來源：《求實(shí)》  

作者：羅詩裕 周小方 邵明珠

一、引言

牛頓力學(xué)的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了它自身。自從誕生的那一天起，它就象一位縱橫馳騁的將軍不斷向內(nèi)滲透、向外擴(kuò)張。在自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和思維科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)都留下了深深的足跡，不愧是人類文明史上一塊不朽的豐碑。建立在牛頓力學(xué)基礎(chǔ)之上的形而上學(xué)宇宙觀則是科學(xué)和哲學(xué)史上一塊絢麗的瑰寶。本文將從牛頓力學(xué)出發(fā)，對形而上學(xué)在認(rèn)識論上的地位和作用作一歷史回顧和科學(xué)反思。

二、歷史回顧

古希臘哲學(xué)的特點(diǎn)是企圖從整體上去認(rèn)識世界和把握世界。正是在這個(gè)意義上，我們說古希臘哲學(xué)是“整體”哲學(xué)，自然也是“思辨”哲學(xué)。這是人類認(rèn)識在經(jīng)歷了漫長的“彷徨”與“困惑”之后的一次飛躍。哲學(xué)的整體化特征注定了它一定包含著豐富而樸素的辯證法思想。到了文藝復(fù)興時(shí)期，人們已有可能對不同的自然現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)識。人類文明進(jìn)入到伽利略和牛頓時(shí)代，科學(xué)開始從哲學(xué)母體中分化出來，并逐步形成了自然科學(xué)的各大門類，物理學(xué)也出現(xiàn)了若干分支。人類認(rèn)識從一般到個(gè)別、從抽象到具體，是人類認(rèn)識的再一次飛躍，也是人類認(rèn)識從辯證法向形而上學(xué)的升華。到了19世紀(jì)中期，科學(xué)的整體化趨勢又見端倪。從此開始，自然科學(xué)的研究便一直在綜合與分化并存、一般與個(gè)別同在的格局下蓬勃發(fā)展。

科學(xué)認(rèn)識是人類認(rèn)識最深刻和最本質(zhì)的認(rèn)識之一。即使是哲學(xué)規(guī)律（比如對立統(tǒng)一規(guī)律）也必須接受科學(xué)認(rèn)識的檢驗(yàn)。事實(shí)上，科學(xué)認(rèn)識一直就是哲學(xué)的重要基礎(chǔ)和知識源泉。在古希臘，科學(xué)和哲學(xué)原本就是一家。到了伽利略和牛頓時(shí)代，它們才開始分化。然而，它們之間卻存在著千絲萬縷的聯(lián)系。事實(shí)上，哲學(xué)如果不同科學(xué)結(jié)合，就只能是一個(gè)空架子；而科學(xué)要是沒有哲學(xué)的指導(dǎo)也只能是一堆原始無序的東西。

自從人類同自然分化以來，為了生存，就不斷同自然抗?fàn)帯Ｈ祟愓窃谕匀坏目範(fàn)幹袑W(xué)會(huì)了捕魚和狩獵，學(xué)會(huì)了制造簡單的工具；也正是在同自然的抗?fàn)幹校钤珙I(lǐng)悟到了力、機(jī)械和機(jī)械運(yùn)動(dòng)這些原始概念。人類文明進(jìn)入古希臘，便開始試圖回答周圍所發(fā)生的一切。比如，物質(zhì)由什么構(gòu)成？地上的、空中的和天上的物體為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)？德莫克利特用一個(gè)猜想回答了第一問題，而亞里斯多德則用了兩條假設(shè)解釋了第二個(gè)現(xiàn)象。亞氏的第一條假設(shè)是“所有物體都有回歸自然狀態(tài)的趨勢”。這條假設(shè)是普遍假設(shè)，對三種情況都適合。第二條假設(shè)是：地上物體的自然狀態(tài)是靜止；空中物體的自然狀態(tài)是地球；天上物體的自然狀態(tài)是圓周運(yùn)動(dòng)。亞氏用這兩條假設(shè)指出了空中的物體因?yàn)橐貧w自然狀態(tài)，它必然要下落。天上的物體（星球）要回歸自然狀態(tài)就一定要作圓周運(yùn)動(dòng)，而且以地球?yàn)橹行?。那么，地面上的物體為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)呢？因?yàn)榈厣衔矬w的自然狀態(tài)是靜止，要運(yùn)動(dòng)必須對它施“力”。于是，亞氏明確指出了“力”是物體運(yùn)動(dòng)的原因。亞氏的這一描述作為近似描述，應(yīng)該說是對的。到了牛頓時(shí)代，人們進(jìn)一步認(rèn)識到了“力”不是物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因：而且還認(rèn)識到了這個(gè)力不是主體施力，而是物體受力。但是不管是施力還是受力，這種力必須是外力?；谶@種認(rèn)識，牛頓總結(jié)出了支配物體運(yùn)動(dòng)的一條動(dòng)力學(xué)規(guī)律，這就是牛頓第二定律。牛頓第二定律是描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)的普遍定律。這個(gè)定律告訴我們，只要物體受力狀態(tài)知道，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就完全確定。

三、科學(xué)反思

牛頓力學(xué)經(jīng)過歐拉、莫培督和拉格朗日等人的發(fā)展，不斷完善，形成了影響深遠(yuǎn)的經(jīng)典力學(xué)。盡管這樣，人們?nèi)匀涣?xí)慣地把它叫做牛頓力學(xué)。從牛頓力學(xué)可以得到哪些哲學(xué)啟示呢？

1、牛頓力學(xué)為決定論提供了科學(xué)依據(jù)。

牛頓第二定律揭示了“有確定的原因就必然有確定的結(jié)果”，這一認(rèn)識論原則就是因果論原則，也是決定論原則。毫不夸張地說，牛頓力學(xué)對物理學(xué)、自然科學(xué)、哲學(xué)和人類文明都有著深遠(yuǎn)的影響，就是在今天，這種影響都無處不在。牛頓第二定律告訴我們只要知道了作用在物體上的力，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就完全確定。這是典型的因果描述。這就是說，在機(jī)械運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)，物體與物體之間的聯(lián)系是因果聯(lián)系。因果聯(lián)系的特點(diǎn)是有原因就必然有結(jié)果，原因和結(jié)果一一對應(yīng)，而且先行后續(xù)，不允許顛倒。當(dāng)牛頓力學(xué)向縱橫方向滲透時(shí)，這種因果聯(lián)系和決定論原則也在大勢擴(kuò)張，從而形成因果論和決定論的廣泛市場。事實(shí)上，在伽利略和牛頓時(shí)代，人類就開始了從整體認(rèn)識到個(gè)別認(rèn)識，從抽象認(rèn)識到具體認(rèn)識的深化。比如，對機(jī)械運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的研究有經(jīng)典力學(xué)，對熱現(xiàn)象的研究有熱力學(xué)，對電磁現(xiàn)象的研究有電動(dòng)力學(xué)，對微觀世界的研究有量子力學(xué)。值得注意的是，同機(jī)械運(yùn)動(dòng)毫不相關(guān)的熱現(xiàn)象、電磁現(xiàn)象和微觀現(xiàn)象都用了力學(xué)模型、力學(xué)概念和力學(xué)規(guī)律。在自然科學(xué)的其他門類中也先后產(chǎn)生了天體力學(xué)、地質(zhì)力學(xué)和生物力學(xué)等二級學(xué)科。事實(shí)上，凡是被“力”滲透的領(lǐng)域，人們都企圖用“力”去解釋，或者說用因果律或決定論原則去描述。盡管這種描述顯得非常牽強(qiáng)也不愿意主動(dòng)放棄。

當(dāng)然，因果論和決定論并不是一回事，但它們有著深刻的內(nèi)在聯(lián)系。正如玻恩在談到?jīng)Q定論和因果論關(guān)系時(shí)所說“我認(rèn)為不應(yīng)當(dāng)把決定論和因果論等同起來。”（注：玻恩：“關(guān)于因果和機(jī)遇的自然哲學(xué)”，商務(wù)印書館1964年版，P13.）因?yàn)椤皼Q定論假定，不同時(shí)刻的事件是由一些能夠預(yù)言未知情況（過去和未來）的規(guī)律聯(lián)系起來的。”（注：玻恩：“關(guān)于因果和機(jī)遇的自然哲學(xué)”，商務(wù)印書館1964年版，P13.）而“因果性假定，存在這樣一些規(guī)律，按照這些規(guī)律，某類實(shí)體B的出現(xiàn)依賴于另一類實(shí)體A的出現(xiàn)……A稱為原因，B稱為結(jié)果?！保ㄗⅲ翰６鳎骸瓣P(guān)于因果和機(jī)遇的自然哲學(xué)”，商務(wù)印書館1964年版，P13.）當(dāng)然，因果論也并不必然導(dǎo)致決定論，但是決定論必定主張因果論。這就是說，肯定因果論不一定就此肯定決定論，但是否定因果論，就一定否定決定論，因果論是構(gòu)成決定論的必要條件。必要條件假言判斷特點(diǎn)是：有前件未必有后件，無前件則一定無后件。相反，否定決定論也不能就此否定因果論，但是，肯定決定論就必然肯定因果論。

需要指出的是，“決定論”并不是從牛頓時(shí)代開始的。古希臘哲學(xué)家德莫克利特就認(rèn)為宇宙中發(fā)生的一切都是必然的，人們捏造“偶然”這個(gè)術(shù)語，只是想掩飾他們的無知或有限的判斷力。為了證明這一點(diǎn)他舉了一個(gè)例子：老鷹叼走烏龜然后將它扔掉，這烏龜正好砸在一個(gè)禿子頭上，這被一般人認(rèn)為是偶然現(xiàn)象。而德氏則堅(jiān)持認(rèn)為這不是偶然的。因?yàn)槔销棾３觚斎釉谑瘔K上或崖石上，為的是擊碎烏龜?shù)挠矚?，達(dá)到吞食烏龜?shù)哪康摹２贿^，這回老鷹的判斷出了差錯(cuò)，將禿頭誤認(rèn)為石頭。德氏的解釋是否滿意暫且不說，有一點(diǎn)可以肯定，那就是說他只相信必然不相信偶然。到了17世紀(jì)，荷蘭哲學(xué)家斯賓諾莎（Spinoza,1632-1677年）再次斷言自然界中沒有偶然事件，出現(xiàn)“偶然”只能說明我們的知識還不完善。他認(rèn)為，展現(xiàn)在人們面前的所有現(xiàn)象（事件）都是按照自然界預(yù)先安排好了的特殊方式而存在、而演化的。他深信宇宙的和諧與統(tǒng)一，而一個(gè)和諧、統(tǒng)一的宇宙不應(yīng)當(dāng)存在偶然的事件。這些觀點(diǎn)被傳統(tǒng)物理學(xué)奉為經(jīng)典。1929年，愛因斯坦的朋友問他“你信仰上帝嗎？”他回答說“我信仰斯賓諾莎的那個(gè)存在于事物內(nèi)部的、有秩序的、和諧中顯示出來的上帝?！憋@然，愛因斯坦也主張決定論，并以此為武器同量子力學(xué)的互補(bǔ)原理較量了一生。物理學(xué)離不開因果鏈條，用屬性關(guān)系提供緯線，因果關(guān)系作為經(jīng)線，把物理學(xué)編織成了一張無所不包的大網(wǎng)。事實(shí)上，物理學(xué)正是以這樣的姿態(tài)雄踞自然科學(xué)之首。

拉普拉斯把決定論推向了頂峰。他在1812年寫到，我們必須把目前的的宇宙狀態(tài)看作是它以前狀態(tài)的結(jié)果和以后發(fā)展的原因。他假設(shè)，如果有一位超人能夠了解某一瞬間作用于自然界的所有力，能夠了解宇宙在那一瞬間的狀態(tài)，并具有分析這些數(shù)據(jù)的能力，那么他就可以用牛頓定律描寫整個(gè)世界，大至宇宙的演化，小至原子的運(yùn)動(dòng)。對于這位超人無事不知，無事不曉，過去和未來都宛如眼前。后來，人們就把這位超人稱為“拉普拉斯妖”。什么是拉普拉斯妖？其實(shí)，拉普拉斯妖就是柏拉圖的“理念”，黑格爾的“絕對精神”，宗教的“神”與“上帝”。

正是拉普拉斯的決定論進(jìn)一步鞏固和確立了形而上學(xué)宇宙觀，也正是這種決定論支配著人們在尋求世界的普遍聯(lián)系時(shí)，不得不退回到簡單的因果關(guān)系。當(dāng)然，也正是由于過于簡單，它才碰到了不少障礙。直到19世紀(jì)中后期，當(dāng)波爾茲曼把“幾率”概念首次引入物理學(xué)時(shí)，才引起了人們新的思索。但是，在人們信奉簡單、和諧與統(tǒng)一的時(shí)代，機(jī)械論和決定論確實(shí)給了人們以極大的鼓舞。值得注意的是，正當(dāng)因果論和決定論企圖無所不包、囊括整個(gè)世界的時(shí)候，它卻受到了沖擊。對經(jīng)典力學(xué)的決定論原則沖擊最大的首先是量子力學(xué)。須知，事物（或現(xiàn)象）之間的聯(lián)系除了這種必然聯(lián)系外，還有偶然聯(lián)系。量子力學(xué)就揭示了偶然性和必然性、或然性和因果性之間的辯證統(tǒng)一。而耗散論、協(xié)同論和突變論則進(jìn)一步挑戰(zhàn)了決定論原則。事實(shí)上，耗散論就揭示了，即使系統(tǒng)是確定的（比如牛頓第二定律所描述的系統(tǒng)），其行為也可能是不確定的。由于系統(tǒng)的內(nèi)在隨機(jī)性導(dǎo)致的完全不確定現(xiàn)象就是“混沌”。于是，科學(xué)認(rèn)識又開始了從有序到無序的轉(zhuǎn)化，人類認(rèn)識又出現(xiàn)了從個(gè)別到一般的整體化趨勢。

2、牛頓力學(xué)為形而上學(xué)提供了研究方法。

從牛頓力學(xué)研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本方法（把考查對象從環(huán)境中抽象出來單獨(dú)考慮），以及由它開始逐步形成的自然科學(xué)各大門類和物理學(xué)的若干分支來看，說明人類認(rèn)識已經(jīng)開始了從一般到個(gè)別、從抽象到具體的轉(zhuǎn)化。當(dāng)人們對個(gè)別現(xiàn)象個(gè)別研究，比如把熱現(xiàn)象、電磁現(xiàn)象從自然現(xiàn)象中抽出來個(gè)別研究時(shí)，在方法論上已經(jīng)具有形而上學(xué)的特征了。其實(shí)，正是經(jīng)典物理學(xué)，特別是牛頓力學(xué)為形而上學(xué)提供了肥沃的土壤。當(dāng)然，我們這里所說的形而上學(xué)是方法論上的形而上學(xué)。由于牛頓力學(xué)的廣泛影響，人們很自然地把力推廣到整個(gè)宇宙。認(rèn)為宇宙中的星球就是由相互作用力把它們聯(lián)系在一起的，整個(gè)宇宙就象一部機(jī)器，當(dāng)“上帝”第一次把它推動(dòng)后，它就象現(xiàn)在這樣不停地運(yùn)轉(zhuǎn)。這就是在牛頓力學(xué)基礎(chǔ)之上建立起來的機(jī)械宇宙觀（或形而上學(xué)宇宙觀）。持這種觀點(diǎn)的人還認(rèn)為動(dòng)物是一部機(jī)器，人也是一部機(jī)器。牛頓力學(xué)對人們的世界觀的影響是如此之大，以致于你不接受它就會(huì)被認(rèn)為不懂得世界、不懂得科學(xué)。

3、牛頓力學(xué)為“外因論”提供了存在的土壤。

在牛頓看來，改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因是“外力”而不是“內(nèi)力”。這就是說，如果對此作一哲學(xué)提升，就可以導(dǎo)出決定事物發(fā)展變化的原因是外因而不是內(nèi)因。事實(shí)上，在牛頓的質(zhì)點(diǎn)模型中，一開始就排除了內(nèi)力的影響。所謂質(zhì)點(diǎn)就是一個(gè)沒有體積、沒有結(jié)構(gòu)的幾何點(diǎn)：這是一個(gè)近似，也是一個(gè)假設(shè)。牛頓面臨形形色色的機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式，為了認(rèn)識它，決定“離開”它。于是牛頓從具體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)出發(fā)抽象出一個(gè)力學(xué)模型——質(zhì)點(diǎn)，并在完成了這一抽象后，就把具體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)擱置一邊，存而不論，潛心研究在外力作用下的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。牛頓力學(xué)強(qiáng)調(diào)的是外力，是外力改變了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，外力是導(dǎo)致物體狀態(tài)變化的原因。甲物體為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)是因?yàn)橛幸椅矬w推它，乙物體為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)是因?yàn)橛斜矬w的作用。如此下去，最后一個(gè)物體之所以能推動(dòng)前面一個(gè)物體，是因?yàn)椤吧系邸贝嬖?。如果從哲學(xué)高度來審視，牛頓力學(xué)恰恰就對“內(nèi)因論”提出了挑戰(zhàn)，給“外因”論提供了依據(jù)，給“上帝”存在留下了地盤。

從哲學(xué)上講，牛頓力學(xué)的外因論自然導(dǎo)出了“上帝”的存在。須知，全能的“上帝”也是要運(yùn)動(dòng)的?；浇痰摹吧系邸?、柏拉圖的“理念”、黑格爾的“絕對精神”都是實(shí)體，都是能夠自我表現(xiàn)、自我演化和自我超越的實(shí)體。那么，它們?yōu)槭裁磿?huì)運(yùn)動(dòng)呢？它們之所以運(yùn)動(dòng)是因?yàn)樗鼈冇袃?nèi)部矛盾，這種內(nèi)部矛盾便是它們運(yùn)動(dòng)的原因。這個(gè)原因就是力，不過，這個(gè)力不是外力，而是“內(nèi)力”。其實(shí)，豈止基督教的“上帝”、柏拉圖的“理念”、黑格爾的“絕對精神”的自我展現(xiàn)、自我超越和自我演化靠“內(nèi)力”，在辯證唯物主義看來，一切事物的發(fā)展變化也離不開“內(nèi)力”。當(dāng)然，這是哲學(xué)家的認(rèn)識。牛頓力學(xué)給科學(xué)家們的啟示卻是，物體狀態(tài)變化的原因是“外力”而不是“內(nèi)力”。為什么科學(xué)家和哲學(xué)家的認(rèn)識相距如此之遠(yuǎn)呢？也許，“上帝”并非宗教的捏造，“內(nèi)因”也并非是事物發(fā)展變化的唯一原因。如果把“上帝”視為本原，把內(nèi)因和外因的對立統(tǒng)一視為動(dòng)力，世界的演化便可以展現(xiàn)出來。

當(dāng)然，不管是因果論、決定論，還是外因論、內(nèi)因論，都是形而上學(xué)。因此，我們有理由認(rèn)為，在人類認(rèn)識，特別是科學(xué)認(rèn)識中，形而上學(xué)一直起著不可替代的作用。盡管19世紀(jì)以來，形而上學(xué)世界觀受到了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，而它在認(rèn)識論上的地位和作用卻是不可以忽視的。事實(shí)上，人類認(rèn)識過程就是形而上學(xué)和辯證法的對立統(tǒng)一過程，也是唯物主義和唯心主義不斷自我完善、自我超越的過程。