來源：《求實》
作者：羅詩裕 周小方 邵明珠
一、引言
牛頓力學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滲透、向外擴張。在自然科學、社會科學和思維科學領域內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。建立在牛頓力學基礎之上的形而上學宇宙觀則是科學和哲學史上一塊絢麗的瑰寶。本文將從牛頓力學出發(fā)，對形而上學在認識論上的地位和作用作一歷史回顧和科學反思。
二、歷史回顧
古希臘哲學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，我們說古希臘哲學是“整體”哲學，自然也是“思辨”哲學。這是人類認識在經歷了漫長的“彷徨”與“困惑”之后的一次飛躍。哲學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，科學開始從哲學母體中分化出來，并逐步形成了自然科學的各大門類，物理學也出現(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的升華。到了19世紀中期，科學的整體化趨勢又見端倪。從此開始，自然科學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。
科學認識是人類認識最深刻和最本質的認識之一。即使是哲學規(guī)律（比如對立統(tǒng)一規(guī)律）也必須接受科學認識的檢驗。事實上，科學認識一直就是哲學的重要基礎和知識源泉。在古希臘，科學和哲學原本就是一家。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，哲學如果不同科學結合，就只能是一個空架子；而科學要是沒有哲學的指導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，就不斷同自然抗爭。人類正是在同自然的抗爭中學會了捕魚和狩獵，學會了制造簡單的工具；也正是在同自然的抗爭中，最早領悟到了力、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，物質由什么構成？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解釋了第二個現(xiàn)象。亞氏的第一條假設是“所有物體都有回歸自然狀態(tài)的趨勢”。這條假設是普遍假設，對三種情況都適合。第二條假設是：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?；谶@種認識，牛頓總結出了支配物體運動的一條動力學規(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、科學反思
牛頓力學經過歐拉、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典力學。盡管這樣，人們仍然習慣地把它叫做牛頓力學。從牛頓力學可以得到哪些哲學啟示呢？
1、牛頓力學為決定論提供了科學依據。
牛頓第二定律揭示了“有確定的原因就必然有確定的結果”，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，牛頓力學對物理學、自然科學、哲學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，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果，原因和結果一一對應，而且先行后續(xù)，不允許顛倒。當牛頓力學向縱橫方向滲透時，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)象的研究有經典力學，對熱現(xiàn)象的研究有熱力學，對電磁現(xiàn)象的研究有電動力學，對微觀世界的研究有量子力學。值得注意的是，同機械運動毫不相關的熱現(xiàn)象、電磁現(xiàn)象和微觀現(xiàn)象都用了力學模型、力學概念和力學規(guī)律。在自然科學的其他門類中也先后產生了天體力學、地質力學和生物力學等二級學科。事實上，凡是被“力”滲透的領域，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。
當然，因果論和決定論并不是一回事，但它們有著深刻的內在聯(lián)系。正如玻恩在談到決定論和因果論關系時所說“我認為不應當把決定論和因果論等同起來?！保ㄗⅲ翰６鳎骸瓣P于因果和機遇的自然哲學”，商務印書館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言未知情況（過去和未來）的規(guī)律聯(lián)系起來的?！保ㄗⅲ翰６鳎骸瓣P于因果和機遇的自然哲學”，商務印書館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稱為結果?！保ㄗⅲ翰６鳎骸瓣P于因果和機遇的自然哲學”，商務印書館1964年版，P13.）當然，因果論也并不必然導致決定論，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)挠矚ぃ_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，荷蘭哲學家斯賓諾莎（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)一的宇宙不應當存在偶然的事件。這些觀點被傳統(tǒng)物理學奉為經典。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的互補原理較量了一生。物理學離不開因果鏈條，用屬性關系提供緯線，因果關系作為經線，把物理學編織成了一張無所不包的大網。事實上，物理學正是以這樣的姿態(tài)雄踞自然科學之首。
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)的結果和以后發(fā)展的原因。他假設，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系。當然，也正是由于過于簡單，它才碰到了不少障礙。直到19世紀中后期，當波爾茲曼把“幾率”概念首次引入物理學時，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。對經典力學的決定論原則沖擊最大的首先是量子力學。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)的內在隨機性導致的完全不確定現(xiàn)象就是“混沌”。于是，科學認識又開始了從有序到無序的轉化，人類認識又出現(xiàn)了從個別到一般的整體化趨勢。
2、牛頓力學為形而上學提供了研究方法。
從牛頓力學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各大門類和物理學的若干分支來看，說明人類認識已經開始了從一般到個別、從抽象到具體的轉化。當人們對個別現(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，在方法論上已經具有形而上學的特征了。其實，正是經典物理學，特別是牛頓力學為形而上學提供了肥沃的土壤。當然，我們這里所說的形而上學是方法論上的形而上學。由于牛頓力學的廣泛影響，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“上帝”第一次把它推動后，它就象現(xiàn)在這樣不停地運轉。這就是在牛頓力學基礎之上建立起來的機械宇宙觀（或形而上學宇宙觀）。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。
3、牛頓力學為“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“內力”。這就是說，如果對此作一哲學提升，就可以導出決定事物發(fā)展變化的原因是外因而不是內因。事實上，在牛頓的質點模型中，一開始就排除了內力的影響。所謂質點就是一個沒有體積、沒有結構的幾何點：這是一個近似，也是一個假設。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)抽象出一個力學模型——質點，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點運動規(guī)律。牛頓力學強調的是外力，是外力改變了物體的運動狀態(tài)，外力是導致物體狀態(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。如果從哲學高度來審視，牛頓力學恰恰就對“內因論”提出了挑戰(zhàn)，給“外因”論提供了依據，給“上帝”存在留下了地盤。
從哲學上講，牛頓力學的外因論自然導出了“上帝”的存在。須知，全能的“上帝”也是要運動的?；浇痰摹吧系邸?、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部矛盾，這種內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“內力”。當然，這是哲學家的認識。牛頓力學給科學家們的啟示卻是，物體狀態(tài)變化的原因是“外力”而不是“內力”。為什么科學家和哲學家的認識相距如此之遠呢？也許，“上帝”并非宗教的捏造，“內因”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。
當然，不管是因果論、決定論，還是外因論、內因論，都是形而上學。因此，我們有理由認為，在人類認識，特別是科學認識中，形而上學一直起著不可替代的作用。盡管19世紀以來，形而上學世界觀受到了嚴峻挑戰(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。
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