來源：《求實》  

作者：羅詩裕 周小方 邵明珠

一、引言

牛頓力學(xué)的影響遠遠超出了它自身。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、向外擴張。在自然科學(xué)、社會科學(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)的特點是企圖從整體上去認識世界和把握世界。正是在這個意義上，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)興時期，人們已有可能對不同的自然現(xiàn)象進行認識。人類文明進入到伽利略和牛頓時代，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。人類認識從一般到個別、從抽象到具體，是人類認識的再一次飛躍，也是人類認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、一般與個別同在的格局下蓬勃發(fā)展。

科學(xué)認識是人類認識最深刻和最本質(zhì)的認識之一。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)認識的檢驗。事實上，科學(xué)認識一直就是哲學(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。事實上，哲學(xué)如果不同科學(xué)結(jié)合，就只能是一個空架子；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)?。人類正是在同自然的抗?fàn)幹袑W(xué)會了捕魚和狩獵，學(xué)會了制造簡單的工具；也正是在同自然的抗?fàn)幹?，最早領(lǐng)悟到了力、機械和機械運動這些原始概念。人類文明進入古希臘，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運動？德莫克利特用一個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)是圓周運動。亞氏用這兩條假設(shè)指出了空中的物體因為要回歸自然狀態(tài)，它必然要下落。天上的物體（星球）要回歸自然狀態(tài)就一定要作圓周運動，而且以地球為中心。那么，地面上的物體為什么會運動呢？因為地上物體的自然狀態(tài)是靜止，要運動必須對它施“力”。于是，亞氏明確指出了“力”是物體運動的原因。亞氏的這一描述作為近似描述，應(yīng)該說是對的。到了牛頓時代，人們進一步認識到了“力”不是物體運動的原因，而是物體運動狀態(tài)變化的原因：而且還認識到了這個力不是主體施力，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。基于這種認識，牛頓總結(jié)出了支配物體運動的一條動力學(xué)規(guī)律，這就是牛頓第二定律。牛頓第二定律是描述機械運動的普遍定律。這個定律告訴我們，只要物體受力狀態(tài)知道，它的運動狀態(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，它的運動狀態(tài)就完全確定。這是典型的因果描述。這就是說，在機械運動范圍內(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，這種因果聯(lián)系和決定論原則也在大勢擴張，從而形成因果論和決定論的廣泛市場。事實上，在伽利略和牛頓時代，人類就開始了從整體認識到個別認識，從抽象認識到具體認識的深化。比如，對機械運動現(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，同機械運動毫不相關(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也不愿意主動放棄。

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)系時所說“我認為不應(yīng)當(dāng)把決定論和因果論等同起來?！保ㄗⅲ翰６鳎骸瓣P(guān)于因果和機遇的自然哲學(xué)”，商務(wù)印書館1964年版，P13.）因為“決定論假定，不同時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，某類實體B的出現(xiàn)依賴于另一類實體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”并不是從牛頓時代開始的。古希臘哲學(xué)家德莫克利特就認為宇宙中發(fā)生的一切都是必然的，人們捏造“偶然”這個術(shù)語，只是想掩飾他們的無知或有限的判斷力。為了證明這一點他舉了一個例子：老鷹叼走烏龜然后將它扔掉，這烏龜正好砸在一個禿子頭上，這被一般人認為是偶然現(xiàn)象。而德氏則堅持認為這不是偶然的。因為老鷹常常將烏龜扔在石塊上或崖石上，為的是擊碎烏龜?shù)挠矚?，達到吞食烏龜?shù)哪康?。不過，這回老鷹的判斷出了差錯，將禿頭誤認為石頭。德氏的解釋是否滿意暫且不說，有一點可以肯定，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，而一個和諧、統(tǒng)一的宇宙不應(yīng)當(dāng)存在偶然的事件。這些觀點被傳統(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世界，大至宇宙的演化，小至原子的運動。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，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，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，才引起了人們新的思索。但是，在人們信奉簡單、和諧與統(tǒng)一的時代，機械論和決定論確實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、囊括整個世界的時候，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)同論和突變論則進一步挑戰(zhàn)了決定論原則。事實上，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)在隨機性導(dǎo)致的完全不確定現(xiàn)象就是“混沌”。于是，科學(xué)認識又開始了從有序到無序的轉(zhuǎn)化，人類認識又出現(xiàn)了從個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)研究機械運動的基本方法（把考查對象從環(huán)境中抽象出來單獨考慮），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，說明人類認識已經(jīng)開始了從一般到個別、從抽象到具體的轉(zhuǎn)化。當(dāng)人們對個別現(xiàn)象個別研究，比如把熱現(xiàn)象、電磁現(xiàn)象從自然現(xiàn)象中抽出來個別研究時，在方法論上已經(jīng)具有形而上學(xué)的特征了。其實，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宇宙。認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，整個宇宙就象一部機器，當(dāng)“上帝”第一次把它推動后，它就象現(xiàn)在這樣不停地運轉(zhuǎn)。這就是在牛頓力學(xué)基礎(chǔ)之上建立起來的機械宇宙觀（或形而上學(xué)宇宙觀）。持這種觀點的人還認為動物是一部機器，人也是一部機器。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被認為不懂得世界、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，改變物體運動狀態(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。事實上，在牛頓的質(zhì)點模型中，一開始就排除了內(nèi)力的影響。所謂質(zhì)點就是一個沒有體積、沒有結(jié)構(gòu)的幾何點：這是一個近似，也是一個假設(shè)。牛頓面臨形形色色的機械運動形式，為了認識它，決定“離開”它。于是牛頓從具體的機械運動出發(fā)抽象出一個力學(xué)模型——質(zhì)點，并在完成了這一抽象后，就把具體的機械運動擱置一邊，存而不論，潛心研究在外力作用下的質(zhì)點運動規(guī)律。牛頓力學(xué)強調(diào)的是外力，是外力改變了物體的運動狀態(tài)，外力是導(dǎo)致物體狀態(tài)變化的原因。甲物體為什么會運動是因為有乙物體推它，乙物體為什么會運動是因為有丙物體的作用。如此下去，最后一個物體之所以能推動前面一個物體，是因為“上帝”存在。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”也是要運動的。基督教的“上帝”、柏拉圖的“理念”、黑格爾的“絕對精神”都是實體，都是能夠自我表現(xiàn)、自我演化和自我超越的實體。那么，它們?yōu)槭裁磿\動呢？它們之所以運動是因為它們有內(nèi)部矛盾，這種內(nèi)部矛盾便是它們運動的原因。這個原因就是力，不過，這個力不是外力，而是“內(nèi)力”。其實，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)家的認識相距如此之遠呢？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，我們有理由認為，在人類認識，特別是科學(xué)認識中，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)，而它在認識論上的地位和作用卻是不可以忽視的。事實上，人類認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。