科学必须基于经验事实,但显然它不仅仅是记录事实。对马赫来说,科学的主要目的是思维的经济性:也就是说,以尽可能简洁的方式描述尽可能多的现象。例如,牛顿万有引力定律用一个简单的方程涵盖了从苹果落地到月球轨道等无数现象。马赫写道:“所有科学都是试图用心智模型取代或节约经验,因为模型比经验更容易处理,甚至在某些情况下可以取代它们……通过从根本上认识到科学的经济性本质,我们使科学摆脱了一切神秘主义。” [14]
马赫很激进:在他看来,理论唯一的作用是简化思维。自然法则只不过是指导预期的处方,而因果关联只不过是事件之间有规律的联系。从这个意义上说,因果关联并不能提供额外的“解释”。“大多数研究者把超越人类思维的实在归因于物理学的基本概念,如质量、力和原子,其实它们没有其他目的,只是以一种经济的方式将经验关联起来。此外,人们普遍认为,力和质量构成了真正的研究领域,说具体点就是,其他一切都从质量的平衡和运动中衍生。” [15]
但马赫认为,这种观点混淆了实在和表象。力、质量和原子仅仅是概念,只是思维的支柱。“这就好比某个人只通过剧院了解世界,他在幕后看到了机械装置,就认为现实世界同样需要一个后台……从这个意义上说,我们不应该把现实世界的基础与在我们的思想舞台上操控那个世界的思维支柱混为一谈。” [16]
经济性原则不仅支配着科学活动,也支配着科学的教学:“指导人们学习科学的目的是通过向他们提供他人获得的经验,使他们能够靠自己获得经验。” [17]
马赫年轻时在学校有过不愉快的经历。为了避免其他人有类似的遭遇,他不知疲倦地为学校改革和改进课程而奔走。他为中学写了一本教科书。尽管作者很有声望,但为了得到教育部的批准,还是颇费周章。他的才华受到了质疑。
马赫是天生的教师,他撰写精彩的文章向公众阐释科学,他也是成人教育的倡导者,从未停止过与“残忍阻止具有天赋但错过了常规教育的成年人进入高等教育机构学习和担任专业职位的现象作斗争”。 [18]
对马赫来说,教育就是启迪:“我有一个观点从来没有被反对过,即一个人如果没有掌握至少一门基本的数学和科学知识,这个人在所处的世界中将是局外人,在所处的文化中也是局外人。” [19] 顺便说一下,文化不应仅限于两种性别中的一种——马赫使用了“Mensch”这个词,代表“人类”。
在科学理论中,和在学校的学习过程中,我们的思维都会受困于后台杂乱无章的抽象概念,就像蜘蛛网中的苍蝇一样。在科学教育还处于萌芽阶段时,马赫就认识到:“毫无疑问,一旦采用更自然的教学方法,可以期望科学和数学的教学效果会更好。尤其是,年轻人不应过早接触抽象概念,这可能会毁了他们……破坏抽象化过程的最有效方法是过早接受它。” [20]
在另一篇文章中,马赫写道:“据我所知,没有什么比学得太多的不幸的人更令人沮丧了。他们学到的是思维的蜘蛛网,太脆弱以至于无法提供支撑,但又足够复杂到让他们迷惑。” [21] 马赫想要移除这张蜘蛛网。