第一章 规律的演变

    布特鲁（Boutroux）先生在他的论自然规律偶然性的著作中间道：自然规律是否不轻易变化呢？如果世界连续不断地演化，那么支配世界这种演化的规律本身是否唯一地被排除在所有的变化之外呢？这样一种概念从来也没有被科学家接受，在他可能理解这种概念的意义上，除非否认了科学的合理性和真正的可能性，科学家是不会接受它的。但是，哲学家却保留着询问这一问题的权利，以便考虑它所限定的各种答案，审查这些答案的后果，并力图使它们与科学家的合理要求协调一致。我乐于考虑该问题能够呈现出的几个方面。因此，我将不得出所谓的结论，而是得出各种各样的想法，这些想法也许不会使人兴味索然。在这个过程中，如果我随意详细地考虑某些有关的问题，我希望读者宽恕我。

    I

    首先，让我们设想数学家的观点。让我们暂且承认，物理规律在很长的世世代代的过程中已经经历了变化，让我们扪心自问，我们是否会具有觉察到这些变化的手段。让我们首先不要忘记，在人们生活和思考过的若干世纪之前，有一个无法比拟的更漫长的时期，当时人类还不存在呢；毫无疑问，今后接着的将是人种灭绝的时代。确实，如果我们要相信规律的演变，那么这种演变只能是很缓慢的，以致在人类能够论证的若干年内，自然规律只会经历不显著的改变。如果规律在过去的确演变了，我们必须通过地质学上的过去来了解。以前的［地质］时代的规律是今天的规律吗？明天的规律还将是相同的吗？当我们询问这样一个问题时，我们必须把什么样的意义赋予“以前”、“今天”和“明天”这些词语呢？所谓“今天”，我们意指有历史记载的时期；所谓“以前”，我们意指有历史记载之前的亿兆年，在这个时期，鱼龙安宁地生活着，没有什么哲学思考；“明天”意谓随后的亿兆年，在这个时期，地球将变冷，人类将既没有眼睛去观察，也没有大脑去思考。

    由此看来，规律是什么呢？它是前因和后果之间、世界的目前状态和直接后继状态之间的恒定联系。知道宇宙每一部分目前的状态，通晓所有自然规律的理想的科学家就会掌握固定的法则，运用这些法则推导这些相同的部分在明天所处的状态。可以设想，这个过程能够无限地进行下去。知道世界在星期一的状态，我们便能够预言它在星期二的状态；知道星期二的状态，我们便能够用同样的过程推断它在星期三的状态；如此等等。但是这并非一切；如果在世界的星期一的状态和星期二的状态之间存在着恒定的联系，那么就有可能从第一种状态推论出第二种状态。可是，这个过程也可以反过来进行；也就是说，如果已知世界在星期二所处的状态，就有可能推断出星期一的状态；从星期一的状态我们将能推断出星期天的状态；如此等等。因此，有可能向后以及向前追踪时间的进程。知道了现在，掌握了规律，我们就能够预言未来，但我们同样也能够了解过去。这个过程基本上是可逆的。

    由于我们在这个结合点上采取数学家的观点，因此我们必须给这个概念以它所要求的全部精确性，即使它变得必需利用数学语言。那么我们应该说，规律的主体等价于把宇宙的不同元素的变化速度与这些元素的现在值联系起来的微分方程组。

    正如我们知道的，这样一个微分方程组包含着无限个数的解。但是，如果我们取所有元素的初始值，即取它们在t＝0 时刻（这在日常语言中相当于“现在”）的值，那么解就完全被确定，以致我们能够计算所有元素在无论任何时候的值，不管我们假定相应于“未来”的t＞0，还是假定相应于“过去”的t＜0。重要的是要记住，从现在推导过去的方式与从现在推导将来的方式没有区别。

    因此，我们认识地质上的过去意味着什么呢；也就是说，我们认识规律可能已经变化了的以前时代的历史意味着什么呢？这种过去不能被直接观察到，我们只是通过它留在现在的痕迹认识它。我们只有通过现在认识过去，我们只能通过我们刚刚描述的［推断］过程推断过去，这个过程将容许我们以同样的方式推断未来。但是，这个推断过程能够揭示规律的变化吗？显然不能，因为我们只能在假定规律没有改变的情况下精确地应用这个原则；例如我们仅仅直接知道世界在星期一的状态和把星期天的状态与星期一的状态联系起来的法则。因此，应用这些法则将使我们知道星期天的状态；可是如果我们希望进一步探索，希望推断世界在星期六的状态，那么我们绝对有必要承认，容许我们推断从星期一到星期天的同一法则在星期天和星期六之间还是有效的。没有这一点，容许我们推断出的唯一结论就是，不可能知道在星期六发生了什么。因而，如果规律的不变性在我们所有推断过程的前提中起作用，那么它必然在我们的结论中出现。

    知道行星现在的轨道，勒维烈（Leverrier）能够根据牛顿定律计算这些轨道在一万年后将是什么样子。无论他在计算中运用什么方法，他决不能认为牛顿定律在几千年中会变得不正确。他只要在他的公式中改变时间因子的符号，便能够计算出这些轨道在一万年前是什么样子。但是他预先肯定没有发现牛顿定律并非总是正确的。

    总之，我们无法认识过去，除非我们承认规律不改变；如果我们承认这一点，那么规律演变的问题就毫无意义；如果我们不承认这个条件，那么认识过去的问题便不可能有解，正如与过去有关的所有问题一样。

    Ⅱ

    然而，人们可能会发问：应用刚刚描述的过程就不能导致矛盾吗？或者，如果我们希望的话，我们的微分方程就不能无解吗？既然在我们论证开始时提出的规律不变性的假说导致出荒谬的结果，那么我们已格外荒谬地证明了，规律已经改变，同时我们永远也不能知道是在什么意义上的改变。

    既然这个过程是可逆的，我们刚刚说过的道理同样可以适用于未来，似乎存在着这样一些情况：那时我们能够说，在一个特定的日期之前，世界会到达末日或改变它的规律；例如，当我们的计算表明，在那一天我们必须考虑的一些量中的一个正好变成无限或呈现出物理学上不可能的值。世界末日或改变它的规律将是同样的事情；与我们的规律不相同的世界将不再是我们的世界，而是另一个世界。

    研究现在的世界和它的规律将会导致我们易于表述这样一些矛盾，这是可能的吗？规律是通过经验得出的；如果规律告诉我们，星期天的条件A把我们引向星期一的条件B，这是因为我们既观察到条件A也观察到条件B。因此，正是因为这两个条件没有那一个在物理学上是不可能的。如果我们进一步追踪这个过程，如果我们完成了从一天到下一天，即从条件A到条件B的每一时间进程，接着完成从条件B到条件C，然后从条件C到条件D等等的每一时间进程，这是因为这些条件在物理学上是可能的。例如，假如条件D在物理学上是不可能的，我们就绝不能获得经验，来证明条件C在某一天结束时产生条件D。不管推导进行得多么长，我们因此永远达不到在物理学上是不可能的条件，即得不出矛盾。如果我们的表述之一没有摆脱矛盾，那么我们或许已经超越了经验的界限；我们也许已经外推到界限之外了。例如，让我们设想，我们观察到，在给定的环境下，一个物体的温度每天降低一度。如果它现在的温度是20℃，我们便可以计算出，在300天后温度将是-280℃；这将是荒谬的，在物理学上是不可能的，因为绝对零度是-273℃。这怎么能够加以解释呢？我们曾经观察到温度从-279℃降到-280℃吗？当然没有，因为这两个温度不可能被观察到。例如，我们看到，在0℃和20℃之间，该规律是正确的，至少十分近似地正确，但我们不恰当地得出结论说，它在-273℃甚至在低于此温度时同样也是正确的。我们已经犯了无根据的外推的错误。但是，存在着无限多个外推经验公式的方法，在这些方法中，总是可以选择一种排除那些在物理学上是不可能的状态的方法。

    我们仅仅是不完全地认识一些规律。经验只不过限制我们的选择；从经验容许我们选择的所有规律中，总可能找到某些规律，这些规律不会把我们引向我们刚才提到过的那类矛盾，并且能够迫使我们得出规律并非永远不变的结论。能证明规律演变的这样一种手段还未被我们发现，不管它涉及到证明规律将要改变，还是涉及到证明规律已改变。

    Ⅲ

    在这点上，我们会面对这样一个实际的争论。“你们说，在从现在论证过去的尝试中（这是通过理解规律而成为可能的）我们将永远不会遇到矛盾。然而，科学家却遇到了这样的矛盾，这不可能像你们所想的那样十分容易防止。我姑且承认，它们可能只不过乍看起来是矛盾，或者我们可以继续希望去解决它们；但是，按照你们的推论，即使表面的矛盾也是不可能的。”

    让我们立即引证一个例子。如果我们根据热力学定律计算太阳已经能够发热的时间长短，我们确定这大约是五千万年。对于地质学家来说，这个时间长度是不够的。不仅对于有机生命的进化来说，如此迅速地发生是不可能的————这是我们可能会争论的一个方面————而且我们发现存在植物和动物残骸的地层沉积恐怕也需要十倍长的时间，没有太阳光，这些动植物是不会茁壮成长的。

    使矛盾成为可能的理由在于，所依据的地质学的证据与数学家的证据大为不同。当我们观察相同的效果时，我们推论原因也是一致的。例如，当我们发现属于现在活着的一个科的动物的化石时，我们得出结论说，使这些动物旺盛繁殖的一些必要条件在包含沉积这些动物化石的地层时代的同一时期也完全存在。

    乍看起来，那是数学家所运用的相同的方法，在前一节我们已设想了数学家的观点。数学家也得出结论，既然规律没有变化，同一的效果只能够由同一的原因产生。然而存在着一个基本的差别。让我们考察世界在一个给定瞬时和较早一个瞬时的状态。世界的状态，或者甚至是世界很小一部分的状态都是极其复杂的，都依赖于大量的要素。为了简化解释，我们将假定只有两个要素，使得这两个给定的量足以规定这一状态或条件。例如，在稍后的瞬时，这些已知量将是A和B；在稍前的瞬间是A′和B′。

    数学家从收集到的经验定律中推导出的公式告诉他，状态AB只能够从先前的状态A′B′中产生出来。但是，如果他只知道一个给定的量，例如A，而不知道A是否被另一个给定的量B伴随着，那么他的公式不容许他得出任何结论。至多，如果现象A和A′对他来说似乎是相互关联的，而B和B′却相对独立，那么他将论证从A到A′；总之，他都不能仅仅从条件A推导出两个条件A′和B′。相反地，只观察到效果A 的地质学家将会得出结论，这个效果只能通过原因A′和B′的会聚来产生，从朴素的观点看来，原因A′和B′往往产生这个效果。因为在许多情况下，这个效果A是如此特殊，以致任何产生相同结果的任何其他原因的会聚是绝对不可能的。

    如果两个有机体是相同的或仅仅是类似的，那么这种类似性不能归因于机遇，并且我们能够断言，它们已在类似的条件之下存在。在发现它们的残骸时，我们将不仅肯定，曾经存在一种类似于我们看到已从中发育出相似的生物的种子，而且也将确定，为了该种子的发育，外界温度是不太高的。否则，这些残骸正如十七世纪人们认为的那样，只不过是天生的怪物。不用说，这样一个结论是与情理绝对相反的。而且，有机物残骸的存在只不过是比其他情况更为令人注目的极端例子。我们可以把我们自己限制在无机世界，并且依然可以引证同类例子。

    因此，地质学家从而能够在数学家无能为力的场合引出结论。但是，我们注意到，地质学家不再像数学家那样信心十足地反对矛盾。如果他从单一的情况引出有关以前许多情况的结论，如果结论的范围在某些方面比前提的范围更为广泛，那么有这样的可能，从特定观察得出的推论将与从另外的观察推导出的结论不一致。每一个孤立的事实都可以说是一个发光中心，数学家从这些事实中的每一个推导出单一的事实；地质学家从它们中推导出复合的事实。从给定的光点，他推知或大或小尺度的光轮。然后，两个光点将给他两个可能重叠的光轮；从而具有冲突的可能性。例如，如果他在地层中发现在低于20℃的温度下不能旺盛繁殖的软体动物，他将得出结论说，这个区域的海洋在那个世代曾经是温暖的。可是后来，如果他的一个同事在同一地层发现了另外一种在温度高于5℃就会死亡的动物，他会得出结论说，这些海洋是寒冷的。

    人们有理由期望，观察结果事实上不会有矛盾，或者矛盾并非不可解决。但是，可以这样说，我们不再保证通过形式逻辑的规则本身来防止矛盾。这样，通过像地质学家那样所作的推理，我们可能感到奇怪，我们是否将在某一天不被引导到一个荒谬的结果去呢，这个结果将迫使我们承认规律的可变性。

    Ⅳ

    让我在这里暂且离开主题。我们刚才看到，地质学家具有一种工具，这种工具是数学家所缺少的，它容许地质学家从现在得出有关过去的结论。为什么同样的工具不容许我们从现在作出有关将来的推论呢？假若我遇到一个二十岁的入，我确信他走过了从童年到成年的一切阶段，从而确信在过去二十年间地球上未曾有过消灭一切生命形式的灾变。但是，这并没有以任何方式向我证明，在下一个二十年内将不存在灾变。我们有方法认识过去，当涉及到未来时，这种方法却使我们失望，正是这个缘由，对我们来说，未来似乎比过去更为神秘。

    我不得不提到我过去写的关于机遇的一篇文章。在那篇文章里，我请求注意拉朗德（Lalande）先生的意见。与此相反，他曾经说过，即使未来由过去决定，而过去却不由未来决定。按照他的观点，一个原因只能够产生一个结果，而相同的结果却能够由几个不同的原因产生。如果事情是这样的话，过去可能是神秘的，未来却容易认识。

    我不能接受这种意见，可是我已指明，它的起源可能是什么... -->>
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