论物理学中的类比方法

代表的不是部分与整体，或整体与部分的联系，而是一个部分与另一个部分的联系。它与归纳不相同。归纳是从对全部个别情况的考虑表明大项属于中项，并不把结论与小项相联系。相反，例证与它相联系，也并不使用所有个别情况来作证明。[亚里士多德2003，页，233-234]

在亚里士多德所举的这个例子中，用来进行类比的两个对象是忒拜反对福奥克斯的战争和雅典反对忒拜的战争，它们同属于战争这个大类，而这正是对它们二者适用类比方法的依据。因此当我们知道忒拜反对福奥克斯的战争是坏的，按照类比的原则，就有理由推断雅典反对忒拜的战争也是坏的。

不过，无论是不同类别对象之间的类比还是相同类别对象之间的类比，有一点是共通的，即进行类比的两类对象或两个对象之间需要有部分属性相同。而类比推理正是根据它们的这些相同性而推定它们的其他属性也相同的推理。

类比推理遭受质疑的最核心的困难在于，它的结论并不总是具有必然性。比如，羊和狗都是哺乳动物，这是它们的相同点，但是如果据此推定羊吃草，所以狗也吃草，那么就明显违背了事实。这也就是后世哲学家所说的“消极类比”。并且，只要我们在两个对象间建立类比关系，就必然存在消极类比，因为如果两个对象的所有属性都相同，那么它们之间的关系就不是类比或日类似，而将是同一。所以即便是亚里士多德本人，也更看重类比在修辞术中的价值，而不认为它是可靠的逻辑推理方法。

二 科学哲学家对物理类比方法的讨论

类比方法从一个一般的哲学论题变成科学哲学家关注的对象，首先源于19世纪英国物理学家汤姆森（William Thomson）和麦克斯韦（James ClerkMaxwell）将“类比方法”引入物理学研究。其中尤其是后者的影响较大，他不但有意识地将这种新的研究方法命名为“类比”，而且在不同场合为其进行宣传和辩护，认为通过“对两个理念系统间的形式类比的认识”而得到的关于它们二者的知识，“比通过分别研究每个系统所能取得的知识更为深奥。”[Maxwell1871a]也因此，麦克斯韦物理类比思想受到的研究和批判远比其始作俑者汤姆森更多。

最先对麦克斯韦的类比方法提出批评的是著名的科学哲学家——同时也是物理学家——迪昂（Pierre Duhem）。作为物理学家，迪昂关于电磁学的学术观点与麦克斯韦针锋相对;作为科学哲学家，他将麦克斯韦视为他所谓的“宽阔，但却无力”的英国思维的典型代表。他指责麦克斯韦电磁学过于莽撞，且过于依赖模型[Ariew&Barker 1986]-具体地说，过于依赖力学模型或者说是与力学定律之间的类比。比如“位移电流”这个概念，就是在“没有恰当的观测现象要求对电流理论做这个扩展”[Duhem 1902]的情况下，仅仅根据与力学模型的类比建立的。在迪昂看来，这根本就是“不可信赖的轻率”。相反，只有像他所推重的库仑、泊松、安培等法国电磁学家那样，老老实实地沿着实验——假设——演绎的路径前进，才是科学研究的正途。尽管他也承认“在两类不同现象之间寻找类似之处，也许是在所有用于建立物理理论的程序中最有把握和最富有成果的方法”[迪昂2005]，但对他而言，类比的唯一意义仍然只是启发性的，而不是物理理论所必需的。