【郭贵春 程瑞】时空实在论与当代科学实在论

西方物理哲学家对时空本体论地位的理解经历了三个阶段：在牛顿经典物理学语境中，以牛顿绝对时空观为代表的传统时空实体论与以莱布尼兹、笛卡尔等人为代表的反实体论的传统时空关系论绝对对立；在广义相对论语境中，时空实体论和时空关系论在形式上和内涵上都发生了深刻的变化，虽然它们的基本观点还是有所对立，但是在论证基础上依赖于相似的物理学形式体系，各自的论据往往为对方所用，双方立场明显弱化；20世纪末，随着量子引力理论的兴起等出现了第三种路径——结构时空实在论，融合了实体论和关系论的实在性基础，为当代科学实在论提供了一种很好的辩护。本文就是要探讨在物理学语境的发展变化中，实体论、关系论和结构时空实在论作为时空实在论的表现形式，各自的方法论趋向如何，并且阐明这三种时空论本质上都是特定语境中语形、语义和心理意向性选择的不同结果，而它们的一致性趋向则与语境的整体性要求一致。时空实在论的讨论从案例上显示了现代物理学认识论的语境依赖性，也从一个侧面揭示了当代科学实在论发展的语境选择。

一、当代物理学时空实在论的表现形式

20世纪60年代，随着广义相对论的成功和科学实在论的复兴，时空实在论的讨论也开始复兴。在对旧的牛顿时空观的颠覆中，出现了两种不同的观点，一种观点坚持时空本体的存在性，可以概括为当代时空实体论，另一种观点则反对时空本体的存在性，可以概括为当代时空关系论。实体论和关系论的概念出自西方物理哲学家两个方面的探讨：一方面是试图对牛顿和莱布尼兹之间的时空哲学争论进行总结，另一方面是在广义相对论和量子引力语境下对时空哲学的讨论进行深化和发展。这两个概念直接表达了物理哲学家对时空的本体论态度。

要理解广义相对论时空观，首先要理解它们赖以论证自身的广义相对论的形式体系。用微分几何的语言讲，广义相对论的理论模型是一个三元组〈M, g, T〉，代表着理论指向的一个可能世界。其中M是一个四维微分流形，g是四维的洛仑兹度规，T是任何由这个模型表示的物质场的应力张量。在此，对于实体论和关系论的争论者来说，最重要的就是如何在这个模型中理解时空的本体论地位。

对于实体论者而言，由于广义相对论建立之后，时空失去了它作为容器、不受物质影响而独立存在的地位，于是时空的实在性问题便转换为，在三元组模型〈M, g, T〉中到底哪一部分表示真正的时空，具体而言，时空应该等同于流形M还是等同于度规场g。在这个基础上，产生了两种不同的观点。第一种叫简单实体论，也叫流形实体论；以约翰·厄尔曼（John Earman） 和约翰·诺顿（John Norton）为代表，认为只有事件的流形M单独地表示时空，度规场张量g和应力张量T定义在流形上各处。第二种叫做复杂实体论，包括流形加度规实体论和度规场实体论等，其中最有影响的是胡佛（Hofer）的度规场实体论。顾名思义，复杂实体论认为或者M+g表示时空，或者g单独地表示时空。

对于关系论者来说，他们也在广义相对论的颠覆式的革命中经历了深刻的思想变化。莱布尼兹和笛卡尔等人建立在牛顿时代物理学基础上的简单关系论认为，物理学只能被限制在物体间的关系之中，但这种关系论根本无法对现代物理学的所有内容进行阐释。比如牛顿的旋转水桶实验的可能性对于简单关系论者来说完全不存在，但是在广义相对论中，我们完全可以界定一个单独的物体在空的宇宙中旋转的意义。因此，当代关系论者只坚持搞清运动及其影响的作用和意义所要求的空间结构，而并不将其附加在一些潜在的、被称为“实体空间”的独立实体上。也就是说，当代关系论仅仅是从本体论上拒绝实体空间。关系论的主要主张是：（1）不存在时空点，事件之间的关系才是最原始的；（2）物理对象之间的关系是直接的，并不依赖于时空点之间的时空关系。

传统的实体论和关系论的对立在广义相对论语境中发生了实质变化：它们在关于本体论的形而上学观点上坚持对立，在认识论和方法论上却显得纠缠不清，各自的论证基础往往总能为对方所用。这表明了对时空的实在性特征进行重新考虑的必要性。

1.实体论和关系论各自面临的困难

流形实体论的困难在于对广义相对论的洞问题（hole argument）解释中的非决定性（cf.Earman & Norton, pp.515-525）。根据洞问题，当我们在事件的流形上不同地展开度规和物质场时，就把度规和物质的特性以不同的方式分配给了流形的事件。我们无法在〈M, g, T〉和洞微分同胚模型〈M, h*g, h*T〉之间做出选择。如果坚持流形实体论，那么，由于新模型与初始模型是物质和度规场在流形的点上以不同的方式蔓延，那么同一个过程在时空中的位置就会不同，而两个不同系统则表示不同的物理态。但是，在观察上我们无法对它们做出区分。从理论上讲，由于每一个洞都满足相对性宇宙学理论的原理，因此我们无法坚持只有其中一个洞是可接受的，这意味着理论的非决定论。关系论的困难在于对流形背景和物理学形式化的关系、度规场的地位和空的时空等的理解。另外，关系论本身也存在逻辑和直觉上的困难，正如能利施（G.Nerlich）论述的：“空间关系要以空间为基础，关系论不能使得我们必须放弃绝对空间。”(Nerlich,p.216)。

2.莱布尼兹等价性的角色转换

莱布尼兹等价性是传统关系论提出的一个概念，指的是如果世界W上的所有物体都向东移动一段距离而保持相互之间的时空关系不变，得到一个新的世界W′，那么W和W′在观察上是不可区分的。对于实体论者来说，W和W′是两个不同的世界，因为它们在绝对空间中的位置发生了变化。但是对于莱布尼兹关系论者来说，这两个世界却是同一的，因为物体之间的时空关系并没有发生变化；这种理论叫做莱布尼兹等价性，它是传统关系论的一个基本原则。流形实体论是完全拒绝莱布尼兹等价性的，因为它与实体论的最基本原则相悖。流形实体论有两个结论：（1）时空=M，张量场定义在M上，因此流形的点表示了真实的时空点；（2）M是不同数学点的集合。因此在它看来，广义相对论的微分同胚的模型表示不同的物理态。在广义相对论语境下，莱布尼兹等价性不再直观，而是变为对广义相对论微分同胚性物理意义的理解。微分同胚的模型到底是不是指的同一个物理世界？莱布尼兹等价性内涵的变化引起了角色的变化。流形实体论之后的复杂实体论要求同构模型M和M′表示同一种物理系统，这意味着接受莱布尼兹等价性；这是复杂实体论突破传统实体论的关键，因为它意味着实体论者在认识论上与关系论出现了趋同性。也正因为如此，有学者认为：复杂实体论是“关系论的一种苍白的效仿，只适合那些不愿意让他们对空间和时间的信仰面对当代物理学所提出的挑战的那些实体论者”(Belot & Earman, p.249)。

3.结构基础的一致性

在实体论中，决定简单实体论和复杂实体论的内涵的，实际上是一些结构的角色构造。而这些构造摆脱不了与关系论的结构构造之间的联系和相似性，因为对于关系论者来说也有一个核心问题，那就是如何看待很多模型有着唯一的事件态、但是观察上却不可区分的事实。弱化了立场的当代关系论仅仅是从本体论上拒绝了实体空间的存在，但是它允许关系论者自由地接受任何说明动力学行为所要求的空间结构。这里的关键在于，无论是实体论者还是关系论者，他们都承认物理学所要求的空间结构，而且也承认这些结构可以由可观察物体（或者场）直接地例证。因此比劳特认为：“实体论者在帮助他们找到一种与关系论者最自然地联系的位置”（Belot,pp.586-589），而另一些人却认为，关系论容纳过多的时空结构是对实体论的“工具论欺诈”（instrumentalism ripoff）(Earman,p.127)。也正因为如此，在时空本体论的争论中，实体论和关系论内涵的交混最终给予我们这样的启示：应当在科学实在论的立场上通过一个适当的方法论达到对时空的认识论理解。

由于对时空认识的最终可确认对象是物理学理论中的时空结构，也就是一些几何结构，因此当关于时空本质的争论一直游移于实体论和关系论之间时，马洛·德瑞图（M.Dorato）在2000年提出了时空本体论的第三种选择：结构时空实在论。(Dorato, pp.1605-1628)结构时空实在论是实体论和关系论的中间道路，它保留了实体论和关系论各自的一部分理论：在支持关系论者，为时空结构的关系本质辩护的同时，也赞成实体论者，说时空存在至少部分地独立于特别的物理对象和事件。它的首要特点在于：（1）它不是实体论，因为它并不对时空点进行承诺；（2）它也不是关系论，因为它并不接受关于时空的反实体论态度；（3）它主张时空有一个真实的、包含在世界中的结构。从本体论上讲，结构时空实在论承诺了在运动学和动力学意义上支持物理场的数学表示所要求的结构。结构时空实在论有以下几点要素：（1）度规场g既是物质又是时空；（2）时空是一种关系结构；（3）几何结构是真实的，并且物理世界独立于意识地例证了这种结构。

同时，在广义相对论和量子引力的理论形式中，分别用磁扭线、爱因斯坦代数和几何代数与流形替换，都可以达到对经典场论的描述。(Bain, pp.37-66)这就很明确地说明了，虽然围绕着时空的基本结构是什么的争论是支持经典场论所必需的，但是它并不追究这个结构如何证明自己，从而暗示了对时空本体论的结构实在论方法的可行性。

二、时空实在论的方法论趋向

实体论和关系论都从不同的方法论角度展现了物理学时空观的实在性，但因为“不存在超越语境的、具有独立意义的正确说明”(Leplin, p.11)，所以它们在不同语境中对时空实在性的说明和解释不存在绝对的同一性。结构时空实在论的提出说明时空观的争论超越了形而上学的本体论之争，在方法论上达到了对时空实在性认识的一致性；这个融合的基点就在于相互争论的时空观的实在性基础。作为一种新的、有创造性的辩护，结构时空实在论与语境的整体要求一致，因此对它的理解必须结合现代物理学语境的特征来进行，因为离开了语境的要求就不存在任何成功的说明。

1．时空实体论的方法论趋向

实体论是一种追求时空自在本体论的实在论。它表达了这样一种信仰，认为时空是一种真实的东西，它可以独立于通常的物体而存在，拥有自己的特性；这种特性超越于占据了它的一部分的任何物体的特性。从它对理论形式的依赖性上来看，实体论事实上就是一种语义学的实在论。

在流形实体论中，厄尔曼和诺顿选择M、g、T中的M作为时空实体的真正表示者，这种观点很自然地追随了时空理论的局部共识。把所有的几何结构比如说微商算子等当作由偏微分方程决定的场，因此而把裸流形M即这些场的“容器”看作时空 —— 这种倾向是一般的语义实在论所激发的，因为这是从理论的字面意义上所得到的解释，遵从M上定义张量场的字面意思。这种语义实在论在承认了M的地位的同时，也就承认了基于个体的时空点的本体论地位。在流形实体论遇到洞问题的困难后，复杂实体论者构造了各种时空的实在论。他们指出不能仅仅把流形看作时空，因为流形自身只拥有维度和拓扑等很少的时空结构：“（流形实体论）仅仅运用微分流形，从度规（和仿射）结构抽象，时空没有任何范式时间-空间特征。光锥结构没有定义；过去和未来没有办法区分；距离关系不存在”。（Maudlin,pp.89-91）这些构造在一定意义上破坏了语义实在论者从字面解释出发去理解时空本体的基本愿望。虽然复杂实体论者也坚持了时空点的本体论地位，但是由于度规场g在广义相对论的解释中起到了重大作用，所以在关于广义相对论的三元组模型〈M, g, T〉中到底哪一部分才是时空实体的真正表示者的争论中，g占据了重要的位置。因此，复杂实体论者认为度规场g也是在文字上描述了一个物质的、半绝对的实体，与普通物质物理地相互作用。总之，实体论是通过对广义相对论理论形式的语义分析来深入表现时空的实在性的。在这个过程中，也伴随着明显的语用的变化，从17世纪物理学中得到的“空间”和“物质”的区分，在广义相对论中得不到了。

2．时空关系论的方法论趋向

广义相对论中实体论和关系论的不同之处就在于对M、g的角色运用的理解不同；可以说，关系论的主张也与语义学有某种关联。同时，不同的主张表现了内在的语用和心理意向性选择上的区别。

关系论的核心是拒绝实体论的形而上学意义上的时空本体存在的主张，但是在广义相对论之后它的主张却变得很模糊。复杂实体论通过确定时空点的存在表明自己的实体论立场，但是却因为对莱布尼兹等价性的承认而模糊了它和关系论之间的界限。不过很明确的是，关系论者不同于实体论者的基本之处在于否认时空点的存在。也就是说，这里的语义实在论是放弃了基于个体的本体论承诺，从更深的层面上追求理论的意义，这种意义也在于对g的理解。比如对于胡佛的实体论来说，度规场g表示了实体的时空，但是关系论者则认为爱因斯坦实质上表明了一种关系论的立场，因为对于爱因斯坦来说，g是作为场的结构特性而存在的：“如果我们设想一个引力场，也就是，函数gik 被移走，那么就不会再有空间……而是绝对的什么也没有……不存在空的空间这样的东西，也就是，没有场的空间。时空并不独立地宣称自己的存在，而只是作为场的结构性质。”(Einstein,1961，pp.155-156)

在此，我们强调在语义分析过程中语用的不同和心理意象的选择，以图解释为什么对度规场g到底如何理解的问题，会成为许多时空哲学家在广义相对论语境中讨论实体论和关系论时都要涉及的问题。因为，实体论者也可以对关系论的论证提出反驳：如果我们同意爱因斯坦所说的“没有引力势（也就是没有度规场/引力场），就没有空间或者空间的任何部分，因为这些赋予了空间的度规性质，没有度规性质根本无法想像空间”(ibid,1923，p.21)的话，我们能够拒绝的就仅仅是那些支持实体论承诺了裸流形而没有度规场的独立存在的观点，也就是流形实体论，但是对其它的实体论形式并没有什么实质性的反对意见。在这里，坚持实体论还是坚持关系论是在特定背景下不同的语用和心理意向选择的结果。因此，有人认为，关于度规张量应该被理解为空间还是其它物质场的问题，取决于人们喜欢的说话方式；在实体论和关系论之间进行选择是没有绝对标准的。

关系论虽然否认空间或者时空是一种物质，但是我们不能完全否定这种观点的实在论性质，因为关系论者坚持时空的存在以某种方式依赖于物质世界和它的特性。并且，无论是实体论还是关系论者都承认时空的数学描述和表达，认为对现代物理学时空的认识都建立在相同的数学结构的基础上。因此，如果说在时空理论中，实在论和反实在论的区别就在于事件世界是否“真实地展示了”某种几何结构的话，那么在认识论的意义上，关系论的主张是一种弱实在论的立场。另外，如果按照保尔·泰勒所代表的关系整体论的认识（cf.Teller），认为实在就是关系，实在的物理形式只有在特定的关系里突现的话，关系论的时空观也在某种意义上承认了一种实在论的观点，因为承认时空作为物质之间的关系存在，就无法摆脱时空在物理世界中的凸显。

类似于奎因的自然主义语义分析方法，对时空的实体论和关系论的探索借助了广义相对论逻辑语言的形式作为其生长和存在的基础；通过这种逻辑语言的形式，经由元理论的语义分析，再逐层深入时空实在论问题的分析。这两种时空观都在一定程度上理解了理论实体的存在，并且承认语义分析的实在的整体性。同时，两者在语义分析中都预设了一种自然的背景语言，在其中对M和g的指称就是“语词-世界”的关联，包容了时空本体论的相对性；也揭示了关于时空的语义思考并不能从本体论性上去断言实在性，而是在于分析的方法和说明的证据。

3．结构时空实在论的方法论趋向

对结构时空实在论的理解，要建立在对实体论和关系论的分歧是如何在需要一个共同的结构上达到一致的这一问题的理解上。爱德华·斯洛维克（E.Slowik）认为，当实体论和关系论宣称它们的几何结构是“真”的、是独立于心智而由物质世界例证的时候，结构时空实在论是这两种实在论立场的综合。（Slowik,pp.147-166）

具体来讲，结构时空实在论认为，如果一个时空理论的任何本体论解释所推举的都是同一种数学结构，那么这些本体论解释就组成了同一种结构实在论的时空理论。在广义相对论时空中，实体论者和关系论者都接受相关时空结构的时空三元组模型〈M, g, T〉中的M和g，并且也认可它们具有某种含义。虽然这些理论解释显然不同，但对于结构时空实在论者来说，它们是同一的，因为结构实在论者所追求的基本标准是理论中实际利用的结构，而不是那些结构的本体论解释，更不是要证明哪一种解释更有优越性。这样，不论是把时空看作M或g（不是M和g）的时空实在论，还是看作M+g的时空实在论，都属于同一种结构时空实在论的范畴。另一方面，如上所述，不论是对于爱因斯坦的时空作为场的结构特性而存在的关系论来说，还是对于胡佛的度规场就是时空的度规场的实体论来说，度规场的重要地位都不可置疑：它或者作为与时空相联系的结构而存在，或者作为与时空同一的结构而存在。但是很明确的一点是，不管是度规场g作为时空的“真正表示者”，还是时空作为“场（g）的结构性质”而存在，如果去掉g，那么就移走了时空。这样，由于与时空本质等同的关键数学结构在两种情形下都是同样的，因此在结构时空实在论的立场下，不管是胡佛的实体论观点还是爱因斯坦的关系论观点，都会对同一个潜在的物理理论做出不同的本体论解释。不同的时空观虽然有不同的本体论假设，但是却都能够以相当直接的方式接受理论的时空结构。因此，我们在任何时候对时空所能了解的只是它的结构，而不是它的形而上学的本体论主张。在这里，结构时空实在论通过承认时空理论中语形和语义内容的实在性，把焦点集中于时空理论的数学结构内容，同时强调语用和心理意象的作用，从而消解了对于指称时空的具体符号之间的关系解释，也消解了对于这些结构的实体解释。

结构实在论作为一种实在论的时空观，具有当代科学实在论的鲜明特色。它基于对语境的整体性理解，超越了对时空实体的本体论性的追求，转而认为在成功的理论转变中保留下来的只是时空的抽象数学结构内容。它认为，当我们说时空存在时，仅仅意味着物理世界例证了、即用具体例子说明了一个数学地描述的时空关系的网络。这样，时空的存在就不是被看作实体，而是被看作一束共相，或者由物理系统偶然地例证的关系的网络。作为时空实在论的一种清晰的选择，结构时空实在论在拒绝实体时空的沉重的形而上学包袱的同时，也拒绝了关系论的工具论策略，认为不能考虑几何定律的解释作用和把时空看作引力场特性的因果效应。同时我们要认识到，结构时空实在论并不支持较激进的认为“所存在的”可能就是结构的本体结构论。另一方面，较温和的本体结构论只把结构看作解释了潜在的本体的事实或者真相，这也能够看作与时空理论的一般结构实在论方法相一致。在这里，本体论性和认识论性的二分并不必然地要求实体和关系的区分；它们的争论也并不关涉归于物理实在的一些所谓的本体论成分存在或者不存在，而只是传达了关于科学理论的认识论或者本体论的信息。

结构实在论作为一种认识时空实在的新的方法论，在物理学中的优势不仅仅在于时空理论方面。举例来说，19世纪的光学中，在从菲涅尔的弹性固体以太理论到麦克斯韦的电磁学理论的转化过程中，物理学的解释改变了，但是理论的数学结构却完全没有改变；也就是说，在理论的数学结构得到继承的同时，它的本体论承诺却发生了根本的变化。可以看出，本体论与认识论的关联是一种相互制约的关系，也即认识论提供了对本体论的方法论和证据的说明。时空结构实在论的本体论承诺不是关于事实的问题，而是关于为科学选择一种方便的语言形式、一种方便的概念体系或结构的问题。

三、时空实在论与当代科学实在论

物理学时空观的这些长期论争，是伴随着科学实在论的复兴和进步而实现自身的复兴和进步的，同时也在物理学语境的深化和发展中实现了自身的方法论转变；它从具体的案例上深刻地体现了现代物理学研究对象的不可观察性和形式体系的高度数学化所带来的科学实在论的认识论和方法论选择的语境依赖性的显著特征，并为科学实在论提供了有力辩护。

时空实在论与科学实在论的相关性，基于时空客体的不可观察特性与当代科学实在论所面临的困境的相关性。传统的科学实在论面临着现代物理学中关于不可观察对象的困境：对于理论实体的实在性应该作何理解。除了量子物理学和粒子物理学中的不可观察粒子等对象之外，这种理论实体还包含了时空。历史地看，对理论实体的理解在量子物理学哲学中呈现的多样性，大多从语境的整体性出发，超越了传统实在论对物体是否具有客观实在性的关注，超越了认为“经验的符合”和“解释的成功”等价的实证论哲学，而是把“论证的符合”和“解释的成功”看作是相关的。而在时空观的争论中，科学实在论在语境整体性基础上的进步和在方法论上取得的超越也得到了明确的体现：

1.在理论实体的存在标准上，注重语义的认识论研究，走出了形而上学原则的“贫困”

传统科学实在论要求科学理论知识必须建立在符合“事实”的基础之上的主张，在时空实在论中得到了消解；时空实在论注重的是在新的语词、新的方法论和认识论发展的层面上进行的新趋向的探索。在摆脱了对时空“自在本体”的纠缠并承认理论实体的实在性的基础上，通过把时空物理学发展的语形、语义和语用因素语境化，并强调科学解释的重要性，时空实在论力图在进步的时空理论的多样性中寻找一个实在论的基础，从更高的层次上展示科学实在论的理论内容和层次结构的复杂性。

在时空实在论的发展过程中，对于理论实体的本体论地位的分析，综合地采用了语义和因果效应的标准。也就是说，这种分析不是从确定时空理论认识的对象的角度，而是从阐述时空理论的意义的角度作出的；这要依赖于对时空理论的语形、语义和语用的整体语境的理解。从对实体论、关系论和结构实在论的分析可以看到，在当代时空实在论中，对时空的实在性理解必然要涉及对它的陈述，时空实在论者是通过从语义分析上判定这些陈述的真值，来确定时空理论实体的实在性的。同时，在向结构实在论的转变中，通过把因果结构包含于时空结构之中，我们对于多样性的时空结构的经验选择就是一种对不可观察的时空客体的某些可观察效应的因果选择的结果。

需要指出的是，时空实在论并非确立在单纯的对时空理论及其规律的真理性的信仰上，而是确立在坚实的科学分析方法的有效性和合理性上。在这一过程中，时空哲学家获得了一个语境的基底：不必再向历史还原，不必再向更深层次本体还原，不必再向其它概念还原，也不必再向其它可选择的理论模型或范式还原。他们不再看重“形而上学的第一原则”，而是注重对语义的和认识论问题的研究，从而走出了形而上学原则的“贫困”，开拓了方法论和认识论领域的新局面。

2.在隐喻建构的方法论上，通过语境、隐喻和修辞的方法论分析的统一，体现了对客观实在的语境化的把握

物理学时空理论要求为不可观察的时空客体进行一种因果关系的说明和解释，因此在实体论和关系论的争论中，时空实在论通过理论的建构隐喻，预设了特定的科学概念和它的形式化符号，用来指称时空实体。时空的不可观察性特征使得时空实在论只能在超越传统符合论的基础上去探究时空理论实体所对应的指称和逻辑，并且非常注重追求这种对应的趋同性和一致性，从而出现了对M和g的指称含义的争论。形式化的理论语言对于时空实在的指称和逻辑问题是其关注的核心问题之一，这是对广义相对论语境意义整体把握的结果。在这里，我们所接触的每一个符号、表征或者公理，其对于时空理论的支持不仅仅在于它自身内在的逻辑功能，而且在于它通过“隐喻”和“转喻”方法及语境基底上的叙述结构，铸造了它与时空实在论基础的联结。

时空理论隐喻构造以其开放的无限性特征进行一种含蓄的支撑，在此意义上它们并没有与所指的某种精确定义相符合，而是为其指出可能的方向；因此会出现实体论和关系论之间辩论的共同基础，也才会出现结构时空实在论的包容。在此之后，语用语境的的不断分化和重构决定了隐喻语境的存在及其把握实在本质的有效性，并出现了不同观点的交替和发展。在结构时空实在论的超越中，曾经一度作为“显秩序”存在的实体论和关系论退入“隐秩序”中，而此时“显秩序”中显现的则是具有新特征的结构时空实在论形式。这个过程说明，在科学理论的解释过程中，要通过语形、语义和语用的一致性，通过语境、隐喻和修辞的方法论分析的统一，建立与科学理论的形式体系之间的联结，从而扩张科学实在论研究的方法论手段，并将它们融入相关的科学解释和说明中去。

3.在对非充分决定性问题的求解上，着眼于理论发展的“历时”过程，实现了对科学实在论的有力辩护

类似于一般实在论，在时空实在论中，尤其是结构实在论中，也面临科学理性的证明中经验资料对于理论的“非充分决定性”难题。因为时空不能够直接被经验到，而是在对其它具有经验可检验性的理论的推论中得到间接支持。目前，所有时空理论都不确定地有某些在成果上等价的对手，而这些等价的假设是同等地可确信的；因而对于时空理论中的信仰必定存在任意性和不确定性。另外，在时空实在论的处理中，时空理论的几何结构被看作是一类数学结构，因此，与这些几何结构的功能相联系的认识论困惑，在本质上就是一个数学结构如何与物理世界相关联的问题。在当代物理学高度数学化的语境下，这一问题与所有的数学结构应用于现实世界的非充分决定性问题相关。因此，这里要确定的一点就在于，这些推论上等价的理论和结构在认识论上是否也必然是等价的？

对于这一难题，结构时空实在论者通过设立一个“最好时空理论”来求解。举例来说，牛顿时空理论和广义相对论时空理论，它们并非绝对真理或者终极描述，但是在特定的时刻，它们都是当时的科学家共同体所能够提供的最好图像。于是结构实在论者认为，在这些最好的时空理论之下，只会余留一个单个的基本几何结构，以拒绝激进的非充分决定性。在理论的变革中，这个几何结构应当在最好的时空理论中得到保留，或者新理论的几何加物理结构与旧理论的几何加物理结构应当具有相似性。否则，新理论就不但要说明它是如何消除旧理论中一些过剩的几何结构的，而且还要解释为什么过去所有的理论都错误地认为这个几何结构很重要。(Slowik, pp.147-166)具体来说，牛顿物理学时代最好的理论中，有些结构在时空结构中一直扮演着完整的角色：提供惯性轨迹的仿射联络Δ、表示绝对时间的伴矢量场dt、保证距离的欧几里德度规张量h和点流形M。在转向广义相对论的时候，几何结构收缩为仅仅与〈M,g〉有关，因为牛顿理论的仿射和时间结构，Δ和dt，在广义相对论中由半黎曼度规张量g提供，并且g代替了欧几里德度规h。在广义相对论的后续理论中，也出现了与广义相对论时空的几何结构完全不同的结构，这样新理论就要解释为什么有些结构在广义相对论中被错误地看作很重要。比如在朱利安·巴伯（J.Barbour）提出的时空模型中，需要解释的几何结构就是度规。(Barbour, pp.349-350但是，这个理论并不是目前最好的时空理论；虽说它存在着成功的或然性，但是一些问题还有待确定。这种解决方法把时空结构的选择放入时空理论发展的“历时”过程中去：在向特定时间的不同时空理论的发展中，我们曾经相信为最好的时空理论中余留的单一的时空结构，在这个过程中实现了再语境化的过程，从而保证了理论的连续性和进步性，使得对时空结构实在性的辩护更加卓越，也为整个科学实在论对非充分决定性问题的求解注入了一种现实的力量。

总之，对时空实在论的认识论和方法论的分析为广义相对论语境中如何把握时空实在性提供了一个更好的平台，从案例上为当代科学实在论的方法论进行了辩护，也从侧面揭示了当代科学实在论发展的语境选择。我们说，时空哲学不可能在广义相对论中达到终结，目前的量子引力理论更是一个深入理解时空哲学的舞台；对于时空本质的认识很大程度上要受到更加复杂的现代物理学语境的影响。物理学还在继续发展，因而时空观也将继续深入。这一切表明，随着科学的发展，科学实在论和物理学实在论会不断寻求新的辩护；我们需要在实在论的立场上认识到语境变化的动态性特征。物理学在不断丰富和深化，新的语境的可能是无限的，所以我们对时空实在性和科学实在论的认识，终将是一个在语境的变换中不断地改变和深化的过程；而在这个过程中，科学实在论的方法论必将会得到更广泛的科学理论案例的支持，从而得到更深入的辩护。

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（原载《哲学研究》，2008年第1期。录入编辑：神秘岛）