皮埃尔迪昂：科学家、科学史家和科学哲学家

皮埃尔•莫里斯•玛丽•迪昂(pirre-maurice-marie duhem，1861~1916)是法国杰出的科学家、科学史家和科学哲学家。现在，人们公认他是科学思想界的一位重要人物，是他所处时代最伟大、最有才智的人之一。

迪昂在物理学的众多领域有卓越建树。此外，他还获取了物理科学方面的广博的历史知识，并对物理学理论的意义和范围作了深入的思考，形成了一系列引人入胜的科学哲学见解。

迪昂的一生除教学与研究外，就是写作。对于他来说，散步和沉思是最好的休息。一旦脑子闪过一个念头，他就坐下来，从容地写下一页又一页，一气呵成，无须修改和增删。他在短暂的一生中总共出版了22种书(45卷)，在20多家期刊上发表了近400篇科学论文和评论。法国著名物理学家德布罗意在1953年谈到他的这位同胞时说：“皮埃尔•迪昂作为一个不知疲倦的研究者，在55岁就过早地去世了，他在理论物理学、哲学和科学史中留下了大量的贡献。他的严格的科学研究的价值，他的思想的深刻，他的学识惊人的广博，使他成为19世纪末和20世纪初法国科学最卓著的形象之一。”

迪昂由于保守的政治立场，极端的以及有原则性的、执拗的个性，使得他一生遭遇坎坷。在生前和死后相当长一段时间内，他的学术成就即使在法国也得不到公正的承认，人们几乎没有就这位有创新精神的学者写过多少东西。在苏联和中国，人们多年来仅仅是从列宁的《唯物主义和经验批判主义》一书中得知这位被错译为“杜恒”的、所谓的“马赫主义者”的，其形象自然是残缺不全的和被贬损的。现在，我想依据手头的有关资料，尽可能完整地、客观地勾勒一下迪昂其人。

（一）

迪昂于1861年6月10日生于巴鲁。其父是法国北部工业城市鲁贝(roubalx)一个推销员的儿子，其母是一个店主的女儿，祖籍在卡尔卡松(carcassonae)附近一个名叫卡布雷斯潘(cabrespine)的小镇。他们后来定居巴黎，有两个男孩和一对孪生女儿，迪昂是最大的一个， 自幼在家庭受教育。11岁时，他被双亲送到一所名叫斯塔尼斯拉斯(stanislas)的教会中学上学。他在中学是一名优等生，精熟每一门课，其中包括古典语言(拉丁文和希腊文)、现代语言、文学、历史、科学和数学，这为他日后多方面的工作打下了坚实的基础。他对自然科学特别感兴趣，这明显地受到一位有才华的教师穆蒂尔(j．moutier)的影响。

中学毕业后，父亲希望儿子上综合工科学校受高等教育，以便掌握一门专业技术谋生。可是，母亲却担心科学和工程专业会削弱儿子的，敦促他到高等师范学院学习人文科学。他按照母亲的意愿，在入学考试中一举夺魁，于1882年进入高等师范学院学习，这所学院为法国培养了相当多的文学和科学的优秀教师。由于他对献身科学事业有强烈的欲望，他选学的却是中级科学基础课程。在这里，他是一位有才华的学生，顺利地通过了学士学位考试和做大学教师的学衔考试。1884年，当他还是学生时，就发表了关于把热力学势用于电化学电池的论文，这是他科学生涯的开始。在大学，他还是一位名气不小的漫画家。

就在同年，迪昂向校方递交了博士论文，论述的是化学和物理学中的热力学势。由于受到马歇(f．j．d．massieu)1869年、吉布斯1875年和亥姆霍兹1882年关于热力学势研究工作的激励，迪昂早在获得学士学位前就作这项工作了。这篇有真知灼见的论文，了用反应热作为自发化学反应标准的最大功原理，并按自由能概念严格地定义了标准。最大功原理是贝特洛(m．berthelot，1827~1907)在20岁时提出的，他后来当上了法国政府教育机构的要员，并在1886~887年升迁为法国公共教育部部长。

刚出茅庐的年轻人怎能料到，这一正常的举动却是他一生厄运的肇始。贝特洛对迪昂他的错误的最大功原理耽耿于怀、伺机报复。在贝特洛的操纵下，学位委员会无理拒绝了迪昂的博士论文。迪昂此时也不甘示弱，他为捍卫真理挺身而出，于1886年作为小册子发表了他的论文《热力学势及其在化学力学和电现象理论中的应用》。他认为，不管谬误在哪里出现，都要不顾个人安危去英勇斗争，这是基督徒的重要职责之一。在这部早慧的著作中，迪昂用热力学势逻辑相关地说明了下述现象：温差电、热电现象、理想气体的混合和液体的混合、毛细现象和表面张力、溶解热和稀释热、饱和蒸汽、离解、复盐溶液的冰点、渗透压、气态的液化、带电系的电化学势、平衡的稳定性以及勒•夏特里埃(le chatelier)原理的推广。这是迪昂许多非凡的、天才的思想的首次显露，标志着他未来研究的总方向。

对于迪昂的挑战，贝特洛大为光火。他扬言，只要他还活着，迪昂就休想在巴黎任教。在中央集权制的法国，贝特洛的权势在教育界不用说是所向无敌的，迪昂不得不在1888年递交了另外一篇关于磁学的数学理论的博士论文，这是数学工作者的研究范围，贝特洛因隔行而难以插手。不过，尽管迪昂1885年为教物理在竞争考试中赢得了第一名，他仍无法在巴黎的大学谋求—个职位。贝特洛等人对迪昂的职业迫害一直持续到1900年，他们多次压制迪昂的职务晋升，限制他的薪水；如有可能便封锁他的成果，如无可能便毫不注明地盗用它们。要知道，在现代法国科学的历史中，还没有一个像迪昂这样的具有同样丰富、同样深度以及同样创造力的科学家被贬到外省工作。

1887年，迪昂被迫只身到里尔(lille)大学教物理。事实证明，迪昂是一位育才气的、出类拔萃的教师。他的富有启发性的、明晰的讲演是精心地、逻辑一致地组织起来的，他的出发点是如何让学生多学，而不是让教师多教，也就是事事从学生方面的收益考虑，而不是为了讲课人的虚荣和方便。因此，每当他上课时，学生们便蜂拥而至，致使课堂暴满。他的名声在当时具有传奇色彩，即使在今天看来，他手写的讲稿也能给人以深刻印象，上面系统地加注着历史的和哲学的评论。

在里尔时期，他结识了女友夏耶(a. chayet)，他们在1890年10月结婚，不到一年就有了头一个女儿。迪昂的家庭生活是幸福的，但却是悲剧性的短暂，他的妻子和第二个女儿不幸在1892年去世。从此，迪昂再未婚娶，他把全部心力操在工作和女儿身上。

在妻子逝世后不久，他不满意大学校长多次谴责实验室助手，结果两位先前的好友闹翻了。1893年，他请求调离。

在里尔的六年间，他先后出版了三本书，发表了50篇论文。他的才能和学识是众所周知的，完全可以在巴黎赢得一个好职位。但是，由于贝特洛等人的阻挠，迪昂未能去成巴黎，而被发配到雷恩(rennes)大学。这个职位很不遂意，迪昂仅呆了一年就决定再次调离。

尽管迪昂一再梦想赴巴黎任教，但他接到的却是在波尔多(bordeaux)大学任职的通知书，这个令人失望的消息使迪昂极为生气，他曾考虑拒绝这项任命。他的朋友在谨慎打听后告诉他，波尔多的职位可能是通向巴黎的大道，他于是在1894年接受了任命。1895年，当他34岁时，他升任为物理学教授，占据了大学理论物理学的教席。他一度曾致力于大学的行政事务，负责批准本省大学授予博士学位的资格，后因受到该机构内一个反教权主义成员的无端攻击而愤然辞职。迪昂背井离乡，在波尔多一呆就是20余年，他最终也未能了却在巴黎教书的心愿。

迪昂的研究兴趣大体上可以分为以下几个时期：1884~1900年间，他的兴趣主要在热力学和电磁学方面，尽管在1913~1916年间他又转向电磁学；1900~1906年间他致力于研究流体力学；他对科学哲学的兴趣主要在1892~1906年期间，科学史方面的研究多在1904~1916年间，虽说他在1895年就发表过科学史的论文。下面，我们分门别类地介绍一下迪昂的贡献和成就。

(二)

迪昂的主要科学建树在热力学领域。他的1884年的未被接受的博士论文不仅对热力学势的系统应用具有重大的历史意义，而且以此为起点的一系列研究，也使他与范霍夫、奥斯特瓦尔德、阿累尼乌斯、勒•夏特利埃一起成为现代物理化学的奠基人。

1887年，迪昂对吉布斯著名的静热学(themostatics)论文进行了深入的批判性的分析。在题为《关于j．w．吉布斯热力学著作的研究》中，迪昂首次给可逆过程下了一个精确的定义。迪昂证明，一个系统的两种热力学态之间的不可逆过程，能够通过使系统和环境之间力的不平衡在每一步趋近于零而产生的真实过程的有限集合来构成。这种有限的过程现在称为准静态过程。如果同一过程以相反的顺序进行，且同一不真实的限度被达到，那么该过程就是可逆的。

迪昂对热力学的重要贡献之一是发展了处于动态的物体的热力学理论。在迪昂研究之前，热力学基本局限在静力学范围内。从1892年到1894年，迪昂发表了题为《热力学原理评论》的一组著名论文。在这里，迪昂首次严格地定义了不可逆“准静态”热力学过程。这是一种类似滞后现象的过程，对这种过程而言，在一个方向平衡态的有限集合与在同样两个热力学态之间的相反方向的不相同。这组论文包括迪昂两个开创性的贡献。他对热力学第二定律、熵和热力学势作了详细阐明，对热力学第一定律进行了公理化处理，这在目前看来仍是惊人的成功。值得注意的是，热量首次借助于功和能被抽象地定义了。由于这一先驱性的工作，迪昂成为物理学理论公理化的奠基人，他对其他学科的公理化研究的影响也是相当显著的。与迪昂同时代的伟大数学家希尔伯特直接受到迪昂关于热力学公理化工作的感召，先后开始了他的关于几何学和物理学公理基础的重大研究。

1896年，迪昂发表了一篇研究粘滞作用的论文。这对应于吉布斯的“无源阻力”，属于可逆过程，而摩擦则属于不可逆过程。迪昂把摩擦作为一种普遍的物理现象，用它来研究“假平衡”问题，这属于力学化学范围。迪昂在化学热力学方面的研究成果收集在他的四卷专题论著《论力学化学基础》(1897~1899)和一卷著作《化学热力学》(1902)中。

根据吉布斯的建议，迪昂在《关于化学静力学的一般问题》(1898)中，提出了一个明确的关于吉布斯相律的非约束性证据。同时，又将它推广到超出仅仅考虑强变量的情况，并给出了确定各个相的必要条件。对于压力-温度和体积-温度这两对变量，其条件是不同的，它们的表述称之为迪昂定理。此外，对于共沸性(azeotropes)是其简单特例的“中性”系统的性质，也作了较为详尽的讨论。

迪昂十分注重假平衡和摩擦的热力学。在迪昂看来，假平衡可以分为两类：表观假平衡和真实假平衡。前者例如饱和溶液，在给一个小扰动后，它即刻便返回到热力学平衡，后者诸如金刚石或石油构成的有机化合物，相对其他物质来说，这样的化合物在热力学上是不稳定的，但却经历了整个地质时期的巨大扰动仍然保持不变。但是，如果这种扰动相当大(通过加热金钢石变成石墨)，它们将转变成稳定的产物。吉布斯也持有类似的观点。

迪昂的兴趣也曾集中在流体力学和弹性学上。1891年，他出版了《水力学、弹性、声学》(两卷)的讲义，对数学家和物理学家产生了重大影响。迪昂进而在1903~1904年以两卷本出版了《水力学研究》一书，它包含了关于纳维尔—斯托克斯流体的一些开创性的探索成果，以及波在粘滞流体中的传播、考虑到稳定性和可压缩性的流体等课题的研究。

在流体力学领域中，迪昂是第一个在粘滞的、可压缩的导热流体中利用稳定性条件和热力学的充足资料研究波的传播的学者。他得出了一个当时令人震惊的结果：真正的冲击波(即密度和速度不连续)或高阶不连续根本不可能通过粘滞流体传播。这与严格的非粘滞流体的结果相矛盾。迪昂证明，在粘滞流体中唯一的不连续是横向的。他引入“准波”的概念，建立关于冲击波的定理。他还推广、完善，校订了流体稳定性的早期结论。

在当时，迪昂实际上是严格的、合理的，有限的弹性理论的唯一培育者，他强调建立精密的、普遍的定理的重要性。迪昂对弹性理论进行了广泛的研究，其结果汇集在《弹性研究》 (1906年)一书中，在第一次世界大战前，这些理论曾起过显著的影响。迪昂也是弹性披传播、热传导和在有限形变下粘滞连续体的开创性的研究者。

在世纪之交，迪昂与马赫、彭加勒、奥斯特瓦尔德、皮尔逊等人一样，同属非力学学派或批判学派，而当时大多数物理学家都是力学学派，力图把一切物理现象都化归为力学。迪昂系统地反对这种科学中的还原论和力学自然观。他明确表示，如果科学知识仅限于流行的状态，或科学家只知道“一时的流言”，那么科学的正确思想不可能得到。迪昂也极力反对物理学中的模型理论，他偏好逻辑和明晰性，对无逻辑性和自相矛盾的模型总是感到厌恶，即使当模型方法在新发现中变得可能和有用时，他也难以改变自己的观点。这自然有其合理之处和积极意义，但也直接决定了他对麦克斯韦理论和原子论的偏执观点。

迪昂虽然承认麦克斯韦的个人天才和理论的独创性，但却极其严厉地批评了麦克斯韦的理论。他认为，这种理论缺乏首尾一贯的和综合的逻辑结构，即使在其最终的抽象形式中，也显示出人为的力学产物的标记，此外它还有符号上的错误且缺乏实验基础。由于亥姆霍兹的影响，迪昂偏爱大陆的电动力学，因为它能够用逻辑的方法由经典的基本的电磁实验来构造。经过迪昂精心阐述和改进的亥姆霍兹-迪昂理论比麦克斯韦理论具有更大的普遍性，能简单地描述光的电磁理论和赫兹实验。而且，这种理论包含两个附加参数，适当选取参数的值，麦克斯韦理论就成为它的特例。这些观点，都包含在迪昂1902年出版的《麦克斯韦的电理论：历史的和批判的研究》中。迪昂不久便认识到，麦克斯韦理论在他所处时代的物理学家中得到广泛的承认，而他的批评却无人问津，麦克斯韦的理论当然是胜利了。不过，他还是希望，在将来人们将会认识到，亥姆霍兹理论确实是杰出的成果。他说：“逻辑是有耐心的，因为它是永存的。”

迪昂的基本的科学思想形成于1880~1890年之间，即在放射性发现和佩兰实验之前。当时，为实行其“宇宙的力学解释”而使用原子和分子模型的一帮人，随意改变他们的“弹子球”模型以拯救现象，顽固地把那些自相矛盾的性质赋予原子。迪昂因偏爱逻辑和厌恶力学模型，无法接受原子、分子论。他在研究中有意识地避开依赖于力学模型的微粒理论，在他的论著中，找不到原子，分子论的描述。他攻击用小的、硬的、具有弹性的粒子来简单说明原子；他有时带点天真地攻击开耳芬勋爵用齿轮和漩涡来说明白然现象的思想。他好像不知道原子模型曾给物理学带来了巨大的复兴，也完全没有预料到原子物理学在半个世纪里会有惊人的发展。即使当1908年佩兰的实验确证了分子的实在性时，迪昂因其执拗的个性也迟迟没有改变自己的观点，他希望像能量学(energetics)这样的更为普遍的理论能够从原子论的废墟中产生。

在1911年，迪昂总括了他毕生努力构造的物理学理论的体系，这就是作为一种理性论的现象论的连续理论的能量学，它避免了关于物质内部终极实在的形而上学假设。其结果就是两卷专论《论能量学或广义热力学》，他认为这是他对科学最后的第一流贡献，因为该书是他对物理学和化学作了几乎30年的广泛研究而完成的。不过，这部专题著作略去了电磁学论题，这意味着在他的批判性的科学观点中，他没有找到满意的电磁学的能量学理论。迪昂想把力学、热力学和电磁学囊括到能量学或广义热力学的企图最终未能实现，但是他对物理学和化学诸领域的贡献即使在今天看来也还是有意义的。

(三)

迪昂也是现代的科学史的奠基人。在这个领域，他也许胜过了当时所有其他科学史家，因为没有人接近他研究的深度和广度。有人甚至有点言过其实地认为，与迪昂相比，他的同时代的科学史家似乎有点外行人的味道，因为他们缺乏迪昂那样卓越的才干和博大精深的素养。迪昂是第一流的科学家和科学哲学家，他有能力深刻地评价、分析、批判过去的科学工作的内容。迪昂说过，批判任何科学工作，就是要分析和评价它的逻辑结构，它的假设内容，以及它与现象的一致。只有下述科学家用完善的才能和巨大的信心才能作到这一点，这些人创造了基本的科学，同时也是第一流的科学哲学家，而且通晓多种古典语言和现代语言。显然，迪昂是能够完全满足这些条件的科学史家，因此他的科学史工作自然要优于其他科学史家了。

迪昂对科学史的兴趣来源于他的创造性的科学研究。他早就认为，要卓有成效地创造新科学，就要批判地理解科学和科学哲学。为了正确地理解科学哲学和科学思想的连续性，迪昂深入地、广泛地研究了科学的历史。他起初研究科学史，主要是想支持他的科学哲学，而他所进行的科学哲学研究，则是为了支持他的科学研究。其结果，迪昂成为一个智力十分高超的科学家、科学哲学家和科学史家。

迪昂1902年出版的《化学化合与混合：论观念的进化》和1903年出版的《力学的进化》，就是这样的有材料、有分析、有评论的历史批判著作。尤其是后者，可与马赫的《力学史评》 (亦译《力学及其发展的批判历史概论》，1883年)相媲美。该书的第一编是自然哲学思想发展的权威性的、高明的叙述，它表明各种观念是如何受到赞成、如何发展、尔后又是如何被抛弃的，另一些观念是如何受到偏爱、如何变化，如何在转变中得以保留的。第二编是19世纪末的力学物理学的概观。迪昂当时已经看到，物理学急剧的、持续的、激动人心的成长已摇撼了古典力学的根基和古典物理学家的一些信念；由于纠缠到新的问题，力学赖以建立的基础的可靠性受到怀疑，它再次向新的领域进军。

迪昂实际上是单枪匹马地发现了中世纪的科学的历史，他对17世纪物理学和古代物理学的发展史也作出了有深远意义的和独创性的研究。迪昂幸运地在巴黎图书馆找到了许多中世纪的手抄本，他运用大量的原始资料证明，科学的发展总是连续的，从而是进化的，伽利略的思想也是由许多早期的科学工作进化而来的，并不象伽利略本人和其他人认为的那样是最早的。为了充分说明这些观点，迪昂由静力学起源的研究开始了他的考察，结果形成了两卷专题著作《静力学的起源》(1905~1906年)。迪昂在书中追溯了静平衡原理从古希腊到拉格朗日的发展，他洞察到，近代科学诞生于公元1200年左右的中世纪，个睦纪的部分成果被15和16世纪的一群数学家抄袭，他们把这些作为他们自己的贡献加以发表。迪昂谴责这种智力上的腐败现象，他强调指出，传统对于真正的科学进步是必不可少的。

迪昂由建立物理科学历史的实际记载，进而研究各个时代最重大的个人成就，他着手研究达•芬奇的笔记和原始材料，以及16世纪科学家的著作。16世纪的科学家从文艺复兴的人文主义者那里知道，他们的物理学实际上来源于中世纪。人文主义者抱怨中世纪的倒退已成为一种习惯性的浮夸，与此同时却一字不漏地抄录中世纪的科学手抄本——这是人文主义者的知识的真正源泉。

1905~1906年，迪昂以三卷专题著作《列奥纳多•达•芬奇：他所看到的和看到他的》发表了他划时代的研究成果。他运用翔实的中世纪科学的原始资料令人信服地表明，从13世纪到16世纪，中世纪的大学，特别是巴黎大学起了重要作用。他揭示出，在托马斯•阿奎那后出现了对亚里士多德和亚里土多德学派的思想的抨击，这是否定希腊哲学关于运动概念的思想开端，它以惯性原理、伽利略的工作以及近代哲学而告终。他确认，巴黎大学神学院1327年前后的院长让•布里丹(jean buridan)具有惯性原理的最早思想，并用拉丁术语impetus(冲力)引入了一个量，这个量虽未明确定义，但却与我们今天所谓的动能和动量的量有关。迪昂分析了稍后的萨克森的阿尔伯特(albert of saxony)和尼古拉•奥热默(nicholas oresme)的著作的重要进展，后者尤其完成了值得重视的工作，因为他关于太阳系的思想是哥白尼的先驱，他关于解析几何的工作是笛卡儿的先驱。接着，迪昂指出，达•芬奇这个具有多方面天赋的人，吸收和继承了他的先驱们的工作，铺平了科学发展的道路。伽利略正是沿着这条道路，继16世纪的许多科学之后，明确地开始了近代力学发展的历程。

迪昂然后着手独自一人对科学史一一从爱奥尼亚的自然哲学家到古典物理学建立的物理学理论的历史——进行最为不朽、最为系统的研究。迪昂在短时间内所作的开创性的工作之浩繁是令人惊讶的、超越时代的。他计划在四年内写12卷书，最后只完成了10卷手稿。这部名为《宇宙体系：从柏拉图到哥白尼宇宙学说的历史》在他在世时出版了四卷(1913~1916)，第五卷是在他去世后的1917年出版的，迪昂的女儿在1954~1959年监督出版了其余五卷。在1908年，迪昂还出版了一本《拯救现象：论从柏拉图到伽利略的物理学理论的观念》。这部著作是最重要的物理学历史著作的文献汇集，它揭示出形式化的数学在西方科学发展中总是起着实质性的作用。该书中的有价值的历史引言，可以看作是《宇宙体系》一书全部观点的浓缩。

迪昂是一位有高度教养、坚定信念和明确感受的人，他的所有判断都是与他的基本观点一致的。他也是一位热情的爱国主义者和民族主义者，他的爱国感情在一定程度上影响了他的科学观点和价值判断(但从未达到使这些观点和判断绝对无效的程度)，结果他倾向于过高估计法国科学家的成就，而低估或贬低其他国家科学家的贡献。他驳斥了奥斯特瓦尔德关于“化学是德国科学”的论断，批判了德国科学中的蒙昧主义和“自然哲学”倾向。他尤其对英国科学家怀有偏见，认为他们的思想粗俗而浅薄，因为他们缺乏逻辑严密性，对科学的系统数学理论漠不关心(这些批评也不是没有—点道理，而且他从未诉诸恶语和漫骂)。他并未因牛津默顿学院的经院哲学家对运动学理论的贡献而称赞他们，也未因托马斯•布雷德沃丁(thomas bradwardine)对亚里士多德运动定律的重新系统阐述的重要性而褒扬他。同时，他却不恰当地高估巴黎大学在新物理学中的意义，过分颂扬布里丹、奥热默等人的贡献。他的宗教感情也使他过高评价中世纪基督教哲学家的科学的哲学。他称颂巴黎大学的经院哲学家具有月上世界和月下世界都服从同一物理定律的观念，而实际上第一个明确宣布这一点的却是德国中世纪的科学家库萨的尼古拉(nicholas of cusa)。尽管迪昂后来在他的著作中冲淡了他对法国人科学贡献的过高估价，但个人感情方面的因素对他在价值判断中的影响却是显而易见的。当然，迪昂也意识到，在任何创造性的科学工作的价值方面做出裁决，都需要一定的文化观点，即道德的、哲学的、宗教的和理智的观点。

通过深入的科学史研究和在科学前沿的长期探索，迪昂充分认识到历史方法在物理学中的重要性。他说，唯有科学史才能使物理学家避免教条主义的狂热奢望和皮浪怀疑主义的悲观绝望。物理学家的思想往往偏向一个极端，科学史能够做出合适的校正。他看到，通过追溯一系列做出科学发现时的错误和犹豫，它使物理学家警惕虚假的证据，通过回顾宇宙论学派的盛衰，通过发掘一度获胜而又被忘却的学说，它提醒物理学家，最吸引人的体系也只是暂定的描述，而不是确定的解释。

(四)

作为一个在科学前沿进行开拓的第一流的理论物理学家，作为一个对科学发展的历史有渊博学识和精湛研究的科学史家，加之迪昂又善于通过这种双重的智力结构思索物理学理论的成长、发展和范围，因而他很自然地转向科学哲学。他通过系统的思考，对物理学理论的意义提出了独到的见解，并在各种论著中系统发展了这种看法。其中最为有名的是《物理学理论的目的和结构》，它堪称现代科学哲学的经典著作，至今还与当代科学哲学家所讨论的问题和所提出的观念密切相关，其中的许多观点，即使今天读起来还是新鲜的和激动人心的。

《物理学理论的目的和结构》分为两编11章，外加一个附录。第一编是“物理学理论的目的”，它有四章：“物理学理论和形而上学解释”、“物理学理论和自然分类”、“描述理论和物理学史”、“抽象理论和力学模型”。第二编是“物理学理论的结构”，它有七章：“量和质”、“原质”、“数学演绎和物理学理论”、“物理学中的实验”、“物理定律”、“物理学理论和实验”、“假设的选择”。附录包括两篇文章，其一是“信仰者的物理学”，其二是“物理学理论的价值”。书中贯彻了迪昂下述成熟的思想：关于假设的逻辑作用，定律与理论的关系，测量、实验、证实和解释在构造物理学理论时的本性，作为与大陆物理学中的数学演绎相对照的英国物理学中的力学模型，物理学理论相对于形而上学解释形式或神学解释形式的自主性，物理学的精神等等。这些结果是长期的实验经验和教学经验、广泛的历史知识以及深入的哲学思索的产物。

在迪昂看来，物理学理论是从少量的原理演绎出的数学命题的系统，其目的在于尽可能简单、尽可能完善、尽可能严格地描述实验定律。迪昂是明晰的和抽象的物理学理论的倡导者，这种理论在逻辑上是完整的、一致的，在数学上是精确的。他认为，物理学理论是物理现象的描述，不是根本的、最终的实在即所谓的形而上学的实在的解释。按照迪昂的观点，解释就是剥去象面纱一样的覆盖在实在上面的现象，以便看到裸的实在本身。观察物理现象并不是使我们与隐藏在可感觉的外观背后的实在相联系，它只是使我们以特殊的、具体的形式理解可感外观本身。迪昂的结论是，物理学理论的目的是描述实验定律而不是解释实验定律，假若其目的是后者，那么理论物理学就不是自主的科学，它就从属于形而上学。迪昂注意到，科学家很少在科学与形而上学之间做出区分，从而许多理论似乎都被视为一种尝试性的解释，是用多余的“图像”成分和解释成分加以修饰。这些理论实际包含着两种成分，迪昂称其为“描述性的”和“解释性的”成分。在这样的理论中，描述性的部分是有价值的，因而它幸存下来，并且对表面上看来不同的理论来说是相同的。迪昂反对物理学中的原子理论，正是出自他的这一观点：可靠的物理学理论不应当包含关于物质终极的内在本性的形而上学假定。他认为，形而上学地构造模型和在物理学中追求粒子的研究不能导致揭示物质内部的终极本性，正如原子物理学这种类型的支持者的朴素实在论导致他们所思考的那样。

其实，迪昂并不是根本反对形而上学。在某种意义上，形而上学也是研究的重要对象，因为它深入到事物的实质并解释现象，因而也应当受到尊重。迪昂的本意是强调二者的区别和各自的职权范围，以免形而上学侵入科学而扰乱科学理论的目的。其实，科学与形而上学是并蒂而生的，又怎能将它们截然分开呢?就连迪昂本人也无法完全摆脱形而上学的纠缠。当迪昂认为人们能够在竞争的理论之间做出区分、能够决定哪一个在某一确定的方面更好地对应于现象的感性表现形式时，他不得不严重地依赖形而上学的信念。而且迪昂也涉及到科学理论进步的另一个形而上学观点：如果人们不相信，与现象的物理表现形式更好对应的理论在某种程度上比所抛弃的理论更好地反映了现象的终极物理实在的话，那么物理学的进步便是不可能的。他提出了一个进一步的形而上学判断：如果人们继续发明关于现象的相互竞争的理论，继续选择与现象的表现形式对应得更好的理论，那么这种持续改善的理论的进步便渐进地趋于这个现象的理论的有限形式，该理论是完全一体化的，—十分合乎逻辑的，它把实验定律整理成类似于其的秩序，但并不必然地与其等价，这是一个高度先验的秩序，按此所理解的形而上学实在被分类。迪昂一再明确阐述说，在物理学理论促成进步的程度上，它变得越来越类似于自然分类，这是它的理想目的。物理学方法无能为力去证明这个断言是正当的，但是它若不是正当的，那么引导物理学发展的趋势就依然是无法理解的。理论越完善，我们便越能更充分地理解，排列经验定律的逻辑次序就是本体论次序的反映。

迪昂强调的一个引人注目的观点是，不可能有真正的判决实验，能够用来检验理论的任何一个特定假设的真理。一个假设的实验检验必然包含该理论的所有其他假设。因此，理论与实验的矛盾不仅能够通过改变一个被认定是“判决性地”检验了的假设来消除，而且也能通过改变其他假设而保留一个“判决性的”未改变的假设来消除。因此，从实验出发通过归纳不能决定一个假设集，从而有可能存在另一个假设集，它也能够描述同样的现象。正是由于这个理由，大量的假设都偏离了科学家的判断，这意味着理论依赖于个人的情趣(鉴赏力)，而情趣则取决于科学家个人的文化素养。因为任何科学理论的假设的选择都是超逻辑韵，由理论家的情趣管辖。所以在迪昂看来，引导科学基础建构的是科学史。他以合理的论据表明，形式化的定量的科学方法并不完全适合于物理科学，实验科学的定律和结论不能直接揭示事物潜在的最终本性。迪昂宣称，人们需要相信自己的想像力，以猜测隐藏在现象背后的实在的本性。

迪昂认为，就物理学理论发展的任何阶段而言，任何基本的元素仅具有暂定的和相对的状态。人的精神能够获悉某些关于物理世界真实的内在本性，但是人们不能剥去现象的外观，而获得关于事物终极本性的直接知识。在迪昂看来，要是人们仅仅运用定量的方法，甚至要抽出关于物理世界深刻的内在本性的知识也是不可能的。因此，某些定性的考虑也是必需的。物理科学正是在这样的两级之间定向的，即亚里士多德纯粹定性的方法和当代物理学纯粹定量的方法。物理科学由于固执于两极而遭到磨难，片面的方法使它的发展停滞了。今天，尤其是在西方，定量化“狂”已经渗透到人类事业和经验的每一部分，定量化无错误的神话已显示出真正的危险，构成了对科学和文明的威胁，因为它带来了非人性和物化，并伴随着个人自由和自由探询的丧失。迪昂当时就意识到这种类型的科学主义的危险。

谈到理论的用处，迪昂指出了以下三点。第一，在几个假设和原理下，它们通过把大量的实验定律演绎地结合在一起，从而能促进思维经济。第二，通过定律的系统分类，它们能使我们根据特定的场合，为达到特定目的而选择我们所需要的定律。第三，它能使我们预言，也就是能够使我们预期实验的结果。

迪昂关于物理学理论构成方法的叙述，显示出他的物理学理论的本质的概念。他认为形成物理学理论有这样四个相继的操作：1)在我们着手描述的物理性质中，我们选择我们认为是简单的性质，以致其他性质将设想是它们的简单性质的聚集或组合。我们通过合适的测量方法使它们与某一群数学符号、数字、数量对应。数学符号与它们所表示的性质没有内在本性的关系，而仅是一种约定的记号。通过测量方法，我们能够使物理性质的每一个状态对应于表示符号的一个值，反之亦然。2)我们借助于少数命题把这样引入的不同种类的数量联系起来，这些少数命题在我们的演绎中是作为原理来看待的。这些原理在该词的词源学意义上可以被称为“假设”，因为它们确实是理论赖以建立的基础，但是它们并不以任何方式宣称陈述了物体真实性质之间的真实关系。这些假设当时是以任意的方式形成的。限制这种任意性的唯一的绝对不可逾越的障碍是同一假设术语之间的逻辑矛盾，或者是同一理论各种假设之间的逻辑矛盾。3)理论的各个原理或假设按照数学分析的法则结合在一起。数理逻辑的需要是理论家在这一展开的过程中必须满足的唯一需要。理论家计算所依据的数量并未宣称是物理实在，他在演绎中所使用的原理并未陈述这些实在之间的真实关系，因此，他所进行的操作是与真实的还是可信的物理变换对应没有关系。人们有权要求的一切就是，他的符号化是可靠的，他的计算是正确的。4)从假设推出的各种结论可以被翻译为许多与物体的物理性质有关的判断。对于定义和测量这些物理性质的合适的方法，犹如容许人们进行这种翻译的词典和图例一样。把这些判断与理论想要表示的实验定律相比较。如果它们与这些定律在相应于测量程序所使用的近似度上相一致，那么理论便达到了他的目标，理论就是好理论，如果不一致，就是坏理论，就必须被修正或被抛弃。简而言之，这四个基本操作就是：物理量的定义和测量，选择假设，理论的数学展开，理论与实验的比较。迪昂再次强调，真正的理论不是给物理现象做出与实在一致的解释的理论，而是以满意的方式表示一组实验定律的理论。与实验一致是物理学理论真理性的唯一标准。

(五)

在政治立场和社会观点上，迪昂被认为是右翼分子、保皇党人、和政体者、民族主义者、反犹太主义者和宗教极端分子。这种看法是有一定的道理和根据的。迪昂的这种政治态度部分地是从他的中产阶级家庭继承下来的盲目的偏见，但恐怕主要来自他的强烈的基督教信仰。不了解迪昂深挚的宗教感情和坚定的宗教信条，就无法理解他的锋芒毕露的性格和过激的行为。

迪昂这位对西方文化有着极其广泛和深刻洞察的人，他的这些政治上的瑕疵是十分不能令人满意的。作为一个学者，他是一位非凡的人物，并具有真正的学者那种坚不可摧的独立性和科学良心。作为一个真正的中世纪基督教的信徒，他有着基督教绅士的道德准则和行为模式，以及基督教骑士的无畏和勇猛。他时刻准备着，一旦当他的基督教原则受到挑战时，他就立刻去进行，不惜一切地去捍卫它们。

迪昂彻底地研究过中世纪，它对中世纪的成就怀有高度的敬意。他乐于承认，西方文明是基督教文明，这种文明在文化上融合了希腊文化，它是中世纪的创造物。中世纪的初期在人的历史上是一个最早慧的时期，在人的生活中是一个空前的精神的、技术的和科学的进展时期。他十分清楚地意识到，一个最重要的观念，即与神圣不可侵犯的个人良心有关的独立 在生涯的后期，迪昂的命运有所好转。其转机在于，年迈的贝特洛良心有所发现，他后悔自己将近20年一直对迪昂采取不公正的态度，承认对迪昂的职业排斥负有责任。1900年，贝特洛改正了先前的错误，投票选举迪昂为法国科学院通讯院士。在贝特洛的支持和帮助下，迪昂首次得到了他早该得到的荣誉。其实，迪昂从来也不是为了名望或荣誉才希望到巴黎致力于他的科学工作的，而是为了追求真理和扩大他的科学影响，这一点甚至连他的敌手也承认。这也是他这位基督徒的另一个显著特点。迪昂从贝特洛的积极行动中看到了贝特洛的悔悟，他立即以宽宏大度的胸怀予以回报，就像贝特洛对他的迫害从未发生过一样。迪昂的行动体现了基督教的所谓上帝之爱。

在这些年间，迪昂被选为几个外国科学院的院士，并接受了两个荣誉学位。但是，他还不是法国科学院的院士，因为在那个时候，它的院士必须在巴黎工作。1908年，他基于自己的基督教信仰拒绝了荣誉军团的提名，因为他认为，接受由一位他所蔑视的共和党人的签署的这一共和国荣誉称号，对他来说是虚伪的。他也拒绝提名他作为巴黎法兰西学院有威望的科学史教席的候选人，因为他不愿走历史的后门去巴黎。他说，他或者作为一个物理学家去巴黎，或者根本不去。1913年，当法国科学院要增选六个外地院士时，迪昂被一致拥戴为头六个候选人之一。但是，他却力图撤回他的候选资格，以便使下一个最接近的候选人——一位90岁的博物学家，迪昂欣赏他的工作——能在去世前当上法国科学院院士。迪昂再次体现了基督徒的上帝之爱之心。

迪昂在波尔多整整呆了21年，直至他的去世。自从女儿长大到巴黎上学后，他独自一人在波尔多工作，只有在假期才能与女儿团聚。这时，他和女儿或者在卡布雷斯潘的房舍(这是迪昂从母亲那儿继承来的遗产)里度假，或者和老朋友一起到法国各地徒步旅行，他在旅途中用墨水笔或炭笔画了许多非常优美的速写画。

平时，迪昂是一个彬彬有礼、富有魅力、讨人喜欢的人，有不少亲密的朋友。他的学生也很敬慕他。在待人接物方面，他是诚心诚意的，乐于助人，经常承担一些慈善服务工作。然而，他的信仰和个性又使他得罪了一大批人，失去了许多社会联系。他40岁时患上的指痉挛和一生所遭受到的痛苦的胃痉挛，都与他耿直、易怒的个性有关。

迪昂身材矮小，表面看来身体好像还强健，实际上却内虚多病。1913年，当他被选为法国科学院的外地院士时，这个迟到得多的承认使他极为高兴。他似乎焕发了青春，社会联系明显增加了。他开始对天主教学生会感兴趣，并在第一次世界大战开始后积极参加寡妇和孤儿救济会。

1916年夏，迪昂和女儿像通常那样到卡布雷斯潘度假，并带有工作、徒步旅行和画速写的计划。9月2日之夜，在相当紧张的行走之后，他的心脏病突然发作了，这种病无疑源于他儿时得过风湿热病。医生诊断他患的是心绞痛，心绞痛的征兆已出现六七年了，但长期以来被误认为是胃痉挛。迪昂顺从医生的劝告，限制了自己的活动。在9月14日的上午，他感到自己好些了。但是，当他用墨水笔画素描并与女儿谈论战争近况时，他的心绞痛又发作了，几分钟内便离开了人世，终年55岁，留下了未完成的手稿《宇宙体系》。他被葬在卡布雷斯潘。这位一生不知疲倦地从事教学、研究、写作和细读中世纪手抄本的伟大学者获得了休息的权利，但却是永远地休息了。

主要参考文献

[1] p. duhem, the evolution of mechanics, translated by m. cole, sijthoff & noordhoff, maryland, u.s.a., 1980. 尤其是其中oravas写的“editor’s introduction”。

[2] p. duhem,the aim and structure of physical theory, princeton university press, u.s.a.,1954.包括其中louis de broglie写的“foreword”。

[3] donad g. miller, ignored intellect: pirrer duhem, physics today, № 12, 1966, pp. 47~53.

[4] dictionary of scientist’s biography 和the encyclopeadia of philosophy中关于：“pirrer duhem”的条目。