的好奇心,并且以追求科学统一为目标,从而使他也成为一位著名的科学史家和颇有影响的科学哲学家。不用说,马赫在物理学、生理学、心理学诸领域都有很高的造诣。作为物理学家,他在音响学和光学领域的研究具有开创性, “马赫数”代表了他的巨大功绩。此外,他还是相对论的先驱。
在哲学上,马赫的主要思想是要素一元论和思维经济原理。对此,学术界却颇多争议。本文只拟简略地论述一下马赫的思维经济原理,以期引起同行们的讨论。

1)思维经济原理的提出
马赫的思维经济原理是在1868年发表的“液体的形态”的讲演和其后出版的《能量守恒定律的历史和根源》(1872年)一书中首次提出的。他在讲演中把液体的表面原理和裁缝最大限度节省布料的吝啬而明智的商业原理作了对照,并进而指出:“请告诉我,这是为什么?难道科学要为这样一个原理感到羞愧吗?科学……作为一个极大值或极小值问题,……其本身不是比商业更商业吗?用尽可能少的功、在尽可能少的时间内,以尽可能少的思维去获取尽可能多的永恒真理,这难道不是科学的任务吗?”
在1872年出版的书中,为了更一般地讨论科学定律的意义,马赫系统地阐述了科学中的思维经济原理。他认为,随着知识的日积月累,科学家被激励简化他们的智力成果,达到定律在结构上的经济。这个原理在某种程度上类似于节约原理或“奥卡姆剃刀”,也类似于牛顿的科学思维法则。但是,在马赫看来,思维经济应该被看作是我们文明的特殊形式的一条基本原则。马赫呼吁:“在科学中……我们要关心方便和节约思维。”
后来,马赫在1882年的“论物理研究的经济本性” 和《力学史评》(亦译《力学及其发展的批判历史概论》)的一个专门章节 中,重申并再次强调了思维经济原理及其与数学推理、因果性、目的论、进化论和心理现象的关系。这一原理在马赫的其他论着中也无处不在,以致C.S.皮尔斯这样写道:“恩斯特.马赫博士具有哲学家能够具有的最大毛病之一,那就是至死都要骑着他的马,他关于科学中的经济原理就是这样做的。”([1])
马赫的思维经济原理既不是凭空臆想的产物,也不是灵机一动的结果。它的提出既得益于对前人和同代人思想的深思,也渊源于马赫本人长期从事教学和研究工作的经验的总结。
1861年至1867年间,当马赫在格拉茨大学任教时,他结识了该校的经济学教授赫尔曼(E.Hermann),他们过从甚密。在赫尔曼的影响下,马赫认识到科学的精神活动也是一种经济的思维活动,科学也有一个经济问题或节约问题。正当马赫想用赫尔曼经济理论的中心概念(经济概念)解决科学理论的动力学问题,即哪些要素决定假设和理论的变化和进步问题之时,赫尔曼本人则在努力用自然科学的方法论考察经济原理所引起的一些经济问题。这两位科学家都相信,人和自然的分离只能人为地达到:就像雾在阳光下消散一样,在人和迷信与虚妄信念创造的其余一切之间划的那可怜的界线也必定在科学的光芒下消失;我们知道只有一个自然,而人作为由众多个体合作进行创造的存在物,在其中占据一个微不足道的地位。人类劳力,我们的建筑物、机器等的节省都同植物的生命器官、动物的感官和心智器官之起作用和创造的经济相仿。
少年时代的马赫就听老师介绍了拉马克的生物进化理论(在达尔文的《物种起源》发表之前)。马赫对这个理论深信不疑,他永远也无法使自己摆脱建立在获得性遗传基础上的潜在的进化认识论。后来,达尔文的进化论进一步坚定了他的信念,加深了他的认识。马赫看到,如果按照达尔文学说对我们的启发,将整个心理生活——包括科学在内——看作生物现象,并把达尔文的生存竞争、物种进化的自然淘汰理论应用于这些现象,那么思维经济原理就会有一个广阔的基础和新的科学阐明。马赫指出,科学的生物学工作为充分进化的个人提供了一个尽可能理想的自我定向的方法。无论是在科学家之间还是在科学理论之间,都存在着生存竞争。只有那些坚持思维经济的科学家所创造出来的简单、方便、经济的理论,才能在斗争中幸存下去。另一方面,我们最初的知识是一种本能的、经济的产物,通过交流,才能把个别人的经验集中到一起而变成许多人的经验。知识的交流的必要和每个人(因为个人的生命有限)力求用最少的脑力花费来组织经验,迫使我们把知识组织成经济的形式。我们接受其他个人的经验,实际上是以往全部世代的经验.这个过程类似于把千万年积累的经验传递给生物,使得这些经验作为遗传禀性传达给后代的过程,仿佛是知识繁殖一样。马赫以因果性为例提出:“因果观念之所以拥有很大的权威,多半由于它们是本能地、不由自主地发展起来的,并且我们清楚地感觉到,个人对因果观念的形成是无所贡献的。的确可以说,我们对于因果性的意识并不是由个人获得的,而是在人类发展过程中完备起来的。所以原因和结果是思维的东西,具有一种经济的功能。”([4])
马赫关于思维经济的见解,也是从他的教学经验中,从他的实际研究工作中发展出来的。早在1861年,当他开始以无公薪讲师的身份开课的时候就有了这种见解。他说,教育的目的只是为了节省经验,这样一个人的劳动就可以免去其他许多人的劳动。进而,人们力求简要地、概括地进行描述,也是为了节省教育和探索所需要的劳动。当时,他还以为自己是唯一懂得思维经济原理的人,后来他发觉这个原理永远是,也必然是所有思考科学研究过程的本性的研究工作者共同具有的。在科学研究中,马赫具有把复杂的、含混的关系归纳为简单概念的令人赞叹的才能,他从中发现这里表达出的经济观念(别处也称之为理性机巧)是知识进步史中的富有成果的手段。马赫认为,思维经济原理可以采用十分不同的形式来表述,例如, 在哥白尼和伽利略的工作中显示得非常清楚的那种简单性和美的基调,就具有经济的特征;牛顿的哲学思维规则本质上也是受经济观点影响的,尽管思维经济原理当时并没有明确表示出来。

2 思维经济原理的涵义和精神实质
马赫在不同时间、不同场合,针对不同问题,从不同的角度多次阐述了他的思维经济原理。这个原理的涵义是相当宽泛的,据布莱克默的分析 ,其涵义大体有以下诸方面。
1.思维的经济:人的生命和能力有限,只有通过巧妙的思维经济和谨慎的积累,经济地整理无数人的共同经验,个人才能获得名副其实的知识。
2.精力的经济:认识论的现象主义可使人们耗费最少的精力,也就是对现有的知识状况来说,它比任何其他方法都更经济。
3.功和时间的经济:科学家向自己提出的任务是,用尽可能少的功,在尽可能短的时间内,并且用尽可能少的思维,获得尽可能多的真理。
4.方法论的经济:用以获得知识的诸方法都是经济的。
5.作为数学简单性的经济:简单性的要求对于内行和新手当然是不同的问题。首先,用一个微分方程组的描述是充分的;其次,超出初等定律的一个逐渐的构造是需要的。
6.作为简化的经济:科学的经济程式有它的长处和短处。事实的表示总是要牺牲其完整性的,而且这种表示绝不比目前正当的要求吏精确。
7.作为抽象的经济:我们的成为思维事实的复制品总是抽象,这又是一种经济倾向。 8.作为不完善的经济的逻辑:经济的要求比逻辑的要求更多,可以说,逻辑只可以看作是一种消极的规则。
9.本体论的经济:主要的事情是废除不必要的双重存在(“现象”和“实体”)。
10.自然界中没有经济:不能说物理过程中的经济,因为没有可能在真实的事件之间有所选择。
11. 语言的经济:语言,这个交流的工具,本身就是一种经济的发明。
布莱克默的分析比较全面地揭示了马赫思维经济原理的涵义,有助于我们加深对这一原理的理解。不过,他的分析似乎使人不得要领,无法把握思维经济原理的精神实质,这显然难以洞见到该原理的深层意义。那么,思维经济原理的精神实质究竟是什么呢?我们也许可以从以下几个方面窥见一斑。
1.思维经济是科学的目的。马赫认为,科学的目的,就是用思维对事实的模写和预测来代替经验,科学的这种贯穿其整个生命的经济功能是一望即知的。在科学知识的形成、传授、交流中,都可以看出其经济倾向。例如,科学(语言数字、代数符号、化学符号、公式等)本身就是一种经济手段,数学模型、假设的运用,也是为了简化对事实的摹写。在科学的细节中,经济性质更加明显。例如,在自然界中并没有折射定律,只有各种不同的折射情况,折射定律是我们为在精神上摹写这一事实而设计出来的简明规则。马赫指出,从经济的角度看来,高度发展的科学,即是那些可以把事实归结为少数性质相似的要素的科学。力学、物理学和数学就是这样的学科。在力学中,我们仅限于处理空间、时间和质量,预先建立的数学的经济功能对它很有帮助。物理学也有不少思维经济的例子:转动惯量可以使我们不必对各个质点分别考察,力函数可以使我们不必对力的各个分量一一进行研究,高斯折射光学可以使我们不必对折光系统中的每一个折射面单独探讨。至于数学,它可以被定义为计算的经济。数学以最概括、最经济的方式,用已知结果的旧有演算去代替新的演算。依靠数学,可以使我们获得精神上的完全解放,因为数学的力量就在于回避不必要的思想和奇迹般地减少思维操作。正是基于对科学经济功能的全面考察,马赫得出结论说:“可以把科学看成一个极小值问题,这就是花费尽可能少的思维,对事实做出尽可能完善的描述。”([4])
2.思维经济是方法论的原则。 马赫说过:“我们必须承认,任何一种科学成果,如果没有方法,是不能在其主要之点达到的。而事实上,由于人的生命短促,人的记忆能力有限,任何一项名副其实的知识,如果没有最大限度的思维经济,都是不能得到的。”在马赫看来,思维经济之所以能作为一条方法论原则,也是由人的思维形式的本性决定的。我们在思维中摹写事实时,从来不是把事实全部摹写出来,而只是摹写其中对我们重要的那个方面;而且,我们总是从比较稳定和熟悉的复合开始,然后再用不常见的复合补充那些复合,加以校正。这种摹写过程永远是一些抽象,这里具有经济倾向。进而,在从众多的事实中归结出少数性质相似的要素(概念)和寻求它们的共同特点(定律)时,人们也总是自觉地或本能地体现出思维经济的要求。事实上,概念和定律所包含的内容总是少于事实本身,因为它们不是把整个事实重新产生出来,而只包含那些对我们是重要的东西,其余部分则有意识地、或根据需要加以省略。这种以最少的思维花费,从一给定领域中获得概观以及用某个单独思维过程来表示这一领域中所有事实的倾向,实际上是一种经济的倾向。马赫甚至强调,思维经济原则是区别科学认识方式和非科学认识方式的特征原则。首要的是,一个事实领域的历史、方法论猜想、研究和表示与其说是知识的纯偶然的增进,还不如说是科学地证明为合理的。因此,发现的方法和表示的系统方法都服从经济原则,即用定律取代事实是一重经济,在心智中把实验定律凝结成理论时又是一重经济。在这种意义上,马赫的作为方法论原则的思维经济, 既
是科学发现的逻辑,也是科学研究的心理学。
3.思维经济是评价科学理论的标准。在马赫看来,我们对事实描述或摹写得越经济、越简单,那么就对事实的认识越深入、越完善,这样的描述或摹写在科学研究上起的作用也越大,它也具有较高的价值。最有助于思维经济的概念,即是能普遍适用于最广阔的研究领域,并且给最大量的经验做出补充的概念,也就是最科学的概念。马赫洞察到,一门科学的系统化形式,是可以用许多不同的方式从同一原理中推出来的,但是必定有一些演绎系统比其他的演绎系统更符合思维经济原理,符合得好的系统就是好系统。马赫指出,理论的经济性或简单性是相同的,但对内行说来认为简单的理论在外行看来也许就是复杂的,不过这是一个实际问题而不是原则问题。
4.思维经济是反形而上学的武器。马赫多次强调:“科学的任务不是别的,仅是对事实作概要的陈述。现在逐渐提倡的这个崭新见解,必然会指导我们彻底地排除掉一切无聊的,无法用经验检验的假定,主要是在康德意义下的形而上学假定。”因为“它们是多余的,并且会破坏科学的经济性。” 马赫在这里所说的形而上学,是既无法证实又无法驳倒的东西。科学是不关心这些东西的,科学必须停留在经验范围之内,又必须超出经验以外,经常地期待着证实,经常地期待着反驳。正是在这种思想的指导下,马赫提出了他的现象论的研究纲领,并建议抛弃那些无法感知的、形而上学的“实体”概念。也正是出于思维经济的考虑,马赫给质量和力下了操作性的定义,以消除牛顿定义的形而上学的朦胧。

3 思维经济原理的历史命运
在马赫提出思维经济原理前后,其他一些哲学家和科学家也先后提出过或提出了类似的思思。例如,阿芬那留斯写了《哲学——按照费力最小的原则对世界的思维》(1876年),基尔霍夫在《力学》(1874年)提到“全面而又极简单的记述”,克利福德(Clifford)等人也谈到这个问题,表示赞同马赫的这一原理。
尤其是,在19世纪末、20世纪初与马赫同属“批判学派” 的彭加勒和迪昂,对马赫的思维经济原理更是推崇备至。彭加勒在《科学与方法》(1908年)中写道:“著名的维也纳哲学家马赫曾经说过,科学的作用在于产生思维经济,正像机器产生劳力经济一样,这是十分正确的。”他像马赫一样地认为:“思维经济是我们应该追求的目标”,“是科学的永恒趋势,同时也是美的源泉和实际利益的源泉。” 彭加勒主要是从简单性的角度理解思维经济原理的,并给它赋予了科学美的内容,这也是他对思维经济感兴趣的原因。迪昂在他的《物理学理论的目的和结构》(1906年)中,也表示赞同马赫关于“整个科学的目标就是用尽可能少的智力操作来代替经验”的观点。他这样写道:“构成理论的抽象和推广的双重工作带来了双倍的思维经济:当用一个定律代替许多事实时,这是经济;当用一小批假设代替一大堆定律时,这又是经济。”他指出:这就是物理学家为什么首先要把无数真实的或可能的事实浓缩到一个定律中,为什么要形成许多定律的极其浓缩的综合即理论的原因。”
不用说,马赫的思维经济原理也遭到一些人的批评。胡塞尔在他的《逻辑研究》(1900年~1901年)第一卷中,批评思维经济是科学思想的堕落,是与粗俗的或盲目的思想的结合。对马赫主义及其思维经济原理进行毁灭性批判的,则是列宁的《唯物主义和经验批判主义》(1908午写成)。列宁指出,思维经济这个范畴是“荒谬的、主观主义的”。“只要把这样荒谬的概念搬入认识论,那么不用说,‘设想’只有我和我的感觉存在着,是最‘经济’不过的了。”他表示赞同赫尼格斯瓦尔德(R. Hönigswald)和冯特的观点,也认为思维经济“不是从经验中得出的,而是在一切经验之前就存在着的”,它”实质上是先验的”。他还提出了这样的论点:“人的思维在正确地反映客观真理的时候才是‘经济的’”,“思维的经济性只不过是用一个笨拙的极其可笑的名词来代替正确性”。
马赫的思维经济原理也受到一些科学大家的批评。爱因斯坦认为这个以“可疑的商业上的名称”命名的原理“的确有点太浅薄”,马赫的简单性这一观念也“太主观”。不过,他也指出,“马赫的思维经济概念可能包含有部分真理”,并在逻辑简单性或逻辑经济的意义上接受了马赫的这一概念。他多次强调基本概念和基本假设要在“逻辑上比较经济”,并认为“相对论是要从逻辑经济上来改善世纪交替时所存在的物理学基础而产生的”。他在1953年写信给挚友索洛文,提到他关于总场理论的一个尝试“可能算是极完美的了(独立概念经济,假设经济),尽管他当时还“不知道其中是否含有物理真理”。 玻恩认为马赫的思维经济“是可以大加非难的”,他“不赞成”“必须把思维经济当作科学的唯一根据”。他指出:“我们若想使思维经济化,那么最好的办法就应该是完全停止思考。”不过,他也表示“不否认思维经济和结果的浓缩是很重要的”,并认为“拉普拉斯的普适公式是这一倾向的一个正当的理想”,“哈密顿原理乃是这一倾向的恰当的表述”。