07U785 现代文化译丛 科学的价值 〔法〕昂利·彭加勒著 李醒民译 石雷校 *200267558* 中央社会主X管日 图书能 舟瓶书女 光明日报出版社
中译者前言 朱尔·昂利·彭加勒(Jules Henri Poincare,1854一1912) 是法国著名的数学家、天文学家、物理学家和科学哲学家，他以 其出众的才华、渊博的学识、广泛的研究和杰出的贡献而遐还 名，藏得了国际性的声誉。 昂利·彭加勒1854年4月29日生于法国南希(Nancy)。他的父 亲是一位第一一流的生理学家兼医生、南希医科大学教授。他的母 亲是一·位善良、机敏、聪明的女性。他的叔父曾升迁为国家道路 桥梁部的检查官。他的堂弟雷蒙·彭加勘(Raymond Poincare)曾 几度组阁，出任总理兼外交部长，并于1913年1月至1920年初任 法兰西第三共和国第九届总统。 昂利·彭加勒自幼受到良好的家庭教育，很早就对自然历史 和经典名著表现出极大的兴趣。十五岁时，他深深地爱上了数学。 1872年到1875年，他在巴黎高等工业学校学习。从该校华业后， 年方二十一岁的彭加勒又进人国立高等矿业学校深造，打算作一 名工程师，但一有空，他就劲头十足地钻研数学，并在微分方 -一般解的问题上初露锋芒。1879年8月1日，他由于这个课题的论 文获得数学博士学位。在煤矿见习期间，他虽然具有个真正的 工程师的勇气，但是这个职业：与他的志趣不相投。在得到博士：学 位四个月后，他应聘到卡昂(Caen大学作数学分析教师。两年后， 他开迁到巴黎大学执教。除了在欧洲：参加科学会议和1904年应邀 到美国圣路易斯(San Luis)博览会讲演外，他一生的其余时问都 1
是巴黎大学度过的。 彭加勒是一位杰出的科学开拓者！敏锐的思想家。他在数学 天文学、物理学和科学哲学等领域都有开创性的贡献和重要建 树。在短暂的一生里（他仅活了五十八岁），他知写」将近玉白 科兰论文和三十部专著，其中还不包括颇受欢迎的科学誓学苦作 和趣味益然的科普著作（为此他被认为是法国的散义大师）。这-一 切，使他成为当时世界上最有智慧、最有影响的科学家之一。他 被熟悉他的工作的人誉为“理性科学的活跃智囊”、“起统帅作用的 天才”、“本世纪初唯一留下的全才”。 科学上的巨大成就使彭加勒赢得了法国政府所能给予的一切 荣誉，也赢得了英国、俄国、瑞典、匈牙利等的奖赏。]887华， 他被选为巴黎科学院成员，1906年当选为巴黎科宽主席。1908 年，他被选为法国科学院院士，这是一个法国科学家所能得到的 最与荣誉。 彭加勒是一位堪与高斯(C.F.Gaus)蝗美的大数学家。可以 说，十九世纪数学的发展一开始就在数学巨人高斯的身影笼罩之 下，而后来却在同样一位数学大师彭勒的支配之中。彭加勒被 认为是十九世纪未和本世纪初的数学主宰，是对数学和它的应用 具奇全面知识的最后一个人。彭加勒在数学的四个主要部门一 算术、代数、几何、解析一一中的成就都是开创性的，尤其在函 数论、代数几何学、数论、代数学、微分方程、代数拓朴学等分 支都有卓越贡献。彭加勒说过，数学家具有两种截然相反的倾向。 有的人具有不断扩张版图的兴趣，在攻克某个难题后，便抛开这 个问题，急着出发进行新的远征。另外的人则专心致志地围绕这 个问题，从中引出所有能够引出的结果。彭加勒本人则属于前一 种类型。法国数学家、彭加勒的传记作家达布(G.Darbeux)谈到 2
彭加勒这一特点时说：“他一且达到绝顶，便不走回头路。他乐 于迎困难，而把沿着既定的究阔大道前进、肯定更容易到达终冬 点的工作留给他人。” 在天文学方面，彭加勒的主要工作有三项：旋转流体的平衡 形状(1885年)，太阳系的稳定性，期n体问题(1899年)：太阳系 的起源(1911年)。彭加勒在这些问题上的解决方法在当时十分先 进，以致子在四十多年后，还没有儿个人能够掌握他的锐利武器。 他的早期研究成果汇集在专题巨酱天休力学的新方法（三卷本， 1892、1893,1899年)中，这部巨著被认为是开辟了天体力学的 新纪元，可与拉普拉斯(P.S,M.de Laplace)的《天体力学并等 齐驱。接着该书的是另外的三卷著作《天体力学教程》。稍居又村 讲演集《流体质平衡的计算》和·本历史批判著作《论宇宙假 设》，达布在评价彭加勒的这些工作时说：“在五十年问，我们生 活在著名德国数学家的定理上，我们从各个角皮应用、研究它们， 但是没有添加任何基本的东西。正是彭加助，第一个粉碎了这个 似乎是包容一切的框架，设计馁空外部世界的箭商户。” 彭加助讲授物理学达作以上，结果使他成为理论物理学 所行分文的第…流专家。诗别偏好记理论和电磁理论，研」了 二维连续统的振，弄清了宁熟题以沒势论j的过磁振游问 趣，论证了狄利克雷原弹。值得指出的是，彭加物对物理学幸命 作出了直接贡献。出于他的建议，客观上促成贝克制耳(H.Becq- uerel)于1896年发现了放射性。是他的推动，使格伦兹(H.A.Lo- rentz)于1904年提出了完整的经典电子论。彭加勒是相对论的先 驱。早在1900年之前，他就掌握了建造相对论的必要材料：他于 1895年第一个提出尝试性的建议，认为象相对性这样的原理应该 是必要的，1898年，又是他第一个讨论了假定光速对所有观奈者 3
都是常数的必要性，同时还讨论了用交换光信号确定两地同时桃 的题。他在1904年还惊人地预见了新力学的大致凤，尤其便 人赞叹的是，在1904年后期到1905年中期，彭加勒给洛伦兹写了 三封信，其中在第三封信中完成了洛伦兹变换形成一个群的证明。 这三封信的思想后来写在“论电子动力学”(1905年：6月5日发表了 纸写本，全文于1906年发表。需要说明的是，爱因斯坦的狭义相 对论文是1905年9月发表的)一文中，为了在具行确定的正规度 x+y2+z2+x2(x=ict)的“四维空间”中运用不变量埋论，他首次 i人了虚时问坐标。这正是闵可夫斯基(H.Minkowski门908年把 狭义相对论数学化的思想精髓。 1911年的索耳未(Solvay)物理学会议使录子论越出了语！冈 家的国界，大大激励了彭加勒的敏锐思想，促使他在临终前的平 年间内，以难以置信的毅力和速度从事这项困难的研究，写出 了长篇专题论文和一篇评述性文章这在学术界（特别是在英国学 术界产生了很大影响，在量子论的传播和发展中作出了新贡献。 此外，彭加勒在二十世纪开头就洞察到物理学危机，并对它进行 了系统的分析和论述。他认为，物理学危机是物理学发展的必经 阶段，它预示着一种行将到来的变革，是物理学革命的前夜，因 此它是好事而不是坏事。他正确地指出，要摆脱危机，就要在新 实杂事实的基础上重新改造物理学，使力学让位于一个更为广泛 的概念。他一再肯定经典理论的固有价值，针锋相对地批判了 “科学破产”的错误观点，对科学的前途充满信心。这些看法，对 物理学家清醒地认识物理学面临的大变革形势，登清一些风藤· 时的糊涂观念不无裨益。 彭加锄对科学和数学的哲学意义一直怀有浓厚的兴趣。他： 1902、1905和1908年先后出版了《科学与假设》、《科学的价值》和 4
《科兰与力法》。在他逝世的第二年，勒邦(LeBo)集其遗普， 编辑出版了《最后的沉思(1913年)，这是彭1勒所期望的第四 科学哲学著作。彭加物的这些著作被译成英、德、俄、西班牙、 匈牙利、瑞典、日、中等文字，几乎传遍了整个文明世界。 在科学哲学上，彭加勒继承了马赫(E,Mach)和赫兹(H,Her- tz)的传统，汲取了康德(I.Kaat)的一些思想，并通过对他的科 学研究实践的总结和对当时科学成就的深思，提出了不少富有启 发性的新思想。彭加勒是约定主义的创始人，他本人是一位和 的约定主义者。他承认科学的目的是寻求真理，即使科学原理 (有别于定律)也要由实验来最终裁决，因为实验是真理的唯一源 泉。他充分肯定了科学的固有价值，认为科学发展具有连续性和 继承性，在科学理论的更迭中，真关系将通过溶化在更高级的和 谐中而得以保留。这完全是科学实在论者所持的观点。彭加勒 通过对科学的哲学反思看到，无论是康德的先验论，还是马赫的 经验论，都不能说明科学理论体系的特征，为了强调在从事实过 渡到定律以及由定律提升为原理时，科学家应充分享有发挥能动 性的自由，他提出了约定主义。彭加勒认为，在数学及其相关的 ·兰科中，可以看出自由约定的特征。约定是我们精神自由活动的 产品。我们在所有可能的约定中进行选择时，要受实验事实的引 导；但它仍是自由的，只是为了避免一切矛盾起见，才有所限 制。约定义既要求摆脱狭隘的经验论，又要求摆脱先验论，它 反映当时科学界自由创造、大胆假设的要求，在科学和哲学上 都有其积极意义。彭加勒的约定主义和马赫的经验主义是逻辑经 验尘义兴起的哲学基础，因此彭加勒理所当然地被认为是逻经经 验主义的始祖之…。彭加制也是一位热情的理性主义者和高远的 理想义者。 5
彭加勒对科学方法论问题也有专门研究。关于假设、科学美、 简单性原则、事实的选择、直党与发明创造，他都有精彩论达 和独到的见解。彭加勒还兴趣十足地探讨了物理学理论的形式和 系统的特点，也涉及到发明的心理学方面的问题，在数学哲学上， 彭加勒在发现了数学悖论的情况下复活了直觉上义，并且形成了 广泛的运动，他的立场使他成为数学直觉主义学派的先驱。他批 判了罗素(B,Russell)、皮亚诺(G.Deano)等人为代表的逻辑主义 和以希尔伯特(D.Hilbert)等人为代表的形式主义，但也不是完 全排斥它们。 毋庸讳言，彭加勒的科学哲学思想并非完美无缺，但是确有 许多东西值得借鉴和汲取。我们相信，聪明的读者肯定会以公允 的态度正确对待这一历史遗产。在这里值得指出的是，彭加勒是 一位学识渊博的科学家，他在论证自已的哲学观点时，不仪大量 引证了他所精通的数学、物理学、天文学方面的材料，而且也旁 及化学、生物学、地质学、生理学、心理学等领域，他所掌握的 材料的丰富绝非纯粹哲学家所能企及；同时，他也是一位具有哲 学头脑的科学家，他研究、探索的问题，往往超出了一般科学家 的视野。由于他具有如此优越的条件，所以在他的有关论述中， 不时进发出令人深省的思想火花，其中有些论点可以当之无愧地 列为人类的思想财富。难怪爱因斯坦称他为“敏锐的深刻的思想 家”。 1912年7月17日，趣加勒在久病之后，因栓子（堵塞血管使血 管发生栓塞的物质)而十分突然地去世了。在茫茫的夜空中，一颗 “料多星”陨落了！这颗“智多”曾发出了他所能发生的熠熠光 充，即使作坠人大地之煎，也要把最斤一道余光毫无保留地奉献 给人间。1912年初，彭加勒还在思考一个新数学定理，这就是把 6
狭义三体问题周期解的存在归结为平面的连续变换在某兰条件下 不动点的存在问题。他感到自己没有精力彻底解决这个问题了， 便一反通常的习惯，把这篇“未经深究和修改的论文”寄给《数子 杂志》请求发表，希望它能把其他人“引到新的、未曾料到的路线 上”。同年春，彭加勒再次患病，但他还是顽强地工作着。4月，他 在法国物理学会的一次讲演中又谈到他冥思苦想的量子论问慰， 他要求人们不要为推翻根深蒂固的旧见解而烦恼。在当月发表的 评述性文章中，他明确指出：“把不连续引入自然定律”，“这样 一个非同寻常的观点能够成立”，“自牛顿以来，官然哲学所经万 : 的最]入注目的革命可能就在其中”。他甚至大胆地猜测，量子跃 迁也适合于宇宙万物，字宙会突然地从一个状态跃迁到另一个状 态，但是在间歇期间，它依然是不动的。字宙保持同一状态的各 : 个解时不再能够相互区别开来，这将导致时间的不连续变化，刚 时间原子(itom of time)。脸终前三周，即1912年6月26日，彭 加勒抱病在法国道德教育联盟成立大会上发表了最后一次公开讲 演。他说：“入生就是持续的斗争”，“如果我们偶尔享受到相对 的宁静，那正是我们先辈顽强地进行了斗争。假使我们的褙力、 我们的警惕松辉片刻，我们就将失去先辈为我们赢得的成果。”他 还指出：“强求一律就是死亡，因为它对一切进步都是一扇紧闭 着的大门；而且所有的强制都是毫无成果的和令人僧恶的。”彭加 勒的一生就握自由思考、持续斗争的一生。 可是，彭加勒本人及其思想曾被不少人误解和曲解。长期以 来，在苏联、东欧、日本和我国的许多出版物中，彭加勒竟被描 绘成在科学史上“兴风作浪”的反面入物，他就哲学同题所发表的 见解也被斥之为“唯心主义的胡说”，“任何一句话都不可相信
兰我们用事实*状去他脸上厚厚的袖彩和尘埃时，难道不应该作 一点历史的沉思吗？ 本书是依据《科学与假设》、《科学的价值》和《科学与方法》的 英译合集《科学的基础(1913年)译出，分别根据法国巴黎Ernest F]ammarion出版社1920年、1905、1922年的三个法文版本进行 校对。在翻译过程中，译者参考了商务印书馆二、三年代出版 的中译本以及日译本。 值得指出的是，美国数学家霍尔斯特德(C.B,Halsted)的英 译合集《科学的基础》(The Foundations o.∫Science,19lc)忠 实地再现了彭加勒原著的思想精髓和写作风格，它是经彭加勒首 肯的权威性译本。这便给中译者的再创造（凡是與正从事过名著 翻译的人都有这样的体会：翻译决不是机械式地转录或复制，在 某种意义上，它是一种创造性的精神活动)提供了坚实的立足地 和良好的出发点。但是，由于彭加勒本人思想博大精深，论述言 简意咳，遣词刻意求工，行文灵活幽默，这就给翻译工作带来相 当大的困难。“文犹质也，质犹文也。虎豹之享犹犬羊之享”。由于 译者水平有限，加之又是在研究过程中断断续续译出的（原拟作 为三本书分别出版)，因此把虎豹之皮弄成犬羊之皮的事恐怕 所难免，企望读者不吝批评指正。 在本书的翻译和出版过程中，译者得到许良英、高崧、吴， 深、黎鸣等同志的支持和鼓励，在此一并致谢。 李醒民 一九八五年深秋于北京友谊宾馆 ·关下这方面的详细材料，诗参见本程民：“昂利·彭勒一杰出的科学仟 拓片和丧说的思想家”，《自然辨证法：递代》，1984乐第3期， 8
作者为英译本所写的 序 言 我十分感谢霍尔斯览德博士以流畅的、忠实的译文，把我的 著作如此完美地呈现在美国读者面前。 众所周知，这位学者已经不辞步苦地翻译了欧洲的许多论著， 从而为新大陆了解往昔的思想作出了卓有成效的贡献。 -一些人喜欢喋喋不休地议论，盎格鲁撒克逊人(Anglo-Saxo ns)与拉丁人(Latin6)或德意志人(Germans)的思维方式迥异；他 们以截然不同的方式理解数学或理解物理学；这种方式似乎使他 们优于其他一切人；他们没有感觉到需要改变它，他们甚或不知 道其他人的思维方式。 在这方面，他们无疑错了，但是我不认为那是对的，至少那 不再是对的。一个时期，英国人和美国人比以往更多地致力于比 较深人地了解，人们就欧洲州大陆想了些什么、说了些什么。 确实，每一个人都会维护自己的独特才干，假定反其道而行 之，而这样的事义是可行的话，那就太可怜了。如果盎格鲁撒克 逊人希望成为拉门‘人，他们至多永远只不过是拙劣的拉丁人；正 如法兰西人力图模仿盎格兽撒克逊人，结果只能是东施效颦而 已， 英国人和美国人已经作出了唯有他们才能够作出的科学征 1
