正文 第41章 麥克斯韋的科學、哲學遺產和20世紀物理學革命(2)(3 / 3)

從總的來看,這種情況又導致進一步的類比,人也就可以得到某種知識了。在真實的自然聯係中,不同的現象就從屬於一套法則了。比如,引力法則,與地球上物體的下落和行星運行的軌道相聯係。電磁場的法則,與電、磁、光現象相聯係。這些法則有更大程度的確切性,但從根本上看,這些法則仍是類比的法則,法則本身也隻能借助對法則的物理上的具體化而被分離出來。例如,在電磁理論中,根據一種特別的媒質來解釋,就得借助個人理解的幫助來進行,這就是科學的進一步發展,自己與他人的信息交流。

要正確理解麥克斯韋的哲學基礎,特別是他關於類比具有片麵性的概念,我們就得理解電磁理論的發展,這是一些不連續的理論,但又表達了連續的不斷發展的觀念,方法就是他自己思想的連續的類比。雖然,麥克斯韋方法論和自我認識對作為整體的物理學家們來說不是典型的,但他科學綱領的特征對大量的科學活動來說卻是典型的。對今天的大多數人來說,科學發展的主要形象依然是發現。T.S.庫恩在他的《科學革命的結構》中說,發現是一種相對簡單的事件,主要還是應把科學看成是一個過程。即使如此,科學發現的形象依然抓不住科學活動的主要方麵。這裏有這麼一種含義,麥克斯韋發現了光的電磁理論,如果把他的這種發現隻歸結為他計算出光的傳播速度與電的速度相同,那就太膚淺了,發現本身並沒有什麼重要性,重要的是借助它而深入理解其含義,會導致什麼結果。總之,關鍵是如何理解,而不是發現本身。通過研究麥克斯韋,我們會對19世紀的科學有一個整體的了解。

19世紀早期拉普拉斯物理學派、傅利葉和安培以及19世紀中葉英國的能的物理學之間的關係是什麼?常識派哲學和麥克斯韋電磁理論之間的關係是什麼?麥克斯韋為什麼非常同情法拉第物理學的基礎?惠威爾在19世紀物理學的發展過程中起什麼作用?在這個階段,W.R.漢彌爾頓的動力學有什麼重要意義?在《電磁論》中,麥克斯韋提出的向量分析與他提出的科學綱領的其他部分有什麼聯係?19世紀物理學思想史有許多不連貫的東西,以至於讓人難以相信,所有的人都不是孤立的,物理學家自身和物理學家之間的相互作用,哲學家和其他知識分子之問的相互作用,直接通過其著作,間接通過文化和社會,無疑是巨大的。這種作用和影響切不可歸之於個人,即使像麥克斯韋這樣第一流的天才人物其思想也是比較複雜的。

麥克斯韋在《電磁論》中,把當時物理學發展的三個方麵弄到一起:第一個方麵是拉格朗日動力學理論,這是一個係統的數學動力學,它獨立於那個係統的詳盡的機械結構。在拉格朗日之後,這個方法由W.R.漢彌爾頓發展了,湯姆遜和泰特把它引入了物理學的主流。麥克斯韋第一個把它運用於物理學問題。

第二個方麵,能量守恒定律作為一個基本的公設,這是焦耳和亥爾姆霍茲引入的,萊凱因發展了它,它對於湯姆遜和泰特的方法來講一直是最基本的東西。第三方麵,向量分析,這是麥克斯韋從W.R.漢彌爾頓的四元數分析中抽繹出來的。

以上三個方麵的發展很明顯是有聯係的。實際上,能量守恒定律形成了拉格朗日的動力學。根據係統的能,形成了物理學強有力的工具,湯姆遜、泰特、麥克斯韋在動力學的基礎上,建立了自己的方法。作為動力學和四元數分析的主要代表人物,漢彌爾頓是它們中間的橋梁。當我們按照物理學中動力學的傳統進行思考時,這種聯係就更為明顯,能量守恒定律、拉格朗日的動力學和四元數分析法都在這個傳統中得到了發展。這樣,在奧斯塔德、安培、法拉第、湯姆遜和麥克斯韋手裏,就有了電磁學理論,接著又有了傅利葉和弗瑞奈的成就。通過他們,這個傳統的影響就出現在理論物理學中了。