对机械论哲学观的批评

十九世纪末，更多难以用牛顿力学体系解释的物理现象相继被发现。为了阐明这些现象，一些不确定能否回归到牛顿力学的理论被提了出来。这些新理论在当时被看作专为解释某些特定物理现象而生的权宜之计，正如在中世纪时，哥白尼的日心说也仅仅被当作一个符合观测数据的“数学描述”（“mathematical description”）而非真理。只要机械论的哲学家们仍然以牛顿力学理论为理解自然现象的唯一标准，那么新的理论就永远存在争议。然而从十九世纪七十年代以后，对机械观哲学的质疑声音越来越响亮。为了接下来理解爱因斯坦的理论，我们有必要了解这些对牛顿力学的批评。只要牛顿力学还被奉为不可动摇的物理根基，那么任何试图在牛顿框架之外建立新体系的尝试都是徒劳可笑的。反过来，对牛顿机械观的怀疑，正是孕育爱因斯坦理论并使之开花结果的最好的土壤。

机械论批评者的先驱之一是德国物理学家古斯塔夫·基尔霍夫（1822—1887），他对电路、光谱学的基本原理有重要贡献，是光谱化学分析法的创立者。在1876年，他提出力学的任务应当是“既完整又简明地描述自然中发生的运动”。这意味着牛顿力学框架仅仅是对日常生活中人们观测到的运动现象的简单介绍，并不能在其他哲学的角度“理解”这些现象的发生。牛顿的力学原理符合人类大脑的认知规律，因此基尔霍夫的反对在自然科学家和思想家中引起了某种轰动。在基尔霍夫的观念中，既然牛顿力学只是对自然运动的描述，那为什么还要坚持用牛顿力学对电学、光学、热学等现象做出迂回别扭的阐释？建立能直接解释这些现象的专门理论将会更加简洁。因此，在这个意义上，牛顿理论褪去了其神圣的光环。

1888年，海因里希·赫兹证实了电磁波的存在。接下来，当他试图用麦克斯韦建立的电磁场理论来描述电磁波现象时，发现以牛顿力学为前提、将电磁波作为以太中的振动而建立的方程中，计算非常复杂困难。若把麦克斯韦方程组简化为电磁场和电荷之间的直接作用，将会极大降低描述电磁波现象的复杂性。然而，在日常经验中，人们却不容易直观理解后者的方式。赫兹在对麦克斯韦方程组进行深入的逻辑思考后，于1889年提出，这种新的物理思想最终可能取代机械论思想。

因此，赫兹抛弃了那些在有机论和机械论时期被奉为物理的“哲学”基础的观念。他坚持认为，物理定律不一定能被人类的直观认知所理解，这些定律只要能够准确地解释或预测现象就足够了。