思想实验的特质及其认识论意义

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1、第26卷第4期四川师范大学学报(社会科学版)Vol,26,No,41999生F1o月JournalofS忆11uanNor∏lcalUniˇesity(P11ilo&〕phyandsochlscienc岱)C)c1ober,1999思想实验的特质及其认识论意义唐青利王浩内容摘要在科学发展史上,思想实验历来为众多杰出的科学家所采用。思想实验是指科学认识主体运用创造性思维,在思想中用主观设计的实验对象代替现实的客体,并对之进行操作、观察、分析,以期获得某种规律性认识的过程。思想实验具有思想性、实践性、创造性三大特征。思想实验由于其思维、实在的双重性质,具有主观

2、能动性与客观基础两方面的优势,从而成为科学认识发生、形成和深化的一条便捷而有效的路径。关键词思想实验内涵特征认识论意义思想实验就科学认识论领域来说是一个既历史悠久又方兴未艾,既为历来众多杰出的科学家所广泛采用,又在思想和投术层面上不尽成熟,其认识论意义未得到很好揭示的范畴。说其古“”老,早在自然科学的萌芽时期,阿基米德就曾在研究面积和体积时采用过思想上的实验,他想象把用均匀材料切成一定形状的平面物体通过称量以测量它的面积,这样就对它们的关系有所了解,然后再从数学上进行证明(参见梅森《自然科学史》第JO页)。谓其广泛、重要,缘于从爱因斯坦、玻尔、薛定谔到霍金

3、,思想实验在众多现当代著名科学家那里都得到了高度重视和充分的运用,在当前不断向微观和宏观领域进军的科学研究中思想实验更显得重要、不可或缺。叹其不成熟,在于不论是传统哲学认识论教义,还是现代西方科学哲学学说都未对其内涵、特质,尤其是认识论意义进行充分的总结、概括、提升,这或多或少影响了科学家对这一方法的自觉应用,也使科学认识论的理论完善性受到了冲击。本文拟就此作一粗浅的探讨。一思想实验的内涵与特质(一)我们认为,所谓思想实验是指科学认识主体运用创造性思维,在思想中用主观设计的实验对象代替现实的客体,并对之进行操作、观察、分析,以期获得某种规律性认识的过程。“

4、”思想实验在爱因斯坦那里被称为理想实验。人们大多沿袭这一说法,但未对思想实验与理想实验二者作区分c我们认为,思想实验是一个含义更宽泛的概念,理想实验可以看作一种特殊的思想实验。即它的实验设各、仪器、对象不仅是想象出来的,其实验要求的环境、参数、仪器精度等也都是高度纯化、理想化的,在现实条件下不可能达到。比如物理学中的无任何物质存在“”“”的真空,化学中的理想气体等,因而理想实验不可能在实际中进行。而思想实验则部分地具有实在化的可能。比如伽利略的关于自由落体和惯性定律的两个思想实验,其中的惯性实验由16四川师范大学学报(社会科学版)总笫117期于需要斜面无任

5、何摩擦,且斜面无限长,这实际上不可能达到,囚而是理想实验,是不能付诸实际操作的;而关于自由落体的思想实验,其精髓在于缜密的逻辑推理,对实验设施无精度上的苛求,因而可以通过比萨斜塔实验现实化。因此我们认为理想实验与思想实验是有区别的,可以把前者看作后者的一部分。(二)思想实验简而言之就是在思想中进行的实验,显而易见,它首先具有思想性和实验性两个方面的特征。.1.思想性,即思维特征。思想实验与普通实验的一个显著而本质的不同就在于其思想性特征。正是由于思想性,才使思想实验与实际实验区分开来,也才使它具备了实际所不具各的特殊优势。首先,思想实验的设各、仪器和对象都

6、是实验者主观设计的,实验过程也只在实验者的思维中进行,实验主体如果不主动加以揭示,那么这一实验设计、过程和结果都将不为人所知,也不会在现实世界留下任何印记。这实际上极大地提高了实验的可错性和可重复性。因为如果出现程序设计错误,可以重新设计和调整;出现仪器、工具的遗漏可以瞬时补充;整个实验根据需要可以无限度地重复进行。所有这些使得思想实验的实际代价为零,尤其是一些具有破坏性、损伤性的过程,更能通过思想实验无所顾忌地进行。其次,既然思想实验中的仪器、设各、对象都是想象的产物q刀阝么其操作过程也只能是一个逻辑推理过程。最具典型意义的实例就是伽利略关于自由落体的碧

7、、想实验c伽利略用令人信服的逻辑推理,通过思想实验推翻了亚里士多德从感觉经验得来的重物比轻物先落地的貌似正确的杈威论断。伽利略采用了归谬法的反驳方式。他先假定亚氏的沧断正确,即两个不同重的物体rF落从同一高度同日刂时,重物A将比轻物B先落地。循此.伽利略进一步设想,假如将原来的轻物B加到重物A上雨,组成物出,再重复同样的过程,那么此时胡应比A先落地还是后落地呢?从一方面看,朋重童大于A,按照重物下降快的逻拼前提,显然朋应先落地;但从另一方面看,由于将轻物B连到了重物AL面,A的下降速度势必受到B的阻滞,则它们的乎均降落速度应该小于A的降落速度,因而应比A后

8、落地`这就推出了既是又非的两个矛盾的结论,这显“”然是荒谬的,因而