皮埃尔·迪昂 Duhem, Pierre (Roger Ariew)

首次发表于 2007 年 7 月 13 日星期五；实质性修订于 2022 年 3 月 8 日星期二

皮埃尔·迪昂（1861-1916 年）是一位法国物理学家、科学历史学家和哲学家。作为一名物理学家，他倡导“能量论”，认为广义热力学是物理理论的基础，即认为所有化学和物理学，包括力学、电学和磁学，都应该可以从热力学的第一原理推导出来。在科学哲学方面，他以理论与实验之间的关系而闻名，认为假设并不会直接被实验推翻，并且在科学中不存在关键实验。在科学史上，他在中世纪科学领域做出了大量开创性的工作，并捍卫了中世纪科学与近代早期科学之间的连续性论点。

生活与作品

皮埃尔·迪昂于 1861 年 6 月 10 日出生在巴黎，位于 Rue des Jeûneurs 的一处朴素的街区，靠近大通り，蒙马特山的南部。他的父亲皮埃尔·约瑟夫·迪昂是佛兰芒人，是一个大家庭中的长子，该家庭居住在法国北部工业城市鲁贝。在父母去世后，皮埃尔·约瑟夫被迫中断与耶稣会的学习，以养家糊口。他在纺织行业担任销售代表，但从未放弃对知识的热爱；据说晚年时，他随身携带着一位拉丁作者的著作。皮埃尔·迪昂的母亲玛丽-亚历山德琳·法布尔在母亲一侧是来自于休博-德洛姆家族，这是一个在 17 世纪定居在巴黎的资产阶级家庭。她父亲的家族最初来自于卡尔卡松附近的南部小镇卡贝斯普林，正是在那里，他们仍保留并且皮埃尔大部分夏天都会回去的一座房子里，他于 1916 年 9 月 14 日去世。

迪昂一家确保皮埃尔接受了良好的教育。从七岁开始，他就与一小群学生一起接受私人课程，学习语法、算术、拉丁文和教义。他在 1870 年 10 月经历的沙托敦围困事件写的一封信证明他在九岁时已经是一位有文化的作家。年幼的迪昂见证了一些令人不安的时刻，法普战争一直持续到 1871 年 2 月的停战协定，而巴黎公社则于 3 月爆发。迪昂一家避开了普鲁士人对巴黎的进攻，但却卷入了沙托敦的围困；他们勉强逃到波尔多，停战后才返回巴黎，正好在巴黎公社爆发前。这场社会实验只持续了两个月，但为法国文化带来了一些深远的变革，这些变革在后来被永久确立时产生了重大影响。公社的法令之一是将教会与国家分开，将所有教会财产变为公共财产，并将宗教排除在学校之外。迪昂一家不赞成这些措施，尤其对公社中最激进分子采取的一些极端行动感到不满，比如亵渎教堂和坟墓。对于迪昂一家来说，公社是无政府状态和非宗教的典范。

1872 年的秋天给迪昂家庭带来了两场重大悲剧：一场白喉流行病夺走了皮埃尔的妹妹安托瓦内特和刚出生的弟弟让，只留下皮埃尔和安托瓦内特的孪生姐妹玛丽。皮埃尔在巴黎的天主教学校斯坦尼斯拉斯学院继续接受教育（作为寄宿生），从 1872 年开始，持续了十年。成熟的迪昂回忆起他的大学时代是最具形成性的。特别是，他特别提到他的科学老师对他的重要影响。

让我们回到大约二十五年前，当我们在斯坦尼斯拉斯学院的数学课上接受物理学方面的第一次启蒙。给予我们这一启蒙的人，朱尔·穆蒂埃，是一位巧妙的理论家；他那敏锐而极具洞察力的批判意识，准确地辨别出许多其他人毫无异议接受的体系的弱点；他探究的心思的证据不乏其人，物理化学归功于他其中一条最重要的定律。正是这位老师在我们心中栽下了对物理理论的钦佩以及为其进步做出贡献的愿望。……作为穆蒂埃的门徒，我们是作为一个坚定的机械论者来接近在巴黎高等师范学校进行的物理课程的。（1914, 417–18; 1954, 275–76.）

迪昂的科学老师朱尔·穆蒂埃尔后来在巴黎综合理工学院任教，并出版了一些著作，包括《热力学及其主要应用》（巴黎：戈蒂埃-维拉尔出版社，1885 年）。迪昂在他的化学解离理论和热力学中认识到了乔赛亚·威拉德·吉布斯的化学理论的首次表述，而吉布斯是迪昂后来重要的影响者。

在 1882 年，迪昂（Duhem）入读了享有盛誉的世俗高等教育机构——巴黎高等师范学校（Ecole Normale Supérieure）。当他进入巴黎高等师范学校时，他在科学部门中名列前茅，约有 30 名学生被选入，而这些学生是当年法国最优秀的 800 名左右的毕业生中挑选出来的，他在那里的岁月中始终名列前茅。巴黎高等师范学校的课程通常为三年；迪昂获得了第四年的资格，并作为预备教员留了第五年。他在 1883-1884 学年结束时获得了数学和物理学的许可证。在他的最后一年，迪昂被提供了在路易·巴斯德（Louis Pasteur）实验室担任化学家-细菌学家的职位，尽管他拒绝了这个职位，因为他渴望从事理论物理学。

迪昂（Duhem）职业生涯中的一个转折点发生在 1884-1885 学年，当时他只是一名大三学生。迪昂为他的博士学位提交了一篇物理学论文。这篇论文是关于热力学势能的，题为《热力学势能及其在化学力学和电现象研究中的应用》，被由物理学家加布里埃尔·利普曼（Gabriel Lippmann）和数学家夏尔·埃尔米特（Charles Hermite）以及埃米尔·皮卡尔（Emile Picard）组成的评审小组拒绝了。主持评审的利普曼似乎做出了一项政治决定。著名的法国科学出版商埃尔曼（Hermann）在接下来的一年出版了这篇论文的一个版本。迪昂在应用数学领域又提交了另一篇论文，关于感应磁化理论，题为《感应磁化》，并于 1888 年 10 月获得博士学位；这一次，物理学家埃德蒙·布蒂（Edmond Bouty）、数学家加斯东·达布（Gaston Darboux）和数学家兼物理学家亨利·庞加莱（Henri Poincaré）组成的评审小组接受了这篇论文。要充分理解这些事件，必须深入探讨 19 世纪末法国社会、文化和思想背景。在法国科学家主要是自由主义者和反教权主义者的时代，迪昂公开表明自己是保守派和虔诚的信徒；他也是固执而常常好争论的。法国学术界的结构无疑也是这件事的一个因素。然而，通常在这个案例中引用的具体动机是利普曼的“嫉妒”和迪昂的论文驳斥了最大功的原则：化学变化倾向于自发产生最大热量。这是马塞兰·贝尔特洛（Marcellin Berthelot）的珍视论点之一，他是利普曼的朋友，也是法国科学界的一个重要人物。据报道，贝尔特洛曾说：“这个年轻人永远不会在巴黎教书。”贝尔特洛的命令成真了。迪昂在省级大学度过了他的学术生涯，远离法国学术生活的中心巴黎。他的教学职位使他从里尔到雷恩，然后短暂地到波尔多，最终在那里度过了余生，但从未到过巴黎。

迪昂（Duhem）于 1887 年 10 月在里尔科学院（Faculté des Sciences at Lille）担任讲师一职。在那里，他遇见了阿黛尔·夏耶（Adèle Chayet），并于 1890 年 10 月与她结婚。他们的女儿埃莱娜（Hélène）于 1891 年 9 月出生。不幸的是，阿黛尔在随后的夏天分娩时去世；新生儿也未能幸存。迪昂从未再婚。他把埃莱娜的抚养工作交给了在他父亲皮埃尔·约瑟夫（Pierre-Joseph）去世后与他同住的母亲。里尔的情况对迪昂变得恶化。他从不退缩于争论，与他所在学院的院长就一件小事发生争执：一名助手未能在学生的许可考试期间为迪昂的实验室开门。这名助手向院长抱怨迪昂的虐待，院长要求助手写一封道歉信；迪昂拒绝了道歉并与院长发生争执，院长随后将此事告知校长，并进一步投诉迪昂。这个小问题升级为巨大争端，迪昂在 1893 年学年结束时请求并获得了职位调动。在这些关键时期，迪昂非常努力地从事科学研究。他出版了六本书：一部关于流体力学、弹性学和声学的两卷本作品，他关于电学和磁学的讲座，共三卷，以及一部物理化学导论。迪昂是最早赏识 W·J·吉布斯（W. J. Gibbs）工作的人之一，他在 1887 年撰写了对吉布斯的《异质物质平衡》的最早批判性审查，并后来推动了吉布斯作品的法语翻译（迪昂，1907 年）；关于迪昂 1887 年关于吉布斯的论文以及他对热力学原理的评论，1892 年至 1894 年，请参阅迪昂 [CPT] 的英文翻译。

在 1893 年 10 月，迪昂离开里尔前往雷恩。他只待了一年，于 1894 年 10 月前往波尔多。他希望在巴黎获得一个职位。他在许多科学领域、科学哲学和科学史领域发表了大量且高质量的著作，但这并没有改变他的处境。在生命的晚年，他被邀请担任法国学院科学史新设立的讲座，但他拒绝成为候选人。自豪而固执的迪昂告诉他的女儿：“我是一名理论物理学家。要么我在巴黎教授理论物理，要么我就不去那里。”

迪昂的履历，写于 1913 年，标志着他被提名为法兰西科学院非常驻院士（1917 年，41-70 页），列出了 350 多项内容，其中约 50 项是书籍。从 1880 年代中期到 1900 年，迪昂的主要兴趣是科学，涉及热力学和物理学，但直到 1911 年仍在出版有关弹性和能量学的著作。在 19 世纪 90 年代，他仍在里尔时，开始撰写有关方法论问题的论文，这些论文最终成为他在科学哲学领域最具影响力的著作，被翻译成英文出版，包括《物理理论的目的和结构》和《拯救现象》。也是在 19 世纪 90 年代中期，迪昂开始发表他的第一篇有关科学史的论文，开启了通往 1904 年对科学史新理解和他关于中世纪与近代早期科学连续性的论点的道路。这一道路最终导致了诸如《列奥纳多·达·芬奇研究》和《世界体系》等重要的历史著作。

迪昂在热力学和物理化学领域做出了许多持久的贡献。其中包括迪昂-马古尔和吉布斯-迪昂方程，这些方程处理热力学中的可逆过程，作为准静态极限过程，并给出吉布斯相律的一般证明。这些结果是在一个名为“能量学”的广义热力学计划的背景下获得的。事实上，迪昂的整个科学计划都受到这样一种信念的驱动，即广义热力学应该成为物理理论的基础，认为所有化学和物理学，包括力学、电学和磁学，都应该可以从热力学第一原理推导出来。迪昂从热力学势的概念出发（这也是他失败的论文的主题），将其部署在与力学中的势相似的方式中，以表示所有物理和化学变化。这一计划在他 1911 年的《能量学论》中得到了成熟的阐述；它受到了 19 世纪末能量学家的好评，如威廉·奥斯特瓦尔德和乔治·赫尔姆。能量学对迪昂如此重要，以至于他在科学史和哲学方面的工作被视为捍卫其目标和方法的尝试。最近，尼尔·马丁等人认为迪昂的工作中宗教动机的重要性（见马丁 1991 年，雅基 1991 年），并且在迪昂的著作中清楚地表明，他期望科学的终点与天主教教义相协调。

无论迪昂最初的动机是什么，他的历史和哲学工作都拥有了自己的生命。人们无法阅读迪昂众多的历史和哲学著作，并认为他的劳动仅仅是为了能量学服务，他的作品的唯一目标只是为了捍卫其方法和历史地位。毫无疑问，能量学可能贯穿迪昂各种作品，毫无疑问，这些作品与他所构想的能量学方法相协调，但能量学不能是全部故事。

科学哲学

迪昂的早期方法论观点反映了 19 世纪末的实证主义：物理理论仅仅是记忆的一种辅助，通过提供它们的符号表示来总结和分类事实；物理理论的事实与常识和形而上学不同，尤其是与当时流行的机械理论不同。迪昂的立场立即遭到天主教工程师尤金·维克尔的攻击，理由是将物理学与形而上学分开意味着物理学是唯一真正的知识（另一个实证主义论点），因此向怀疑论让步太多。维克尔提出了一个重要观点，因为在世纪之交，教会正式致力于新托马斯主义，其通常是理性辩护（见马丁 1991 年，第 2 章）。在他的回应中，迪昂采取了一种准托马斯主义立场：形而上学是一种真正的知识形式，比物理学更优越，但与之分开，因为它有不同的对象，并受不同方法的支配。这种立即的回应相当符合新托马斯主义的框架，尽管它没有走得那么远，将不同形式的知识重新统一为包括宇宙学和形而上学在内的科学等级体系。迪昂的成熟立场略有不同，包含三个关键思想，这些思想在各种场合得到了阐述：（1）事实对理论的不确定性，通常被称为迪昂论题，（2）拒绝在物理学中使用形而上学和模型，以及（3）自然分类作为物理理论的终点。

反对“牛顿方法”：迪昂论题

迪昂的工作对维也纳学派的成员，包括奥托·诺伊拉特和菲利普·弗兰克，以及恩斯特·马赫都具有重要意义（有关迪昂和马赫在思维实验和常规主义方面的比较，请参阅 Buzzoni 2015）。尽管迪昂持保守信念，但他的工作也被维也纳政治界人士采纳，比如弗里德里希·阿德勒，他于 1908 年将《物理理论》翻译成德语。迪昂论题在 20 世纪 50 年代通过 W·V·O·奎因的工作充分出现在英美哲学中。在奎因的《经验主义的两大谬误》中，第二个谬误是还原主义，即“每个有意义的陈述都等同于一些涉及直接经验的术语构造”（1953 年，20 页）。奎因认为还原主义是一个毫无根据的教条。他断言，尽管还原主义已经不再出现在一些经验主义者的思想中，但仍然存在一种更微妙的还原主义形式，即每个陈述单独看待可以接受证实或证伪。针对这一教条，奎因建议“我们关于外部世界的陈述不是单独面对感官经验的法庭，而是作为一个整体”（1953 年，41 页），并在他的论文集《从逻辑观点看》中重新印刷的文章的脚注中说，这一理论是由皮埃尔·迪昂很好地论证的。奎因继续详细阐述了一种“没有教条的经验主义”，其中知识被比作一个力场，其中“与外围经验的冲突引起了场内的调整”（1953 年，42 页），并且“如果我们在系统的其他地方做出足够大的调整，任何陈述都可以被认为是真实的”（1953 年，43 页）。由于奎因提到迪昂，由两个子论题形成的论题被称为迪昂-奎因论题，即（i）由于经验性陈述相互关联，它们不能单独被证伪，以及（ii）如果我们希望保持某个陈述为真，我们总是可以调整另一个陈述。子论题（i）的前提通常被称为“整体主义”。奎因仅将子论题（i）归因于迪昂；迪昂可能会认为子论题（i）是他的产物，但不会完全同意奎因的表述。

迪昂并不声称，当与经验存在冲突时，我们总是可以在系统的其他地方进行足够的调整。他提出了一个更弱的主张，在其他方面也受到限制，但等效于：当与经验存在冲突时，被证伪的必然是模棱两可的。迪昂对他的不可证伪性论点的表述是：“如果预测的现象没有发生，不仅会对质疑的命题产生怀疑，而且还会对物理学家使用的整个理论支架产生怀疑”（1914 年，281 页；1954 年，185 页）。他没有采取第二个奎因式的步骤，即无论如何都认为某个陈述是真实的，而是说“实验教给我们的唯一一点是，在用来预测现象并验证其未发生的所有命题中，至少有一个错误；但错误在哪里，实验并没有告诉我们”（1914 年，281 页；1954 年，185 页）。他提到了当实验与理论的后果相矛盾时可以采取的两种可能方式：一个胆小的科学家可能希望保护某些基本假设，并试图通过引入各种错误案例和增加修正来使事情复杂化，而一个更大胆的科学家可以决定改变支持整个系统的一些基本假设（1914 年，329 页；1954 年，216-217 页）。科学家并没有成功的保证：“如果他们都成功地满足了实验的要求，每个人都有逻辑上的权利宣布自己对所完成的工作感到满意”（1914 年，330 页；1954 年，217 页）。

此外，迪昂并未直接论证不可证伪论点。他似乎将其视为另一个命题的明显推论，即物理学家永远无法将孤立的假设提交实验检验的非分离性命题：“试图将理论物理学的每个假设与支撑这一科学的其他假设分开，以便将其孤立地提交观察的检验，这是在追求一个幻想”（1914 年，303 页；1954 年，199-200 页）。

迪厄姆主义通常出现在迪厄姆对归纳方法（或他所称的牛顿方法）的批判中，该方法拒绝对不可感知的物体和隐藏的运动提出任何假设，只承认通过从观察中归纳得知的一般定律。迪厄姆指责这种方法难以控制；他断言，只有当科学的认识手段是常识的手段时，科学才能遵循牛顿方法：“当科学不再直接观察事实，而是用仪器给出的、仅由数学理论定义的量的测量代替它们时，归纳就不能以牛顿方法要求的方式实践了，”（1917 年，153 页；[EHPS，234]）。他明确指出，一些科学可以使用牛顿方法，通过从观察中归纳出其原则，并根据测试结果进行证伪。迪厄姆认为归纳主义的问题在于它不能被所有科学使用。对于迪厄姆来说，不可证伪性论是不可分离性论的一个结果，而不可分离性论是一个依赖于不统治所有科学的因素的经验论断。这也得到了迪厄姆在《物理理论》中的断言的支持，他在那里宣称自己对调查设定了狭窄的限制，并将其概括限制在物理学范围内；当他首次宣布不可分离性论时，他将其宣布为一个关于物理学家的原则，其后果将在本书的其余部分中得到发展。

迪昂在他的一生中曾面对过奎因风格的论文扩展，并曾经拒绝过。在 1913 年的论文《物理理论的逻辑审查》中，迪昂勾勒了构成迪昂论文的一系列命题，并陈述道：

在物理理论价值问题上，我们与各种实用主义学派保持独立，无论何种情况下，我们都不是他们的追随者之一。我们对物理实验的分析表明，事实完全被理论解释所贯穿，以至于在这些实验中，无法将事实孤立地表达出来。这种分析在许多实用主义者中得到了极大的赞同。他们将其扩展到最不同的领域：历史、解经学、神学。 (1917, 156 [EHPS, 237])

因此，早在 1913 年，杜安的论文范围已经超出了杜安的意图。“我们刚才引用的几位作者经常从这种物理实验方法的分析中得出超出物理学范围的结论；我们不会跟随他们那么远，但会始终保持在物理科学的范围内”（1914 年，218n; 1954 年，144n）。尽管杜安没有确定这些作者，但早在 1905 年，他在《物理理论》的一个脚注中声称，他的一些朋友和熟人，特别是加斯东·米约、埃德华·勒罗伊和约瑟夫·威尔博瓦，已经采纳了他对实验方法的分析，正如他早期文章中所讨论的（1914 年，217-218n; 1954 年，144n）。这些思想家，连同杜安的非常好的朋友莫里斯·布隆德尔，被威廉·詹姆斯在 1907 年的《实用主义讲演》中称为“法国实用主义者”，他们被认为是“法国实用主义者”（詹姆斯，1981 年，3；快速浏览米约的《理性论》会发现大量对杜安的引用）。因此，杜安论文在其扩展形式中在 20 世纪前几十年在英语世界得到了良好的接受，早在奎因提到它之前。杜安对其论文扩展的反应如下：

我们并不否认这种延伸在某种程度上是合法的。无论问题有多么不同，总是同一个人类智力在努力解决它们。同样地，理性采用的几种程序中总是有一些共同之处。但是，如果我们注意到我们各种科学方法之间的类比是有益的，那就要条件是我们不要忘记它们之间的差异。当我们比较物理学的方法，它在应用数学理论和使用测量仪器方面非常专业化，与其他方法时，肯定有更多的差异需要描述，而不是发现类比。(1917, 156 [EHPS, 237])

2.2 Against “Cartesian Method”: Metaphysics and Models 2.2 反对“笛卡尔方法”: 形而上学与模型

在支持他加入法国科学院的候选人资格文件中，杜安对能量学的方法与当时两种主要方法进行了对比，他称之为笛卡尔派和牛顿派的方法。我们已经讨论了他对牛顿派的批评；现在我们转向对笛卡尔派的批评。能量学的显著特征是，“它所体现的原则和由此得出的结论根本不渴望将我们感知到的物体或我们报告的运动分解为不可感知的物体或隐藏的运动”（1917 年，151 页 [EHP，232 页]）。能量学提供的是一种形式理论，具有逻辑系统的特征，它不像机械论那样将物理性质归纳为不可感知的物体，而是限制自己通过数值尺度标记这些性质的各种强度。杜安对机械论（或者说笛卡尔派和原子论者的方法）的批评是它们不是自主的。

物理学家如果希望跟随它们，就不能再仅仅使用物理学的方法。……在这里，他进入了宇宙论的领域。他不再有权利对形而上学关于物质真实本质的说法置之不理；因此，由于对形而上学宇宙论的依赖，他的物理学遭受了该学说的所有不确定性和变迁的影响。由笛卡尔派和原子论者的方法构建的理论也注定要无限增多和不断改进。它们似乎无法确保科学的共识和持续进步。（1917 年，152 页 [EHPS，233-34]）物理学家若要追随这些理论，就不能仅仅使用物理学的方法。……在这里，他进入了宇宙论的领域。他不再有权利对形而上学关于物质真实本质的说法置之不理；因此，由于对形而上学宇宙论的依赖，他的物理学遭受了该学说的所有不确定性和变迁的影响。由笛卡尔派和原子论者的方法构建的理论也注定要无限增多和不断改进。它们似乎无法确保科学的共识和持续进步。（1917 年，152 页 [EHPS，233-34]）

对于迪昂（Pierre Duhem）来说，体现“笛卡尔派”方法的当代科学家是詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）。迪昂对麦克斯韦的工作提出了三项相互关联的批评：（i）麦克斯韦的理论过于大胆或不够系统化；（ii）它过于依赖模型；以及（iii）其概念与过去的概念不连续。

皮埃尔·迪昂对这种极端大胆的指控所给出的理由是：

当一位物理学家发现直到那时为止未知的事实，当他的实验使他能够制定新的定律，而这些定律理论原本没有预见到时，他必须首先以最大的谨慎尝试将这些定律表示为已承认的假设的结果，以所需的近似程度。只有在确信到目前为止理论处理的量不能作为观察到的量的符号，接受的假设不能从已建立的定律中得出时，他才被授权用新的量来丰富物理学，用新的假设来复杂化它 (1902, 7)。

根据迪昂（Duhem）的观点，电动力学的创始人库仑（Coulomb）、普瓦松（Poisson）和安培（Ampere）遵循了这些原则，但麦克斯韦（Maxwell）却没有。迪昂赞同地引用了安培试图使用库仑的公式来表示导线中电流的吸引或排斥。他还赞扬安培在发现法拉第（Faraday）的有关磁光旋转的实验事实清楚地表明安培无法成功后，放弃了这一尝试。但是，根据迪昂的说法，麦克斯韦并没有遵循这些原则。事实上，他甚至指责麦克斯韦沿着“相反的道路”前进。

当麦克斯韦在电动力学中引入了一个新的量，即位移电流时，当他将这个量应遵循的数学规律的形式标记为基本假设时，没有任何明确观察到的现象需要这一理论的扩展；这一理论足以表示，如果不是所有已知现象，至少是那些实验研究已经达到足够清晰程度的现象。没有逻辑上的必要迫使麦克斯韦去想象一个新的电动力学。（1902, 8.）

麦克斯韦“以令人难以置信的鲁莽”逆转了物理理论演变的自然顺序——他在需要之前就与过去决裂了。

迪昂以其对物理科学中模型使用的批判而闻名。起初，迪昂似乎试图将他对模型构建的批评与他对物理科学中工具主义的拥护联系起来。他指责英国科学家相信“理解物理现象就是构建模型”（1914, 103; 1954, 71–72），并“混淆模型与理论”（1913, 102; 1954, 71）。他特别指责麦克斯韦对这些误解，指出在他 1855-56 年的论文中，麦克斯韦仅提出“用以说明”介质理论，而在他 1861-62 年的论文中，他提出“用机械模型来代表或解释”电磁作用。迪昂甚至对麦克斯韦互换使用“代表”和“解释”这两个动词表示鄙夷。他说，“对于英国物理学家，这两个词的意思是一样的”（1902, 9）。

对于迪昂来说，代表和解释之间存在着重要的区别。他将理论分为两大类，即解释性理论和纯粹代表性理论，并认为物理理论不应被视为解释性，而应被视为纯粹代表性或分类性的。正如我们所看到的，这一论点是，为了使物理理论具有解释性，它必须从属于形而上学，而不是自主的。提到麦克斯韦和英国科学家认为这两个词具有相同含义，因此迪昂认为这是对物理理论目的的混淆的参考，这种混淆出现在将模型与理论等同起来，认为理论和/或模型所代表的是真实的。

但迪昂将对模型构建的批评扩大到数学模型以及机械模型。他认为，对于一位英国科学家来说，理论“对他来说既不是对物理定律的解释，也不是对物理定律的理性分类，而是这些定律的模型，一个并非为了满足理性而建立的模型，而是为了想象的愉悦而建立的模型”（1914 年，117 页；1954 年，81 页）。抱怨是明显的：模型构建在物理理论中没有真正的位置（除了一个较小的启发作用）；它既不能建立在现实主义之上，即物理理论是解释性结构的思想，也不能建立在工具主义之上，即物理理论是分类或代表性结构的思想。事实上，模型构建甚至与更高的智力能力——理性无关，而是与更低的想象力有关。因此，迪昂对模型构建的批评最终根植于比他对物理科学的工具主义方法论更为基本的东西。

迪昂将模型构建从物理理论中驱逐出去（正如他之前驱逐了麦克斯韦的鲁莽），因为模型构建打破了历史连续性；事实上，模型构建不仅在历史上不连续，而且现有模型甚至在彼此之间也经常“不连续”。一些模型构建者甚至乐于构建同一法则的两个或更多模型。英国物理学家能够接受不同的模型，打破科学的历史连续性甚至其当前的统一，这正是令迪昂感到震惊的；这也是他再次确认英国物理学不是理性的产物，而是想象的产物的原因。

迪昂在其关于麦克斯韦的主要著作的结论中援引了历史连续性原则。迪昂在那里评价了他归因于海维赛德、赫兹和科恩等人的对麦克斯韦工作的解释。他引用赫兹的话称：“麦克斯韦理论中的重要内容就是麦克斯韦方程式。”他认为这是赫兹从逻辑错误和不连贯之中挽救麦克斯韦所具有价值的方式，这些错误不仅难以纠正，而且使许多杰出的数学家感到沮丧。但迪昂无法接受赫兹暗示的物理理论同一性标准。他断言，他可能会接受这样的代数标准，但“物理学家不是代数学家”。

方程式不仅仅涉及字母；这些字母象征着必须通过实验测量或由其他可测量的量形成的物理量。因此，如果物理学家只给出一个方程式，他并没有学到任何东西。对于这个方程式，必须加入规则，使方程式涉及的字母与它们所代表的物理量相对应。而让我们知道这些规则的是一系列假设和论证，这些假设和论证导致了所讨论的方程式。【规则集】是方程式以符号形式总结的理论：在物理学中，一个脱离导致它的理论的方程式是没有意义的。（1902，223.）一个方程式不仅仅涉及字母；这些字母象征着必须通过实验测量或由其他可测量的量形成的物理量。因此，如果一个物理学家只给出一个方程式，他并没有教导任何东西。对于这个方程式，必须加入规则，使方程式涉及的字母与它们所代表的物理量相对应。而让我们了解这些规则的是一系列假设和论证，这些假设和论证导致了所讨论的方程式。【规则集】是方程式以符号形式总结的理论：在物理学中，一个脱离导致它的理论的方程式是没有意义的。（1902，223.）

迪昂详细阐述了两种完整的理论，可以在一个逻辑和连贯的结构中恢复麦克斯韦的方程，即玻尔兹曼和赫尔姆霍兹的理论。他给出的唯一选择这两种理论的标准，尽管没有详细阐述或证明，是赫尔姆霍兹的理论优于玻尔兹曼的理论，因为它是一种自然的“延伸，从普瓦松、安培、韦伯和纽曼的学说开始，逻辑上从 19 世纪初提出的原则到麦克斯韦理论最诱人的结论，从库仑定律到光的电磁理论；[它这样做] 而不失去电学科学的最近胜利；它重新建立了传统的连续性” (1902, 225)。

迪昂在研究麦克斯韦时，并未试图证明他的历史连续性标准，也许是因为他之前已经提出了这个问题。在一篇早期的方法论文章中，他断言：

如果我们仅限于引用纯逻辑的考虑，我们无法阻止物理学家用几个不可调和的理论来表示不同的法则集，甚至是一个法则组。我们无法谴责物理理论发展中的不连贯。(1893, 366 and elsewhere; [EHPS, 66])

因此，作为一个考虑因素的历史连续性超出了纯逻辑和物理学的原因范畴，而涉及到物理学和形而上学之间的关系，迪昂称之为“形而上学宇宙学”。令人惊讶的是，如果将他视为一位工具主义者，对于迪昂来说，我们必须根据一个提供了物质事物本质的总体和充分形而上学解释的理想完美理论来评判一个物理理论，即自然法则的自然分类。（有关迪昂对自然分类和常规主义的更多信息，请参见 Dion 2013，Dion 2017 和 Ivanova 2015。）因此，一个连贯的物理理论比一组不相容理论更完美。在阐述这一观点并评论宇宙学之间的联系时，即形而上学、自然分类或物理理论的理想形式和物理理论本身，迪昂断言：

宇宙学家不仅需要非常准确地了解当代理论物理学的学说；他们还必须了解过去的学说。事实上，当前的理论不一定与宇宙学相类似，而是与当前理论不断进展朝向的理想理论相类似。因此，哲学家不应该通过在科学发展的某一特定时刻凝固科学的方式来比较当前物理学与他们的宇宙学，而应该欣赏理论的发展，并推测其指向的目标。现在，没有什么能够确切地指导他们猜测物理学将走向何方的道路，除非是对它已经走过的道路有所了解。 (1914, 460; 1954, 303.)

迪昂（Duhem）使用一个关于球的轨迹的类比来支持这一论断。我们无法通过瞬间的一瞥猜测球的终点，但如果我们从球被击打的那一刻开始跟踪，我们可以延长其轨迹。因此，我们无法通过查看任何特定理论来猜测物理理论、自然分类的终点。我们必须借助物理理论的轨迹、其历史，才能判断任何特定理论是否可能有助于最终的自然分类。迪昂的自然分类学说为各种评论家提供了依据，以主张迪昂并非一位工具主义者，他的科学哲学作为一个整体看起来更像是收敛或动机实在主义（见阿里厄和巴克尔 1990 年的迈奥奇等人）。

后续发展

迄今为止，迪昂是一位将两个大命题拼接在一起的哲学家：(i)工具主义或虚构主义，反原子论或反笛卡尔主义，反模型主义，以及物理学与形而上学的自主性；(ii)反归纳主义或对牛顿方法的批判，迪昂命题，即不可证伪性和不可分割性。这两组命题都旨在作为关于科学运作的经验命题，并且对于理解迪昂的思想都是重要的。第一组命题有效地将物理理论界定为一个独立于其他领域的领域，即拒绝任何外部方法，而第二组则作用于物理理论的内部运作。在将物理理论区分开来后，迪昂断言没有内部方法能够不可避免地通向真理。

对于迪昂来说，在科学中总是至少有两种基本的处理方式。一些科学家更喜欢具体细节的混乱，因此不介意临时解释、复杂性和修正的理论；另一些则更喜欢抽象、简单和不复杂的理论，即使这是以概念的新颖为代价。正如我们所见，迪昂在英国思维和法国思维的范畴下讨论了这种二分法，他还称之为“精细精神”和“几何精神”，这是继承自布莱兹·帕斯卡。尽管有“英国”和“法国”这些标签，但迪昂的范畴是分析性的，而不仅仅是用来修辞地对抗他的对手的字眼。事实上，从一开始，当他描述广泛浅薄的英国思维时，他的典型是拿破仑·波拿巴，一个军事细节的伟大天才，而不是英国人。迪昂对狭窄深刻的法国思维的理想是牛顿，物理学的几何学家，而不是法国人。因此，当迪昂指责法拉第和麦克斯韦具有英国思维时，他是通过试图阐明他们如何进行科学研究来这样做的，而不是通过提及他们的血统。

在他的最后一部作品《德国科学》中，主要是一部战时宣传作品，杜安（Duhem）在他最初的两种思维基础上增加了第三种思维，即德国思维。如果有两种基本类型，即法国思维和英国思维，那么德国思维可能是什么呢？杜安援引帕斯卡（Pascal）告诉我们，真理需要理性和论证——raison 和 raisonnement。逻辑，或者说我们将命题联系在一起的能力，使我们能够从一个真理推导出另一个真理；但是这种能力本身仅仅让我们回到了第一原则或公理。我们还需要一种能让我们直觉地认识到第一原则或公理真理的能力，即 bon sens（良好的感觉）。Bon sens 相当于“精细精神”对于“纯逻辑”相当于“几何精神”。此外，bon sens，我们认识基本真理的能力通过历史的实践得以完善，通过我们更加意识到先前理论的失败和成功，通过思考科学理论的轨迹，而不是考虑一个时间冻结的单一理论。这种双重方案现在可以扩展。我们需要逻辑，系统化的能力，但我们也需要直觉，真理的认识。当其中一种被允许主导时，我们得到的是一种完全是直觉的科学，全是“精细精神”，但缺乏逻辑连贯性，即英国科学；或者我们得到的是一种完全是逻辑的科学，缺乏 bon sens，即德国科学。德国科学因此是法国科学的一种堕落形式，后者主要是“几何精神”，通过 bon sens 进行修正。

因此，我们可以谈论一系列科学；在理论方面的一个极端是德国科学，或逻辑主义，在实验方面的另一个极端是英国科学，或粗糙的模型主义。在中间是法国科学，据称用历史主义调和了逻辑的倾向。

在《社会理论与社会结构》中的一章中，科学社会学家罗伯特·默顿提到了杜厄姆对德国科学的批评，将其视为反对国家种类肯定普遍标准的众多论战之一：“冷静客观的科学家质疑‘敌对’贡献，指责民族主义偏见、互相拉票、知识不诚实、无能以及缺乏创造力。然而，这种偏离普遍主义准则的行为实际上预设了这一准则的合法性。因为只有根据普遍主义标准来判断，民族主义偏见才是可耻的… 因此，通过谴责他们的违规行为，风俗习惯得到了重申”（1968, 8）。

迪昂对德国科学的论战乍看之下似乎源自一种普世标准。迪昂有时确实谈到一种完美的科学形式，一种没有个人或国家特征的形式：“很多时候，伟大的大师拥有一种理性，其中所有的能力都如此和谐地比例，以至于他们的非常完美的学说免除了所有个人特征，也免除了所有国家特征。……在这样的作品中，人们不再看到这个或那个民族的天才，而只看到人类的天才”（1915，105 [EHPS，253]）。对于迪昂来说，这种完美是不同元素的平衡，而不是一个单一的理想类型。迪昂可能会对他所看到的德国科学中过多的几何精神感到遗憾，并希望它能被一些更加精致的东西所调和，但迪昂并没有暗示在科学中只有一种前进方式。

皮埃尔·迪昂特别指出

完美的科学形式只有通过对协同发现真理的各种方法进行非常精确的分离才能获得。人类理性在希望更多更好地了解事物时所运用的许多能力都必须发挥作用，没有任何遗漏，也不会忽视任何能力。在理性的许多器官之间实现完美的平衡在任何一个人身上都不会发生。在我们每个人身上，某种能力更强，另一种更弱。在追求真理的过程中，较弱的能力将无法贡献应有的力量，而较强的将承担比其份额更多的任务。 (1915, 104 [EHPS, 252])。

迪昂的科学并非普世主义，尽管他谈到了理想类型和平衡。他分析的力量在于科学中没有每个人都必须遵循的单一方向。为此，一个人需要将物理学建立在特定的形而上学基础上，而迪昂明确拒绝了这一点，主张仪器主义，或者更确切地说，要被自己对形而上学未来可能呈现的设想所引导。不幸的是，迪昂过于严格地坚持了这个最后的想法，最终谴责所有创新都是与过去决裂的，无论是由于几何精神的过度，如非欧几里得几何和相对论，还是由于精细精神的过度，如电子理论。但他的科学哲学本身包含了科学多元主义的种子，这是迪昂论文的基础，即认为在科学中有许多合法和不同的前进方式。

迪昂的著名关键实验批判遵循类似的模式。迪昂认为，关键实验类似于虚假二难选择：物理学中的假设并不是成对出现的，因此关键实验无法将其中一个转变为已证实的真理。例如，牛顿的发射理论预测光在水中传播速度比在空气中快；而波动理论则认为光在水中传播速度比在空气中慢。多米尼克·弗朗索瓦·阿拉戈提出了一个比较各自速度的关键实验。莱昂·傅科设计了一个装置来测量各种介质中光的速度，并发现光在水中的速度比在空气中慢。阿拉戈和傅科得出结论支持波动理论，认为实验驳斥了发射理论。在讨论傅科的实验时，迪昂问道，我们敢断言没有其他假设是可以想象的，并建议，光可能不是简单的粒子或波，而可能是其他东西，也许是在介质内传播的干扰，正如麦克斯韦所理论的那样（1914 年，285-89 页；1954 年，188-90 页）。

迪昂提出他的不可证伪性论题一个多世纪后，与之相关的问题仍在科学哲学的大量文献中得到详细阐述、批评和辩护。鉴于整体论，不可证伪性在逻辑上成立，因此，当实验出现问题时，没有一种确定哪个假设有缺陷的固定方法。迪昂提出了“常识”作为解决问题的方法，但这个解决方案似乎令许多人不满意：它看起来更像是心理学而不是认识论，听起来太模糊了。因此，学者们试图进一步阐明迪昂可能认为的“常识”是什么（参见伊万诺娃 2010 年，基德 2011 年，伊万诺娃 2011 年，以及伊万诺娃和帕斯特诺特 2013 年）。其他人提出了他们自己的解决方案，试图通过额外的逻辑手段来孤立有缺陷的假设，无论是通过最佳解释的推理、贝叶斯设备、错误统计方法，还是通过复杂的实验实践；有关这些解决方案的分析，请参阅迪特里希和霍南贝格 2020 年或伊万诺娃 2021 年。

科学史

大多数 19 世纪的学者将“中世纪科学”视为一个矛盾修辞。由于中世纪没有任何值得称为“科学”的东西，因此无法撰写中世纪科学史。例如，威廉·惠威尔（William Whewell）将希腊哲学称为“科学初醒期”，将中世纪时代称为“科学午间沉睡期”（1857 年，第 I 卷，引言）。因此，惠威尔在《归纳科学史》中关于中世纪科学的章节，题为“中世纪的神秘主义”，仅有两页长。

杜埃姆的工作，如惠威尔的工作一样，是杜埃姆智力背景的典型代表。1903 年，杜埃姆写作《机械的演变》时，他认为中世纪在科学上是无能的。同样，杜埃姆的化学结合史《混合与化学结合》于 1902 年以书籍形式出版，跳跃了从亚里士多德的混合概念到现代概念。直到 1904 年，杜埃姆在写作《静力学的起源》时，才偶然发现一个当时未知的中世纪思想家乔丹努斯·德内莫雷的引用。他对这个引用的追求以及随之展开的研究被广泛认为创立了中世纪科学史领域。在杜埃姆以前的历史著作中没有提及的地方，《静力学的起源》包含了几章关于中世纪科学的内容：一章涉及乔丹努斯·德内莫雷；另一章涉及他的追随者；第三章论述了他们对莱昂纳多·达·芬奇的影响。在第二卷中，杜埃姆大大扩展了他的历史范围。他涵盖了 17 世纪的静力学，但也回到了中世纪，花了四章讨论地球静力学，包括 14 世纪的萨克森的阿尔伯特的工作。因此，《静力学的起源》是杜埃姆早期传统历史著作到后来以《列奥纳多·达·芬奇研究》和《世界体系》而闻名的作品的过渡，其中他关于晚中世纪和早现代科学连续性的论点得到充分展示。

从 1906 年到 1913 年，迪昂深入研究了他最喜爱的恢复过去的指南，列奥纳多·达·芬奇的科学笔记。他发表了一系列文章，揭示了达·芬奇的中世纪来源及其对现代人的影响。迪昂的《列奥纳多·达·芬奇研究》第三卷获得了一个新的副标题，即《伽利略的巴黎先驱》，宣布迪昂大胆的新论点，即甚至伽利略的作品也有中世纪的遗产；回顾他的历史成就，迪昂总结如下：

当我们看到伽利略的科学战胜像克雷莫尼尼这样的顽固的亚里士多德哲学时，我们相信，由于我们对人类思想史的了解不足，我们目睹了现代年轻科学战胜中世纪哲学的胜利，后者在其机械重复中如此顽固。事实上，我们正在目睹巴黎在十四世纪诞生的科学在亚里士多德和阿维罗伊斯的学说上取得的铺平道路的胜利，这些学说在意大利文艺复兴时期重新得到重视。 (1917, 162 [EHPS, 193])

迪昂将伽利略动力学呈现为中世纪动力学的一个连续发展。他恢复了晚期中世纪的冲力理论，将其追溯到约翰·菲洛波诺斯批评亚里士多德，直至十四世纪约翰·布里丹和尼古拉·奥雷姆的成熟论述：“布里丹动力学中冲力所起的作用，正是伽利略归因于冲量或瞬时，笛卡尔归因于‘动量’，最终莱布尼茨归因于活力。这种对应如此精确，以至于为了展示伽利略的动力学，托里切利在他的《学术讲座》中经常采用布里丹的理由，几乎是他的原话”（1917 年，163-62 [EHPS，194]）。迪昂随后勾勒了冲力理论从地球动力学延伸到天地运动的过程。

尼古拉斯·奥尔斯姆将地球归因于一种类似于布里丹所归因于天体的自然冲力。为了解释物体的垂直下落，他允许必须将围绕地球旋转的移动物体所产生的冲力与重量所产生的冲力相结合。他明确阐述的原则仅被哥白尼模糊地指出，并仅由朱尔达诺·布鲁诺重复。伽利略利用几何学推导出该原则的结果，但没有纠正其中隐含的惯性定律的错误形式。 (1917, 166 [EHPS, 196])

迪昂关于达·芬奇的论文总结了关于中世纪思想传承至现代科学的方式的猜测。由于布里丹和奥雷姆的研究在很大程度上仍停留在手稿中，迪昂提出萨克森的阿尔伯特，他的作品在 16 世纪被印刷和再版，很可能是通往伽利略的纽带。迪昂理解中世纪科学传承的关键是伽利略使用了“巴黎教授”这一传统标签，表示布里丹、奥雷姆等人。根据证据，包括对某些不寻常学说的引用以及问题排列的特定顺序，迪昂推测伽利略曾参考乔治·洛克特的阿尔伯特·萨克森编纂、犹太人泰莫等人的作品，以及多明我·德·索托的作品。迪昂的猜测已经被修订和扩展：由于 A.C.克伦比、阿德里亚诺·卡鲁戈和威廉·华莱士的努力，传承方式变得更加清晰。

在 1916 年去世前的三年里，迪昂写了《世界体系》，但未能完成。他打算将其作为一部关于宇宙学思想史的十二卷作品，以哥白尼为结尾。他完成了九卷，前五卷于 1914 年至 1919 年出版，接下来的四卷则要等到 1950 年代；第十卷是不完整的，也在那时出版。这些巨著提供了大量关于中世纪天文学、占星术、潮汐理论和地球静力学的信息，再次首次以现代形式呈现了许多来源。它们还追踪了与无限、位置、时间、虚空以及世界的多样性或统一性等概念相关的学说的发展。迪昂打算在完成《世界体系》后写一本 300 页的总结，但他没有时间完成这本肯定会是一部了不起的著作。（迪昂 [LAS] 试图从《世界体系》的十卷中构建这样一本单卷。）

迪昂的哲学作品与他的历史作品不同，他的有影响力的同时代人并未对他的历史作品表示同情。早在 1916 年，《伽利略·伽利莱著作》的编辑安东尼奥·法瓦罗拒绝了中世纪和早期现代科学的连续性。科学史的下一代历史学家，如亚历山大·科伊雷，承认迪昂的研究为现代中世纪科学研究奠定了基础，但对其进行了严厉批评。科伊雷的历史作品与迪昂的历史作品之间存在两个主题。它呈现了科学史，其中形而上学在解释科学变革中起着主要作用，并支持一种历史学观，将革命概念置于核心位置。中世纪思想和早期现代科学被认为在性质和内容上是不同的。

在一篇关于虚空和无限空间的论文开头，科伊雷引用了杜安的一段臭名昭著的话：“如果我们被迫要给现代科学的诞生日期，我们无疑会选择 1277 年，当时巴黎主教庄严宣称世界的多样性是可能存在的，并且天体球系统可以具有直线运动而不矛盾”（1906–13, II.411; 另见 1913–59, VII. 4）。科伊雷称 1277 年的谴责中的两个命题为“荒谬”，指出它们出现在神学背景下，并拒绝杜安关于现代科学诞生日期的说法；他指出杜安在其他地方给出了另一个日期，对应于布里丹的冲力理论被扩展到天空，但也予以否定，称“这和第一个日期一样虚假”（1961, 37n）。对于科伊雷来说，引入柏拉图形而上学，自然的数学化标志着与亚里士多德的中世纪的决裂。

科伊雷的工作影响了托马斯·库恩和其他将“科学革命”作为其历史叙述中的核心特征的人。然而，库恩和后来的历史取向的哲学家和科学社会学家的工作确实试图重新整合迪昂共同追求但在 20 世纪大部分时间被分开的哲学和历史研究。

Bibliography

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Academic Tools

Other Internet Resources

Electronic text of Duhem’s La théorie physique, son objet, sa structure (1906)]
Electronic links to several of the articles in the 1911 Catholic Encyclopedia by Duhem: “History of Physics,” “Pierre de Maricourt,” “Jordanus de Nemore,” “Nicole Oresme,” “Albert of Saxony,” “Thierry of Freburg,” and “Jean de Sax.” Also included are links to Duhem’s “Physics of a Believer,” and a few other excerpts.

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