了国家囚犯的地位，在残暴的主人命令下从事奴役劳动，象《天方夜谭》里
听话的妖怪一样。但是我们一定不要在这类今人感到愉快的话题上多费时
间。科学的力量在于它对因果律的发现，在本章内我们所要研究的就是因果
律。
一个“因果律”，就我所指的意义来说，可以定义为一个普遍原理，在
已知关于某些时空领域的充分数据的条件下，凭借这个原理我们可以推论出
关于某些其它时空领域的某种情况。这种推论可能只具有概然的性质，但是
只有在概率超过一半的时候，我们所谈的那个原理才能被人认为称得上一个
“因果律”。
我有意把上面的定义下得很宽。第一，我们推论到的领域不一定晚于我
们据以推论的领域。固然有些定律——特别是热力学第二定律——使得推论
一般不是向后而是向前进行，但这并不是
因果律的一个普遍特点。比方说地质学的推论就几乎都是向后进行的。
第二，我们不能规定在叙述一个定律时关于所涉及的数据的数目的法则。如
果胚胎学的定律竟然变得可以用物理学的说法来叙述，那就需要极其复杂的
数据。第三，推论可能只涉及到被推论到的事件的某种多少带有普遍性的特
点。在伽里略以前的年代，人们知道不受外物支持的重的物体坠落，这是一
个因果律；但是人们并不知道坠落的速度，所以在一个有重量的物体坠落的
时候，人们不能精确他说出经过一定时间之后物体在什么地方。第四，如果
定律只表示一种很大程度的概然性，那么这和它表示一种必然性几乎可以同
样令人满意。我所想到的并不是这个定律为真的概然性；象我们的其它知识
一样，因果律也可能是错误的。我所想到的是某些定律表示概然性，例如量
子论的统计定律。假定这类定律完全为真，它们只能使被推论到的事件带有
概然性，但这并不妨碍我们把它们当作按照上面定义所说的那种因果律。
承认只带概然性的定律的一个好处是这样做能使我们把一些作为常识的
基础的类似“火烧伤人”、“面包有营养”、“狗吠”或“狮子凶残”等粗
略的概括包括到科学范围里去。所有这些都是因果律，它们也都可能有例外，
所以在一个特定的情况下它们只有概然性。葡萄干布丁上的火不会烧伤你，
坏面包没有营养，有些狗懒得不愿意吠叫，有些狮子由于喜欢看管它们的人
而变得不凶残。但是在绝大多数情况下，上面那些概括不失为行动的可靠指
南。在我们日常行为中我们假定有很多这类近似的规律现象，因果律的概念
就是从它们那里得来的。诚然，科学定律并不这样简单；它们由于人们试图
给它们一种不致发生例外的形式而变得复杂起来。但是如果把旧的比较简单
的定律当作只是表示概然性的东西，那么它们就仍然是有效的。
因果律有两种：一种是关于不变的现象，另一种是关于变化的现象。前
一种往往不被人当作因果律，但这是一种错误。一个关于不变现象的定律的
适当的例是运动第一定律。另一个例是物质不灭。在人们发现了氧，从而理
解燃烧作用之后，就可能认为物质是不可毁灭的。这个定律是否完全真实现
在已经变得令人怀疑，但是就大多数实用目的来说，它仍然是有效的。看来
更为精确真实的是能的不灭。表示不灭的定律的逐渐发展是从根据先于科学
的经验而得到的这种常识信念并始的：即大多数固体除作由于年久破碎或被
火烧掉总是继续存在的，并且在发生这种情况时人们还可能假定它们的一些
小部分会在一种新的安排中保留下来。正是这种先于科学的观点才使人们产
生认为物质实体存在的信念。
有关变化的因果律是伽里略和牛顿发现的，目的在于要用加速度的说法
做出陈述，也就是说要用速度在大小或方向上或者两者同时发生的变化来表
示。这种观点的最大胜利就是引力定律，按照这个定律每个物质粒子对于每
个其它粒子产生的加速度与起作用的粒子的质量成正比而与它们之间的距离
的平方成反比。但是爱因斯坦的引力定律使它更加类似惯性定律，在某种意
义上成了一种关于不变的定律而不是关于变化的定律。按照爱因斯坦的说
法，时空中充满了我们可以叫作小山的东西；每座小山越往上就越陡，在山
顶还有一块物质。结果是各地点之间最容易走的路途就是盘绕各小山的那个
路途。引力定律存在于这个事实之上：物体总是走最容易走的路途，这就是
那种叫作“短程线”的东西。有一种叫作“最小作用原理”的宇宙惰性定律，
这个定律表示一个物体从一个地点移动到另外一个地点要选择需要做出最小
的功的路途。通过这个原理，引力才被时空的几何学包括进去。
现代物理学中关于变化的主要定律是量子论中一些定律，这些定律支配
着从能的一种形式到能的另一种形式的变化。一个原311 子可以通过光的形
式来放出热，在遇上另外一个原子之前光一直不变地运动着，这另外一个原
子可能吸收这种光能。这类互相交替是受某些规则支配的，这些规则不足以
说出在某一特定情况下将要发生的事态，但却能够以很高程度的概率来预测
在很大数量的互相交替当中可能发生的事态的统计上的分布。这是目前物理
学关于因果律的终极性质所能探讨的最大限度。
凡是我们认为我们自己关于物理肚界所知道的知识全都建立在认为有因
果律存在的假定之上。感觉，以及我们乐观地叫作“知觉”的东西，是发生
在我们身内的事情。我们实际上看不见物理上的物体，正象我们听无线电时
听不到电磁波一样。我们直接经验到的东西也许就是全部存在的事物，如果
我们没有理由相信我们的感觉有着外界原因的话。所以探讨我们相信因果关
系的信念是很重要的。这种信念只是一种迷信还是有其坚实的基础？
为我们相信因果性找出合理根据的问题属于认识论的范围，所以我将暂
时不去谈它。在本书的这一部分，我的目的是对于科学做出解释，而不是探
讨认为科学正确的各种理由。科学假定某种意义上的因果性，而我们目前的
问题是：在什么意义上科学涉及到因果性？①
广义来说，科学方法在于发明适合数据的假设，这些假设简单到这种需
要所许可的程度，并且使得人们可能得出以后被观察证实的批论。概率论表
明这种方法的正确性依靠一种假定，这种假定可以大体说成是一个认为存在
着某些种类的普遍定律的公设。这个公设在适当的形式下可以使科学定律带
有概然性，但是如果没有它，科学定律就连概然性都不能具备。因此我们必
须考察一下这种假定，以便发现它的既有效果又可能为真的最令人信服的形
式。
如果可能的定律的复杂性没有限度，那么每个可以想象的事312 件的进
程都将受定律的支配，因而认为有定律存在的假定就成了一个重言式。举例
来说，我一生中所有雇用过的出租汽车的号码和我雇用它们的时间。这里我
们有一个有限的整数集合和一个有限数目的对应时间。如果n 是我在时间t
雇用的出租汽车的号码，那就必然可能在无限数目的方式中找到一个函数
f，使得公式
n=f（t）
对于迄今为止的所有n 和f 的值为真。无限数目的这类公式将不适用于
我下次雇用的出租汽车，但是仍然会有无限数目的公式为真。到我死去的时
候，人们就可能给这笔帐做个结束，并且仍然存在着无限数目的可能的公式，
其中每一个公式都可以认为自己是一个把出租汽车号码与我雇用它的时间连
结起来的定律。
这个实例对于我目前讨论的问题的好处在于它的明显的荒谬性。就我们
相信自然律的意义来说，我们应该说不存在任何连结上面公式中n 和t 的定
律，并且如果碰巧有任何被提出来的公式可以成立，那也只是一件偶然的事
情。如果我们发现了一个适用于一切迄今为止的事例的公式，我们不应该期
望它对下一个例子也适用。只有一个掺进自己情感的迷信的人才会相信这种
归纳：没有一个科学家会赞成蒙特加罗的赌徒所做的归纳。但是把迷信的赂
徒所做的归纳与小心谨慎的科学家所做的归纳之间的区别说出来却不大容
易。显然这里有着区别，但是区别究竟在什么地方？这种区别是影响到逻辑
正确性的区别还是只在于它对情感产生作用的明显性上？对于科学方法的信
仰只是科学家所抱的适合于他这种赌博的迷信吗？可是这些问题属于认识论
的范围。目前我想发现的不是在我们相信自然律时我们为什么相信而是我们
相信什么。
人们习惯把归纳说成是使科学定律具有概然性真理所需要的根据。我不
认为单纯的归纳是带有根本性质的东西。上面所举的出租汽车的号码的例具
体说明了这一点。关于这些号码的所有以前的观察和许多具有n＝f（t）这
种形式的定律是不相冲突的，一般来说这些还给下一个n 规定不同的值。因
此我们不能全部使用它们来进行预测，事实上我们对于它们当中任何一个都
不愿相信。313 我们可以概括他说：每一个由观察组成的有限集合和许多互
相不一致的定律是不相冲突的，这些定律有着支持它们的完全相同的归纳证
据。所以纯粹归纳不是正确可靠的，并且也不是我们事实上相信的东西。
只要在我们看来归纳的证据使得一个被提出的定律带有很大的概然性，
这个定律就是一个多少不依靠这种证据而被人提出，并且在我们看来在某个
方面很可能为真的定律。遇到这种情况，以后发现的证实性的证据就让人感
到特别具有说服力。
可是这却只有一部分为真。如果有人提出一个定律，定律的结论与我们
所预料的差别很大，而后来却被观察证实，那么我们比起在它的结论毫无新
奇之处的情况下更容易相信它。但是在这种情况下，定律本身可能看来非常
合理，尽管定律的结论在说出之后令人感到惊奇。科学教育的最重要效果之
一也许就是修改那些一看就带概然性的假设。正是这种原因，而不是直接的
反面证据，才使得人们对于巫术所抱的信仰衰微下来。如果你有许多外表相
似的盒子，其中一些盒子里放有环动仪，你一边拿它们给一个野蛮人看，一
边说通过念出符咒就能使其中任何一个盒子不再转动，那么归纳的证据会很
快使他相信你的话是对的，但是一个受过科学洗礼的人却会找寻某种另外的
原因，尽管你的“定律”表面上得到多次反复出现的证实。
另外，归纳并不能使科学感到最有把握的许多推论带有正确性。我们都
确信在许多人同时听到一种声音时，它们的共同经验具有一种外界的来源，
这种来源是由声波通过中间的媒质而散播开的。关于某种超乎人类经验范围
的东西，例如声波，是不可能有归纳的证据的（除非就某种推广的意义来说）。
不管声波是否真地存莅，或者虽然没有声波而听觉的发生仍然和在有声波的
情况下一样，我们的经验会是同样一回事；没有任何归纳的证据能够对这些
假设当中的一个有所偏袒。然而事实上每个人在两者之间都做314 了实在论
的选择——甚至唯心论的哲学家在他的业务时间以外也是这样。我们这样做
的理由是和归纳毫不相干的——部分是因为我们认为定律越简单越好，部分
是因为我们相信因果律一定具有时空的连续性，即一定不包括超距作用。
在科学定律的建立上经验起着两重作用。一方面通过观察根据假设计算
出来的结果是否发生来明显地证实或否定它；另一方面则有那种先前的经验
确定我们认为什么样的假设事先就具有概然性。但是在经验的这些影响后
面，有着某些模糊的一般性的预料，除非这些预料给予某些种类的假设一种
先验的有限的概然性，科学推论就不是正确有效的。在澄清科学方法上，有
必要把这些预料尽可能确切他说出来，并且有必要研究科学的成功是否在某
种程度上证实它们的正确性。当然，在把这些预料确切说出来之后，它们已
经不完全是它们仍然处在模糊说不清楚的状态时的预料了，但是只要它们仍
然处在模糊说不清楚的状态，那么它们是真还是伪的问题也就是模糊的。
在我看来，那种可以叫作对于科学所抱的“信仰”的东西大体属于下面
这个种类：有着把知觉到的和未知觉到�