牛頓哲學用數學構想自然

2020-11-28 中國社會科學網
牛頓哲學用數學構想自然

2014年01月29日 12:21 來源:中國社會科學報 作者:方錫良

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關鍵詞:牛頓;哲學;數學

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  【核心提示】自然科學的當代發展已經用實際行動在糾偏此處黑格爾所批評的「抽象的知性思維方式和形上學化的經驗主義」。比如,懷特海的「作為有機體和過程的自然」觀點,又如普裡戈金在強調當今自然觀由「多重性、暫時性和複雜性」轉向基礎上所展開的「人與自然的新對話」。這種糾偏實乃當今人們對於「人與自然關係」深層思考的一部分。 

  深受笛卡爾「把數學看作研究和了解自然的鑰匙」這一觀點的影響,牛頓致力於用數學定律來說明自然現象,探討自然哲學問題,尤其是為幾何學和力學的發展提供了重要的途徑。他之所以用《自然哲學的數學原理》來命名其著作,乃是因為「哲學全部任務看來就在於從各種運動現象來研究各種自然之力,然後用這些力去論證其他現象」。自然哲學的目的在於發現自然界的結構和作用,並儘可能把它們歸結為一些普遍法則和一般定律,並用觀察和實驗來建立這些法則,從而導出事物的原因和結果。同時,人們可以通過實驗來了解物體的屬性,並藉助於歸納推理來探究事物的普遍屬性;換言之,從現象中推出科學的基本原理,通過歸納使之成為一般。「探究事物屬性的準確方法是從實驗中把它們推導出來」,這即是牛頓的「實驗哲學」的證明方法。

  在哲學史家希爾貝克看來,牛頓成為啟蒙運動的主要先驅之一,牛頓的物理學是科學壓倒傳統和偏見而獲勝的一個典型例證。科學與進步的觀念相聯繫,科學成為真理的標準,並成為人利用自然、控制自然的手段。牛頓給哲學帶來的新推動,尤其對康德產生了很大影響,使其設法為新物理學確立認識論的基礎。

  希爾貝克在其《西方哲學史》中分析了近代物理學中的「力學中的範式轉換」。「從一個無法解釋觀察材料的理論,到一個能解釋已有材料的理論,也就是從亞里斯多德力學到伽利略—牛頓力學。」亞里斯多德提出所有事物的運動都尋求其各自自然位置,從而帶有目的論色彩,空間並非空無一物,而是充滿了類似於氣或水的元素,成為物體下降之阻力。牛頓力學則與之相反:空間空無一物(真空),沒有阻力,物體在因外力而改變其速度和方向之前,其運動維持不變,這乃是與我們日常生活經驗完全不同的概念—理論模型。這些抽象模型和系統實驗建立起聯繫。

  海德格爾認為,現代思想只有到了17世紀才實現了決定性的澄清和奠基。這個事件是在牛頓的主要著作《自然哲學的數學原理》中完成的。該書標題中的「哲學」意指一般科學(與實驗哲學相比較);「原理」意指第一原則,本源性的原則,也即終極原則。它既推動又限制了自然科學的發展。康德的《自然科學的形上學基礎》以《純粹理性批判》的立場為基礎,是牛頓著作的一個有意識的、補充性的配對作品。

  現代自然科學特徵可表徵為「事實科學」、「實驗科學」、「測量科學」,但都沒有涉及其基本特徵——「與物的交道方式和對物之物性的形上學籌劃」,現代思想和認識的基本特徵在本質意義上是「數學的」。海德格爾特別考察了牛頓的第一原理,即牛頓提升到其著作之頂峰的第一運動定律「慣性定律」。這乃是一個靜止定律。雖然今天人們把它當作一條自明的定律,但是在牛頓之前的一百多年,它並不為人所知。在海德格爾看來,這條定律的發現以及它被確定為基本定理的過程中包含著一場革命,它首次為從託勒密宇宙觀向哥白尼宇宙觀的轉換提供了基礎。

  自然的一般概念和探究方式發生了改變。第一運動定律的確立包含了所有本質性的變化,其中尤以「數學的基本態度」為基礎。對於這種觀念,黑格爾依其客觀觀念論和概念辯證法的基本立場對牛頓的自然哲學或物理學進行了尖銳的批判,這些批判在當代逐漸顯示出其意義來。

  黑格爾認為牛頓的主要貢獻是把力的反思範疇導入物理學,以力的規律代替現象的規律。他還把牛頓「物理學要謹防形上學」的口號解讀為「科學要謹防思維」,認為牛頓並未意識到物理學必須通過(概念)思維才能獲得其範疇和規律,從而獲得進展。黑格爾甚至說「牛頓對於概念完全是一個陌生人」,當牛頓自以為在同物理事實打交道,實則在同概念打交道,把概念當作感性事物。在黑格爾看來,物理學開端諸概念,原本只是反思之結果,卻被牛頓當作最初的根據,而其之所以無所進展,乃因為不知應與概念打交道。

  實際上,自然科學的當代發展已經用實際行動在糾偏此處黑格爾所批評的「抽象的知性思維方式和形上學化的經驗主義」。比如,懷特海的「作為有機體和過程的自然」觀點,又如普裡戈金在強調當今自然觀由「多重性、暫時性和複雜性」轉向基礎上所展開的「人與自然的新對話」。這種糾偏實乃當今人們對於「人與自然關係」深層思考的一部分。

  (作者單位:蘭州大學哲學社會學院)

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