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1701106827 然而,我们有什么权利认为该原理比用来证明它的实验更普遍、更精确呢?这也就是询问,正如人们每天所做的那样概括经验材料是否合法,在如此之多的哲学家为解决它而枉费心机之后,我不想冒昧地讨论这个问题。有一件事情是确定的;假如我们不具备这种能力,科学便不会存在,或者至少变成一种存货清单,变成孤立事实的断言,这样科学对于我们来说就会毫无价值,由于它不可能满足我们对秩序与和谐的渴望,同时也由于它不能做出预见。因为在任何事实之先的境况大概从来也不会同时复现,所以第一次概括已经是必要的,以便预见在这些境况有一点点变化之后,这个事实是否将再次产生。
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1701106829 但是,每一个命题都可以用无限的方式概括。在所有可能的概括中,我们必须选择,我们只能选择最简单的。因此,我们被诱使如此行动,仿佛简单定律——其他事情都相同——比复杂定律更概然(probable)一样。
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1701106831 半个世纪之前,人们坦白地表明了这一信仰,并且宣布自然界喜欢简单性;从此以后,自然界十分经常地指责我们说谎。今天,我们不再承认这种意向,我们仅保留必不可少的那么多的意向,以使科学不致变得不可能。
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1701106833 因此,在相对少量的、表现出某些偏差的实验的基础上形成普遍的、简单的和精确的定律时,我们只不过是服从了一种需要,人的心智不能使自己摆脱这种需要。
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1701106835 可是,还有更多的东西,这就是我为什么要详细讲述该论点的原因。
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1701106837 没有人怀疑从一切特殊定律得到的迈尔原理注定比这些定律的寿命要长,正如牛顿定律比它从中产生的开普勒定律寿命要长一样,如果考虑到摄动,开普勒定律仅仅是近似的。
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1701106839 为什么这个原理在所有的物理学定律中占据着如此优越的地位呢?就此而言有许多琐碎理由。
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1701106841 首先人们认为,在不承认永恒运动可能性的情况下,我们不能排斥它,甚或不能怀疑它的绝对严格性;当然,我们对这样的前景保持着警惕,我们自己认为肯定迈尔原理比否定迈尔原理要稳妥一些。
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1701106843 给人以深刻印象的迈尔原理的简单性同样有助于增强我们的信仰。在直接从实验推演的定律中,例如在马略特(Mariotte)定律中,简单性在我们看来似乎反倒成为怀疑的理由。但是,在这里情况不再如此;我们发现,乍看起来毫无联系的元素,它们本身以出乎意外的顺序排列起来,形成一个和谐的整体;我们决不相信,未曾预见的和谐只是偶然性的结果。这就好像我们花费的力气越大,我们赢得的胜利也就越发可贵,或者说自然界愈是小心翼翼地向我们隐藏她的秘密,我们愈加确信从她那里能夺取真正的秘密。
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1701106845 然而,这些不过是微不足道的理由;为了把迈尔定律作为一个绝对的原理确立起来,必须进行比较深入的讨论。但是,如果人们试图这样做,那么他们就会发现,这个绝对的原理甚至不容易陈述。
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1701106847 在每一个特例中都可以清楚地看到能量是什么,至少能够给它一个暂定性的定义;但是,要为它找到一个普遍的定义,则是不可能的。
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1701106849 如果我们力图把这个原理加以十分普遍地阐述,并把它应用到宇宙,那么我们就会看到它化为乌有,也可以说,除了存在着某种依然是常数的东西之外,它什么也没有留下。
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1701106851 但是,连这句话也有什么意义吗?按照决定论的假设,宇宙的状态是由数目极大的n个参数决定的,我们将称其为x1,x2,…xn。只要已知这n个参数在任一时刻的值,那么同样也就知道了它们对于时间的导数,从而能够计算出这些参数在此之前或之后的时刻的值。换句话说,这n个参数满足n个一阶微分方程。
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1701106853 这些方程容许有n-1个积分,从而存在x1,x2,…xn的n-1个函数,它们依然是常数。假如我们说存在着某种依然是常数的东西,我们所说的只不过是同义反复而已。我们甚至很难说出,在所有这些积分中,哪一个应该保留能量的名称。
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1701106855 此外,当把迈尔原理应用到有限系统时,就不能在这种涵义上来理解它。于是人们假定,我们的参数中有p个是独立地变化的,以至于在n个参数和它们的导数之间,我们只有n-p个关系,它们一般是线性的。
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1701106857 为了简化阐述,假定外力作功之和是零,散发到外界的热量也是零。这样一来,我们的原理的意义将是:
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1701106859 在这n-p个关系中存在一种组合,其第一个元是恰当微分;然后,根据n-p个关系,这个微分变为零,它的积分便是常数,这个积分被称之为能量。
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1701106861 但是,有几个参数的变化是独立的,这怎么能够是可能的呢?这种情况只有在外力的影响下才能发生(为简单起见,虽然我们已假定这些力的结果的代数和是零)。事实上,假使这个系统完全与所有外部作用隔离,那么我们的n个参数在给定时刻的值就足以决定该系统在任一后继时刻的状态,倘若我们总是保留决定论的假设的话;因此,我们又回到与上面一样的困难。
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1701106863 如果该系统未来的状态完全不由它的现在的状态来决定,那么这是因为它还依赖于该系统之外的物体的状态。可是,在确定该系统状态的参数x之间,有可能存在独立于外部物体的这一状态的方程吗?另外,如果我们在某些个例中相信我们能够找到这样的方程,那么这是否不仅仅由于我们无知,而且还因为这些物体的影响太微弱,以致我们用实验检测不到它吗?
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1701106865 如果这个系统不能被看做是完全孤立的,那么很可能,它的内能的严格精确的表示式将取决于外部物体的状态。再者,我在上面已经假定外功之和为零,如果我们力图使自己摆脱这个有点人为的限制,那么阐述就变得更加困难。
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1701106867 要在绝对的涵义上阐述迈尔原理,从而必须把它推广到整个宇宙,于是我们发现我们企图避免的困难又呈现在面前了。
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1701106869 总之,利用日常语言,能量守恒定律只能有一种涵义,这就是存在着一种对一切可能性都是共同的特性;可是,按照决定论的假设,只有一种可能性,从而这个定律不再有任何意义。
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1701106871 相反地,按照非决定论的假设,它却有意义,即使在绝对的涵义上理解它;它也许是强加在自由上的一种限制。
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1701106873 但是,自由这个词使我想到,我正在离开主题,正要跑到数学和物理学领域之外的地方。因此,我要自我克制,并在这一整个讨论中将只强调一个印象,即迈尔原理具有足够灵活的形式,足以使我们把我们所希望的几乎任何东西都放入其中。由此看来,我没有意指它对应于非客观实在的东西,也没有意指它仅仅划归为同义反复,因为在每一个特例中,只要人们不企图把它推向绝对,它就具有十分清楚的意义。
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1701106875 这种灵活性是人们相信它的持久性的理由,另一方面,因为它只有融入更高级的和谐中才会消失,所以我们可以满怀信心地依靠它去工作,可以预先肯定,我们的努力不会白费。
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