宇宙学（三）
7.3 米尔恩的最终成功
三年后，米尔恩荣获詹姆斯·斯科特奖，这是英语世界“自然哲学”领域最负盛名的奖项。米尔恩的演讲标题意味深长：“自然哲学的基本概念”（米尔恩，1943）。尽管米尔恩向丁格尔承认，他不再相信在不参考现象的情况下完全推导出物理学，但他的获奖演讲大部分内容都是对他此前十二年宇宙学研究成果的长篇复述。
一年后，米尔恩获得了他最终的荣誉——当选为皇家天文学会主席。在他的就职演讲中，米尔恩再次回顾了他的工作，并补充了两点值得关注的评论。首先，他修改了他先前的观点，即理论的可接受性仅仅基于其成功预测能力；此外，他现在补充道，一个理论只有在哲学上令人满意时才能被接受为令人满意的（Milne 1943，第120页）。其次，就个人而言，他承认，他仍然对他的理论及其哲学所引发的强烈抗议感到惊讶。米尔恩在这里有点不诚实。在他的书信中，他多处不仅承认了这种抗议，还乐在其中，甚至试图进一步激起这种抗议（米尔恩，1932-1937，1935年5月12日；1936年7月28日）。
从那时起，宇宙学哲学不再直接受到米尔恩本人的影响。此外，运动相对论作为一项研究纲领开始停滞不前；除了惠特罗之外，米尔恩没有新的学生，也未能吸引任何新的追随者加入该理论（惠特罗，1996）。他个人的哲学工作已经完成。
尽管米尔恩的个人哲学工作已经完成，运动相对论作为一个研究方向似乎也已奄奄一息，但在20世纪90年代末，它被重新发现，米尔恩的模型（正如其命名）重新引起了人们的兴趣，成为预测宇宙学行为（例如宇宙膨胀速率和宇宙弦的产生）的来源。（Moncy，2016；Russo，2003）。
尽管米尔恩本人已退居幕后，但他的哲学影响力并未终结，事实上，直到40年代末，另一位学者赫尔曼·邦迪（Hermann Bondi）的著作才达到顶峰。然而，米尔恩的方法再次引发了一场风暴，尽管这些方法如今已由他人掌握。
8. 稳态宇宙学
1948年，年轻的数学家赫尔曼·邦迪（Herman Bondi）与他的两位好友托马斯·戈尔德（Thomas Gold）和弗雷德·霍伊尔（Fred Hoyle）共同提出了一个全新的宇宙学理论——稳态理论。该理论不同于运动相对论和相对论宇宙学所共有的基本图景，即宇宙起源于一个小而致密的结，并最终演化成我们今天所见的宇宙。根据邦迪的理论，我们所看到的遥远过去的宇宙将永远是相同的；没有进化，也就没有“化石”。正如邦迪所称，过去宇宙与现在宇宙不同的假定证据。我们今天观察到的宇宙状态与过去相同，它过去一直稳定，将来也将一直稳定。邦迪的稳态概念主要源于他对米尔恩著作中哲学成分的认同，尤其是理性主义和假设演绎主义的方法论；此外，邦迪还将一些直接源自卡尔·波普尔哲学的思想与米尔恩的这些概念结合起来。
8.1 邦迪的哲学渊源
邦迪通过多种方式展现了他的哲学理念。首先，他反对从小规模实验中进行归纳和外推，也就是说，他反对丁格尔等人的归纳经验主义。其次，他支持假设和演绎，也就是说，他支持米尔恩等人的理论。最后，他特别指出了米尔恩“方法论”及其所创立的理论——运动相对论——的卓越性，并指出这些要素在他构建新稳态宇宙学版本中的重要性。
邦迪从一开始就承认方法论争论中两种立场的有效性：
特别是，对宇宙学这一主题有两种重要的研究方法，它们彼此差异巨大，以至于它们得出不同的答案也就不足为奇了……对宇宙学的“外推”态度和“演绎”态度之间的对比确实非常巨大。（邦迪，1960年，第3-5页）
外推法，邦迪有时称之为经验学派，其代表人物是丁格尔、麦克维蒂及其同事。与外推法相对的是演绎法，它“是在物理学和哲学边界上的研究中得出的”。米尔恩显然是这一观点的主要支持者。尽管邦迪认为这两种方法都有其优点，但他也发现它们各自存在问题。最终，宇宙学因两种极端的倾向而变得更糟：
正如一些“经验”学派的追随者倾向于将宇宙学视为他们外推的试验场和几何学家的合法游乐场一样，一些演绎方法的追随者似乎将宇宙学视为一门纯粹的逻辑学科。（邦迪，1960，第7页）
在后一种情况下，极端演绎主义者在数学狂热中似乎忘记了宇宙学毕竟应该与观察有某种联系：“对他们来说，一个理论真正有趣的是它的逻辑性，而不是它与观测数据解释的相关性。”显然，必须避免这种危险：根据邦迪的观点，演绎主义只有在其公设（或公理）可以被证伪的情况下，才能成为宇宙学中的科学方法。
8.2 波普尔登场
显然，邦迪通过提及科学与证伪之间的联系，为演绎主义方法论增添了明显的波普尔式元素，这种元素此前从未出现在任何早期假设演绎学派成员的著作中。根据波普尔的科学哲学，一个理论只有当其做出的预测原则上可以被证明为假，或者用波普尔自己的话来说，可以被证伪时，才能合法地被称为“科学的”。例如，占星术就不能成为科学理论，因为它无法被证伪：尽管占星术似乎可以做出预测，但这些关于未来的陈述却如此模糊、如此笼统和抽象，它们不能被束缚于关于在特定时间和地点进行的观测的明确断言。因此，证伪中不存在明确的观测结果。相比之下，天文学对在某个日期、某个地点天空中将会发生什么做出明确、具体的预测。如果预测失败，那么我们就知道做出该预测的天文理论元素存在缺陷，甚至可能是错误的。
宇宙学是一个边缘案例：由于具有宇宙学意义的观测结果如此罕见且来之不易——哈勃对红移的观测是最早的固体观测结果之一——将自己的宇宙学理论与波普尔的证伪主义原则联系起来，作为其科学可接受性的保证，是非常困难的，更不用说勇敢了。但这正是邦迪所做的。
很久以后，邦迪明确表示他受益于波普尔：
我认为在哲学方面给予我们最大帮助的人是波普尔。他对科学的分析鼓励人们发挥想象力，并鼓励人们追求一些非常僵化、因此可以通过经验证证伪的东西。（Bondi 1990，第194页）
8.3 但最终还是米尔恩的功劳
然而，邦迪的主要哲学贡献来自米尔恩。根据邦迪的说法，米尔恩的理论彻头彻尾是演绎的，这足以让他的一些同事对其提出批评：
这门学科（=运动相对论）的目标是仅从宇宙学原理以及空间、时间和光传播的基本性质中尽可能多地推导。这门学科的美妙之处，正如任何演绎理论的美妙之处一样，在于论证的严谨性和所需的公理数量之少……该理论初创时，曾遭遇强烈反对，并遭到严厉批评，这些批评往往不公正，有时甚至轻率。（Bondi 1960，第123页）
除了钦佩米尔恩的H-D方法论之外，邦迪还高度赞扬了米尔恩的操作主义，尤其是其在定义距离方面的运用：
米尔恩的距离定义可能并不完美，但它比大多数其他理论中使用的“硬尺”要好得多……米尔恩的距离定义虽然并非完美，但可能是迄今为止最好的定义。（Bondi 1960，第126-129页）
最后，邦迪毫不含糊地总结了米尔恩的贡献：
前述简短描述表明，运动相对论在尝试将宇宙学原理不仅用于构建基础，而且作为制定普通物理学的主要指南方面取得了显著成功。在这方面，它与所有其他宇宙学截然不同，这些宇宙学要么依赖于传统获得的物理学体系，要么尚未成功地从宇宙学原理中得出具有局部意义的结论。（Bondi 1960，第136页）
8.4 宇宙学原理的回归
这里，Bondi 谈到了 Milne 的宇宙学原理。根据 Milne 的原理，宇宙中的每个观察者都应该获得相同的世界图景，也就是说，应该在同一时刻与任何其他观察者对宇宙进行完全相同的观测（Milne 1934b）。Milne 援引该原理保证了空间切片的均匀性。然而，Milne 的宇宙在演化，它会随着时间推移而改变其形态。因此，它不具有时间上的均匀性。Bondi 认为，这提出了物理学本身可能随时间变化的可能性。由于这种风险，邦迪将米尔恩的宇宙学原理推广为他所谓的完美宇宙学原理（= PCP）。根据该原理，所有地点、所有时间的所有观察者都将看到同一个不变、不演化的宇宙。这样的宇宙是一个处于稳态的宇宙——因此得名。
显然，PCP是对方法论必然性的一种大胆、甚至可以说是英雄式的诠释。四十年后，邦迪描述了他“难以置信的”PCP背后的“哲学态度”：
但该哲学的本质观点过去是、现在也是：如果宇宙在演化和变化，那么就没有理由相信我们所谓的物理定律——由此时此地进行的实验所建立的——具有永久的有效性。（Bondi 1990，第192页）
因此，或者说，邦迪的论证是这样的：既然如果宇宙在演化，就有理由不相信物理定律，那么我们就假设宇宙不在演化和变化；也就是说，让我们假设PCP。尽管正如McVittie所言，该原理（以及由此产生的理论——稳态宇宙学）“比广义相对论更具限制性”；（McVittie 1990，第45页）但正是这种限制性满足了Bondi的波普尔式愿望：
正确的论证始终是，稳态模型是最容易通过观察被证伪的模型，因此，在它被证伪之前，它应该优先于其他更难证伪的模型。（Bondi and Kilmister 1959，第55-6页）
在另一处，Bondi也提出了类似的观点：“与观察结果的比较成为可能，这使得PCP容易被观察结果证伪。这种明确证伪的可能性确立了PCP的科学地位。”（Bondi 1957，第198页）诸如此类的评论清楚地表明，邦迪致力于在继承自米尔恩的基本演绎方法论的基础上，进行波普尔式的补充。
8.5 波普尔式的结论
最终，邦迪稳态理论的哲学纯粹性，不仅对他本人，也对宇宙学产生了深远的影响。当然，惯常的嫌疑人丁格尔和他的同道中人，尤其是麦克维蒂，对邦迪对米尔恩方法论的扩展，表达了强烈的愤慨。丁格尔在英国皇家科学院院士演讲中的一段话，足以展现这场争论日渐式微的基调：
即使是毫无根据的推测，如果能够认识到其本质，也未必毫无价值。如果新宇宙学家们能够遵守这一条件，实事求是，而不是奉行完美的农业原则，那么唯一令人遗憾的是，如此伟大的才华却只换来如此微薄的回报。 （Dingle 1953，第406页）
但PCP及其衍生的理论正如其描述的那样：极易被证伪。无论Dingle等人如何蔑视，稳态理论始终遥遥领先，随时准备接受任何可能对其提出的经验观测。正如Bondi所说：“只要给我一些来自演化宇宙的化石，我就放弃它。” 1965年，化石终于出现，这要归功于对3°K残余微波辐射的观测。
而Bondi，忠于自己的哲学，放弃了它。
