毋庸置疑，马赫（Ernst Mach，1838—1916）的要素一元论思想在实证主义哲学的发展图谱中占据着不可替代的重要席位。马赫主张在科学研究中摒弃那些缺乏实际或至少潜在的可观察的对应物的概念，如牛顿的绝对时间、绝对空间和绝对运动的观念，原因在于任何人都无法对其作出度量，它们既无实用价值，也无科学价值，只是无意义的形而上学观念。他也反对先验的因果律，主张代之以可观察量之间的函数关系。马赫总是努力证明概念是来自经验的，甚至最基本的概念也只能从经验知识中得到它们的根据，它们在逻辑上绝对不是必然的。科学不过是对经验材料的一种整理，或者说总是试图根据思维经济原则，用函数关系来取代和节省经验材料本身。马赫的这种实证精神为20世纪科学哲学的勃兴提供了重要的理论滋养。
纵观马赫的学术经历，他在自然科学领域的研究实践始终同他对哲学的关注存续着难以割舍的交集。他对哲学的浓厚兴趣早在他的求学时代即已开始，就在他潜心致力于自然科学研究的同时，很多哲学家如康德、贝克莱、休谟等人的著作已经进入他的视野，并对他的思想产生了深远影响。尤其是马赫担任布拉格大学哲学系主任和维也纳大学归纳科学讲座教授后，他更是进一步将他所热衷的科学研究和哲学研究结合起来。可以说，将自然科学研究和哲学研究有机贯通起来是马赫一生最主要的工作，这也就不难理解为何马赫被推崇为现代西方最早的科学哲学家之一。通览马赫的重要学术著作，我们可以看到他的作品不仅有着极高的科学价值，而且蕴含着深刻的哲学洞见，如他在《能量守恒原理的历史和根源》（1872）一书中，除却就力学和热学的认识论问题表明自己的立场外，还初步阐释了他的科学哲学思想；在《力学史评》（1883）中，他以反思性、批判性的笔触重新审视了牛顿力学体系的缺陷，并且在对以物理学史为骨架的科学史的检讨中论述自己的哲学主张，认为对科学史进行研究的目的不是为了掌握和了解科学的既往发展，而是要着眼于推动科学现在及未来的发展。也正是在《力学史评》这部被看作其思想的代表作中，他表达了力图将物理学体系贯穿到人类一切知识领域的宏愿。总之，通过论述自然科学领域的具体问题从而为相关的哲学主张找到突破口，是我们理解马赫思想体系时必须予以牢记的重要原则。
尽管马赫一再强调自己的研究旨趣只限于对某些自然科学问题的探讨，只是在寻求解决自然科学的认识论问题，但马赫的研究实践确定无疑地向我们表明了他的理论抱负，那就是企图建立一个超越传统形而上学的哲学框架。他试图在这个全新创立的框架内突破传统哲学所关涉的基本问题，进而去构建一个为所有自然科学所共同遵循和接纳的认识论和方法论原则，并最终为所有自然科学确定一致的基础。不同于先前所有实证主义者为达到这一目标所规划的基本方案，马赫希望通过“要素”的范畴去统摄所有自然科学的认识论和方法论基础，或者说马赫的整个哲学架构是建立在其要素一元论的主张之上的。我们在明确了马赫整个哲学体系的理论支点后，就有必要进一步探究其建立要素一元论的逻辑起点。如前所言，马赫的学术抱负在于建构一套有别于传统哲学的理论体系，与这种研究路向相契合，马赫指出物质或精神都不是第一性的存在，感觉才是第一性的东西。马赫进一步指出，科学的研究对象并非是独立于人之外的物质世界，与人的意识、表象及感觉相关的内容才是科学研究的真正标靶，如马赫认为，物理学领域所探讨的物体究其实质不过是人的感觉之间所存在的联系，并非如人们所认为的是独立于人的意识之外的客观对象；同样的，在心理学领地占据核心地位的心理意识也是感觉的复合。也就是说，不论是物理的东西抑或是心理的东西，本质上都可以看作是感觉的复合。换言之，在感觉和物之间的关系问题上，马赫强调感觉不是物的映像，而是物是感觉的复合。
在马赫的要素一元论思想中，“要素”（elements）的概念无疑占据着核心的位置。因此，对于“要素”概念的理解就成为我们把握马赫要素一元论主张的关键密钥。在马赫看来，“要素”是“构成物理的（同时也是心理的）世界的最简单的基石”[10]；“我们现在的天生的感官之感知，将无疑依然是我们的心理世界和物理世界的基本要素”[11]；“我们能够从实验获悉的东西，整体地和唯一地寓居于现象的要素或条件的依赖或独立之中。通过任意改变某个要素群或单个要素，其他要素也将变化，或者也许依然不变”[12]。通过马赫对“要素”的解释不难看出，不论是对于物理世界而言，还是对于心理世界来说，“要素”是不可再分的最终组成部分，我们全部的物理领域和心理领域都是由“要素”所构成的。“要素”既是一切物体得以组成的最基本成分，也是构成我们感觉的最基本单位，并且要素不是别的，正是我们对复合体的相同感觉，换言之，要素就是感觉。就其性质而言，要素既非纯粹的心理的、主观性的实体，也非客观的、物质的实体，而是一种超越心物对峙的中性存在，是一种依存在一定联系中的假定和函数关系。也就是说，要素并非无条件的就是感觉，只有当要素身处一定的关系中的时候，只有当要素满足了成为感觉的条件时，要素才是感觉，要素才能成为物理世界和心理世界的最后组成部分。由此，科学实践的目的就是要研究感觉之间的依存关系，“一切研究都是要探知这些要素的联结方式”[13]。
马赫指出，整个世界由三种要素构成，即物体要素、身体要素和心理要素。物体要素是由颜色、声音等构成部分组成的复合体；身体要素是由神经系统、视网膜等组成的复合体；心理要素是由意志、记忆、印象等组成的复合体。与三种要素相对应，马赫分别用不同的字母对三种要素进行了区分，其中物理要素用ABC……表示，身体要素用KLM……表示，心理要素用αβγ……表示。就三种要素的关系而言，马赫强调三种要素之间并非是彼此隔绝、相互独立的，而是表现出一种相互影响、相互依存、相互作用的关系。进一步看，既然物体要素、身体要素与心理要素是相互影响、互相依存、互相作用的关系，那么就完全有理由可以将物理世界、生理世界以及心理世界统一起来，也就是说，正是由于要素之间彼此作用的关系，三个世界之间也就不存在那种泾渭分明的区别。“照这样看，我们就见不到物体和感觉之间，内部和外部之间，物质世界和精神世界之间有以前所指的那种鸿沟了。”[14]显然，马赫之所以认为我们没有必要将物理世界与心理世界截然分开，完全是基于感觉作出的论述。在马赫看来，我们之所以能够确定物理世界和生理世界对象的存在，是因为它们在心理世界中存在相应的对应物，或者说，也正是因为心理世界中对应物的存在，使得我们能够将物理世界和生理统一起来，马赫据此认为一个统一的世界结构通过“要素”得以确立。
马赫宣称，他的“要素一元论”主张将笛卡尔的二元论作为论战的对象，以“要素”作为构成世界的最基本部分就是为了明确反对笛卡尔二元论主张。在马赫看来，虽然笛卡尔的二元论建基于某种自然的基础之上，但毕竟笛卡尔的“二元论代表了从纯粹的物质论到纯粹的唯灵论过渡的整个哲学范围，这取决于我们如何估价物理的东西和心理的东西，如何把一个作为基础看待而把另一个视为导出的”[15]。如果将“要素”作为构成世界的超乎心物对立的中性东西，那么笛卡尔关于物质和精神、广延与思维对立的二元论论述必将难以成立。也就是说，一旦将“要素”作为解释物理世界和心理世界的共同基础，那么“所见到的并不是心理的东西和物理的东西的对立，而是这些要素的简单的同一性。在我的意识的感性范围内，每种对象都是物理的，同时也是心理的”[16]。由此，我们也不难看出，马赫的要素一元论在本质上其实是感性认识的一元论，就是以人的意识活动为出发点去看待世界、理解世界的一元论。此外，马赫从要素即感觉的立场出发，还提出了为后人所熟知的思维经济原则。马赫指出，科学理论在对感觉经验进行描述时，应当用尽可能少的思维，对事实作出尽可能完善的陈述。
总之，回望实证主义的发展历程，马赫的思想体系始终是我们必须予以重视的重要组成部分，这不仅在于他深厚的自然科学背景为他的哲学观点奠定了坚实的经验基础，从而超越了传统哲学的范畴，更重要的在于他的理论观点成为逻辑经验主义诞生的重要的思想渊源，为维也纳学派的产生提供了直接的理论资源。
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