現代自然哲學與科學哲學》第一章——自然哲學導論之第1、2節

第一章 自然哲學導論　　　　　　　　　　　　　　　第一節 自然哲學的學科特點　　一、自然哲學的研究對象　　自然哲學(Natural Philosophy，Philosophy of Nature)簡單來說就是關於自然的哲學學說。因此要確定自然哲學的研究對象，首先必須對「自然」這個概念進行考察。在現代歐洲語言中，「自然」(英語 Nature，法語Nature，德語Natur)都具有兩種基本的含義：其一指的是有別於人類社會的自然界，即自然物的集合；其二指的是有別於人工造化的天然性，即自然而然的本性。由此可見，自然哲學是關於自然界及其內在本性的哲學研究。　　自然哲學，作為拉丁文Philosophia Naturalis的意譯，在古代指的是自然知識的總匯與統稱。與之相關，自然哲學的任務便是為獲得自然界的完整圖像而對知識進行綜合。這種綜合按照希臘和歐洲的傳統，主要是通過物理科學而進行的。確實，物理學是自然科學的重要基礎，希臘文「物理」本身就帶有「自然」的意思，就像中文「物理」可解為「物之理」一樣。把自然界看成一個物理世界，從物理世界出發來研究自然哲學在西方有著悠久的傳統。從古希臘的亞里士多德(Aristoteles,前384一前 322)把他的自然哲學著作叫做《物理學》，到 17世紀英國物理學家牛頓(I．Newton，1642—1727)把他的理論物理著作叫做《自然哲學之數學原理》，再到西方留傳至今的博士學位「Ph D」(Philosophy Doctor)無不反映出這一點。然而隨著現代自然科學的發展，生命科學的地位正在日益提高，並且有取代物理科學而成為帶頭學科的趨勢，這是值得關注的。《大英百科全書》(1980年版)的「自然哲學」條目下，列出了「I物理學哲學」、「II生物學哲學」兩個細目，它基本反映了現代自然哲學研究中物理與生物並舉的狀況，這也和自然界通常被劃分為無機界和有機界兩個大部分有關。 　　自然哲學，作為德文NaturPhilosophie的意譯，在近代指的是凌駕於自然科學之上的哲學思辯。與之相關，自然哲學的任務一度被看成是包括並取代自然科學的一種研究。這在古代還是行得通的，因為當時還沒有獨立的自然科學。隨著各門自然科學從自然哲學這個母體中分化出來之後，自然哲學再要想包羅萬象地對自然科學取而代之以直接面對自然、研究自然已經不可能了。但是自然哲學這個母體並沒有因此而退出歷史舞台，因為作為一種「更高地懸浮於空中的思想領域」（恩格斯語，參見《馬克思恩格斯全集》第37卷，人民出版社 1971年版，第489頁），它仍有其自身的使命，那就是從整體上對自然界的本性進行哲學的探索。這是具體的自然科學所難以承擔的，也是自然哲學沒有而且不會終結的重要原因。關於自然界本性的哲學探索可以表現為兩組問題：第一，自然界萬物由什麼構成?如何存在?第二，自然界萬物由什麼生成?如何演化?就希臘和歐洲的自然哲學傳統來看，「構成論」和．「存在論」在相當長的時期內佔據主導地位。這一點與物理學哲學長期佔據主導地位相吻合。直到進入現代，隨著生命科學的不斷發展和反向滲透，「生成論」和「演化論」才逐步取而代之成為自然哲學研究的熱點。　　綜上所述，自然哲學是關於自然界(包括無機和有機)最基本的屬性(包括存在和演化)的哲學探索。其主要的研究對象和內容可用圖1—l簡單來表示：　　即，自然哲學的內容總起來看包括三大塊：「聯繫方式」、「層次結構」、「演化發展」。其中「層次結構」是「存在」與「演化」的統一。自然哲學的內容分開來看包括兩大領域：「無機自然哲學」和「有機自然哲學」，兩者既有共性也有區別，並且通過中介相互連結。箭頭既表示邏輯的展開，也表示「熱點」的轉移。　　二、自然哲學的學科性質　　研究對象決定學科性質。　　自然哲學的研究對象是自然界存在和演化的最一般的規律。這個研究對象決定了它的「兩棲」性質。一方面，作為一種對自然界及其規律的研究，它應屬於自然科學。但是，作為對自然界 最一般規律的研究，它又不同於普通的自然科學。因此在圖書分類上，自然哲學被歸入「自然科學總論」。如果一個圖書館被分成兩大部分——理科與文科，那麼有關自然哲學的書籍就一定存放在理科館。同樣地，如果一種檢索工具書(比如《全國報刊資料索引》)被分成兩大部分——「科技」與「哲社」，那麼有關自然哲學的論文索引就一定在「科技」卷。另一方面，作為一種對最一般規律的研究，它應屬於哲學，是哲學中的一個部分。非常有趣的是，如果書店分成「科技」與「哲社」兩個部分，那麼有關自然哲學的書籍往往會被排放到哲學的欄下。於是出現了這樣的怪事：借書是一種分類，買書是另一種分類!其實說到底正好體現了自然哲學本身所具有的「兩棲」性。自然哲學的「兩棲」性也體現在其研究與教學的組織上。就中國情況而言，一方面在科學院和社科院都設有相關的研究機構，並有其自己的學術刊物。另一方面在大學的文理科都設有相關的專業，開有相關的課程，並培養出相關的人才。事實上，說自然哲學是「理科中的文科」或「文科中的理科」 同樣是正確的。　　關於自然哲學的「兩棲」性，有一個耐人尋味的比方，即，如果把具體的自然科學比喻為腳踏實地、善於打洞的老鼠，而把一般的形而上學比喻為高高在上、俯視地面的貓頭鷹，那麼自然哲學則好比是介於兩者之間的蛹鼠。它雖然和老鼠一樣是胎生的哺乳動物，但卻和貓頭鷹(卵生的鳥類)一樣長有翅膀；它雖然可以飛行，但卻更喜歡生活在洞里。當然，比喻終歸是比喻，實際上從本質上來說，自然哲學更接近於一般的形而上學，而不是自然科學。不過上述比喻倒是巧妙地表達了科學和哲學之間的一種關係。從歷史上來看，科學和哲學本不分家。在古希臘，哲學就是科學，哲學家就是科學家，哲學史也就是科學思想史。哲學在古希臘有著崇高的地位，在柏拉圖(PIaton，前427一前347)的，「理想國」中，國王就是哲學家。隨著社會的發展，科學逐步從哲學這個母體中分化出來。分化的開始也就是衝突的開始。波蘭天文學家哥白尼(N. Copernieus，1473—1543)的《天體運行論》打響了科學爭取獨立的第一炮，義大利天文學家伽利略(Galilei，1564一1642) 的《關於托勒密和哥白尼兩大體系的對話》則生動體現了最初的分裂。英國近代科學的始祖培根(F．Bacon，1561一1626)的《新大西島》進而給人們描繪了一幅「科學文化」的美好圖景。它完全不同於柏拉圖《蒂邁歐篇》中描繪的大西島，國王不再是哲學家而是科學家!隨著科學的完全獨立和壯大成長，科學和哲學的表面衝突開始緩和，但深層的隔閡依然存在、尤其是隨著各自專業化程度的提高，相互之間的溝通越來越困難。　　英國科學家和作家斯諾 (C．P．Snow，1905—1980)在《兩種文化》中指出：「我相信整個西方社會的智力生活已日益分裂為兩個極端的集團。……．．一極是文學知識分子，另一極是科學家，特別是最有代表性的物理學家。二者之間存在著互不理解的鴻溝——有時(特別是在年青人中間)還互相憎恨和厭惡，當然大多數是由於缺乏了解。他們都荒謬地歪曲了對方的形象。他們對待問題的態度全然不同，甚至在感情上難以找到很多共同的基礎。……非科學家有一種根深蒂固的印象，認為科學家抱有一種淺薄的樂觀主義，沒有意識到人的處境。而科學家則認為，文學知識分子都缺乏遠見，特別不關心自己的同胞，深層意義上的反知識，熱衷於把藝術的思想局限在存在的瞬間。如此等等。」(斯諾：《兩種文化》，三聯書店1994年版，第3—5頁)。我們認為斯諾所云並非完全危言聳聽，但是也應看到在「兩種文化」之間一直存在連結的橋樑。事實上自然哲學、科學哲學、科學思想史、科學社會學等正是這樣一些橋樑。從這個意義上來說，自然哲學的最高使命是溝通文理兩種文化，具體表現為建立科學與哲學的同盟。尤其在科學高度分化又高度綜合的現時代，自然哲學的價值更應受到重視。應該承認在一段時期內某些自然哲學的學說因其不切實際的幻想而受到了許多科學家和哲學家的唾棄。但是必須看到的是，各種批評本身也還是基於某種自然哲學的觀點和信念。由此來說，自然哲學作為一個學科從來沒有退出過歷史舞台，只不過具體的自然哲學流派和學說有其興衰的歷史。恩格斯(F．Engels，1820—1895)的《自然辯證法》就是一種馬克思主義的自然哲學學說。我們認為它是現代自然哲學的一個重要基礎，當然也還需要「形式更新」，才能適應時代發展的需要，以發揮更大的作用。　　三、自然哲學的研究方法　　學科性質決定研究方法。　　介於具體自然科學與一般形而上學之間的中介性質，決定了自然哲學的研究方法也具有兩重性：一方面它受到實證、分析、邏輯等傳統的科學方法的熏陶；另一方面它也受到思辯、綜合、歷史等傳統的哲學方法的影響。實際上自然哲學的研究方法正是這兩個方面的一種結合。　　(一)實證與思辯的結合　　實證指的是實驗求證，一般認為是具體科學的特點。近代科學之所以能夠從哲學的母體中分化出來，並取得巨大的進展，所依靠的首先就是實證的方法。從這個意義上來說，沒有實證方法就沒有科學。但是把這種方法推向極端就變成了「實證主義」。它只承認經驗事實，而對任何本質、本性、本原和本體的探索統統加以排斥。在實證主義者看來，所有的形而上學(包括自然哲學)都應該休矣!我們認為這一綱領是根本行不通的。作為學科，形而上學(包括自然哲學)不可能、也不應該被拒斥。當然，實證主義就其反對思辯哲學來說是有積極意義的。　　所謂思辯哲學指的是，企圖從概念中推出實在，使事物及其發展服從於人的思維構造出來的一般法則的哲學。比如，德國哲學家黑格爾(W、F．Hegel，1770—1831)的自然哲學就被認為是典型的思辯哲學。恩格斯批評它「用理想的、幻想的聯繫來代替尚未知道的現實聯繫，用臆想來補充缺少的事實，用純粹的想像來填補現實的空白。」（《馬克思恩格斯選集》第4卷，人民出版社1972 年版，第242頁。）但即便如此，也沒有把它當成一具殭屍而徹底拋棄，而是恰如其分地指出：它「提出了一些天才的思想，預測到一些後來的發現，但是也說出了十分荒唐的見解，這在當時是不可能不這樣的。」（《馬克思恩格斯選集》第4卷，人民出版社1972年版，第242頁。） 　　我們認為黑格爾的 「天才思想」和「荒唐見解」都與他的思辯方法相關。而思辯方法不等於思辯哲學(就像實證方法不等於實證主義一樣)，思辯方法只不過是一種思維變通的方法。本來在「尚未知道現實的聯繫」、「缺少事實」、存在「現實的空白」時，藉助思維的力量加以變通並非絕不可取。因為有不少天才的猜測是這樣產生的，其實這也正是形而上學「玄」(不定性)和「虛」(跳躍性)之魅力所在。從這個意義上來說，形而上學多少帶有思辯的特點，沒有思辯就沒有形而上學。但是不應該將這種思辯絕對化(像黑格爾那樣)，而應該將它與實證結合起來。即, 思辯以經驗為基礎，又以經驗為標準。總之，我們認為自然哲學是一個實證的經驗科學與思辯的形而上學之間的交叉領域。在這個領域中特別需要「既腳踏實地、又異想天開」的風格與方法。　　(二)分析與綜合的統一　　分析指的是在思想中(頭腦中)把事物分解為各個屬性、部分、方面。用美國未來學家托夫勒(A．Toffler，1928一 )的話來說就是「拆零」。近代自然科學之所以能從哲學的母體中分化出來，並得到巨大的進展，其中一個重要的武器就是分析。從這個意義上來說，沒有分析就沒有科學。但是同樣不能把它推向極端，否則便等同於早期的分析哲學了。早期的分析哲學認為傳統的形而上學問題主要是因為語言使用不當而引起的，因此可以通過語言的分析而加以消除。在拒斥形而上學這一點上它與實證主義相似。我們認為形而上學的問題(包括自然哲學的問題)並不都是純粹的語言問題，這是其一。語言分析也不能只是「解構」而不「建構」，這是其二。同時我們也認為，分析哲學在反對傳統形而上學(包括自然哲學)的模糊性上是有積極意義的。　　但是不能因為在傳統的形而上學(包括自然哲學)中存在著諸多的模糊概念而把它們「付之一炬」。因為在其模糊性的背後也包含著一種廣泛綜合的願望，即在思想中 (頭腦中)把事物的各個屬性、部分、方面結合起來的願望。這種綜合的願望對科學創新是不可缺少的，這也是形而上學(包括自然哲學)「寬」(視野)和「廣」 (思路)之魅力所在。從這個意義上來說，沒有綜合就沒有形而上學(包括自然哲學)，只是不應把綜合混同於模糊不清，而應把它與分析結合起來。那麼怎樣將分析與綜合結合起來呢?應該說20世紀發展起來的系統哲學提供了一種有效的途徑、它是綜合的同時又是清晰的，自然哲學可以從中得到借鑒，從而形成自己多層次分析(不局限在一個層次)與多學科綜合(不局限在一個視角)相統一的研究方法。　　(三)邏輯與歷史的並舉　　邏輯方法指的是按照邏輯規則以形成概念、作出判斷、進行推理的方法。邏輯方法與分析方法、實證方法是內在相關的。正因為如此，有「邏輯原子論」和「邏輯實證論」之說。另一方面邏輯方法與數學方法又難解難分，一般認為數學方法也是廣義的邏輯方法。而邏輯和數學作為方法是科學的二個特徵。近代的自然科學之所以能從哲學的母體中分化出來，並得到巨大的發展，還有一個重要的法寶就是邏輯和數學。從這個意義上說，沒有邏輯和數學就沒有科學。正如德國物理學家愛因斯坦 (A．Einstein，1879一1955)指出的：「科學家的目的是要得到關於自然界的一個邏輯上前後一貫的摹寫。邏輯之對於他，有如比例和透視規律之對於畫家一樣。」（《愛因斯坦文集》第l卷，商務印書館1976年版，第304頁。）　　我們認為，邏輯方法和數學方法是重要的，但是也不能把它推向極端變成「邏輯主義」和「形式主義」。儘管它們在清理思維混亂、使科學精確化這一點上有積極的意義，但是其基本綱領——數學邏輯化、邏輯和數學形式化同樣是行不通的。德國數學家哥德爾(K．Godel，1906—1978)證明了一條定理：「在包含自然數的任一形式系統中，一定有這樣的命題，它是真的，但不能被證明。」數學之真理竟然不可證明：可見演繹推理方法是有其局限性的。如果說邏輯和數學尚不能完全形式化，那麼科學，尤其是哲學就更不用說了。對哲學來說， 「形式化」、「數量化」只能把活生生的思想變成一具符號的殭屍。當然我們反對自然哲學的「形式化」和「數量化」，不等於反對在自然哲學中借用數理邏輯和數學的方法。還是恩格斯說得好：「數學：辯證法的輔助工具和表現形式。」 （恩格斯：《自然辯證法》，人民出版社1971年版，第3頁。）正是在輔助手段的意義上，我們認為斯科羅斯(Scholz)於1941年，門尼茲 (Munitz)於1971年，薩皮士(Suppes)於1974年，邦格(M．Bunge)於1971年，分別將模型論、模態邏輯、概率論、集合論、抽象代數、矩陣、圖論、狀態空間分析等方法用於本體論和自然觀的研究，是值得我們借鑒的。　　與邏輯和數學方法相比，歷史方法在哲學中佔有更重要的位置。追本溯源、理清思想上的來龍去脈可以說是哲人的一大癖好。馬克思(K．Marx，1818—1883)和恩格斯甚至認為：「我們僅僅知道一門唯一的科學，即歷史科學。歷史可以從兩方面來考察，可以把它劃分為自然史和人類史。但這兩方面是密切相聯的；只要有人存在，自然史和人類史就彼此相互制約。自然史，即所謂自然科學，……」（《馬克思恩格斯選集》第1卷，人民出版社1966年版，第2l頁注。）馬克思和恩格斯作為哲學家，如此看重歷史科學，有兩個原因：一方面自然界本身就是一段活生生的歷史，並且「自然科學越來越變成歷史的科學」(《馬克思恩格斯全集》第16卷，人民出版社1964年版，第244 頁)。另一方面，哲學要對各門科學進行概括和總結。如何進行呢?歷史本身就是一條最好的線索，一個最好的框架!所以說「自然史，即所謂自然科學」。確實，研究自然哲學，離不開科學史(特別是科學思想史)。　　　　　　　　　　　　　　　　　　第二節 自然哲學的科學基礎　　作為哲學家，費爾巴哈(1．A．Feue山ach，1804—1872)這樣指出：「哲學不應當從自身開始，而應當從它的反面，從非哲學開始。」 (《費爾巴哈哲學著作選集》上卷，商務印書館1984年版，第111頁)。馬克思也指出：「自然科學是一切知識的基礎，當然也是哲學的基礎。」 (《機器、自然力和科學的運用》，人民出版社1978年版，第208頁。)作為科學家，愛因斯坦認為：「哲學的推廣必須以科學的成果為基礎。」 (《愛因斯坦文集》第l卷，商務印書館1976年版，第374頁)。玻恩(M．Born，1882—1970也認為：「科學不僅是技術的基礎，同時也是健康哲學的來源。」（玻恩：《我這一代物理學》，商務印書館1964年版，第275頁。）上述所說的哲學主要是指自然哲學。它之所以以自然科學為基礎，是因為它以自然界最一般、最普遍的規律為研究對象。這就決定了它必須對自然科學的具體成果進行概括和總結。離開了自然科學的具體材料，自然哲學就會成為無本之木，無源之水。無論何時自然哲學都必須紮根於自然科學的土壤中，吸取各門自然科學的養料。具體來說，自然科學對自然哲學的基礎作用表現在以下兩個方面：微觀來看，自然科學的素養是。自然哲學研究的基本條件；宏觀來看，自然科學的發展是自然哲學形式更新的主要動力。　　一、自然科學的素養與自然哲學的研究　　美國自然哲學家何林武德(Colling Wood)指出：「對自然事實的具體研究常常稱之為自然科學，或簡稱為科學。對原理的反思，不論是關於自然科學的，還是其他方面思想和行為的，一般稱之為哲學。使用這些措詞並在此將哲學限制在對自然科學的原理的反思之上，我剛才講到的就可以表述成：先有自然科學，為哲學提供反思的材料。」進而「一個從未體驗過某種經驗的人不可能對之進行反思；一個從未從事過自然科學研究和工作的哲學家，是不可能對之進行哲學思考的，除非他自己騙自己。」 （柯林武德：《自然的觀念》，華夏出版社1990年版， 第2—3頁。）這一點千真萬確，可以說從古至今沒有例外。　　在古代，泰勒斯 (Thales，前624一前547)被認為是希臘自然哲學之父，同時他也是把幾何學從埃及帶回希臘的第一人。他精通數學，發現了有關直線、圓、三角形的一系列命題(定理)，並用於測量金字塔的高度等。他精通天象和曆法，並用以預測橄欖的收成及測定航海的方位。豐富的數學與天文知識奠定了他在希臘自然哲學史上的始祖地位。　　同樣，畢達哥拉斯(Phthagoras，前580一前500)被認為是對西方科學發展影響最大的古希臘自然哲學家之一。他精通數學，善於從各種現象的背後尋找簡單的數量關係：從音樂中的和弦(五度——3:2，八度——2:1)到美術中的「黃金分割」；從直角三角形邊長關係的畢達哥拉斯定理(c2＝a2十b2)到天體運行中的「宇宙和諧」……最後，得出一個影響深遠的自然哲學命題：「萬物皆數」。在近代，法國的笛卡兒 (R．Descartes，1596—1650)被認為是有開拓性的自然哲學家。他建立起一個與當時還流行的亞里士多德哲學以及經院哲學大異其趣的機械論的自然觀。他之所以能建立這種自然觀，當然根之於他深厚的科學功底。一般人只知道他是一個著名的數學家、解析幾何的發明者。其實他更是一個力學家，提出了以太的旋渦學說。他還是一個生物學家，在生物學的基礎上提出了身心二元論。這種在當時有廣泛基礎的機械論自然觀、在法國和英國有著深遠的影響。　　與之相應，德國的萊布尼茲(G．W．Leibniz，1646一1716)也是一個開拓性的自然哲學家。他別開生面地提出了一種有別於西方傳統、而略帶東方神秘主義色彩的「單子論」自然哲學，在德國有其深遠的影響。同樣，萊布尼茲的哲學研究有其深厚的科學功底。一般人只知道他是一個著名的數學家、微積分的創始人之一、二進位的發明者、數理邏輯和計算機的先驅。其實他還是物理學家，提出了「動能」概念。他也是工程師，設計過礦井機械。更重要的是，他是一個披著外交官外衣的科學家，與世界上許多國家(包括中國)的有關人員有著直接的聯繫，有著眾多的信息來源。他擔任過圖書館的館長，創辦了柏林科學院。難怪法國著名啟蒙思想家、哲學家、《百科全書》總編輯狄德羅(D．Diderot，1713一1784)在萊布尼茲面前會感到無地自容。難怪普魯士的菲特烈大王要說萊布尼茲本人就是一個圖書館、一所科學院，難怪馬克思也對恩格斯說：「你知道，我是佩服萊布尼茲的」。　　在19世紀，德國的康德 (I．Kant，1724一1804)被認為是開拓性的、同時也是極有魅力的哲學家。在其自然哲學著作《自然通史和天體論》中，他首次提出了太陽系起源的星雲說，在主張一成不變的近代形而上學自然觀上打開了第一個缺口，開了「演化論」自然觀的先河，具有劃時代的意義。並且在區分無機物和有機物時，他提出了有機整體(「系統」)的三個特性：「整體在先性」、「內在目的性」和「自我建造性」，成為20世紀系統思想的一個重要的來源，受到奧地利生物學家、系統論的創始人貝塔朗菲(L．V．Bertalaffy，1901一1971)等人的好評。康德在自然哲學上的建樹離不開其良好的自然科學基礎。在哥尼斯堡大學，他教過哲學、邏輯、數學、力學、物理、自然地理和人類學。廣博的科學知識加上深刻的思想啟迪，這正是康德自然哲學的魅力所在。　　與之相應的是黑格爾，他被認為是集大成的，同時又是「臭名昭著」的自然哲學家。因為他構造了一個包羅萬象，並且凌駕於科學之上的、龐大的思辯體系。這個體系在經歷了短暫的輝煌之後，立即遭到來自科學和哲學各方面的猛烈攻擊。但是，有一點不可否認的是，他力圖跨越康德的無機和有機的鴻溝，把一切事物看成是有機系統，並且第一次把整個自然界描寫成一個過程，認為世界不是一成不變的事物的集合體，而是過程的集合體。可以說，黑格爾的自然哲學也是一種「有機哲學」、「過程哲學」，而「有機哲學」和「過程哲學」在20世紀曾經是非常時髦的自然哲學，難怪柯林武德恰如其分地說：「黑格爾：向現代自然觀轉變」（柯林武德：《自然的觀念》，華夏出版社1990年版，第13l頁。）值得一提的是，雖然黑格爾喜歡思辯，但他的思辯也不是完全脫離科學事實的。和康德一樣，他也在大學教過數學、物理、人種學等自然科學的課程。並且他也承認：「自然哲學的產生與發展是以經驗物理學為前提和條件的。」（黑格爾：《自然哲學》，商務印書館1989 年版，第9頁）。只不過他的思辯走過了頭，導致了自然哲學的一場悲劇。　　進入20世紀，德國科學家、哲學家石里克 (M．Schlick，1882—1936)被認為是「重建」自然哲學的先驅。「重建」表現為否定了原來自然哲學「為獲自然圖景而綜合，為科學基礎而辯護」的使命，而把自然哲學的使命確定為「考察自然律的意義」 （黑格爾：《自然哲學》，商務印書館1989年版，第6頁），從而體現了自然哲學與科學哲學的一種結合。實際上石里克本人同時也是科學哲學中著名的維也納學派的領袖和創始人。他對20世紀自然哲學和科學哲學的影響是不可忽視的。而他在哲學上的建樹、地位和名氣又得益於他的科學素養。他是德國物理學家普朗克 (Planck，1858一1948)的弟子，又是愛因斯坦和德國數學家希爾伯特(D．Hilbent，1862—1943)的好友。他在科學界、哲學界最初的名氣正是來自於他對相對論等物理學前沿問題的哲學解釋。實際上，他把自然哲學變成了自然科學中的哲學問題研究，可以說是一個自然哲學中的「修正主義者」。　　與之相比，英國數學家、哲學家羅素(W．Rusell，1872一1970)的名氣更大。他被稱為「世紀的智者」，一生中完成了70多部著作，並於1950年獲得諾貝爾文學獎。評語是：「欲以褒揚他的哲學著作」。羅素並非專門的自然哲學家，但對自然哲學也頗有研究，著有《數理哲學導論》、《宿命論與物理學》、《宗教與科學》、《科學的概觀》、《科學的未來》等著作。與此相關的是他對數學基礎和物理學思想深入而廣泛的研究。在數學基礎方面，《幾何學的基礎》、《數學原理》、《數學原本》震動了當時的數學界，直接導致了數學史上的「第三次危機」以及隨之而來的進展。在物理思想方面，《原子初步》、《相對論入門》等通俗作品給人留下了深刻的印象。正是通過對數學基礎的深入分析相對物理科學的廣泛獵取，他建立起一種注重「關係」(而不是「實體」)的「中立一無論」，並用以「超越了」傳統的唯物主義和唯心主義。羅素對現代西方哲學的影響是不可估量的，他給人們樹立了一個科學和哲學怎樣相結合的樣板。　　二、自然科學的發展與自然哲學的變革　　上述分析表明，自然哲學的內容、形式是不斷更新的。而之所以要更新，根本原因在於自然科學這個基礎是在不斷變化的。用愛國斯坦的話來說：「科學的各個領域對那些研究哲學的學者們也發生強烈的影響，此外還強烈地影響著每一代的哲學思想。」 （《愛因斯坦文集》第l卷，商務印書館1976年版，第519頁。）用馬克思的話來說：「任何真正的哲學都是自己時代精神的精華。」（《馬克思恩格斯全集》第l卷，人民出版社1956年版，第l21頁）。確實，每一個時代的自然哲學思想都帶有當時自然科學的印記。同樣，每一次自然科學的革命都引起自然哲學的更新。這同樣可以通過歷史來說明。　　古希臘自然科學的發展總的來說有兩個明顯的特點：　　第一，自然科學仍處於萌芽階段，尚未從哲學母體中分化出來。因此在當時科學史和哲學史有很大程度的重疊，科學家也就是自然哲學家。比如，泰勒斯既是「數學之父」，又是「哲學之父」。又比如，早期希臘的科學研究都表現出類似哲學的「大手筆」，而且其著作都喜歡取名為《論自然》，計有：阿那克西曼德(Anaximandros，前610一前 546)、阿那克西米尼(Anaximenes，前588一前525)、赫拉克利特(Herakleitos，前540一前480)、巴門尼德 (Pamenides，前6世紀末一前5世紀中)、阿那克薩哥拉(Anaxagoras，前500一前428)、恩培多克勒(Empedok1es，前 490一前430)、高爾吉亞(Gbrgias，前483一前357)等。　　第二， 自然科學在哲學母體中難以分門別類，因此局限於對自然現象進行籠統的描述。在那種情況下自然哲學家都是全才，涉及之廣為後人難以效仿。比如，亞里士多德便是一個百科全書式的人物，他在科學方面的建樹實際上涉及數學、力學、物理學、化學、天文、地質、氣象、生物、生理、醫學等多個領域。除此之外還有哲學、邏輯、政治、倫理、文學和藝術。　　上述兩個特點決定了當時的自然觀必定是非常樸素的。其樸素性表現為：　　(1)直觀性。比如，泰勒斯 「水是萬物之本」就非常直觀。希臘人深知海之寬廣。相比之下陸地是渺小的，而且地下還有水，天上更有水，植物和動物都離不開水，更重要的是水的形態變化多端(固、液、氣)。再通過類推，所有的萬物都可以復歸於水(液體)，都由水(液體)而生。　　(2)猜測性。比如，赫拉克利特的「世界是一團永恆的活火」，表達了對萬物都處於生滅變化之中的猜測。　　(3)神秘性。比如，畢達哥拉斯的「萬物皆數」，以抽象的、非實體的數量關係作為具體萬物的本原。　　(4)思辯性。比如，巴門尼德「變化只是假相，不變才是本真」的「存在」說(存在就是變中之不變)。為了證明這一點，他的弟子芝諾(Zenon，前 490一前436)針對赫拉克利特「人不能兩次踏入同一條河流」的命題，提出了「飛矢不動」、「阿基里斯追不上龜」等著名悖論。其思辯技巧的高超令人讚不絕口。　　(5)整體性。比如，亞里士多德集上述古希臘早期自然哲學四大流派之大成，提出了著名的「四因說」，認為本體有四個方面：「質料」(對應於「水」等基質)、「動力」(對應於「火」等變化)、「形式」(對應於「數」等比例關係)、「目的」(對應於變中之不變的存在)，模糊地表達了應從「元素」、「相互作用」、「結構」、「功能」四個方面去把握整體的「系統思想」。這一點得到了系統論創始人貝塔朗菲的肯定。當然這種原始的「系統思想」在當時除了對生命科學中若干問題的認識有所幫助之外，總的來說並不能推進科學向深處發展。因此，這個「最高峰」逐漸也就成了一種束縛，特別是被神學化以後。近代歐洲自然科學從自然哲學這個母體中分化出來，並從神學枷鎖中解放出來之後，分門別類地有了很大的發展。其中也有兩個總的特點。　　第一，力學在很長時期內成為主導學科。這有其內外雙方面的原因。一方面，力學以機械運動為研究對象，而機械運動是最簡單的運動(它的描述只涉及三個最基本的量：質量、長度、時間)。只有弄清楚最簡單的機械運動，才能進一步深入研究其他的熱、電、磁、光、化學、生命等運動。所以，邏輯上最簡單的力學，在歷史上也先行發展，這是很自然的。另一方面，機械運動也是人們最常見的宏觀運動。它與人類生產、生活的關係密切，尤其在利用自然力、操作簡單機械為主的時代，大量工程技術的問題都是力學問題，這也更加促進了力學的先行發展。近代科學是從天文學開始突破的，然後引出了一個力學主導的時代，一直延續到18世紀末。　　第二，分析方法在很大程度上成為主要的方法。其原因正如恩格斯所說的：古希臘的自然觀「雖然正確地把握了現象的總畫面的一般性質，卻不足以說明構成這幅總畫面的各個細節，而我們要是不知道這些細節，就看不清總畫面。為了認識這些細節。我們不得不把它們從自然的或歷史的聯繫中抽出來，從它們的特性、它們的特殊的原因和結果等等方面來逐個地加以研究。……把自然界分解為各個部分，把自然界的各種事物和過程分成一定的門類，對有機體的內部按其多種多樣的解剖形態進行研究，這是最近四百年來在認識自然界方面獲得巨大進展的基本條件。」（ 恩格斯：《反杜林論》，人民出版社1971年版，第18—19頁。）一句話，沒有分析就沒有近代科學的獨立、深化和發展。　　從近代自然科學的上述兩個特點，可以導出近代自然觀的下列特徵：　　(1)機械論。其中又分成兩種形式：淺薄的機械論以法國科學家、哲學家笛卡兒、拉美特利(La Mettrie，1709一1751)等人為代表，他們把萬物都看成機器，甚至於包括動物和人。拉美特利這樣說，「如果哲學的領域裡沒有笛卡兒，那就和科學的領域裡沒有牛頓一樣，也許還是一片荒原。的確……他第一個完美地證明了動物是純粹的機器。」進而拉美特利又以生理學家的身份說到：「讓我們勇敢地作出結論：人是一架機器，在整個宇宙里只存在著一個實體，只是它的形式有各種變化。」「人的身體是一架鐘表，不過是一架巨大的、極其精細、極其巧妙的鐘錶。」 （拉美特利：《人是機器》，商務印書館1991年版，第66、73、65頁）更深層的機械論則以牛頓為代表。他堅信一切現象都可以用力來解釋。在《自然哲學之數學原理》第一版序言中他指出：「哲學的全部重任在於由運動現象去研究自然力，再由這些力去推演其他現象……我希望其他的自然現象也同樣能由力學原理推導出來。」（牛頓：《自然哲學之數學原理》，武漢出版社1992年版。）　　(2)決定論。在牛頓的《自然哲學之數學原理》中，已經表達了「對於自然界中同一類結果，必須儘可能歸之於同一原因」（牛頓：《自然哲學之數學原理》，武漢出版社1992年版。）的思想，也就是說因果是一一對應的。比如，只要我們知道了物體運動的初始狀態和邊界條件，利用牛頓定律及其方程，便可以單值地確定物體任何時刻的運動狀態。這個思想被法國數學家、哲學家拉普拉斯(P．S. Laplace，1749—1827)加以發揮，他在《關於概率的哲學》一書中指出：「智慧，如果能在某一瞬間知道鼓動著自然的一切力量，知道大自然所有組成部分的相對位置；再者，如果它是如此浩瀚，足以分析這些材料，並能把上至龐大天體，下至微小的原子的所有運動，統一包括在一個公式中，那麼對於它來說，就再也沒有什麼是不可靠的了。在它的面前，無論是過去或是將來，一切都將會昭然若揭。」（參見趙紅洲：《大科學觀》，人民出版社1998年版，第14 頁。）這就是說，如果人們一旦找到一個無所不包的宇宙方程，而且也知道宇宙的一切初始條件和邊界條件，那麼就能一勞永逸地推出宇宙的一切變化。在這個決定論的框架中，自然界只有必然性，沒有偶然性，偶然只不過是因為對初始條件和邊界條件缺乏認識。因此決定論也是一種「宿命論」(一切命中注定，或一切早已被決定)。　　(3)還原論。牛頓指出：「在自然科里，應該像在數學裡一樣，在研究困難的事物時，總是應當先用分析方法，然後才用綜合方法……用這樣的分析方法，我們就可以從複合物論證到它們的成分；從運動到產生運動的力，一般地說從結果到原因，從特殊原因到普遍原因，一直論證到最普遍的原因為止。」（塞耶編：《牛頓自然哲學著作選》，上海人民出版社1974年版，第212頁。）因為「整體的運動是所有部分運動的總和。」（《自然哲學之數學原理》，武漢出版社1992年版，第1頁。）比如「全體的廣延、硬度、不可入性、可運動性和慣性，都是由部分的廣延、硬度、不可入性、可運動性和慣性所造成的；因而我們推斷所有物體的最小粒子也都具有廣延、硬度、不可入性、可運動性和慣性。這是一切哲學的基礎。」（《自然哲學之數學原理》，武漢出版社 1992年版，第404頁。）　　以上三點歸結起來可以得到這樣一個總的信念。用牛頓的話來說就是：「自然界喜歡簡單性。」（《自然哲學之數學原理》，武漢出版社1992年版，第403頁。）確實，機器是簡單的，線性 的因果關係是簡單的，從整體到部分、高層到低層的還原更是簡單的。與這種簡單性相應，恩格斯指出：「這個時代的特徵是一個特殊的總觀點的形成，這個總觀點的中心是自然界絕對不變這樣一個見解。」（恩格斯：《自然辯證法》，人民出版社1971年版，第l0頁。）其實，準確來說應該是自然界萬物一經構成便不會自行演變，恆星不變，地球不變，物種不變，宇宙不變。　　19世紀自然科學的發展，總體上來看又出現了兩個新的特點。　　第一，從分門別類地收集材料進入相互聯繫地整理材料。於是得到了一些新的發現。首先，德國化學家維勒(F．wohler，1800一1882)於1824年成功地用無機物合成了尿素，打開了有機合成的大門。恩格斯評價說：「由於用無機物的方式製造出過去一直只能在活的有機體中產生的化合物。這就證明了對無機物適用的化學定律對有機物也是同樣適用的，而且把康德還認為是無機有機之間的永遠不可逾越的鴻溝大部分填起來了。」（恩格斯：《自然辯證法》，人民出版社1971年版，第l4頁。）其次，德國生物學家施萊登(M．J．schleiden，1804—1881)和施旺(T．schwann，18l0一1882)於 1838—1839年提出了細胞說，揭示了整個生物界(動物和植物)的內在聯繫。恩格斯評價說：「由於這一發現，我們不僅知道一切高等有機體都是按照一個共同的規律發育和生長的，而且通過細胞的變異能力指出了使有體能改變自己的物種並從而能實現一個比個體發育更高的發育的道路。」（恩格斯：《費爾巴哈論》，人民出版社1972年版，第3頁）。再次，德國物理學家邁爾(J．R．Mayer，1814一1878)英國物理學家焦耳 (J．P．Joule，1818一1889)、德國物理學家姆霍茲(V．Helmholtz，1821一1894)等十幾個不同專業的科學家，於1840 年左右，在不同的國家，從不同的角度發現了能量守恆定律。恩格斯評價說：「它向我們表明了一切首先在無機自然界中起作用的所謂力，即機械力及其補充所謂位能、熱、放射(光或輻射熱)、電、磁、化學能，都是普遍運動的各種表現形式，這些運動形式按照一定的度量關係由一種轉變為另一種，因此，當一種形式的量消失時，就有另一種形式的一定的量代之出現，因此，自然界中的一切運動都可以歸結為一種形式向另一種形式不斷轉化的過程。」（恩格斯：《費爾巴哈論》，人民出版社1972年版，第36頁。）進而，俄國化學家門捷列夫( 1834一1901)、 德國化學家邁耶爾(J．L．Meytr，1830一1895)於1869年左右各自獨立地發現了元素周期律，把原來以為彼此孤立、各不相干的各種元素看成是有內在聯繫的統一體。恩格斯認為他們「不自覺地應用黑格爾的量轉化為質的規律，完成了科學上的一個勛業。」（恩格斯：《自然辯證法》，人民出版社 1971年版， 第51頁）。最後，英國物理學家麥克斯韋(J．C．Maxwell，183l—1879)於1873年建立起電磁場理論。它不僅確立了電場和磁場間的普遍聯繫；預言了電磁波的存在，揭示了光、電、磁的本質上的統一，而且在更深層次上可引出相對論，向牛頓的機械論自然觀提出了挑戰。這一點，恩格斯並沒有意識到，後來被愛因斯坦提了出來。第二，從研究空間並存的事物進入探索時間相繼的過程。同樣，獲得了一些偉大的成就。首先，康德於1755年提出了第一個天體演化的星雲說。恩格斯評價說：「是從哥白尼以來天文學取得的最大的進步。讓以為自然界在時間上沒有任何歷史的那種觀念，第一次動搖了。」在「形而上學思維方式的觀念上打開了第一個缺口。」（恩格斯：《反杜林論》，人民出版社1971年版，第54頁。）「在康德的發現中包含著一切繼續進步的起點。」 因為「如果地球是某種逐漸形成的東西，那麼它現在的地質的、地理的、氣候的狀況，它的植物和動物，也一定是某種逐漸生成的東西。」（恩格斯：《自然辯證法》，人民出版社1971年版，第12頁。）其次，英國地質學家賴爾(C．Lyell，1797—1875)於1830年提出了「地質漸變論」。恩格斯評價說：「只有賴爾才第一次把理性帶進了地質學，因為他以地球的緩慢變化這樣一種漸進作用代替了由於造物主的一時興發所引起的突發革命。」（恩格斯：《自然辯證法》，人民出版社1971年版，第11頁。）進而，在此基礎上英國生物學家達爾文(C．R．Darwin，1809—1882)和華萊士(A. R．Wallace，1823—1913)分別於1859年提出了「生物進化論」。恩格斯評價說：「他極其有力地打擊了形而上學的自然觀，因為他證明了今天的整個有機界，植物和動物，因而也包括人類在內，都是延續了幾百年的發展過程的產物。」（《馬克思恩格斯選集》第3卷，人民出版社1972年版，第 420頁。）最後，與達爾文同時，德國物理學家克勞修斯R．J．E．C1ausius，1822—1888)先是在1850年提出熱力學第二定律，進而又在1865年提出熵概念，第一次把「時間箭頭」引進了物理學，實際上拉開了「演化物理學」的序幕。只不過在當時這一「時間箭頭」與進化論發生了衝突，所以受到了恩格斯等人的批判。　　上述自然科學的一系列成就，在舊自然觀上打開了一個又一個的缺口，並為新自然觀的產生準備了條件。恩格斯指出：「我們現在不僅能夠指出自然界中各個領域內的過程之間的聯繫，而且總的來說也能指出各領域之間的聯繫了，這樣我們就能夠靠經驗自然科學本身所提供的事實，以近乎系統的形式描繪出一幅自然界聯繫的清晰圖畫。」（恩格斯：《費爾巴哈論》，人民出版社1972年版，第36—37頁）。「新的自然觀的基本點是完備了：一切僵硬的東西熔化了，一切固定的東西消散了，一切被當作永久存在的特殊的東西成了轉瞬即逝的東西，整個自然界被證明是在永恆的流動和循環中運動著。」 （恩格斯：《自然辯證法》，人民出版社1971年版，第15—16頁）。概而言之，新的自然觀有兩個特點：一是內在聯繫；二是演化發展。顯然它體現了19 世紀科學發展的時代精神。　　進入20世紀以後，自然科學的發展總的來說又有兩個特點。　　第一，科學縱向深入發展，揭示了小至微觀，大至宇觀的層次結構。它們開闊了人類認識自然界的視野，更新了人們的自然觀念。首先在物理科學方面，量子力學和相對論揭示了人類前所未知的微觀世界和宇觀世界，從而引發了一場深刻的科學革命。其次在生命科學方面，分子生物學和生態學揭示了小到生命的遺傳密碼，大到整個生物圈的全新領域，並促進了人們對科學的深刻反思。　　第二，科學橫向拓展，出現了既高度分化又高度綜合的整體化趨勢。按中國學者徐紀敏的統計，到80年代世界上的基礎學科分支已多達 4000門以上，其中交叉學科(包括「邊緣學科」和「綜合學科」)超過1000門(參見徐紀敏：《科學的邊緣》，學林出版社1987年版)。高度分化的結果必然是頻繁交叉，交叉的結果反過來加強了聯繫，填補了空白，又促進了綜合。而系統論、控制論、資訊理論、耗散結構理論、協同學、超循環論、突變論、混沌學、分形學等一組「橫斷性」綜合學科的崛起，則是科學整體化趨勢最明顯的標誌。它們不僅改變著人們的思想方式，也改變著人類的自然圖景。　　如果說19世紀的自然科學只是在宏觀領域打開了機械自然觀的一個又一個缺口的話，那麼20世紀的自然科學則進一步從微觀和宇觀領域向機械自然觀發起了猛攻。從而引出了「突現進化論」、「有機哲學」、「過程哲學」、「系統哲學」、「一般進化論」等全新的自然哲學。歷史再一次雄辯地表明了，自然哲學是以自然科學為基礎的。自然科學的發展必然促使自然哲學相應地改變形式。只要自然科學在繼續發展，人類的自然觀就不會凝固；只要自然科學還會進一步發展，自然哲學的研究就不可能終結。
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