亥姆霍兹哲学思想的变迁刍议

1、亥姆霍兹哲学思想的变迁刍议李东升 作者简介：李东升，博士，毕业于中国科学院自然科学史研究所，现工作于南宁市社会科学院。摘要 亥姆霍兹的哲学思想经历了从拥护康德的认识论和形而上学逐步走向经验主义而强烈反对形而上学的过程。受到康德的影响，他最初把物质和力视为本体论意义上的实体并且认为能够从形而上学上加以证明，后来在法拉第等英国物理学家、费希特行动哲学以及其他因素影响下，逐渐踏上了反形而上学的道路，并发展出一种经验主义认识论。关键词 亥姆霍兹 哲学思想 形而上学 经验主义亥姆霍兹的哲学思想和科学思想是密切联系的，广泛而深入的科学研究为他进行哲学思考提供了素材和应用，而哲学思想则时刻指导着他的科学工作

2、。仅就哲学方面而言，由于时代、个人、家庭、教育等原因，亥姆霍兹的哲学思想在职业生涯前后有着明显变化，从最初康德认识论和形而上学的支持者发展成为经验主义的杰出代表。由于亥姆霍兹的哲学思想很复杂，为了清楚地展现其哲学思想的变化过程，可以将这一过程粗略地划分为三个阶段：支持物质和力的形而上学、从康德的认识论转向经验论、信守自然规律的客观性。一 亥姆霍兹的早期哲学思想：物质和力的形而上学1847年，在论力的守恒的导言中，亥姆霍兹第一次公开阐述了他的形而上学实在论观点。其中一个最基本的观点是，一切自然现象都是隐藏在现象背后的原因的作用结果。而这种原因，在亥姆霍兹看来，就是物质发出的引力和斥力，而且他试图

3、证明这些引力和斥力只取决于物体之间的距离，而与物体之间的相对运动无关。根据这种图式，自然界就是一个物质系统，其中的变化归因于自然内部守恒的力。因此，科学的目标旨在理解可观察现象背后的不可见的物质活动。鉴于这个目标，亥姆霍兹指出，需要把自然现象还原成具有不可改变的运动力的物质微粒的运动，而这些力只取决于所涉物质的空间关系。若干年后，他以一种更为准确的方式重新阐述了这一观点。他说，要完全解释一个自然现象，需要将它还原成一些最基本的自然力，因为这些力为自然现象提供了基础并且在其中起作用。在此基础上，亥姆霍兹提出了自己关于自然界的看法。他认为物质和力并非那种不符合任何实在事物的纯粹概念或虚构之物，相反

4、，力真实存在且隐藏在现象的背后。由此可见，他在这个时期是一个关于力和物质的实在论者。正如亥姆霍兹在1881年为守恒所作的评注中提到的，他早期受到康德哲学的影响很大。因而在论及物质和力的概念时，除了认为物质和力具有实在性这一特点外，他还为它们确立了一种形而上学地位。也就是说，他认为力和物质都不会出现，它们是不能在经验中给定的，我们只能通过间接的方法去认识它们，即从它们引起的一些可观察结果去推断它们的本质。亥姆霍兹说：“由于我们无法感知到力本身，而只能感知它们的效果，所以在每次解释自然现象时我们必须离开感觉领域，而转向那些只靠概念而确定的不可见的对象。”Cahan 1993, p. 465 这段话

5、出自一篇题为论歌德的科学研究Kahl 1971, pp. 5674 的演讲，从中可以看出他与歌德观点之间的分歧。在他看来，歌德关于科学解释的观念源于谢林和黑格尔的自然哲学，因为歌德认为科学只研究现象以及现象间的相互关系。亥姆霍兹还特别强调，物理学家不能像诗人一样满足于一些直接的感官知觉，而必须有所超越，以进入一个由一些不可见的原子组成的世界中，那里存在着各种运动以及以复杂方式进行作用的引力和斥力。对物理学家而言，感觉印象的权威性并非不可改变。Helmholtz 1903, pp. 4044不过，亥姆霍兹并没有因此贬低那些为确定可观察现象之间的合理联系而作出的努力，因为这些尝试可以得到一种基于普

6、遍规则或普遍概念的关于可观察过程的综合表述，而这构成了他所认为的科学的实验部分。 亥姆霍兹把科学分成实验部分和理论部分，它们的任务分别为发现规律和找出原因，这种把科学分为理论和实验两个部分的做法与康德类似，后者曾作出经验法则和客观规律的划分。然而，亥姆霍兹也指出，我们不能以为发现了这些规则或概念就等于解释了现象或理解了自然界的本质，要真正理解自然界必须通过科学的理论部分，也就是说，当我们从可见的结果中发现了关于自然过程的未知原因时，我们才理解了自然界的本质。在守恒中，亥姆霍兹把牛顿中心力原则视为他的两大概念基础之一，另一个是永恒运动的不可能性原则，他正是基于此阐述了普遍的能量守恒原理。为了使力

7、和物质两个概念具有本体论的地位，亥姆霍兹效仿了康德在自然科学的形而上学基础中力图为自然科学确立本体论基础的做法。在该书的前言中，康德声称，只有当一种知识是完全根据一些先验原则来处理它的对象时，它才能被适当地冠以“真正的科学”之名。在他看来，科学作为一门关于具体物质的学说，必须在具体任务之前对一般的物质概念进行彻底分析。这种分析不能参照任何经验知识，而必须专注于与特定经验相分离而与纯粹的时空直观相联系的物质概念。特别是，物理学只能在它获得一些关于概念的构造原则之后才从数学上处理它的对象，而这些原则是在关于自然界的形而上学中获得的。由于康德的影响，亥姆霍兹开始考虑在追溯自然现象的原因中如何进入概念

8、领域的问题。他在守恒的导言中指出，要考察外部世界中的物体，科学必须从经验中抽象出两个概念。第一个概念是物质，它只涉及到存在的物体，而且不同于它们对其他物体或对我们感官施加的作用。这一概念显然表明了在自然界中可以运动的是什么，以区别于存在于空间中的其他事物。不过，这里的物质只是假定的，并不能被经验所感知，换言之，它是靠我们所拥有的先于一切经验的理解力而从概念上加以确定的。此外，从物质概念的定义中可以得出，任何地方的物质在其组成上是相似的，它可以发生的惟一变化是空间上的变化。与物质概念相比，亥姆霍兹认为力的概念要更为复杂。“物质并没有表现出性质上的差别。如果我们谈到不同的物质，我们常常认为它们由于

9、其效果（也就是力）的不同而出现了差异。所以，就这一点来说，物质能够发生的惟一变化是一种空间上的变化，也就是运动。”Cahan 1993, p. 467 在守恒导言中，亥姆霍兹认为空间分布和质量在根本上是物质的先验属性，同时指出，为了使物质可以被实际地感受到，从而使我们可以把物质概念应用于实际当中，我们需要另一个概念即力的概念，它是物质的一种属性并且可以对物质施加影响。因此，力的概念对他而言是一个形而上学概念，它不是以经验为基础的，而是从感觉经验的抽象中形成的。有了物质和力的概念，我们就可以通过物质在感官中产生的作用而推断一个力的存在。就此而言，物质世界之所以能够被理解正是因为这些作用的存在，所

10、以要认识自然界中的各种现象，只有通过它们对我们感官施加的作用而实现。与康德先验地确定物质的属性一样，亥姆霍兹也采用了这种方法，不过他改变了康德关于物质彼此之间相互联系的观点。在自然科学的形而上学基础中，康德从四个方面论述了他的物质理论，即物质的根本属性是运动、物质占据了一部分空间、物质对外施加一种运动力以及物质是我们的经验对象。康德简单地证明了为什么运动必然是作为外部感官之对象的某个事物的根本属性，原因是这些感官只能通过运动而受到影响。而对亥姆霍兹而言，静止物质的基本属性不仅在于它的空间分布和质量，还在于它先天地具有力的特征。物质的这后一属性可以从经验世界中推断出来，因为在那里物质可以运动。另

11、外，物质能够彼此之间发生相互作用并且具有一定的力，这一事实解释了为什么物质可以作为经验的对象并能通过运动发生改变。因此，一方面，康德认为物质通过它的运动力而占据空间，亥姆霍兹则主张只有占据空间的东西才能施加力的作用；另一方面，对于力的概念，亥姆霍兹给出了新的评价。力现在成为所有变化或运动之源，是物质对我们感官产生作用的原因，但他没有把力视为物质的原因。亥姆霍兹另一个需要解决的问题是设法阐明力的本质及其作用方式。为此，他假定自然界中的任何变化都源于一种不变的力。要使现象背后的那些基本的力历时不变，就要求它们在相同条件下必然产生相同的结果。若引起一种变化的原因是变化的力，我们可以继续向前追溯，直到

12、发现可以解释这种变化的一些更为基本的不变的力为止 Kahl 1971, p. 4。经过分析，他认为物质由一些部分组成，各个部分之间的差别只在于它们所具有的那些不可破坏且不能改变的力，并且他把这些组成部分称为化学元素。亥姆霍兹借此提出，如果最根本的力是不变的，那么自然界中的任何实际变化都是运动所致，此外任何其他变化都将预示着一种可以变化的力。基于这些思考，他最后认为，如果具有相同力的物质微粒产生了不同的作用，那么得到的变化只能决定于施力物体与受力位置之间的距离。由此可见，亥姆霍兹把一个物体的运动定义为它相对于另一物体的变化，而非相对于均匀空洞的空间的变化。作为这种变化之原因的力，只能从至少两个物

13、体的相互关系中推断出来。康德同样也持有这种观点，他认为一个物体的运动只能靠它与另一物体的相对关系来确定，并因此认为绝对运动是不可能的。严格地说，亥姆霍兹主张我们无法谈论两个物体之间的力，而只能涉及其组成部分之间的力，所以力的真正基础根本不是各个物体而是构成这些物体的各个质点，因此，力学被还原成质点的力，这些质点就是空间中被物质占据的点。由于把力与质点联系起来了，所以要改变作用于点之间的力就只能通过改变它们之间的距离而非其他方面来实现，而且两点之间的方向是确定的，或彼此靠近或彼此远离，因此它们之间的力只能是吸引力或排斥力。鉴于上述方面，亥姆霍兹在守恒导言中的观点可以总结如下：一切自然现象都是靠中

14、心力（引力或斥力）而彼此作用的物体发生运动的结果，所以要理解自然界就意味着要把自然现象还原成不变的引力和斥力，其大小取决于它们之间的距离。科学是通过力和物质这两个概念来看待自然界的，它们是相辅相成的，因而在逻辑上设想其中一个可以独立于另一个而存在是行不通的。换句话说，如果物质可以独立于力而存在，那么我们就得不到有关物质的任何信息，因为它不能对其他物质或我们的感官产生任何影响；同样也难以想象独立于物质的力。如果这种力是可能的，它应该被称为物质，因为任何存在的事物我们都称其为物质。通过这些分析，亥姆霍兹最终得到了他的一个重要观点，即一切物质都拥有力并且一切力都必须有一个物质基础，而这一观点在某种意

15、义上说是他始终与活力论进行争论的根本原因，因为在他看来活力是没有物质基础的。另外，亥姆霍兹非常重视科学的理论部分，即把寻找自然现象最终原因作为自身目标的理论科学。在守恒导言的最后一段，亥姆霍兹特别再次强调了理论科学的任务。他说，当一切自然现象都被还原成基本的力而且证明这种还原是现象惟一允许的过程时，理论科学的任务就完成了，同时它也为理解自然界提供了必要的概念形式，在此基础上我们就可以赋予它客观真理的地位。尽管亥姆霍兹并没有说明他所处时代的科学与这一目标有多远，但其中已经暗示实现这一目标是非常有可能的而且为期不远。可以看出，这一结论性的语言实际上承认了这种必须完全确立起来的概念形式的必然性和客观

16、真理性。其实，在亥姆霍兹发表守恒之前的有关哲学笔记里，已经明显含有后来包括在这篇论文导言中的某些基本观点，不过这时的亥姆霍兹更多是在一些形而上学问题和康德自然科学的形而上学基础的引导下进行思考的。需要强调的是，在亥姆霍兹对力和物质概念的分析中，也显示了他对力的概念的偏爱。他反复指出，没有力的作用物质是不能被感知的，而且一切自然现象最终都要还原成引力和斥力。二 亥姆霍兹的认识论转变：从康德的认识论转向经验论亥姆霍兹最初在康德的影响下形成了自己的形而上学实在论的观点，后来由于实际的科学研究等因素的影响，使他感到为一些基本概念确立形而上学必然性是有问题的，但他又不愿意抛弃早期建立的实在论观点，所以在

17、两者之间进行某种意义上的调和是一个可能的途径。那么，哪些因素影响了亥姆霍兹为此努力的过程？调和的结果怎样？要回答这些问题，可以考察亥姆霍兹的另外一个信念，也就是说，他赋予实验在知识形成过程中的显著作用。事实上，这个信念似乎已经成为比他早期的形而上学实在论影响更深的一个信念，其根源与费希特的哲学思想有关。1实验互动理论与费希特哲学的关系对亥姆霍兹而言，实验在构建他的知觉和几何学理论中起着特别重要的作用。如果他只是简单地采取了纯粹实证主义的路线，那么就必须割断与费希特哲学的联系并且放弃关于实验的优先地位的信条。如果这样，就需要从根本上改变他的知觉理论和几何学理论，他也会因此失去很多东西。亥姆霍兹认

18、为，我们可以通过在自然界的符号与我们的活动结果以及这些活动在外部世界中引起的变化之间进行比较，从而理解这些符号的意义。因此，他积极主张一种实验互动理论。该理论指出，认识外部原因的惟一方法是对自然界进行干预并且有目的地改变其条件，这一观点对于使得科学取得进步的那种经验而言关系重大。另外，他认为主动实验应该比被动观察受到更多偏爱。因为“很少但完成得很好的几个实验足以使我看到一个事件最初的因果条件，这比数量上百万倍于此并且我不能任意改变条件的观察具有更大的确定性。我们要学会在通过我们自己的意志从不同角度感知物体时，如何使得到的有关感官知觉之原因的判断是可信的。这种实验操作从我的青年时代早期以后就出现

19、了。”Cahan 1993, p. 483 所以对亥姆霍兹来说，实验的首要功能是去发现原因，检验假说的功能只是第二位的。实验更多的是一种发现术（Ars Inveniendi）而非一种论证术（Ars Demonstrandi）。Cahan 1993, p. 483 亥姆霍兹偏爱用实验干预作为认识自然界的方法来自他关于人类知识的一般观点，而不仅限于对科学方法论的一些考虑。他认为，我们关于外部世界的经验归因于人类有意识的干预活动而形成的那种知识。经验是在面对我们行为的各种可能性和限度时产生的，而知识只是在依靠我们的技术实践操作全面考察确定什么可能、什么不可能时才产生的。亥姆霍兹的这一论点有两层含意：

20、首先，没有主动操作的感觉对于获得经验是不够的，只有把给定感觉与那些由于行动而产生的感觉进行比较，才能对它们作出解释并因此真正具有经验，只有通过主动干预才能熟悉我们的感觉。其次，它表明我们直接熟悉我们自己要改变某物的意愿。就意志和行动而言，我们不需要求助于一种特殊的方法，因为我们可以利用经验的任何其它内容。虽然亥姆霍兹经常声称，感觉是通过某人自己的意志和行动而得到解释的，但这种观点的最佳表述方式则出现在题为知觉事实的演讲中。在文中，他论述了那些表现外部实在的感觉如何能够得以发现，而且它们又如何与那些不属于大脑的感觉相区分。亥姆霍兹还提及了康德学说的巨大价值，该学说认为，我们可以描述的任何内容必然

21、要被吸收到直观形式和思维中，如果那种内容将要变成一种表述的话。另外，他也认识到缪勒的研究的重要性，后者曾指出感觉性质是事先给定的一种直观形式，这与康德类似。在亥姆霍兹看来，康德和缪勒的观点是认为感官知觉是主观的这一传统观点的顶点，他们以各自的方式阐明自然物体影响感官的过程总是取决于施动者和受动者的特性。然而亥姆霍兹注意到，康德把直观形式的领域延伸到远远超过感官知觉的范围，不仅认为感觉性质是由我们的直观能力的特性给定的，而且空间和时间也是如此。他认为康德的这种主张有点夸大，因为感觉性质确实是主观的，但是空间和时间概念是思维过程的结果而非直观形式。他说：“我认为我们时代取得的最重要的发展是直观概念

22、分解成基本的思维过程，而这在康德那里没有发现。”Cahan 1993, p. 485 可见，亥姆霍兹受康德认识论的影响要小于我们通常所认为的那样。这也暗示他受到费希特哲学的影响并形成了自己的实验互动方法，因为后者是第一个试图将直观分解成思维的人。正如亥姆霍兹在1855年所说的，费希特关于感官知觉的陈述是与后来从经验事实中得到的感觉生理学中的一些结论最为符合的一种观点。亥姆霍兹基于此提出，如果对于外界物体的感知受到思维活动的影响，如何区分外感觉与内感觉。他给出的解释是，我们的行动意识可以回答这一问题。例如，如果我们主动地来回走动，那么某些感觉的变化也会呈现出一种似律性，而像回忆、希望和情绪等经验

23、内容在这一行动中不会发生变化，至少不会系统地发生变化 Cahan 1993, p. 485。因此，外部物体是这样一些事物，如果我们主动地移动我们的身体，它们会发生变化。总的来说，我们感觉的某些变化取决于我们的意志，而其他变化则取决于被感觉到的物体的性质。那些以前没有经验的人可以通过肌肉运动随意改变他的感觉，通过考察这些随意冲动（Voluntary Impulse），他可以找出他怎样通过接受与以前相同的物体的空间关系而进入以前的一种感觉状态的原因。亥姆霍兹还主张，我们可以发现那些与以前随意冲动没有心理联系的一些感觉的变化，或者说，它们并不直接是意志行为的内容而是后天习得的结果，我们可以通过恰当的

24、活动重现某些感觉。事实上，在亥姆霍兹的所有考虑中，都预先假设了我们具有自我意识，它是一种直接给定的意识。在他看来，自我意识是我们的意愿产生作用时的自由冲动的基础，这种意愿并不决定于某些物理原因。另外，他还假设所有在自我意识范围之外获得的其他知识，也就是关于外部世界的知识，都是从关于自我意识行为的一些判断中得到的。因此，知识只是关于一个人自己的自我意识状态及其变化而进行的某种判断。通过比较意愿的冲动和继之而来的感觉，就可以区分能够随意改变的和无法随意改变的事物。亥姆霍兹说，费希特对此给出的一个适当表述是，“自我”面对着一个需要认识的“非我”，而这种划分是区别空间上决定的外部世界和内部直觉世界的基

25、础。实际上，亥姆霍兹实验互动理论的一些基本要素可以在费希特哲学那里找到，后者提出了一种自我意识理论，又称为“自我”和“非我”的理论（Theory of the “Ego” and the “Non-Ego”），这一观点认为自我意识来源于一种对于“自我”的自我肯定的原始行为。费希特声称，我们的自我意识不能像某人关于某个对象的认识被认为是由外界引起的方式一样而被认为是从外界获得的，相反，是意识本身产生了自我意识即“自我”。 所以，自我意识活动是通过它自己的产物的作用而产生的。然而，费希特也主张在我们的意识中还有一些意识表象，它们不是作为意识本身出现的，这些属于“非我”。“非我”与“意识”是相对的，

26、但是它们的这种对立关系出现在“意识”内部，因为“意识”不会意识到与它自身相对的某种事物。为此，我们在意识中假定了某种不是自我意识的事物，这种假定也是“自我”的原始活动。所以，物体是一些表象，从我们的经验意识角度看，它们被认为是某个来自外部的事物，尽管它是由意识本身引起的。这种观点对知觉概念产生了一些影响。费希特在他的知觉理论著作中提出，如果我们确定了一个外部物体的存在，那么我们不是通过对这个物体的一种直接感知，而通过对我们自己的感觉的一种判断来实现的。与费希特一样，亥姆霍兹也不认为在感觉中存在一种与外界物体的直接联系。他强调，我们能够直接感知的惟一事物是神经的刺激作用，而决不是外界物体。通过观

27、察这些作用结果，我们就可以依靠推理而获得产生这些结果的原因。费希特把所有关于一种感觉的直接认识称为知觉，并将其与直观作出区分。关于一个外界物体的认识起因于对某个人自己感觉的直观，同时也是根据因果律进行思考的结果。费希特说：“你不仅要感觉到你自己的状态，你还要思考它；但是它你的状态没有给你一个彻底的想法；你必须为它添加某些东西，一个除你之外的理由，即一个外力。”Cahan 1993, p. 489 因此，一个外力的存在可以从认识一个人的内部状态中推断出来，关于物体的认识是一个有意识的行为，它不能被认为是产生于意识之外的一种力的观念。所以，费希特进一步主张，意识并没有直接地抓住那种外力，而是通过它

28、的表现形式才实现的。在独立于意识的外界物体中存在的事物，既不能在感觉中也不能在直观中给定，而只能在思维中给定。因此，力是物体的一切属性的载体，它在所有现象变化的过程中永远保持不变。另外，费希特认为，只有通过“我”的行动，外部世界对“我”而言才能变成真实的。他声称通过假定“非我”，“自我”可以为它自己确定一个边界，它能够使“自我”意识到自己，而且“自我”还能确定一个“自我”可以活动的领域。没有这样一个位于“自我”的对立面的边界，“自我”就不可能意识到自己是一个施加作用的人。对费希特而言，外部世界是所有经验的全体，而这些经验限制了“我”的活动和干预行为。所以，只有通过“我”的行动，才能确立对因果关

29、系和外部世界的认识 Cahan 1993, p. 490。至于自然科学的定义，亥姆霍兹接受了费希特在主体和客体的自由活动之间作出的区分，他认为科学的任务是把自然界描述为对我们而言是可能的活动的全部。2符号理论与无意识推理在从事具体科学研究的同时，亥姆霍兹“从未忽视对最终原理的探求，他的科学思维本身就是哲学的程序。他曾明确认为，任何给定的小问题，只要追踪得足够远，都将肯定导向认识论”Schlick 1979, p. 335。因此，他从不满足于解决某些具体的问题，而是要探求进一步的原因，甚至是一切原因之后的最终原因。借助这种普遍性，最终获得的原理就不再属于任何具体学科，而是处于具体学科之外达到关于

30、知识的一般理论和哲学之内，也就是说进入到认识论的范围了。许良 1999, 页 2 要理解亥姆霍兹的哲学立场，我们必须考虑他的教育背景和他在科学研究中为自己选择的路线。亥姆霍兹最初接受的是医学和生理学教育，尽管他一开始就对自然科学表现出极大的兴趣。 在19世纪30年代的德国，从事科学生涯是一件很困难的事情：首先，科学研究长期得不到重视，在大学课程中占支配地位的还是那些无所不包的自然哲学；其次，虽然科学和工业之间的联系可以提供一些从事科学的机会，但是德国经济对此支持太少，能提供的职位相当有限；再者，物理学并不能作为一门可以谋生的职业。由于这些原因，很多想从事自然科学的人转向有政府资助的医学。亥姆霍

31、兹中学毕业后选择离开波茨坦到柏林学习医学也部分因为这些原因，另外，并不富裕的家庭环境也是一个原因。1838年亥姆霍兹进入位于柏林的皇家医学院接受大学教育，并且选修了柏林大学缪勒、米彻利希和马格努斯等人的课程。遇到缪勒教授是亥姆霍兹科学生涯中的一次重要转折，尤其是缪勒的神经特殊能学说和用实验代替简单观察的方法对他的影响很大。甚至可以说，没有哪个生理学原理对他的影响像缪勒的神经特殊能学说那样大，他曾强调这一学说的重要性仅次于牛顿引力理论 Kahl 1971, p. XXVII。这一学说可以表述如下：一种末端的感觉器官无论以何种方式进行刺激，在意识中得到的结果总是一样的。构成自然光的以太的振动或电刺

32、激作用或压力，作用于视网膜或视觉神经时，都会产生光的感觉。这种结论对于所有的感觉器官都是符合的 MKendrick 1899, p. 250。正是这一学说指导着亥姆霍兹在感觉生理学方面的所有工作，正如能量守恒原理指导他在物理学方面的工作一样。洛采（Hermann Lotze，18171881）曾说过，哲学一直是生活的一个部分，而一种长期的哲学工作只是试图从科学上证明在早期生活中已经接受的关于事物的基本观点的合理性 Lotze 1880。亥姆霍兹就是这样一个例子。亥姆霍兹的无意识推理理论的发展与他从早期以来一直坚持的一个生理学假设有关。这个假设认为，在各个感觉神经纤维和那些只在性质和强度上发生变

33、化的单一感觉之间存在一一对应关系。无意识推理的任务是把这些感觉放在一起而得到关于外部物体的一个表象。以视觉为例，当我们把一种纤维产生一种感觉的理论应用于视觉中时，其中暗含着视神经中的每一种纤维都会引起单一的一种感觉，它只在颜色和强度方面发生变化 Cahan 1993, p. 547。根据亥姆霍兹的观点，各种感觉一开始并不传达空间的含意，但是由于我们事实上完全在视觉上作出空间的区分，所以感觉必然以某种方式描述空间位置。为了解释定位的基础，亥姆霍兹采用了“局部符号” 又译为“部位标记”，参见唐钺著西方心理学史大纲，北京大学出版社，1982。理论（Theory of Local Signs），该理论

34、指出，每一纤维都给予它产生的感觉以一种特殊性质，它标志着这种感觉属于那种纤维。由于各种纤维彼此之间保持固定的一种关系，所以应该可以在它的附带局部符号的基础上为每一种感觉指定一个位置，但需要对局部符号进行说明。亥姆霍兹多次强调，感觉印象只不过是表示外部世界性质的符号，其含意必须通过经验而学习到。对符号的说明是通过一种归纳的过程而实现的。经过反复试验，许多用于确定感觉的规律或规则被确立了起来，而它们代表了一个局部符号。当然，这些规律或规则是通过试错法而获得的。因此，根据无意识推理学说，我们平常的感觉经验取决于事先对联系我们各种感觉彼此之间的规则的学习。亥姆霍兹看到了这些归纳推理和科学借以掌握自然界

35、中的似律性的那些归纳推理之间的关系。对于这两者之间关系的说明，在他于1878年所做的一个题为知觉事实演讲中有很好的体现，这个演讲是他的知识论最主要的表述形式。在文中，亥姆霍兹把学习那些指导我们知觉推理规则的过程，说成是一件熟悉视觉与我们有意识的活动之间存在持久似律关系的事情。他接着继续提出了一种相应的说明，认为科学家是一些力图通过实验去把握现象中的似律性的人，明显地把科学家掌握规律与作为知觉之基础的思维过程联系了起来。从1878年的演讲和生理光学第三卷中的相应讨论来看，在对无意识推理的规范描述与随后关于实际知觉过程的说明之间明显地存在着一种张力。在生理光学中，亥姆霍兹在有关感觉原因的一些判断的

36、形成中把一个主动作用归因于感知者，而在随后的几个部分中他似乎只提到被动的联想过程。他把局部符号与视觉方向的匹配归因于记忆中各种联想的纯粹被动的聚集，而不是将之归于主动的判断过程。尽管前后两次说明有所不同，但亥姆霍兹却认为它们彼此之间并不冲突，相反，他认为它们是相同的。在他看来，无意识推理可以完全根据记忆和联想的普通功能得到解释。通过作为科学结论发现之基础的归纳过程，那些用于视觉定位的一般规律就形成了，在每个例子中，一般规则都产生于记忆的联想过程中的一些特殊经验。所以在后来对一种基于联想之上的规则的应用中，也就不再需要任何主动的过程。在亥姆霍兹的论述中，感知者的主动作用被限制在通过肌肉活动检验那

37、些通过联想而形成的定位规则。在生理光学的结论部分中，亥姆霍兹明确地认为联想律是心理学的基本规律，而从这些规律中会得到包括那些关于空间知觉中推理过程的解释在内的一些心理学解释。3经验主义认识论亥姆霍兹早期接受了一种经验主义体系，因此他在一种改变了的意义上是洛克的追随者，后者是拒绝存在先验思想的英国哲学家。洛克认为，在思维中除了通过感觉印象而得到的东西之外没有其它东西，大脑最初是一块白板，随时准备接受来自外部世界的书写。知识来自感官知觉或感觉，而且部分来自内部知觉或反省。外部物体通过感官而被认识到，而在内部存在着靠一种内部感觉而得到的关于心理现象的理解 MKendrick 1899, p. 251

38、。与洛克的经验主义不同，笛卡尔、斯宾诺莎和莱布尼兹主张精神能够依靠它自己的力量而超越经验的限制最终达到真理。洛克与莱布尼兹两派的观点差异很大，它们之间的争论也持续不断，直到康德出现为止。在纯粹理论批判中，康德详细分析了知识的来源、范围和界限。康德作出以下区分：先验和后验判断；分析和综合判断。他认为，一个后验的判断是建立在经验基础上的，而一个先验的判断具有普遍性和必然性的标记，由此得出后一种判断要么绝对独立于经验，要么在所用的概念是从其它以前得自经验的概念中进行推论而来的意义上说，它们是相对独立的。基本的算术判断是分析的，而所有的几何判断都是先验综合的。另外，他甚至把一般的物理学概念也归为先验综

39、合判断，因为康德认为这些陈述是真实的，它们远离一切经验。同样，因果律、我们关于时空的观念、我们关于三维空间的观念都有先验的来源，因为我们天生拥有这些观念，它们是与生俱来的或者说它们是先验的。MKendrick 1899, p. 255亥姆霍兹很早就被带入与康德哲学中先验观点的冲突之中。在他看来，先验观点似乎暗含着某些概念是靠外部的或超自然的力量而放入头脑中的，这显然与科学的世界观是相冲突的。在关于能量守恒的论文中，亥姆霍兹断言，以理解自然界为目标的科学必然是从假设自然界的可理解性开始的。换句话说，自然界必须能解释自身，而且它需要拥有解释每件事物所必须的所有内容。1847年以后他在生理学中所从事

40、的研究，特别是那些关于感官的研究，使他得到了一些不同的观念。例如，一种生物认识外部世界是通过利用感觉器官和肢体运动来实现的，虽然这些运动最初似乎是无目的的，但经过训练后，就可以与感觉印象联系起来。不过，亥姆霍兹也意识到了反对经验主义观点的力量，因为某些动物在来到世界之初时似乎已经拥有了许多知识。为了支持经验主义立场，亥姆霍兹向康德关于空间本质的观点和几何公理的先验性提出了质疑。生理光学领域的相关研究，例如双眼单视觉现象、网膜对应点 网膜对应是两眼中成对的视觉细胞之间的内在联系，一个物体的像刺激这些成对的细胞，然后它们把得到的信息传给大脑，并在空间同一方向形成一个单一的视觉印象。理论（Theor

41、y of Corresponding Retinal Points）以及不同情况下双眼单视界 两眼的视轴辐合到外界某一点时，由于刺激作用到两视网膜的对应点上，就产生单一的视觉。如果其他外界刺激也作用到两视网膜的对应点上，它们所引起的视觉也是单一视觉，并在注视点的同一平面上。而且满足以上刺激条件而产生单一视觉的各点在外部空间会形成一个圆周，这个圆周就叫做双眼单视界。（Horopter）的几何形状等问题，使他对康德关于空间的学说产生了质疑并且提出了很多自己的看法。众所周知，康德认为空间和时间是直观形式。所以，几何判断的正确性取决于空间的先验本质，而算术判断取决于时间的先验本质，既不与空间也不与时间

42、发生联系的事物是不可知的。亥姆霍兹在研究双眼单视界中发现，视网膜上出现的两种不同感觉在意识中混合在一起，而这种混合无法从解剖学上得到解释，实际上也就没有解剖学的基础，他认为它是由于一种心理作用而产生的，而这种心理作用是经验的结果。空间位置的感觉并不是天生的，而是推理或理解力作用的结果。所以不必在局部视觉符号和空间中的某些对应位置之间确立一种一致性，而是在表述和思考的规律与外部世界的规律之间存在一致性。MKendrick 1899, pp. 260261此外，亥姆霍兹还特别考察了欧氏几何公理的来源问题。在几何学的基本命题中有一些不需要证明而仍然有效的陈述，它们被称为公理。例如，两点之间有且只有一

43、条直线；不共线的三点确定一个平面；过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行。不过，问题很快就随之出现了，即经验结果在多大程度上与逻辑过程混和了起来？显然，在几何构造问题中，这些公理在所有可以想象的情况下都是正确的。欧几里得的证明方法是确立线、角、平面图形、立体图形等的全等性，并且它是通过使一个图形在不改变其形状和大小的情况下应用到另一个图形上而完成的。然而，这种确立全等性的方法暗含着一些机械运动，并且通过这些机械运动我们获得了经验。如果实际情况正是这样，那么全等性的每一证据就都依赖于经验。为了给出说明，亥姆霍兹设想了一些生活在不同于我们的世界上但具有我们一样的知觉的生物。在通常情况下，大脑很

44、容易想象生活在一个平面上的二维生物，并且它们没有感知平面以外任何事物的能力。这种生物的几何学将会表明一个点的运动画出一条线，线的运动画出一个面，但它们不能想象平面运动产生的形状。由于生活在一个无限的平面上，所以它们的几何学将是平面几何。然而，我们可以设想不是生活在一个平面而是一个球面上的智慧生物。它们的最短线将会是通过两个端点的大圆的一段弧。在一个平面上，任何两点之间可能只有一条最短的线，一般情况下这也符合球面上的两点，除了当两点是直径的两个端点，在这种情况下两点之间可以画出无数条最短的线。因此，球面上的居民就会对平行线一无所知，它们会说两条直线一定交于两点或者构成同一直线的不同部分。一个三角

45、形的各角之和将总是大于两个直角，并且随着三角形表面的增加而增加 MKendrick 1899, pp. 262263。此外，亥姆霍兹还设想了生活在椭球形表面上的智慧生物的几何学。在这个表面上的不同地方不可能构造两个全等的三角形，而且两极处的三角形与赤道处的三角形也不会全等。最后，亥姆霍兹讨论了伪球面几何学。 最先研究这种表面的人是贝尔特拉米。伪球面上最直的线可以无穷地被产生出来，但它们并不能像球面的情况那样回到自身上来。在这种表面上，任何两点之间只有一条最短的线是可能的，但是关于平行线的公理不再有效。与平面和球面一样，它有自己的常曲率，所以在这种表面上某个部分构造的图形可以移动到任何其它位置而

46、保持形状和大小的全等。亥姆霍兹认为在三维空间中，我们可以设想一个住着一些没有厚度生活在两个无限靠近的夹层之间的生物的二维空间，它们可以从一边到另一边来回运动。但是，我们不能设想一个四维空间，因为我们没有形成这种观念的任何器官。然而，并不能因此得出结论认为也许不存在四维或者任意维数的空间。如果我们看到任何事物进入第四维空间中，那么它将会从我们的视野中消失，并且我们完全不能紧跟其后或想象它去哪了。但是，生活于二维或一维空间中的智慧生物能发展出一种他们自己的几何学，它们的公理将会像我们自己的欧几里得公理一样 MKendrick 1899, pp. 265266。另外，某种生活在一个球面或伪球面上的智

47、慧生物，在这种情况下欧几里得公理不再有效，可能会发展出一种球面或伪球面几何学。这种非欧几何学实际上已经被罗巴切夫斯基和贝尔特拉米设想出来了。从这些数学思考中，亥姆霍兹最终得出以下结论：康德关于公理的先验假设是没有证据的；这种假设是不必要的；它对于解释真实世界是没有价值的。尽管如此，他也非常小心地不去否认空间可能是先验的这种观点，虽然几何公理可能不是先验的而是建立在关于我们所生活的空间中的事物状态的经验之上。所以，亥姆霍兹认为公理是经验的，和其它自然规律一样是从观察和归纳中得到的。三 亥姆霍兹的成熟时期哲学思想：自然规律的客观性亥姆霍兹有关力和物质概念的形而上学实在论观点发表之后，招致很多物理学

48、家和哲学家的批判，尽管如此，在很长的一段时间内他仍然坚持这种观点。甚至在1855年当英国物理学家兰金提出要将物理学作为一门不用假设原子和力等概念的能量学来重建的想法时，亥姆霍兹断然声称自己与前者在基本哲学观点的出发点上是不同的。1862年，他再次指出真正理解复杂的自然过程需要从可感知的现象中抽象出一些概念。1867年，他仍然声称力和物质概念只不过是从不同方面看待相同自然对象的抽象方法，因而力和物质都不能直接地被感知而只能从经验事实中推断出来。与以前一样，他仍然坚信物体的特性是从物质中发出的力作用于我们感官而产生的结果。直到1869年在奥地利因斯布鲁克举行的自然科学大会的开幕致词中，亥姆霍兹还介

49、绍了自己的形而上学实在论立场。他说，如果运动是世界中所有变化背后的根本原因，那么一切基本的力都是运动力。据此而言，科学的最终目标就是去发现所有的运动和运动力，也就是说把一切事物都还原成力学。然而，亥姆霍兹的因斯布鲁克演讲也显示了他在力的概念上的一些重要变化。此前，力的概念在他的科学哲学中占据着根本地位，而现在它被自然规律概念所取代。亥姆霍兹一直以来认为力是现象背后的真正实在，把握现象意味着去发现隐藏在它们背后的不变的运动力，而现在对他而言，力只代表着自然现象之中那些受自然规律支配的各种联系，它涉及到对事实的分类。另外，从亥姆霍兹在1881年为守恒所作的评注中也可以看出他前后观点的变化。在那里，

50、他声称因果关系原则，即假设现象背后存在着按因果关系起作用的力，实际上只是为一切自然现象的似律性而提出的假设。显然，这种重新解释剥夺了亥姆霍兹此前为力的概念所确立的形而上学地位。以前，力（和物质）是本体论意义上的基本概念，它们是感官不能达到的，而现在它们只相当于一种似律关系并被理解成一些感觉之间的联系。但是，亥姆霍兹也明确指出，并非所有关于现象的分类都代表一种力的概念。为了便于记起我们的经验，通常的做法是把它们归入某些普遍规则之中，这些规则只不过是一些任意选取的工具。与这种情况不同的是，真正的自然规律则具有向我们展现它们本身是一种不受我们控制的外部力量的特性。他说，如果我们确信存在自然规律必定起

51、作用的条件，那么我们一定会感受到外部世界中的物体所施加的作用和我们的感觉，这种情况不是任意发生的，而是无法选择并且无需我们的干预。所以，我们面对的规律是一种客观力量，正是因为这个原因，我们称之为力 Cahan 1993, p. 475。基于对力作出的重新解释，亥姆霍兹进一步指出，当我们说一个力存在的时候，这就意味着在自然界中客观存在着某个受自然规律支配的关系，它并非主观地存在于我们的意识之中。所以，谈论一个力作用于一个物体并不涉及隐藏于现象背后的根本实体的任何方面，确切地说，它表明在某些情况下该物体具有某个加速度。由此可见，在亥姆霍兹看来，力已经从实体性概念变成了假设性概念（自然规律）。在因斯

52、布鲁克演讲之后，亥姆霍兹逐渐表现出要重新解释他早期的形而上学实在论的某些部分的倾向。对他而言，力已经从一个重要的基本概念变成某种意义上的空洞概念。他甚至认为力所意指的只不过是一种纯粹现象描述中所包含的东西，这与马赫等人的实证主义观点并无多大差异。亥姆霍兹关于力的观点前后发生的变化暗含着他对科学理论的基本概念所持观点发生的一个重要转变。在早期的守恒中，科学的真正对象必须被假定为一种从经验中抽象出来的形而上学的必然物，因为这样科学才能以它为基础而且感官知觉也才能够归结为它。然而，到了19世纪60年代末以后，对科学的真正对象的认识变成了一个永恒的目标，我们可以通过研究经验现象而接近它，但是决不能完全

53、把握它。就此而论，以前力的概念是科学得以建立的基础，而现在它仅仅是一个假设，只能逐步得到确证但决不能彻底地被证实，更不用说要证明其必然性了。也就是说，以前科学的对象是一个具有形而上学必然性的科学预设，而现在它变成假设的合理关系的总和，这是一个永远达不到的虚构边界。在这期间，除了力的概念的转变以外，亥姆霍兹还发展了他对几何学基本概念的经验主义批判。因为如果力的概念不能从形而上学上加以证明，那么所谓的几何概念的形而上学地位也是有问题的。与力学原理一样，几何公理实际上是这样一些断言，它们可以通过观察而进行检验，如果不正确，最终还可以被反驳掉。因此，给予科学一个形而上学基础的一切可能性被取消了，而这个

54、形而上学基础是康德所深信的。在19世纪60年代后期，严格地说是在他完成生理光学第三卷之后的几年里，亥姆霍兹对几何公理之基础的考察，与他对力的概念的重新解释是有很大关系的，当然这也归因于此前他在生理学研究中发展起来的经验主义立场。尽管亥姆霍兹改变了力的概念从而使它具有一定实证主义的特点，但他并没有完全放弃形而上学实在论，而是保留了他早期机械论观点中的许多形而上学的和实在论的成分。与马赫等人不同，他并不认为科学的对象是现象的总和，相反他谈论的仍然是一些隐藏在现象背后的不变基础，它们存在于现象变化背后却对我们产生作用 Cahan 1993, p. 477。相比他早期的观点而言，亥姆霍兹现在所认为的不

55、变基础不再通过先验的物质和力的概念去把握，而是用自然规律的概念去获得。很明显，在他早期和后来的观点中，作为我们知觉之基础的实在对于我们的感官而言仍然是隐藏着的，而且只能凭推测或间接地推断而得到。由此可见，亥姆霍兹并没有放弃为科学的基本概念建立形而上学基础的想法，只是他开始更倾向于一种经验方法。尽管如此，从这些新建立起来的概念中得到的最终推论仍然远离我们的感觉经验，这一点与以前是一样的。然而，亥姆霍兹认为自然规律提供给我们的只是一个模糊的反映，它们只是实在的一个有限部分，因此他坚持的仍然是一种形而上学本体论。鉴于此，在某种意义上说他拒绝了一种形而上学而同时又建立了另一种形而上学。概言之，亥姆霍兹

56、早年信奉实体论的本体论，现在更相信自然法则是对实在的最好说明。值得一提的是，亥姆霍兹认为在不断变化的现象背后存在着一种数量上不变的东西，它被称为实体或原因。我们只能感知各种现象之间的似律关系或稳定的关系，而这种实体本身是感知不到的。只有通过艰苦的工作才能从似律关系中得到一种对我们面对的实在力量的模糊预感，但它绝不会被彻底地理解。无论科学如何成功，我们都不能确信已经达到了现象的最终不变的基础，而只能通过增加对这种实在范围内的似律性的认识，进而逐渐地接近它。概括来说，亥姆霍兹与实证主义者之间有两点重要差别。其一，亥姆霍兹认为规律在某种程度上接近于实在。随着科学研究的逐步深入，更多的事实将会被控制在

57、科学规律之下，同时更多的假设成分会从这些规律中被去掉，而且他认为一个规律包含多少实在的东西取决于它的普遍性程度。相比而言，实证主义者则主张所有规律都是假设的和暂时的，它们体现的各种现象之间的关系并不反映一种实在的结构。其二，亥姆霍兹与实证主义者之间的区别还反映在他对避免采用像力这样的抽象概念来简化物理学的做法所持有的保留态度 Cahan 1993, p. 478。尽管亥姆霍兹后来承认，在表达牛顿第二定律时可以不用力的概念而只需涉及一些可观察事实，不过在他看来，使用力的概念可以使语言表达得更为简洁，因而它是一个令人满意的概念。在1871年纪念马格努斯的演讲中，亥姆霍兹还指出他和他的一些同事在从事

58、科学的过程中还没有将实验事实与那些纯粹文字上的定义和假设分离开来。甚至有人还声称把这些成分的含糊混合物视为具有形而上学必然性的公理，并且声称它们的结果与某种必然性类似 Cahan 1993, p. 479。显然，这里暗含着亥姆霍兹对早期，尤其是守恒导言中的哲学观点的自我批判，也表明他对科学的理解确实发生了很大变化。所以，在论及亥姆霍兹在1869年前后改变了他关于力和物质概念的观点时，这并不意味着他就离开了此前对形而上学实在论问题的考虑，或者说他未必不会去设想一种新的替代方法。而且事实 Cahan 1993，p. 479 也证明，亥姆霍兹的观点前后确实发生了深层次的变化。于是，需要进一步回答的问

59、题是，既然亥姆霍兹关于力和物质概念以及科学目标的理解前后发生了巨大变化，那么促成这种变化的原因是什么，而且这种变化又为什么出现在19世纪60年代末。就目前的研究来看，有两个重要原因是不可忽视的，其一是前面提到的费希特行动哲学的影响，其二是法拉第等英国物理学家的影响。从亥姆霍兹的传记中可以看到，他与英国许多科学家都有广泛而长期的联系，甚至建立了深厚的友谊 Koenigsberger 1906。这些人大多是当时物理学和生理学等领域的权威人物，其中包括法拉第、汤姆孙、麦克斯韦和廷德尔等人。其实亥姆霍兹也承认这些人对他的哲学观点的影响，他曾这样说，主要是法拉第的影响使数学物理学得到了很大发展，也就是说远离了假定的形而上学的设想而走向直接的认识。法拉第的主