導語：如何才能寫好一篇機械與電子論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1.1不同的設(shè)計方法

與傳統(tǒng)的機械工程相比，機械電子工程已經(jīng)超越了單一的學科，顯而易見，機械電子工程是一個交叉學科，它充分的融合機械技術(shù)與信息技術(shù)，這就要求其在進行設(shè)計的過程之中必須充分考慮和應(yīng)用自己的設(shè)計方法，在實際的設(shè)計過程之中，設(shè)計人員往往采用自上而下的設(shè)計方法，這種設(shè)計方法是機械電子工程設(shè)計之有的方法。

1.2產(chǎn)品上的差異

機械電子工程的另一個特點就是其產(chǎn)品上的與眾不同，與一般的產(chǎn)品不同，機械電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)看似簡單，但是在實際的設(shè)計與開發(fā)過程之中卻融入了很多先進的技術(shù)與理念，這就遠遠的超越了傳統(tǒng)的機械，這就是產(chǎn)品的外觀更加的輕盈小巧，同時可以實現(xiàn)更加的智能化與現(xiàn)代化，是生產(chǎn)力飛躍的具體體現(xiàn)。

2.機械電子工程的發(fā)展過程

前文已經(jīng)講過，機械電子工程并不是一個簡單的孤立學科，它是一個涉及機械與信息技術(shù)的交叉學科，又受到人工智能理念的影響，因此是一個典型的交叉學科。正是由于該學科的復(fù)雜性造成該學科在形成的過程之中并不是一蹴而就的，相反，該學科在形成的過程之中經(jīng)過了很多階段，經(jīng)過相關(guān)的發(fā)展才最終形成現(xiàn)階段的機械電子工程：

2.1機械電子工程學的開端

機械電子工程學的起步階段是傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)，在這個階段，機械電子工程學的發(fā)展十分的緩慢，這是由于此社會的平均勞動生產(chǎn)率相對較為低下，勞動力資源相對也較為匱乏，生產(chǎn)力的發(fā)展與進步比較緩慢，但是在一次次的嘗試之中，機械電子工程還是逐步的發(fā)展起來了。

2.2機械電子工程學的高速發(fā)展階段

機械電子工程學的高速發(fā)展階段主要是流水線生產(chǎn)線的成功應(yīng)用，這一時期的生產(chǎn)過程已經(jīng)具有了相應(yīng)的標準，在很大程度上促進了生產(chǎn)力的發(fā)展與進步，并不斷的拓展機械電子工程產(chǎn)品的種類，逐步滿足社會的發(fā)展與需求。

2.3機械電子工程的成熟階段

進入21世紀，機械電子工程逐步走入其成熟階段，逐步的形成了其特有的生產(chǎn)體系與發(fā)展體系，并實現(xiàn)了與現(xiàn)代信息技術(shù)與人工智能技術(shù)的完美融合，進入了現(xiàn)代機械電子工程的成熟階段，不斷的促進現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展與社會的進步。

3.人工智能的發(fā)展史

3.1萌芽階段

人工智能的萌芽階段起源于法國，當時法國科學家首先研制出了第一部計算器，從此世界開始了人工智能的研究之路，直至馮諾依曼發(fā)明第一臺計算機。人工智能在其萌芽階段和其他技術(shù)一樣，發(fā)展打偶較為緩慢，但是卻為后來的發(fā)展積累了豐富的經(jīng)驗，為之后的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

3.2第一個發(fā)展階段

1956年美國人第一次提出“人工智能”的命題，并進行了相關(guān)的研究，這是引起人工智能第一發(fā)展高峰期的標志。這一階段的人工智能屬于較為簡單的發(fā)展階段，主要針對的的任務(wù)是：博弈、計算以及證明等任務(wù)。在這一階段的確取得了一定的成就，這一階段的主要貢獻是大大的解放了人們的思想，使人們認識并了解了人工智能的可行性，對人工智能后期的發(fā)展起到了巨大的促進作用。

3.3第二個發(fā)展階段

1977年全球召開了第五屆人工智能會議，這是人工智能發(fā)展的第二個階段的開始，由此之后，人們認識到知識工程對于人工智能領(lǐng)域的重要意義與價值，并不斷的進行相關(guān)的發(fā)展與研究，促使人工智能與實際生產(chǎn)相結(jié)合，逐步的推進了人工智能的快速發(fā)展與進步。也正是在這個階段，人工智能獲得了巨大的飛躍，并表現(xiàn)出廣闊的市場前景，在不確定推理、分布式人工智能、常識性知識表示方式等關(guān)鍵性技術(shù)問題和專家系統(tǒng)、計算機視覺、自然語言理解、智能機器人等實際應(yīng)用問題上取得了長足的發(fā)展。

4.機械電子工程與人工智能的關(guān)系

機械電子系統(tǒng)具有不穩(wěn)定性，這就使得機械電子系統(tǒng)在輸入與輸出關(guān)系的處理上比較困難。推導數(shù)學方程的方、建設(shè)規(guī)則庫的方法以及學習并生成知識的傳統(tǒng)方法,雖然在解析數(shù)學方面具有精密性,但是這些傳統(tǒng)的方法還只能適用于一些相對簡單的系統(tǒng)。然而現(xiàn)代社會所需求的系統(tǒng)是紛繁復(fù)雜的，往往會需要一個系統(tǒng)能夠處理多種信息類型。人工智能建立系統(tǒng)所采取的方法中，主要使用的是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和模糊推理系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對人腦結(jié)構(gòu)的模擬人，能夠分析數(shù)字信號并給出參考數(shù)值。而模糊推理系統(tǒng)則是通過模擬人腦的功能,來實現(xiàn)對語言信號的有效分析。在處理輸入輸出的關(guān)系上，這兩種方法既有共同之處，也存在各自的差異性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在信息的儲存上是采用分布式的方式，而模糊推理系統(tǒng)則采用規(guī)則方式實現(xiàn)信息的儲存。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)輸入時由于每個神經(jīng)元之間都有固定聯(lián)系所以計算量一般都很大，而模糊推理系統(tǒng)的連接是不固定的，所以其計算量相對較小。人工智能系統(tǒng)的建立于發(fā)展在很大程度上促進了現(xiàn)代機械電子工程發(fā)展與進步。在實際的機械電子工程的設(shè)計工作之中，我們必須依靠相應(yīng)的人工智能技術(shù)植入，只有這樣才能更好的促進機械電子工程的發(fā)展，與此同時最大限度的促進人工智能功能的實現(xiàn)。很顯然這個過程相互促進的過程，只有在發(fā)展之中充分的考慮兩只之間的相互結(jié)合，不斷的開拓出全新的技術(shù)，促進兩者之間的更好的融合才能不斷的促進兩者的共同發(fā)展，不斷的促進其進步，實現(xiàn)機械電子工程的不斷發(fā)展，推進人工智能的持續(xù)進步。

5.結(jié)束語

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關(guān)鍵詞：畢業(yè)設(shè)計；論文質(zhì)量；滑坡現(xiàn)象；科學對策

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）36-0214-02

畢業(yè)設(shè)計（論文）是教育與生產(chǎn)勞動和社會實踐相結(jié)合的重要體現(xiàn)，是培養(yǎng)大學生的創(chuàng)造能力、實踐能力和創(chuàng)新精神的重要環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)大學生探求真理、提高綜合實踐能力與素質(zhì)等方面，具有不可替代的作用。本科生畢業(yè)設(shè)計是教學培養(yǎng)計劃的重要的實踐環(huán)節(jié)，是對大學四年的理論環(huán)節(jié)學習的總結(jié)與知識升華，為學生走上工作崗位筑造堅實的基礎(chǔ)。對于工科類高質(zhì)量的畢業(yè)設(shè)計論文和設(shè)計圖紙是學生知識運用能力和創(chuàng)造性思維的體現(xiàn)，畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)的鍛煉，可使學生具備嚴謹?shù)乃季S方法、較好的動手能力以及創(chuàng)新意識。制約畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量提高的因素很多，涉及以下方面。

一、工科畢業(yè)設(shè)計選題問題與對策

選題工作包括指導老師立題和畢業(yè)設(shè)計學生選題兩個環(huán)節(jié)。指導老師確定研究題目的過程稱為立題，該項工作關(guān)系整個設(shè)計的周期與質(zhì)量。準確的題目有助于畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的提高，達到事半功倍的效果，因此必須嚴把畢業(yè)設(shè)計立題關(guān)，確保畢業(yè)設(shè)計工作的順利進行。工科類畢業(yè)設(shè)計題目來源于科學研究項目、企業(yè)生產(chǎn)一線以及教學過程等方面，類別有基礎(chǔ)理論科學研究、技術(shù)工程開發(fā)以及工程設(shè)計三大類。一般指導老師將確定好的題目直接安排給所帶的學生，但在實際執(zhí)行時，此方法存在的一些弊端逐漸暴露出來，如畢業(yè)設(shè)計工作量偏大或偏小、題目缺少工程背景以及研究內(nèi)容跨專業(yè)程度過大等，制約學生創(chuàng)新思維的發(fā)展，甚至有的畢業(yè)設(shè)計題目與學生所學專業(yè)知識脫鉤。針對以上亟待解決問題，根據(jù)多年的畢業(yè)設(shè)計指導經(jīng)驗，畢業(yè)設(shè)計立題時，應(yīng)該根據(jù)學生的自身情況進行題目的設(shè)定，在最終畢業(yè)設(shè)計題目確定之前，必須進行畢業(yè)設(shè)計立題申請，成立畢業(yè)設(shè)計立題審核專家組對指導老師提出的畢業(yè)設(shè)計題目進行逐一研究與討論，評價題目的可行性，通過專家組的研究決定指導老師提交的題目是否可以立題，對于存在問題的題目，給出修改建議，以便學生更好地完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，近年來陜西理工學院在全校師生共同努力下，實現(xiàn)學生和畢業(yè)設(shè)計題目的雙向選擇，學生根據(jù)自己的知識掌握能力和自身的發(fā)展需要，在畢業(yè)設(shè)計系統(tǒng)中實現(xiàn)雙向選擇，每個學生至少可以預(yù)選報三個畢業(yè)設(shè)計題目志愿，同時附上自己的專業(yè)信息和研究特長，指導老師在此基礎(chǔ)之上，在畢業(yè)設(shè)計選題系統(tǒng)中再確定學生，完成畢業(yè)設(shè)計的選題工作。有效避免直接將畢業(yè)設(shè)計題目分配給學生存在的弊端，同時也激發(fā)學生對該課題的興趣，從而保質(zhì)保量地完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，達到畢業(yè)要求。

二、工科畢業(yè)設(shè)計文獻查閱、開題報告問題與對策

對于工科本科畢業(yè)設(shè)計，開題報告是畢業(yè)設(shè)計研究工作的總綱領(lǐng)，對學生的畢業(yè)設(shè)計過程起到指導性的作用，閱讀大量中外文獻是完成畢業(yè)設(shè)計開題報告的首要工作。對于開題報告工作，最好閱讀與該課題相關(guān)的國內(nèi)外文獻，明確該課題的研究現(xiàn)狀及其研究方向，通過大量閱讀，書寫文獻綜述，闡明該課題已經(jīng)解決的問題和未解決的問題，然后對于未解決的問題進行分類細化，哪些屬于國內(nèi)都沒有解決的學術(shù)問題，哪些屬于國外已經(jīng)解決而國內(nèi)沒有解決的技術(shù)問題。做到心中有數(shù)，研究有方向，針對自己的畢業(yè)設(shè)計課題，提出自己的需要解決的問題及其解決思路、方法等。在此基礎(chǔ)上完成開題報告的填寫工作。

三、工科畢業(yè)設(shè)計電子資料問題與對策

工科畢業(yè)設(shè)計資料主要包括：畢業(yè)設(shè)計論文、工程圖紙以及開題報告等。近年來，畢業(yè)設(shè)計電子資料逐漸取代紙質(zhì)資料，方便師生信息交流的同時，也存在一定的問題，亟待完善與改進。

1.畢業(yè)設(shè)計電子論文格式規(guī)范化與對策。畢業(yè)設(shè)計論文格式規(guī)范化也是培養(yǎng)學生嚴謹、求實的工作能力的重要途徑之一。規(guī)范化的畢業(yè)設(shè)計論文可以給美的視覺效果，更好地展現(xiàn)學生畢業(yè)設(shè)計勞動成果。但在畢業(yè)設(shè)計指導過程中也發(fā)現(xiàn)存在不規(guī)范的論文現(xiàn)象。究其原因：一方是在學生對畢業(yè)設(shè)計規(guī)范化的實施意義認識不到位，另一方面就是指導老師沒有嚴格要求或指導不到位，從思想上根本沒有重視本次畢業(yè)設(shè)計格式規(guī)范化的重要性。對于此類問題應(yīng)對學生進行該方面教育工作，使學生從思想上重視畢業(yè)工作，切實重視畢業(yè)設(shè)計格式規(guī)范化的重要性。畢業(yè)生通過對自己論文格式的規(guī)范化處理，也是在鍛煉自己、規(guī)范自身的行為，逐步形成一種做事情的態(tài)度和方法，為走上工作崗位積累一定的工作經(jīng)驗。

2.畢業(yè)設(shè)計電子工程圖問題與對策。對于畢業(yè)設(shè)計工程圖紙，傳統(tǒng)的方法，工程圖紙在繪圖室采用手工繪制，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和學生招生數(shù)量的增加，計算機繪制越來越適應(yīng)目前形式的發(fā)展，計算機繪圖已經(jīng)逐步替代手工繪圖，電子版的圖紙很方便師生交流信息，為柔性化的指導工作建立良好的基礎(chǔ)。但電子圖紙也存在一定的弊端，如學生通過各種手段尋找往屆畢業(yè)設(shè)計圖紙，出現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計工程圖紙抄襲現(xiàn)象，同時弱化了傳統(tǒng)手工繪圖的基本能力。對于此類問題，本科畢業(yè)設(shè)計圖紙可以采用電子圖紙與手工圖紙同時進行的方法，如對于工科機械類畢業(yè)設(shè)計題目，在給學生下達畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書時，要求學生用計算機繪圖同時也得采用手工制圖相關(guān)的零件圖。這樣可以減少學生在畢業(yè)設(shè)計過程中抄襲現(xiàn)象，同時又加強了學生手工繪圖的基本能力。同時加強論文重復(fù)率和相似性檢測工作，要求工科類本科畢業(yè)設(shè)計重復(fù)率不能超過10%，可有效杜絕學生大面積抄襲別人的學位論文，舉辦科學道德與學風宣講大會，指導學生樹立正確科學研究態(tài)度。

四、工科畢業(yè)設(shè)計過程指導問題與對策

1.團隊指導與資源優(yōu)化。團隊具有豐富的學術(shù)資源，團隊具有集體的智慧，團隊具有柔性化的指導優(yōu)勢。因此急需要團隊的建立與擴展。團隊指導可以將不同的指導老師優(yōu)質(zhì)資源共享，實現(xiàn)高效、高質(zhì)量的畢業(yè)設(shè)計指導工作，在畢業(yè)設(shè)計過程中通過優(yōu)質(zhì)資源互補原則，借助兄弟院校的試驗平臺或豐富的理論經(jīng)驗，提高畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。如陜西理工學院可與西安交通大學、西北工業(yè)大學、西安理工大學等相距較近的省內(nèi)高校聯(lián)合指導學生，也可讓學生去兄弟院校進行畢業(yè)設(shè)計的實驗工作，使我校畢業(yè)生真正體會到高等教育優(yōu)質(zhì)資源共享的精髓，也使得我校畢業(yè)生在以后的學習和工作過程中發(fā)展速度更快，人際交流與合作能力更強。例如，對于研究增材制造方面的題目，就需要優(yōu)質(zhì)資源共享方式，如西安交通大學國家級重點實驗室已在增材制造方面取得創(chuàng)造性成就，無論是實驗設(shè)備，還是實驗水平都是國內(nèi)首屈一指的，甚至在國際上也有一定影響力。所有這一切都是值得我們學習與借鑒的，也可邀請該校的增材制造方面的專家來我校進行學術(shù)報告，以激勵我校畢業(yè)生的求知欲望，拓寬其畢業(yè)設(shè)計的新思想、新方法。通過資源共享的方式，搭建我校增材制造實驗室，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計學生提供實驗的條件和場所。

2.周匯報環(huán)節(jié)的實施與推進。畢業(yè)設(shè)計過程中必須嚴格要求學生，每周定時安排課題組的匯報與總結(jié)，讓學生以PPT的形式匯報自己的一周內(nèi)的工作情況，即使沒有進展也要匯報工作。達到一種量變到質(zhì)變的過程。同時檢查學生一周的工作情況，及其對課題的研究進展，包括查閱資料、企業(yè)調(diào)研、實驗進展、CAE軟件運算進程、國內(nèi)外學術(shù)領(lǐng)域的研究狀況以及該研究能否解決實際的問題。及時發(fā)現(xiàn)學生畢業(yè)設(shè)計工作過程中存在的問題，同時便于指導老師有的放矢地安排和指導學生。課題匯報的目的一方面在于檢查學生的工作進度，另一方面培養(yǎng)學生交流表達能力。當然匯報不是走形式，對于本次匯報工作表現(xiàn)相對落后的同學，要求提出改進與后續(xù)的措施，否則按照學校畢業(yè)設(shè)計教學文件規(guī)定延遲或終止畢業(yè)設(shè)計進程。

五、工科畢業(yè)設(shè)計答辯、成果保護問題與對策

畢業(yè)設(shè)計答辯是指導老師和畢業(yè)設(shè)計學生辛苦勞動的收獲節(jié)點，在畢業(yè)設(shè)計過程中，在老師的指導下，學生不斷地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題，創(chuàng)新能力、自我表達能力得到了鍛煉。如何能夠更好地鍛煉學生的自我表達能力，首先要扎實做好畢業(yè)設(shè)計過程中的每一個細小環(huán)節(jié)，做到有備無患，只有在畢業(yè)設(shè)計工作過程中付出了，才能在畢業(yè)設(shè)計答辯過程中心中有數(shù)，臨陣不慌。也可對畢業(yè)設(shè)計答辯整個過程進行錄像，從錄像中發(fā)現(xiàn)自己存在的問題，及時糾正，以便更好地適應(yīng)社會大環(huán)境，也為學生提供了良好的鍛煉自我表達能力的機會。畢業(yè)設(shè)計答辯結(jié)束后，畢業(yè)設(shè)計學生可以在老師的指導下，對自己的設(shè)計思想、方案及其預(yù)期的成果以論文、專利等形式進行保護，一方面在肯定師生辛勤勞動的成果，另一方面在夯實該領(lǐng)域的研究基礎(chǔ)，推動科學研究健康成長。

六、結(jié)語

通過對工科類畢業(yè)設(shè)計過程中存在問題的探討與分析，提出具體的操作方法及實施對策如下。

第一，畢業(yè)設(shè)計選題要結(jié)合學生的專業(yè)知識、題目的研究價值以及應(yīng)用前景等，進行優(yōu)化與分析，同時結(jié)合學生的水平而定。

篇3

一、理論物理學的重要方法

探索性的演繹法是理論物理學的重要方法。在愛因斯坦看來，理論物理學的完整體系是由概念，被認為對這些概念是有效的基本原理(亦稱基本假設(shè)、基本公設(shè)、基本定律等)，以及用邏輯推理得到的結(jié)論這三者所構(gòu)成的。因此，理論物理學家所運用的方法，就在于應(yīng)用那些作為基礎(chǔ)的基本原理，從而導出結(jié)論;于是，他的工作可分為兩部分：他首先必須發(fā)現(xiàn)原理，然后從這些原理推導出結(jié)論。對于其中第二步工作，他在學生時代已得到很好的訓練和準備。因此，如果在某一領(lǐng)域中或者某一組相互聯(lián)系的現(xiàn)象中，他的第一個問題已經(jīng)得到解決，他就一定能夠成功。可是第一步工作，即建立一些可用來作為演繹的出發(fā)點的原理，卻具有完全不同的性質(zhì)。這里并沒有可以學習的和可以系統(tǒng)地用來達到的的方法?？茖W家必須在龐雜的經(jīng)驗事實中間抓住某些可精密公式來表示的普遍特征，由此探求自然界的普遍原理。

愛因斯坦指出，一旦找到了作為邏輯推理前提的基本理，那么通過邏輯演繹，推理就一個接著一個地涌現(xiàn)出來它們往往顯示出一些預(yù)料不到的關(guān)系，遠遠超出這些原理依據(jù)的實在的范圍。但是，只要這些用來作為演繹出發(fā)點原理尚未得出，個別經(jīng)驗事實對理論家是毫無用處的。實際上，單靠一些從經(jīng)驗中抽象出來的孤立的普遍定律，他甚至么也做不出來。在他沒有揭示出那些能作為演繹推理基礎(chǔ)原理之前，他在經(jīng)驗研究的個別結(jié)果面前總是無能為力。

愛因斯坦把物理學理論分為兩種不同的類型，其中之一是“原理理論”。建立這種理論使用的是分析方法，而不綜合方法。形成它們的基礎(chǔ)和出發(fā)點的元素，不是用假設(shè)造出來的，而是在經(jīng)驗中發(fā)現(xiàn)到的，它們是自然過程的普遍特征，即原理。這些原理給出了各個過程或者它們的理論表述所必須滿足的數(shù)學形式的判據(jù)。熱力學就是這樣力圖用分析的方法，從永動機不可能這一普遍經(jīng)驗得到的事實出發(fā)，推導出一些為各個事件都必須滿足的必然條件。用探索的演繹法建立起來的相對論，就屬于“原理理論”。但是物理學理論大多數(shù)是構(gòu)造性的。它們企圖從比較簡單的式體系出發(fā)，并以此為材料，對比較復(fù)雜的現(xiàn)象構(gòu)造出一幅圖像。氣體分子運動論就是這樣力圖把機械的、熱的和擴散的過程都歸結(jié)為分子運動——即用分子假設(shè)來構(gòu)造這些過程。當我們說，我們已經(jīng)成功地了解一群自然過程，我們的思想必然是指，概括這些過程的構(gòu)造性的理論已經(jīng)建立起來了。愛因斯坦認為，構(gòu)造性理論的優(yōu)點是完備，有適應(yīng)性和明確，原理理論的優(yōu)點則是邏輯上完整和基礎(chǔ)鞏固。([1]，pp．109～110)

相對論就是愛因斯坦自覺地運用探索性演繹法的杰作。它不僅以其革命性的新觀念和卓有成效的理論結(jié)果為人津津樂道，而且它所體現(xiàn)出的科學方法的新穎、精湛以及理論的邏輯結(jié)構(gòu)的嚴謹，也令人嘆為觀止。愛因斯坦在創(chuàng)立狹義相對論(1905)時，他依據(jù)的僅僅是光行差現(xiàn)象和斐索實驗這兩個并不充分的實驗材料，著名的二階以太漂移實驗即邁克耳孫-莫雷實驗，對他并沒有直接影響。他主要通過對16歲時想到的“追光”思想實驗的沉思，對經(jīng)典力學和經(jīng)典電動力學基礎(chǔ)的深入考察，發(fā)揮了思維的自由創(chuàng)造，提出了兩個基本假設(shè)——相對性原理和光速不變原理(美國著名科學史家霍耳頓認為，在狹義相對論中，除了被提高為公設(shè)的兩個基本原理外，愛因斯坦還作了另外四個假定：一是關(guān)于空間的各向同性和均勻性，另外三個是定義鐘的同步的三個邏輯性質(zhì)

。霍耳頓的學生米勒后來指出，另外的四個假定也是兩個基本原理的必然結(jié)果，他們不是獨立的假設(shè)。參見文獻[3]，p．196)。然后，他以此為邏輯前提，接二連三地推導出了關(guān)于運動學和電動力學的結(jié)論，著名的質(zhì)能關(guān)系式是他先前根本沒有料想到的，這些結(jié)論大大超出了兩個原理所依據(jù)的實在的范圍。廣義相對論(1915)的建立也是這樣。作為廣義相對論的兩個基本原理，即廣義相對性原理和等效原理，前者是愛因斯坦基于把相對性原理貫徹到底的信念（從慣性系推廣到加速系)提出的，后者是依據(jù)厄缶實驗(慣性質(zhì)量等于引力質(zhì)量)和升降機思想實驗提出的。

在1905年，由于愛因斯坦采用了探索性的演繹法，從而使他能夠高屋建瓴、勢如破竹，一舉砍斷了哥爾提阿斯死結(jié)(哥爾提阿斯是古代夫利基阿國王，相傳他曾把自己的車乘的轅與軛用繩結(jié)系住，死得無法解開，聲言能解開此死結(jié)者，得以結(jié)治亞細亞。這個死結(jié)后來被亞歷山大大帝用劍砍斷)，開拓了一個奇妙的新世界。那些惱人的以太漂移實驗，那些使人迷惑不解的單極電機電動勢的“位置”問題，在愛因斯坦的理論體系中已根本不成其為問題。但是，同時代的博大精深的科學大師，諸如洛倫茲、彭加勒，卻熱衷于同邁克耳孫-莫雷實驗等以太漂移實驗打交道，迷戀于做出種種構(gòu)造性假設(shè)，建立他們的構(gòu)造性理論——電子論和電子動力學。例如，洛倫茲1904年的著名論文盡管聲稱是以“基本假設(shè)”而不是以“特殊假設(shè)”為基礎(chǔ)的論文，但事實上卻包含有11個假設(shè)：假設(shè)有靜止以太，假設(shè)靜止電子是球形的，假設(shè)電子的電荷分布是均勻的，假設(shè)電子的全部質(zhì)量都是電磁質(zhì)量，假設(shè)運動電子收縮，假設(shè)電子之間的作用力與分子力相同等等。洛倫茲和彭加勒雖說走到了狹義相對論的大門口，但他們并沒有打開這扇大門，其原因固然是多方面的。從方法論上講，就在于他們運用的是傳統(tǒng)的經(jīng)驗歸納法，而沒有采用探索性的演繹法。在當時的科學發(fā)展的形勢下，僅靠個別的經(jīng)驗事實進行歸納，是建立不起什么嶄新的理論的。洛倫茲、彭加勒的電子論和電子動力學固然富麗堂皇，但畢竟只是經(jīng)典物理學的最后的建筑物。它們雖然包羅萬象，可是由于不適應(yīng)科學發(fā)展的總趨勢，最終還是被人們遺忘了，僅有歷史的價值。

二、采用探索性的演繹法是科學發(fā)展的必然趨勢

從文藝復(fù)興到19世紀的經(jīng)典科學，一般稱為近代科學。在科學史上，這個漫長的時期主要是積累材料和歸納材料的時期。與這一科學發(fā)展狀況相適應(yīng)，產(chǎn)生了經(jīng)典的科學哲學，它始于弗蘭西斯•培根的歸納主義。培根認為，科學的發(fā)展是從個別上升到一般，從經(jīng)驗歸納出理論。他比喻說，只要及時采摘成熟的葡萄，科學的酒漿就會源源不斷。到19世紀，整個科學一般說來還沒有擺脫這種“原始”狀態(tài)，因而經(jīng)典科學哲學能夠得以通過穆勒之手發(fā)展成為更完備的經(jīng)驗論形態(tài)，經(jīng)驗歸納法依然是正統(tǒng)的科學方法。

在物理學領(lǐng)域，這個時期的最大成就是牛頓力學和麥克斯韋的電動力學。牛頓力學雖則是超越了狹隘經(jīng)驗論的人類理智的偉大成就，但它又同人們的日常經(jīng)驗密切相關(guān)。力學中的許多概念都比較直觀，可以直接在現(xiàn)實生活中找到某種原型。這種狀況掩蓋了基本概念和基本原理的思辨性質(zhì)，甚至牛頓本人也深深陷入這一幻覺之中。他一再聲稱他“不作假設(shè)”，實際上卻作了許多假設(shè)，他要求人們“必須把那些從各種現(xiàn)象中運用一般歸納法導出的命題看作是完全正確的”。19世紀的經(jīng)典物理學也具有現(xiàn)象論和經(jīng)驗論的特征：它盡量使用那些接近經(jīng)驗的概念，因而在很大程度上必須放棄基礎(chǔ)的統(tǒng)一性。熱、電、光都用那些不同于力學量的各個狀態(tài)的變數(shù)和物質(zhì)常數(shù)來描述，至于要在它們的相互關(guān)系以及同時間的相互關(guān)系中去決定全部變數(shù)的任務(wù)，主要只能由經(jīng)驗來解決。麥克斯韋及其同代人，在這種表示方式中看到了物理學

的終極目的，他們想像這個目的只能純粹歸納地從經(jīng)驗得出，因為這樣所使用的概念同經(jīng)驗比較接近。從認識論上看，穆勒和馬赫大概就是根據(jù)這個理由來決定他們的立場的。總而言之，這個時期的科學家和科學哲學家大都以為，“理論應(yīng)當用純粹歸納法的方法來建立，而避免自由地創(chuàng)造性地創(chuàng)造概念;科學的狀況愈原始，研究者要保留這種幻想就愈容易，因為他似乎是個經(jīng)驗論者。直至19世紀，許多人還相信牛頓的原則——“我不作假設(shè)''''——應(yīng)當是任何健全的自然科學的基礎(chǔ)?！?[1]，p．309)

但是，在某些個別的科學部門，已經(jīng)悄悄地透進了新時代的曙光;尤其是非歐幾何學，它仿佛故意向經(jīng)驗論示威一樣，以毋庸置辯的方式顯示了理性思維的強大威力和奇妙作用。彭加勒正是在《科學與假設(shè)》中通過對非歐幾何學的深入研究以及對經(jīng)典力學和經(jīng)典物理學的慎密考察揭示出，科學的基本概念和原理不是經(jīng)驗的直接歸納，而只能以經(jīng)驗事實為指導，通過精神的自由活動(其產(chǎn)品即約定)來創(chuàng)造。通過研讀彭加勒的科學哲學著作，尤其是通過創(chuàng)立狹義和廣義相對論的科學實踐，使愛因斯坦清楚地看到，人們可以在完全不同于牛頓的基礎(chǔ)上，以更加令人滿意和更加完備的方式，來考慮范圍更廣泛的經(jīng)驗事實。但是，完全撇開這種理論還是那種理論優(yōu)越的問題不談，基本原理的虛構(gòu)特征卻是完全明顯的，因為我們能夠指出兩條根本不同的原理，而兩者在很大程度上都同經(jīng)驗相符合。這—點同時又證明，要在邏輯上從經(jīng)驗推出力學的基本概念和基本假設(shè)的任何企圖，都是要失敗的。愛因斯坦還清楚地看到，相對論是說明理論科學在現(xiàn)展的基本特征的一個良好的例子。初始假設(shè)變得愈來愈抽象，離經(jīng)驗愈來愈遠。另一方面，它更接近一切科學的偉大目標，即要從盡可能少的假設(shè)或者公理出發(fā)，通過邏輯的演繹，概括盡可能多的事實。同時，從公理引向經(jīng)驗事實或者可證實的結(jié)論的思路也就愈來愈長，愈來愈微妙。理論科學家在他探索理論時，就不得不愈來愈聽從純粹數(shù)學的、形式的考慮，因為實驗家的物理經(jīng)驗不能把他提高到最抽象的領(lǐng)域中去。正是科學發(fā)展的這種理論化趨勢，使愛因斯坦認識到：“科學一旦從它的原始階段脫胎出來以后，僅僅靠著排列的過程已不能使理論獲得進展。由經(jīng)驗材料作為引導。研究者寧愿提出一種思想體系，它——般地是在邏輯上從少數(shù)幾個所謂公理的基本假定建立起來的?！保╗1]，p.115），他進而指出：“適用于科學幼年時代的以歸納為主的方法，正在讓位給探索性的演繹法?！?[1]，p.262)

三、愛因斯坦大膽運用探索性的演繹法的直接動因

只是在廣義相對論建立之后，愛因斯坦才把探索性的演繹法作為一個方法論原則從理論上加以論述?？墒?，早在創(chuàng)立狹義相對論時，他就在研究中大膽運用這一科學方法了，并在思想上對它已有比較深刻的認識。促使愛因斯坦大膽運用探索性的演繹法的直接原因有兩個：其一是赫茲、玻耳茲曼、彭加勒等人的思想影響，其二是當時的物理學現(xiàn)狀使得他不能不那樣做。

在聯(lián)邦工業(yè)大學期間(1896~1900)，愛因斯坦自學了赫茲、玻耳茲曼等科學大師們的著作。赫茲在他的名著《力學原理》(1894)中試圖重構(gòu)力學，為此他僅利用空間、時間和質(zhì)量三個原始概念。赫茲的力學體系建立在通過科學家個人的“內(nèi)在直覺規(guī)律”從經(jīng)驗引出的公理之上，它能夠?qū)С鼋?jīng)驗預(yù)言。赫茲認為“內(nèi)在直覺規(guī)律”的功能像“康德意義上的先驗判斷”一樣，并且聲稱他的力學重構(gòu)是演繹系統(tǒng)，與牛頓的《原理》(全稱《自然哲學的數(shù)學原理》)有許多相同的風格。在這個公理體系中，我們可以推演出與我們的觀察記錄相對照的可檢驗的結(jié)論，依據(jù)該結(jié)論與可觀察的世界一致還是不一致，來決定這個體系是否正確。盡管愛因斯坦不贊同赫茲的隱質(zhì)量概念和“把自然現(xiàn)象追溯到力學的主要定律”

的長遠目標，但是赫茲強調(diào)公理描述的威力卻給他留下了深刻的印象。這種公理描述與其說在經(jīng)驗材料上預(yù)言理論結(jié)構(gòu)，倒不如說在公理和直覺上預(yù)言理論結(jié)構(gòu)。

愛因斯坦也自學了玻耳茲曼的《力學講義》(1897)。在該書中，玻耳茲曼把力學作為物理學的核心，愛因斯坦當然不會同意這種看法的。但是，玻耳茲曼重構(gòu)力學的方法的下述特點，一定會強烈地震撼愛因斯坦敏感的心弦：“恰恰是力學原理的不明晰性，在我看來不是同時以假設(shè)的智力圖像為起點而得到的，而是從一開始就以與外部經(jīng)驗相聯(lián)系的嘗試而得到的?！?[2]，p．127)玻耳茲曼的意思很清楚：力學原理的不明晰，在于經(jīng)驗歸納，而不在于智力圖像。玻耳茲曼的“智力圖像”概念比赫茲的“外部對象的圖像或符號”更自由，愛因斯坦可能山此注意到，力學的發(fā)展已使原理凌駕于經(jīng)驗材料之上。

彭加勒在《科學與假設(shè)》(1902)中對約定主義的論述，對愛因斯坦的探索性的演繹法的形成必定大有裨益，愛因斯坦在“奧林比亞科學院”時期(1902~1904)曾和他的同伴索洛文、哈比希特一起研讀過這本膾炙人口的暢銷名著。彭加勒通過對數(shù)理科學的基礎(chǔ)進行了敏銳的、批判性的審查和分析后得出：幾何學的公理既非先驗綜合判斷，亦非經(jīng)驗事實，它們原來都是約定。物理學盡管比較直接地以經(jīng)驗為基礎(chǔ)，但它的一些基本原理也具有幾何學公理那樣的約定特征。例如慣性原理，它不是先驗地支配我們的真理，否則希臘學者早就知道它了，它也不是經(jīng)驗的事實，因為人們從來也不能用不受外力的物體做實驗，因而無法用實驗證實或否證它。經(jīng)過最終分析，它們化歸為約定或隱蔽的定義。因此，彭加勒得出結(jié)論說：在數(shù)學及其相關(guān)的學科中，“可以看出自由約定的特征”;他進而指出：“約定是我們的精神的自由活動的產(chǎn)品”，“我們在所有可能的約定中進行選擇時，要受實驗事實的引導;但它仍是自由的，只是為了避免一切矛盾起見，才有所限制?！?/p>

彭加勒在考察了物理學的理論后認為，物理學有兩類陳述——原理和定律。定律是實驗的概括，它們相對于孤立的系統(tǒng)而言可以近似地被證實，原理是約定而成的公設(shè)，它們是十分普遍的、嚴格真實的，超越了實驗所及的范圍。彭加勒還闡述了約定主義的方法論意義。他說，當一個定律被認為由實驗充分證實時，我們可以采取兩種態(tài)度。我們可以把這個定律提交討論，于是，它依然要受到持續(xù)不斷的修正，毋庸置疑，這將僅僅以證明它是近似的而終結(jié)?；蛘?，我們也可以通過選擇這樣一個約定使命題為真，從而把定律提升為原理。在彭加勒看來，經(jīng)典力學和經(jīng)典物理學的六大基本原理(邁爾原理即能量守恒原理、卡諾原理即能量退降原理、牛頓原理即作用與反作用原理、相對性原理、拉瓦錫原理即質(zhì)量守恒原理、最小作用原理)就是這樣形成的。

彭加勒提出約定主義并不是無緣無故的。在近代科學發(fā)展的早期，弗蘭西斯•培根提出了經(jīng)驗歸納的新方法，這種方法對促進近代科學的發(fā)展起了巨大的作用，但后來卻助長了狹隘經(jīng)驗事義的盛行。到19世紀，以惠威爾、穆勒為代表的“全歸納派”和以孔德、斯賓塞為代表的實證主義廣為流行，把經(jīng)驗和歸納視為唯一可能的認識方法。到19世紀末，第二代的實證主義的代表人物馬赫更是揚言要把一切“形而上學的東西”從科學中“排除掉”。另一方面，康德不滿意經(jīng)驗論的歸納主義的階梯，他把梯子顛倒過來，不是從經(jīng)驗上升到理論，而是以先天的“感性直觀的純形式”(時間和空間)和先天的“知性的純粹概念或純粹范疇(因果關(guān)系、必然性、可能性等十二個范疇)去組織后天經(jīng)驗，以構(gòu)成絕對可靠的“先驗綜合知識”。彭加勒看到，無論是經(jīng)驗論還是先驗論，都不能圓滿地說明科學理論體系的特征。為了強調(diào)在從事實過渡到原理時，科學家應(yīng)充分有發(fā)揮能動性的自由，他于是提出了約定主義。約定主義既要求擺脫狹隘的經(jīng)驗論，又要求擺脫經(jīng)驗論，它順應(yīng)了科學發(fā)展的潮流，反映了當時科學界自由創(chuàng)造、大膽假設(shè)的要求，在科學和哲學上都有其積極意義。

《科學與假設(shè)》一書對愛因斯坦的印象極深，他和同伴們花了好幾個星期緊張地讀完了它。愛因斯坦坦率地承認彭加勒對他的直接影響。他贊同“敏銳的深刻的思想家”彭加勒的約定主義觀點，認為概念和公理是思維的自由創(chuàng)造，是理智的自由發(fā)明。他這樣說過：“一切概念，甚至那些最接近經(jīng)驗韻概念，從邏輯觀點看來，……都是一些自由選擇的約定，……([1]，p．6)

一開始，愛因斯坦也對洛倫茲的電子論（是1895年的論文，而不是1904年的電子論的最終形式）發(fā)生過興趣，這是一種構(gòu)造性的理論?？墒遣痪?，他從普朗克的量子論中看到，輻射具有一種分子結(jié)構(gòu)。這是同麥克斯韋理論相矛盾的，而且麥克斯韋理論也不能導致出正確的輻射壓漲落。愛因斯坦在“自述”中談到了他當時的轉(zhuǎn)變：“早在1900年以后不久，即在普朗克的首創(chuàng)性工作以后不久，這類思考已使我清楚地看到：不論是力學還是熱力學(除非在極限情況下)都不能要求嚴格有效。漸漸地我對那種根據(jù)已知事實用構(gòu)造性的努力去發(fā)現(xiàn)真實定律的可能性感到絕望了。我努力得愈久，就愈加絕望，也就愈加確信，只有發(fā)現(xiàn)一個普遍的形式原理，才能使我們得到可靠的結(jié)果?！?[1]，p．23)從此時起，愛因斯坦就斷然決定用探索性的演繹法來解決問題。

四、愛因斯坦的探索性的演繹法的特色

作為科學推理的演繹法，可以說是源遠流長了。早在古希臘時代，著名的哲學家、形式邏輯的創(chuàng)始人亞里士多德就提出了歸納和演繹這兩種邏輯方法，并認為演繹推理的價值高于歸納推理。而古希臘名聲最大的數(shù)學家歐幾里得，在《幾何原本》中把幾何學系統(tǒng)化了，這部流傳千古的名著就是邏輯演繹法的典范。牛頓在建立他的力學理論體系時雖然運用了歸納法，但其集大成著作《原理》的敘述方法卻采用的是演繹法。愛因斯坦的探索性的演繹法絕不是這種古老的演繹法的簡單照搬。他根據(jù)自己的科學研究實踐，順應(yīng)當時理論科學發(fā)展的潮流，對演繹法作了重大發(fā)展，賦予了新的內(nèi)容。也許是為了強調(diào)他的演繹法與傳統(tǒng)的演繹法的不同，他在“演繹法”前面加上了限制性的定語——“探索性的”，這個定語也恰當?shù)乇砻髁怂难堇[法的主要特征。與傳統(tǒng)的演繹法相比，愛因斯坦的探索性的演繹法是頗有特色的。這主要表現(xiàn)在以下三個方面。

第一，明確地闡述了科學理論體系的結(jié)構(gòu)，恰當?shù)刂该髁怂季S同經(jīng)驗的聯(lián)系問題，充分肯定了約定在建造理論體系時的重要作用。愛因斯坦把科學理論體系分為兩大部分，其一是作為理論的基礎(chǔ)的基本概念和基本原理，其二是由此推導出的具體結(jié)論。在愛因斯坦看來，那些不能在邏輯上進一步簡化的基本概念和基本假設(shè)，是理論體系的根本部分，是整個理論體系的公理基礎(chǔ)或邏輯前提。它們實際上“都是一些自由選擇的約定”;它們“不能從經(jīng)驗中抽取出米，而必須自由地發(fā)明出來”([1]，pp．6，315)。談到思維同經(jīng)驗的聯(lián)系問題時，愛因斯坦說：直接經(jīng)驗ε是已知的，A是假設(shè)或公理，由它們可以通過邏輯道路推導出各個個別的結(jié)論S;S然后可以同ε聯(lián)系起來(用實驗驗明)。從心理狀態(tài)方面來說，A是以ε為基礎(chǔ)的。但是在A和ε之間不存在任何必然的邏輯聯(lián)系，而只有通過非邏輯的方法——“思維的自由創(chuàng)造”(或約定)——才能找到理論體系的基礎(chǔ)A。愛因斯坦明確指出：“物理學構(gòu)成一種處在不斷進化過程中的思想的邏輯體系。它的基礎(chǔ)可以說是不能用歸納法從經(jīng)驗中提取出來的。而只能靠自由發(fā)明來得到。這種體系的根據(jù)(真理內(nèi)容)在于導出的命題可由感覺經(jīng)驗來證實，而感覺經(jīng)驗對這基礎(chǔ)的關(guān)系，只能直覺地去領(lǐng)悟。進化是循著不斷增加邏輯基礎(chǔ)簡單性的方向前進的。為了要

進一步接近這個目標，我們必須聽從這樣的事實：邏輯基礎(chǔ)愈來愈遠離經(jīng)驗事實，而且我們從根本基礎(chǔ)通向那些同感覺經(jīng)驗相聯(lián)系的導出命題的思想路線，也不斷地變得愈來愈艱難、愈來愈漫長了。”([1]，p．372)

第二，大膽地提出了“概念是思維的自由創(chuàng)造”、“范疇是自由的約定”([1]，pp．407，471)的命題，詳細地闡述了從感覺經(jīng)驗到基本概念和基本原理的非邏輯途徑。愛因斯坦指出，象馬赫和奧斯特瓦爾德這樣的具有勇敢精神和敏銳本能的學者，也因為哲學上的偏見而妨礙他們對事實做出正確的解釋(指他們反對原子論)。這種偏見——至今還沒有滅絕——就在于相信毋須自由的構(gòu)造概念，事實本身能夠而且應(yīng)該為我們提供科學知識。這種誤解之所以可能，是因為人們不容易認識到，經(jīng)過驗證和長期使用而顯得似乎同經(jīng)驗材料直接相聯(lián)系的那些概念，其實都是自由選擇出來的。愛因斯坦認為，物理學家的最高使命就是要得到那些普遍的基本定律，由此世界體系就能用單純的演繹法建立起來。要通向這些定律，并沒有邏輯的道路，只有通過那種以對經(jīng)驗的共鳴的理解為依據(jù)的直覺，才能得到這些定律。”([1]，p，102)

為了從經(jīng)驗材料中得到基本原理。除了通過“以對經(jīng)驗的共鳴的理解為依據(jù)的直覺”外，愛因斯坦還指出可以通過“假設(shè)”、“猜測”、“大膽思辨”、“創(chuàng)造性的想像”、“靈感”、“幻想”、“思維的自由創(chuàng)造”、“理智的自由發(fā)明”、“自由選擇的約定”等等。不管方法如何變化，它們都有—個共同點，即基本概念和基本原理只能通過非邏輯的途徑自由創(chuàng)造出來。這樣一來，基本概念和基本原理對于感覺經(jīng)驗而言在邏輯上是獨立的。愛因斯坦認為二者的關(guān)系并不像肉湯同肉的關(guān)系，而倒有點像衣帽間牌子上的號碼同大衣的關(guān)系。也正由于如此，從感覺經(jīng)驗得到基本概念和原理就是一項十分艱巨的工作，這也是探索性的演繹法的關(guān)鍵一步。因此，愛因斯坦要求人們“對于承擔這種勞動的理論家，不應(yīng)當吹毛求疵地說他是‘異想天開'''';相反，應(yīng)當允許他有權(quán)去自由發(fā)揮他的幻想，因為除此以外就沒有別的道路可以達到目的。他的幻想并不是無聊的白日做夢，而是為求得邏輯上最簡單的可能性及其結(jié)論的探索?！?[1]，pp.262~263)

關(guān)于愛因斯坦所說的“概念是思維的自由創(chuàng)造”和“范疇是自由的約定”，其中的“自由”并非任意之謂，即不是隨心所欲的杜撰.愛因斯坦認為，基本概念和基本原理的選擇自由是一種特殊的自由。它完全不同作家寫小說時的自由，它倒多少有點像一個人在猜一個設(shè)計得很巧妙的字謎時的那種自由。他固然可以猜想以無論什么字作為謎底，但是只有一個字才真正完全解決了這個字謎。顯然，愛因斯坦所謂的“自由”，主要是指建立基本概念和基本原理時思維方式的自由、它們的表達方式的自由以及概括程度高低的自由，—般說來，它們包含的客觀實在的內(nèi)容則不能是任意的。這就是作為反映客觀實在的人類理智結(jié)晶的科學之客觀性和主觀性的統(tǒng)一。誠如愛因斯坦所說：“科學作為一種現(xiàn)存的和完成的東西，是人們所知道的最客觀的，同人無關(guān)的東西。但是，科學作為一種尚在制定中的東西，作為一種被迫求的目的，卻同人類其他一切事業(yè)一樣，是主觀的，受心理狀態(tài)制約的?！?[1]，p．298)

第三，明確地把“內(nèi)在的完備”作為評判理論體系的合法性和正確性的標準之一。在愛因斯坦看來，探索性的演繹法就是在實驗事實的引導下，通過思維的自由創(chuàng)造，發(fā)明出公理基礎(chǔ)，然后以此為出發(fā)點，通過邏輯演繹導出各個具體結(jié)論，從而構(gòu)成完整的理論體系。但是，評判這個理論體系的合法性和正確性的標準是什么呢?愛因斯坦晚年在“自述”中對這個問題作了綱領(lǐng)性的回答([1]，pp．10～11)。他認為，第一個標準是“外部的證實”，也就是說，理論不應(yīng)當同經(jīng)驗事實相矛盾。這個要求初看起來似乎十分明顯，但應(yīng)用起來卻非常傷腦筋。因為人們常常，甚至總是可以用人為的補充假設(shè)來使理論同事實相適應(yīng)，從而堅持一種普遍的理論基礎(chǔ)。但是，無論如何，這種觀點所涉及的是用現(xiàn)成的經(jīng)驗事實采證實理論基礎(chǔ)。這個標準是眾所周知的，也是經(jīng)常運用的。有趣的是愛因斯坦提出的第二個標準——“內(nèi)在的完備”。它涉及的不是理論同觀察材料的關(guān)系問題，而是關(guān)于理論本身的前提，關(guān)于人們可以簡單地、但比較含糊地稱之為前提(基本概念和基本原理)的“自然性”或者“邏輯簡單性”。也就是說，這些不能在邏輯上進一步簡化的元素要盡可能簡單，并且在數(shù)目上盡可能少，同時不至于放棄對任何經(jīng)驗內(nèi)容的適當表示。這個觀點從來都在選擇和評價各種理論時起著重大的作用，但是確切地把它表達出來卻有很大困難。這里的問題不單是一種列舉邏輯上獨立的前提問題(如果這種列舉是毫不含糊地可能的話)，而是一種在不可通約的質(zhì)之間作相互權(quán)衡的問題。其次，在幾種基礎(chǔ)同樣“簡單”的理論中，那種對理論體系的可能性質(zhì)限制最嚴格的理論(即含有最確定論點的理論)被認為是比較優(yōu)越的。理論的“內(nèi)在的完備”還表現(xiàn)在：從邏輯的觀點來看，如果一種理論并不是從那些等價的和以類似方式構(gòu)造起來的理論中任意選出的，那么我們就給予這種理論以較高的評價。

愛因斯坦看到了“內(nèi)在的完備”這一標準不容忽視、不可替代的特殊作用。他指出，當基本概念和基本原理距離直接可觀察的東西愈來愈遠，以致用事實來驗證理論的含義就變得愈來愈困難和更費時日的時候，“內(nèi)在的完備”標準對于理論的選擇和評價就一定會起更大的作用。他還指出，只要數(shù)學上暫時還存在著難以克服的困難，而不能確立這個理論的經(jīng)驗內(nèi)涵：邏輯的簡單性就是衡量這個理論的價值的唯一準則，即使是一個當然還不充分的準則([1]，pp.12、501)。愛因斯坦的“內(nèi)在完備”標準在某種程度上是不可言傳的，但是它在像愛因斯坦這樣的具有“以對經(jīng)驗的共鳴的理解為依據(jù)的直覺”的人的手中，卻能夠有效地加以運用，而且預(yù)言家們在判斷理論的內(nèi)在完備時，它們之間的意見往往是一致的。

在愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論和廣義相對論的過程中，充分地體現(xiàn)了探索性的演繹法的這三個特色。前面我們已簡單地涉及到這一點，這里我們只談?wù)剱垡蛩固箯摹皟?nèi)在的完備”這一標準的角度是如何對自己理論進行評價的。1906年，當?shù)聡鴮嶒炍锢韺W家宣稱，他在1905年完成的關(guān)于高速電子(β射線)質(zhì)量和速度關(guān)系的數(shù)據(jù)支持亞伯拉罕和布赫爾的“剛性球”電子論，而同洛倫茲-愛因斯坦的理論(電子在運動方向的直徑會隨速度的增加而收縮)不相容，彭加勒立即發(fā)生了動搖，認為相對性原理不再具有我們先前賦予它的那種重要的價值。洛倫茲表現(xiàn)得更是十分悲觀，他在1906年3月8日致彭加勒的信中說：“不幸的是，我的電子扁縮假設(shè)同考夫曼的新結(jié)果發(fā)生了矛盾，因此我必須放棄它，我已到了山窮水盡的地步。在我看來，似乎不可能建立起一種要求平移對電學和光學現(xiàn)象完全不產(chǎn)生影響的理論?！?[2]，p．334)愛因斯坦的態(tài)度則截然相反，他對自己的理論的“內(nèi)在的完備”抱有信心。他在1907年發(fā)表的長篇論文中指出：考大曼的實驗結(jié)果同狹義相對論的“這種系統(tǒng)的偏離，究竟是由于沒有考慮到的誤差，還是由于相對論的基礎(chǔ)不符合事實，這個問題只有在有了多方面的觀測資料以后，才能足夠可靠地解決。”他認為“剛性球”電子論在“頗大程度上是由于偶然碰巧與實驗結(jié)果相符，因為它們關(guān)于運動電子質(zhì)量的基本假設(shè)不是從總結(jié)了大量現(xiàn)象的理論體系得出來的?！闭捎讵M義相對論的理論前提的簡單性大，它涉及的事物的種類多，它的應(yīng)用范圍廣，它給人的印象深，所以愛因斯坦才對自己的理論堅信不疑，要知道當時還沒有確鑿的實驗事實證實這種具有思辨性的理論。談到廣義相對論的“內(nèi)在的完備”，愛因斯坦說：“這理論主要吸引人的地方在于邏輯上的完整性。從它推出的許多結(jié)論中，只要有一個被證明是錯誤的，它就必須被拋棄，要對它進行修改而不摧毀其整個結(jié)構(gòu)，那似乎是不可能的?！?[1]，p．113)他甚至說過這樣的話：當1919年的日蝕觀測證明了他關(guān)于光線彎曲的推論時，他一點也不驚奇。要是這件事沒有發(fā)生，他倒會是非常驚訝的。

探索性的演繹法是愛因斯坦的主導哲學思想——唯物論的唯理論——的一個重要組成部分?？少F的是，愛因斯坦在這里并沒有排斥或漠視經(jīng)驗歸納法在科學中的地位。一方面，他認為純粹思維可以把握實在;另一方面，又認為從來也沒有一種理論是靠純粹思辨發(fā)現(xiàn)的，他對構(gòu)造性的理論也給予了較高的評價。愛因斯坦敢于正視矛盾的兩極，在唯理論和經(jīng)驗論之間保持了一種微妙的、恰如其分的平衡，這正是他的高明之處。他提出的探索性的演繹法，只是強調(diào)“要大膽思辨，不要經(jīng)驗堆積”罷了，這是理論科學在20世紀發(fā)展的必然趨勢，愛因斯坦則是率先表達了這一時代要求。

參考文獻

《愛因斯坦文集》第一卷，許良英等編譯，商務(wù)印書館，1978年第1版，第75~76頁。

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