马赫与函数哲学

恩斯特.马赫（1838〜1916）奥地利-捷克‬哲学家、物理学家、心理学家。马赫数和马赫带效应因其得名。主要著作有《感觉的分析》《力学史评》等。

马赫的思想对爱因斯坦创立广义相对论起了一定的作用。广义相对论是对经典力学基本观念的彻底革新。马赫强调科学定律则‬是观察的概括总结，而不是一种先入为主的真理。他不同意牛顿力学中包含的绝对空间和绝对时间的概念。爱因斯坦的相对论证明了其观点。

马赫造就了在二十世纪颇有影响力的科学哲学，认为科学定律就是实验所得事实的概述，造了出来为的就是让人更容易理解复杂的数据。故说科学定律同现实的联系倒不如同思维的联系密致。爱因斯坦誉其为相对论的先驱。

一、实证主义第二代弟子

马赫主义源自英国经验论和实证主义的传统。从马赫主义被称为经验批判主义这点即可看出。马赫早年也是从康德哲学那里‬起家的，后来转向贝克莱，最后达到休谟。如果说孔德是第一代实证主义，维根特斯坦逻辑实证主义者是第三代实证主义，那么马赫就可以算第二代实证主义了。

世界本原的问题是本体论问题，而马赫更关心的是认识论问题，他认为感觉经验是科学知识的源泉，而一切知识皆可还原为科学知识，否则就是无意义的，对于世界本原的追问就是这样的问题。而科学，不过是对感觉的记录和概括。

困扰哲学家多年的因果律问题，马赫用函数关系代之，对于两个变量，只能说谁是谁的函数，在它们之间寻找因果关系是形而上学的做法，因果律是起源于万物有灵论，是一种迷信。康德哲学中先验的数学和因果律在马赫主义和分析哲学那里被还原为记录感觉的符号。

马赫说因果律，很久以前就企图用数学函数概念代替原因概念，即用现象的相互依存关系，严格地讲，用现象特征相互依存的关系来代替原因的概念。

与康德力图找到先于经验的东西不同，马赫试图将一切传统形而上学问题消解，还原为经验科学问题，就是坚决拒斥形而上学。这种拒斥不是认为传统形而上学是错误的，而是取消形而上学问题，认为它是无意义的。

认为马赫是唯物主义者或者唯心主义者都是不符合他的本意的，因为唯物也好，唯心也罢，都是建立在回答世界本原问题的基础之上的，马赫拒绝回答这个问题，他认为这个问题是传统形而上学问题，回答‬是没有意义的。物质或者精神都不过是我们习惯的产物，与其是感觉背后的东西，不如说是记录感觉的要素的符号。

在对经验的描述中，我们应当采取哪一种方式呢？马赫认为，应当采用最简单，最不费力的方式，即思维经济原则。比如在描述日地关系时，日常语言中，我们经常说，太阳从东方升起，这是采用地心说的一种‬描述方式，而在天文观测中，我们则通常采用日心说的描述方式。为什么有这种区别呢，因为方便。日常生活中地心说是更经济的思维方式，而天文观测中日心说更经济，没有哪个对哪个错，因为运动的参照系是相对的。

马赫在奥地利的追随者们在维也纳成立了维也纳小组，他们将马赫哲学与维特根斯坦语言哲学相结合，开创了逻辑实证主义的学派。维也纳小组成员大多要么有犹太血统或妻子是犹太人，要么是社会主义者或者社会民主党人。希特勒上台后，他们大多逃往美国，使得分析哲学成为英语国家的主流哲学，影响及其深远。一个现代哲学家可以不同意这种思潮，但却不能完全忽视它。

马赫主义、语言分析哲学和现象学、西方马克思主义分别沿着德国古典哲学的两个方向向前发展，前者沿着科学语言哲学和经验论的方向，后者沿着价值哲学和非理性主义的方向。用比喻说，就像莱茵河和多瑙河，流向两个相反的方向。

二、自然科学实证大牛马赫

马赫声称他只是一个自然科学家，而不是哲学家，不企图建立一个无所不包的哲学体系，只是仅仅探讨自然科学的认识论，为解决自然科学的具体问题寻找适当的途径。正是根据这种目标，马赫企图超越包括唯物主义和唯心主义在内的传统形而上学的哲学框架，去建立 一种将各门自然科学统一起来的认识论和方法论，为各种不同的科学找到共同的基础。这正是许多实证主义者所倡导的哲学理论，在马赫那里，这一理论采取了世界要素论或称要素一元论的形态。

思维经济原则是马赫主义认识论的根本原则。他认为哲学就是按照费力最小的原则对世界的思维。他的整个经验批判主义是对这一原则的实际运用。正是按照这一原则，他把客观物质世界、客观必然性、因果性等都从经验中清洗掉了，剩下的只是没有被它们玷污的所谓纯粹经验。思维经济原则简单说来就是用尽可能少的思维取得尽可能多的效果。这正像精明的商人用尽量少的资本、付出尽量少的劳务、花费最少的时间而赚取尽量多的利润一样。在马赫看来，科学和人类认识的作用在于模写和预测经验事实，以代替经验、节省经验。一种科学理论越是能代替更多的经验事实，越是简便经济，就越有利于使人适应环境，从而就越是符合生物学的经济原则，即思维经济原则。换言之，思维在模写、预测经验事实上的简便性、经济性，来评价科学和认识活动的主要标准，也是思维经济原则的主要内容。

马赫世界要素论把科学和人的认识所及的世界归结为要素的复合，而要素就是感觉，因此这个世界以人的感觉为转移。人的感觉是相对的，对于同一对象，不同的人以至同一个人在不同情况下会有不同感觉；世界上的事物的存在也是相对的，在这样的一个‬世界中，不可能存在不以人的感觉为转移的客观必然性；事物之间的因果联系也只能是相对的，而没有客观和必然意义。科学和人类‬的认识的任务不是去发现客观必然性和因果性，而是按照思维经济的原则对感觉经验范围的事实及它们之间的相互联系来‬加以描述，也就是把传统哲学和科学所论及的因果联系等自然事物的联系当做感觉要素的依存关系来描述。

马赫认为，宇宙世界是由一种中性的要素构成的，无论物质的东西还是精神的东西都是这种要素的复合体。所谓中性的要素就是颜色、声音、压力、空间、时间，即我们通常称为感觉的那些个东西。在他看起来‬，物质、运动、规律都不是客观存在的东西，而是人们生活中有用的假设；因果律是人们心理的产物，应该用函数关系取代。世界因此可表现为要素之间的函数关系，科学对此只能描述而不能解释，描述则应遵循思维经济原则，即用最少量的思维对经验事实作最完善的陈述。

水桶实验是牛顿在他的传世巨著《自然哲学的数学原理》中记载的一个实验。水桶实验非同小可，直接引出了牛顿力学最重要的概念绝对空间，依据实验，水面只有在和水桶相对静止时才是平的，其他时候都是弯曲的，这就说明水的运动倾向不依赖于水相对周围事物的相对运动，而是取决于某个绝对参考系，亦即牛顿所说的绝对空间。牛顿就是依照绝对空间的概念推导出整个经典力学，从一个日常现象建立起整个物理学大厦，慨叹牛顿的鬼斧神工之余，一‬直到二百年后才有人对此异议，这个人不是爱因斯坦，而是恩斯特.马赫。

三、牛顿经典力学的掘墓人

马赫，天生杀胚，一生遇神杀神、遇佛弑佛，就连牛爵爷也要掀开棺材板拉出来鞭尸，涉猎广泛，无论物理学、生理学还有心理学都颇有建树，著名的牛顿第二定律的表达式就是由他提出，现在表示飞行器的速度的单位马赫就也是为了纪念他而命名，毕竟他就是超声波学的开创者，一般情况下飞行器的速度都是超声速的，现在大家经常玩的明暗对比游戏就来自于他提出的马赫带效应，甚至还是被列宁批判的哲学家。

马赫对水桶实验的诘难，来自于绝对空间的假定，马赫是实证主义大师，任何不能被实验证明的东西对于他来说都是不存在的。

马赫对水桶实验提出了自己的解释，如果桶中水相对于整个星空背景无转动，水面是平的。当水相对于星空背景有转动的时候，水面是凹的。马赫的解释中，不需要绝对空间。表面看，马赫似乎只是用整个星空背景替代了牛顿的绝对空间。但二者却大有不同，马赫的解释是完全可以检验的，人人都看得见星空背景，而看不见绝对空间。

那么马赫的观点如何检验呢？马赫观点的实践结果就是陀螺仪。一旦一个没有外界干扰的陀螺轴指向星空某一方向，它就总是保持这个方向。当然不受外界干扰的陀螺是不存在的，但是如果要求的精度不太高，例如航行在暗夜的海上，只需考虑地球的影响，而地球很小，自转又慢，所以引起的误差极小，而且大海之上即便相差千分之一度问题也不大，所以在卫星导航系统出现之前，航海家们都靠陀螺仪指引方向。

当然到了航空领域‬就有些问题了，因为星空的影响就有些大了，而且航空的要求精度极高，但是近地空间的飞机和卫星，仍可以用陀螺仪导航，可要是我们的征途是星辰大海，陀螺仪就有些不太适用了，那就必须要考虑相对论效应，所以现在的卫星导航系统都考虑了相对论效应。

四、爱因斯坦的引路人

而这个时候如果再用绝对空间来考虑陀螺仪的指向问题，就有些莫名其妙了，那就是要引入以太了。

而在马赫的观点中就已经消灭了以太。马赫的观念进一步引申，就是相对于观察者来说，各个惯性系平等，不存在一个绝对静止系，这个观点是不是有些熟悉？这就是相对论。

爱因斯坦曾高度评价马赫的工作，承认其在相对论发展过程中的巨大作用，并自称为马赫虔诚的学生。

可是爱因斯坦的热脸却蹭上了马赫的冷屁股，因为马赫根本就不承认相对论。

在牛顿已逝，爱因斯坦未生那个时代，马赫是当之无愧的学术巨擘，不同于牛顿的那群迷弟，他们只是努力把牛顿送上神坛的最高层，也不同于法拉第和麦克斯韦那两个神队友，他们是要开创另外一个崭新世界。

马赫要做的就是打碎旧世界，至于是不是创造新世界那是另外一个问题，马赫打碎旧世界的武器就是实证主义，简单来说就是没有实验证实的东西就是不存在的，就是荒谬的，不可理解的。

因为牛顿的绝对空间不可以证实，所以就是牛顿错了，爱因斯坦的相对论更是不可思议，而且也没有实验可以证实，所以相对论也是荒谬的。

他曾直言宣称：我必须明确地否认我是相对论者的先驱，正如我个人拒绝当今学派的原子论学说。

爱因斯坦天生骄狂，而且当时马赫影响力已下降，马赫的否定并没有对爱因斯坦造成什么影响，可是他对原子论的拒绝却深深伤害了玻尔兹曼。

五、热力学大师玻尔兹曼的噩梦

作为热力学大师，玻尔兹曼当然清楚热力学不是严谨的科学，为此他提出了玻尔兹曼熵公式，以求给热力学一个严格的基础，再加上普朗克推导出的玻尔兹曼常数，热力学基本上已经打通了宏观世界和微观世界，本来是一片形势大好，可以昂首跨入科学的殿堂，可是偏偏遇到了只相信经验的马赫。

热力学必须建立在世界是由原子组成这个最根本的基础上，而当时只有道尔顿想象出来的原子模型，原子论这个今天的常识在当时却是个悬而未决的问题，对于只相信经验的马赫来说，宏观的绝对空间不存在，微观的原子当然也不存在，相对原子说，马赫更支持他的学生奥斯特瓦尔德提出的唯能论。

唯能论认为能量是唯一真实的实在，物质并不是能量的负载者，而只是能量的表现形式。以今天的观点看，唯能论也不能完全算错，但当时这两者却是不可调和的矛盾。

奥斯特瓦尔德对玻尔兹曼发起了挑战，由于马赫的影响力，大多数科学家都站在了奥斯特瓦尔德一边，玻尔兹曼这边只有不爱争论的普朗克。

静观这场争论的普朗克曾提出过一个普朗克科学定律：一个新的科学真理照例不能用说服对手，等他们表示意见说得益匪浅这个办法来实行。恰恰相反，只能是等到对手们渐渐死亡，使得新的一代开始熟悉真理时才能贯彻。

只是这次争论先逝去的却是掌握真理的玻尔兹曼，玻尔兹曼没有爱因斯坦那种一人敌一门的气势，多年的争论对他的身心都造成了巨大的伤害，以至于‬后来‬自杀而亡。

当然，这并不是说马赫的固执造成了玻尔兹曼的早逝，但至少他的观点已经阻碍了科学的进程。

六、矛盾的马赫

每一个意气风发的少年在晚年都会走向自己的反面，科学家如是，艺术家如是，牛顿如是，爱因斯坦亦如是。这似乎是人类发展史上一个可悲的循环。

马赫似乎在晚年也走向了自己的反面，从砸烂旧世界的开创者变成了阻碍新世界的保守者，其实马赫从来没有变，他一直是伟大的实证主义大师，直到今天，他的思想还在影响着我们的生活。

人类历史的进程犹如起伏的山峦，总有一些伟大的人物以刺破青天的姿态矗立于天地之间，芸芸众生就在他们的余荫庇护下快乐生活，可要想看到更灿烂的阳光，要么比他们更高，要么离他们更远，马赫就是一座险峻的山峰，他距离牛顿的山峰足够得远，以至于可以摆脱牛顿的阴影来窥视更广阔的世界，只是他后面的山峰更加奇绝，他不幸很快落入了阴影之中，但是，我们不得不承认，那一缕最初的灿烂却是由他带来的。