前言
皮埃尔·迪昂的生平和工作
皮埃尔·迪昂（Pierre Duhem）1861年6月10日 [1] 生于巴黎，1916年9月14日在他的故乡卡布雷斯潘（奥德省）去世，终年55岁。他是半个世纪前法国理论物理学最有独创性的人物之一。除了他的严格的科学工作——它们确实是杰出的，在热力学领域是显赫的——之外，他还获取了极其广泛的关于物理科学的历史知识，而且在对物理学理论的意义和范围做出诸多思考后，就它们形成了十分引人注目的见解，在众多论著中以各种形式阐述它。于是，作为一位有渊博学识的出色的物理学理论家和科学史家，他也在科学哲学中为自己赢得巨大的名声。
皮埃尔·迪昂在数学和物理学方面具有极高的天赋，他在20岁时进入巴黎迪尔姆街的高等师范学校学习；这所著名的高等教育机构为法国培养出如此之多的文科和理科教师，他在校是一位才华横溢的学生，他的注意力很快转向热力学及其应用的研究，此后他从未停止耕耘这个领域。
在对汤姆孙（开尔文勋爵）、克劳修斯、马西厄（Massieu）、吉布斯和其他伟大的热力学概念创始人的工作的反思中，他也被拉格朗日的分析力学方法和热力学方法之间的类似震撼。这些反思导致他在23岁时以十分普遍的方式引入热力学势的概念，并在此后不久出版了一本书《热力学势及其在化学力学和电现象理论中的应用》。
1885年，他在竞争物理学教师资格的考试中拔取头筹。这位在科学界已经众所周知的迪昂，在两年后成为里尔大学理学院的讲师，在那里出色地教过流体力学、弹性学和声学。在里尔结婚后不久，他的妻子去世了，给他留下唯一的女儿，他和女儿一起度过他的余生。在32岁时，他成为波尔多大学理学院的正教授，直到逝世他一直保持这一岗位。
在整个一生在科学工作中，皮埃尔·迪昂都坚持他的最初取向。他对理论的全神贯注是构造一种类型的广义能量学（general energetics）（把经典分析力学作为一个特例包括进来）和抽象热力学。作为一位本质上有秩序的心智，他受到公理化方法的吸引，该方法拟定精密的公式，以便通过严格的推理导出无懈可击的结论；他珍视它们的可靠性和严格性，绝没有因为它们的枯燥和抽象而排斥它们。据说很可能，他极其厌恶地拒绝用原子理论提供的不确定图像或模型代替能量学的形式论据的观念；在构造容许具体解释热力学的抽象概念的物质分子运动论方面，他不倾向于追随麦克斯韦、克劳修斯和玻耳兹曼。即使他赞美威拉德·吉布斯纯粹热力学论据的严格性和证明相律的代数的优美，但是当这位伟大的美国思想家力图把热力学的原子解释建立在普遍的统计力学的基础上时，他肯定没有追随他。从他年轻时期的著作《热力学评论》，到他成熟时期圆满完成论物质的著作《论广义能量学》，迪昂都竭力追求公理化和严格的演绎。他精心筛选热力学认可的基本概念；例如，他给出热量的纯粹数学定义，剥夺它的任何物理直观意义，以便避免用任何未经证明的假定来辩论。这种持之以恒的抽象化努力，使迪昂的理论著作具有相当严整的外观，这种外观尽管带来十分显著的成果，但是它却不能使所有心智中意。
迪昂虽然在他发展的理论中持续地专注于建立无懈可击的公理体系，但他从未丧失对应用问题的洞察，坚持这个事实是公平的。引人注意的是，在从他年轻时起就熟悉的物理化学领域中，他通过详细审查威拉德·吉布斯往往艰深的观念的所有推论，逐渐把握理论对实验的应用，他知道如何使吉布斯的描述变得精确，他是在法国传播它们的头一批人之一。
迪昂也大量致力于流体动力学和弹性理论，此外他的概念导致他把这些科学分支视为广义能量学的特殊章节。他的关于波在流体中传播的工作，特别是关于碰撞波的工作，至今保持它们的全部有效性。他关于电磁学的研究似乎不怎么幸运，因为他总是对麦克斯韦理论深怀敌意，而偏爱亥姆霍兹的观念，后者在今天则完全被人遗忘了。而且，他对形象化模型深恶痛绝，这妨碍他理解当时处于充分发展中的洛伦兹电子论的重要性，正像他对于当时处于开端的原子物理学的兴起显得目光短浅一样，使他表现得不够公正。
皮埃尔·迪昂也是一位属于他所熟悉的力学、天文学和物理学领域的伟大科学史家。由于充分意识到在科学发展中显示出来的连续进化，他公正地使人相信，所有伟大的革新者均有先驱；他强有力地证明，在文艺复兴时代和现时代，力学、天文学和物理学的伟大复活都深深植根于中世纪的智力工作。从科学的观点来看，在迪昂研究之前，这项工作的重要性过分经常地未被认识到。在他的几部著作中，
特别是在他的重要三卷著作《列奥纳多·达·芬奇研究》中，他坚持中世纪大学所起的作用，尤其是从13世纪到16世纪巴黎大学学者功不可没。他表明，在圣托马斯·阿奎那逝世后，发生对于亚里士多德和亚里士多德主义者的反动，这是在拒绝这位希腊哲学家的运动概念时，以惯性原理、伽利略的工作和近代力学而终结的思想运动的起源。他确立了，1327年前后的巴黎神学院院长约翰·比里当（John Buridan）第一个具有惯性原理的观念，并以拉丁名词冲力（impetus）引入这个量；它虽然未被明确定义，但却与我们今天称谓的运动和运动量密切相关。他分析了稍后归功于萨克森的阿尔伯特（Albert of Saxong）和尼古拉·奥雷姆（Nicholas Oresme）工作的重要进步。后者尤其完成引人注目的工作，他因其关于太阳系的观念成为哥白尼的先驱，以其解析集合的首次尝试成为笛卡儿的先驱。他甚至得到在重力研究中如此重要的匀加速运动定律的形式。于是，迪昂向我们表明，列奥纳多·达·芬奇这位令人赞美的多才多艺的天才人物，吸收并继续追求他的前驱的工作，并且为后来的发展铺平道路，伽利略及其继承者跟在16世纪各个科学学者之后，正在沿着这条道路决定性地开创近代力学。
由于这类著作，尤其是由于力学历史的有价值的纲要，也仔细研究16世纪科学并阐明往往未被认识到的梅森（Mersenne）和马勒伯朗士（Malebranche）神父的贡献的皮埃尔·迪昂，被列入当代第一流的科学史家。在他成熟时期，他着手——据说与许多无名合作者一起——一项庞大的工作：宇宙进化论学说的历史，即从古代到近代时期关于世界体系概念的历史。在他逝世时，他已经撰写了这部巨著的八卷，但是仅出版五卷：最后三卷的手稿委托巴黎科学院保管，其出版由于财政困难的缘故而被拖延。它是一部深奥博学的著作，是关于古代和中世纪的思想史和哲学史著作，至少同样也是恰当地称之为科学史的东西的珍贵文献的宝库。作者尽管过早地去世了，但是他几乎按时完成它，通过广泛资助帮助这部综合性的鸿篇巨制全部出版，也许是
极其令人想望的 [2] 。
作为一位具有无可争辩价值的理论物理学家，并拥有科学史的渊博知识，又习惯于通过双重智力构成反思物理学理论的成长、发展和范围，皮埃尔·迪昂自然地转向科学哲学。由于具有本质上有秩序的心智，他就物理学理论的意义形成十分精确的见解，并在他的众多出版物中阐述了这一见解。在这些出版物中，最重要的是他的题为《物理学理论：它的目的，它的结构》的著作，这本书在法国享有巨大的声誉，眼下的英译本提供给美国（以及其他讲英语）的读者。它是一本首屈一指的著作，它的明晰和往往充满激情的语调是创造它的心智精密的反映。我们不想完备地分析内容如此丰富的著作，我们应该乐于迅速地强调几个本质之点。
皮埃尔·迪昂坚定地坚持把物理学与形而上学分开：他在物理学理论的历史中看到，不管它们基于连续的还是不连续的图像，或者不管它们具有物理学的场类型还是原子类型，都可以证明，我们根本不可能达到实在的深处。这不是信奉天主教的皮埃尔·迪昂拒斥形而上学的价值；他希望完全把它与物理学分开，给它以大相径庭的基础。作为一个逻辑的但又希奇古怪的结局，这种把物理学与形而上学截然分开的先入之见导致他被列入具有能量论（energetism）倾向的实证论者之中，至少在关于物理学理论的解释方面是这样。事实上，他用如下结论概述他关于物理学理论的见解：“物理学理论不是说明；它是数学命题的体系，其目的在于尽可能简单、尽可能完备、尽可能精密地描述整个实验定律群。”
于是，物理学理论也许只不过是物理现象的分类方法，从而使我们不至于淹没在这些现象的极端复杂性中。迪昂达到这种接近于昂利·彭加勒约定论的实证论和实用主义的自然概念；在宣布物理学理论尤其是“思维经济”方面，他与实证论者马赫完全一致。在他看来，所有基于图像的假设都是暂时的和不牢固的；只有健全的理论在现象之间确立的代数性质的关系才能够沉静地屹立不动。迪昂就物理学理论提出的基本观念主要就是这样的。它肯定使他的同时代的能量学学派的物理学家感到高兴；它肯定也会受到当今大多数量子物理学家的偏爱。其他人已经发现或者还将发现它有点狭隘，并将指责它过多地贬低实在深处的知识，而物理学的进步是能够为我们取得这种知识的。
我们必须是公正的，必须强调这样一个事实：迪昂并没有陷入他的观点也许有可能导致他走向的极端。他像所有物理学家一样本能地相信外在于人的实在的存在，不希望容许他自己被拖入十足的“观念论”引起的困难。因此，为了在此采取一种真正个人的立场，并在这一点上把他本人与纯粹的现象论分开；他宣告，理论物理学的数学定理尽管没有告知我们事物深刻的实在是什么，但是无论如何向我们揭示和谐的某种外观，而这种和谐只能是属于本体论的秩序。物理学理论在完善它自己时，逐渐采取现象的“自然的分类”的特征；他用下述说法使形容词“自然的”意义更精确：“理论愈完善，我们愈领悟到，它排列实验定律的逻辑秩序是本体论秩序的反映。”
以这种方式，似乎导致他缓和他的实证论的苛刻，因为他感到——我们无可非议地如此认为——下述反对意见的力量：“如果物理学理论仅仅是可观察现象的方便的和逻辑的分类，那么它们能够在实验之先并预言迄今未知的现象的存在是如何发生的呢？”为了回答这一异议，他确实感到，我们必须把比已知事实的纯粹方法之分类的含义还要深刻的含义赋予物理学理论。尤其是，他清楚地意识到，而且他的书的一些段落也表明情况确是如此：与不同的物理现象有关的物理学理论所使用的公式的类似，往往未还原为纯粹形式的类似，而可能对应于实在的各种各样的外观之间的深刻关联。
迪昂就物理学理论的范围提出的概念主要就是这样的，这一观念的细微差别在最后比人们最初可能相信的更为微妙。然而，可以认为，不管他的自然分类观念产生的学说的微妙性，迪昂由于他的心智毫不妥协的倾向的引导，常常坚持过分绝对的判断。就这样，由于受到真正厌恶力学模型或图像模型的激发，他一直反对原子论；出于对能量学学派的忠诚，在他自己的一生中，他从未对统计力学提供的关于经典热力学的抽象概念的解释发生兴趣，尽管该解释是如此有启发性和富有成效。因此，也许是他自己对过分容易的成功做好准备，他攻击用微小的、坚硬的和弹性的微粒对原子做过于简单化的描述；他攻击开尔文勋爵用齿轮或旋涡描述自然现象的、时常在某种程度上是幼稚的观念。他好像没有意识到原子理论以它目前形式必定给物理学带来惊人的复兴，也对它在半个世纪必定具有异常发展没有任何预感。他几乎坦白地嘲笑电子概念以及把该概念引入科学，这些嘲笑的段落由于受到微观物理学的异乎寻常发展的打击而遭到严厉的反驳。
他的书的其他部分带有它的时代的一些标志。例如，当他利用心理学的洞察力把狭窄而深刻的心智与广博而脆弱的心智比较时，也许在提及拿破仑是后者的例子时是正确的，但是在把英国学派的所有物理学家都放入同一范畴时他也是正确的吗？他的见解无疑要用撰写该书的时代来说明，在威廉·汤姆孙杰出著作的影响下，他的强烈的个性看来好像要使整个当代英国物理学象征化。但是，我认为，在今天没有一个人打算说狄拉克先生仅仅专注于具体的描述时，这让人感到多么出其不意！而且，由于他把深刻的心智和广博的心智平行对照，在我看来，迪昂对第二范畴的“图像的”理论家也许是不公正的，因为与仅仅专注于公理化和十足严格的逻辑演绎的理论家相比，毕竟这些理论家对物理学进步的贡献无疑要大一些。
尽管有这些保留意见，迪昂论述物理学理论的著作值得大加赞誉，因为这是一部建立在作者的重大个人经验和一个无比强大的心智的敏锐判断基础上的著作，它包含往往是非常正确的和深邃的观点，甚至在我们不能没有限制地采纳它们的情况下，它们无论如何依然是有趣的，并为思想提供足够的素材。我愿以迪昂致力的所谓判决实验（培根的experimentum crusis）的透辟分析作为例子。按照迪昂的观点，不存在真正的判决实验，因为必须与实验比较的是形成一个不可分割整体的理论的集合。他的推论之一的实验确认，即使当它是在最有特征性的推论中挑选出来的，也不能给理论带来决定性的证据；因为实际上没有什么东西容许我们断定，理论的其他推论将不与实验矛盾，或者另一个被发现的理论将不能像先前的理论一样好地解释所观察的事实。迪昂相当颖悟地引用傅科著名的实验作为例证；在距今一个世纪之前，傅科借助他的旋转镜方法用实验证明，光在水中传播的速度比光在真空中传播的速度要小。在迪昂正在写书之时，人们认为，这个实验提供有利于光的波动说的决定性证据，并迫使我们拒斥这一物理实体的任何微粒概念。迪昂十分正确地宣告，傅科实验决不是决定性的，因为即使它的结果容易用菲涅耳理论解释，并与牛顿的微粒说矛盾，但是没有什么东西容许人们断定，建立在不同于这个学说的旧形式假设基础上另外的微粒说不可能使我们解释傅科的结果。在举这个例子时，迪昂所做的选择原来是特别幸运的选择，由于他确实没有预见到我们关于光的观念进化之结果。事实上，我们知道，在迪昂撰写他的书的同一年（1905年），爱因斯坦把“光量子”的观念即光子引入科学，今天光子的存在是毋庸置疑的。不管最终我们以什么方式解释光的二象性，即它的实在性不再能够被怀疑的微粒外观和波动外观，使光子的存在与傅科的结果协调起来不用说将是必要的。这向我们表明，迪昂关于判决实验的评论是深刻的，他本能地了解如何选择他的例子是巧妙的。因此，我们不能否认，迪昂的分析十分经常地显示出这样的特征——深邃的洞察和广阔的眼界。
皮埃尔·迪昂虽然是仁慈的、和蔼可亲的，但是他也具有毫不妥协的个性，而且并非总是宽恕他的思想对手。作为令人信服的天主教徒和政治上的保守主义者，他真挚地维护他的见解，这种真挚时常不免带有敢作敢为的快活。人人都称赞他个性正直，但是一些人不欣赏他的严厉苛刻。他有仇敌，这无疑说明他为什么没有在巴黎的高等教育大机构获得教授职位，而在像法国这样的中央集权制国家，这种职位是每一个优秀的科学生涯自然的桂冠。我不得不说，他没有为设法取得它做什么事情；当有一天探询他是否愿意接受法兰西学院教科学史的任命时，他回答说，他是一位物理学家，而不希望被归类为历史学家。在他逝世前三年，他得到一点满足，巴黎科学院宣布他成为非常驻院士，这对他遭到的诸多不公正是一个安慰。
作为一位不屈不挠的工作者，在56岁就过早去世的皮埃尔·迪昂在理论物理学、哲学和科学史留下庞大的遗产。他严格的科学研究的价值、他思想的深邃和他惊人的博学多才，使他成为19世纪末和20世纪初法国科学最卓越的人物之一。
路易·德布罗意（Louis de Broglie）
巴黎 1953年
[1] 据雅基（S. L. Jaki）在Uneasy Genius: The Life and Work of Pierre Duhem, Dordrecht: Martinus Nijhoff Publishing, 1987一书中考证，迪昂的出生日应为6月9日。——中译者注。有兴趣的读者，也可参阅本人的专著——李醒民：《迪昂》，台北：三民书局东大图书公司，1996年第1版，xiii+510页。
[2] 迪昂的巨著《宇宙体系》共有十卷，在其生前仅出版了前五卷。迪昂逝世后，经过多方努力，1954年才有了第六卷和前五卷的重印本，下余四卷也在1959年之前全部出齐。参见李醒民：《迪昂》，台北：三民书局东大图书公司，1996年第1版，第99页。