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(3)三分析还原阶段



(3)三  分析还原阶段——现代科学————机械论

 

(一)文艺复兴、现代科学兴起——从整体时代走向分析时代

 

从15世纪开始,欧洲发生了文艺复兴运动。继之而来的是资产阶级革命、科学技术革命和医学革命。思维方式也完成了革命性转变——以复兴原子论为基础,走上了对整体进行分解,还原的研究道路。思维方式从整体论转变为还原论。这是一次划时代的历史性转折,即从整体时代转向了分析时代。在近400年历史上,它作为占统治地位的思维方式贯穿在哲学、自然科学和医学的研究活动中,对于推进认识世界和改造世界发挥了革命性作用。取得了历史性的巨大成功。虽然局限性已经开始暴露,它在自然科学和医学中的主导性地位至今还没有被取代。

 

(二)机械论自然观

 

现代自然科学,为我们提供了一整套以机械运动为基础的科学技术,并以这些技术为依托发展出机械化大生产的生产方式,创造了发达的资本主义商品生产的社会生活方式,与此同时,机械论的自然科学,也留给我们一个机械论的自然观、一种机械论的思维方式,当我们将要结束机械论的科学阶段进入下一个新的系统理论的科学阶段时,机械论的自然观就成为我们思想中的包袱,成为我们继续前进的阻力,为了克服这个阻力,首先应该认识,知道它有什么特点,为此,下面将机构论自然观的有关问题作一介绍:

 

1 机械论自然观的兴起

 

从中世纪末期始,在逐渐加快发展的手工业和农业中越来越多地应用各种机械技术,为早期的机械论自然观提供了大量丰富的感性材料。文艺复兴以来日益发展的工场手工业,尤其是钟表业,更促进了机械技术的发展。并激发学者们借鉴机械技术的成功,用机械论的思想去理解大自然的运行。许多学者在认识自然规律时都认为自然界的运行与钟表等机械相类似。应该说,当时的生产实践和生产力发展水平为机械论自然观奠定了认识论和方法论的基础。在他看来,自然界的一切都是服从机械因果律的。

 

2 对机械论的早期哲学概括

 

法国哲学家、数学家、笛卡儿是早期机械论哲学的代表人物。他的哲学是一种理性主义的二元论。他把世界分为两部分——形体世界与精神世界,对灵魂与肉体,内心感应与外部世界进行了严格的区分。笛卡儿认为,物质是形体世界里唯一的客观实体,一切形体都是做机械运动的物质。他对物质运动、大体运动以及人体的运行机构都作了机械论的解释。笛卡儿以量的特征定义物质,认为物质的唯一特性是广延。在这样一个实体中,只有物物相触才能产生运动。他提出了著名的“动量守恒定律”,认为物质的唯一运动形式是空间位移。在笛卡儿物理学中,宇宙是一个巨大的机械系统,在上帝提供给它“最初起因”之后,就按照严格的机械运动规律运行下去。笛卡儿将机械论引入生物界,他将动物看作具有各种生理功能的自然机器。他甚至提出人体本身也是一种“尘世间的机器”。在他看来,人的活动也严格遵循着物理定律,人作为机器与动物机器的区别,就是人要受到存在于他自身的“理性灵魂”的控制。他认为,人除了思想之外,机体的所有功能都象钟表一样是纯机械性的。他赞赏哈维的血液循环理论,认为哈维的理论正好说明了生命就在于血液的机械运动。

 

3 牛顿力学的影响与机械论哲学的成熟

 

牛顿经典力学建立并获得巨大成功后,牛顿力学的思想和方法迅速向其他学科和领域扩展,带来了科学的全面发展和兴盛。牛顿力学的思想方法成为近代科学固定的思维模式。在整个18世纪乃至19世纪,几乎所有的自然科学家都按这种模式去研究自然。甚至在20世纪初,卢瑟福还把原子看成与太阳类似的系统,用牛顿的思维方式构造模型。

 

牛顿经典力学的建立和巨大成功又启发哲学将其概念范围和思想方法运用到哲学中,使机械论哲学很快发展成熟。与牛顿几乎同时,英国唯物主义哲学家霍布斯和洛克把机械论从自然科学扩展到哲学领域,使机械观发展成为成熟的经典形态。他建立了第一个比较完整的机械唯物论哲学体系,将力学范畴引入哲学,确立了物体、偶性、运动因果性等基本范畴。

 

他把物体定义为不依赖于我们思想的东西,与空间的某个部分相合或具有同样的广袤。认为机械位移是物体的唯一的运动形式。世界的一切事物都受机械运动原理的支配,都可以用机械运动原理解释。他把一切运动都归结为物质在空间位置上的变动,提出人和自然没有本质区别,“心脏不过是发条,神经不过是游丝,关节不过是一些齿轮。”甚至人类的推理活动也不过是机械的计算。

 

洛克吸收并发展了牛顿,波义耳用微粒说概括物质性质的观点,认为微粒说“最能明了地解释物体的各种性质。”他把组成物质的观点,认为微粒说“最能明了地解释物体的各种性质。”他把组成物体的物质微粒的空间结构和数量组合看成物体的“实在本质”,当做决定一切物体特征的内在根据。他认为,自然事物的一切特殊性都由物质微粒的量的机械组合而决定。用物质微粒的这些机构的量的特征可以说明自然界的一切现象。

 

霍布斯和洛克使科学中的机械论自然观上升为机械唯物论哲学,使机械观的要领范畴得到进一步的概括和提炼,发展为经典形态的机械观,即成熟的机械观。其基本思想是:整个宇宙由物质组成;物质的性质取决于组成它的不可再分的最小微粒的空间结构和数量组合。物质具有不变的质量和固有的惯性,它们之间存在着万有引力。一切物质运动都是物质在绝对,均匀的时空框架中的位移,都遵循机械运动定律,保持严格的因果关系。物质运动的原因在物质的外部。

 

牛顿经典力学和英国机械论哲学传到法国后,对18世纪法国思想界的启蒙运动起了决定性影响。启蒙运动中的唯物主义哲学家吸收了牛顿力学的成果和英国机械论哲学的主要内容,将公开的战斗的无神论思想引入机械论,使经典的机械论进一步发展为极端化的机械唯物论。

 

百科全书派拉美特利和霍尔巴赫的哲学鲜明地体现了法国机械唯物论的特点。拉美特利的哲学体系表现出彻底的无神论精神。他指出物质是唯一的实体,是存在和认识的唯一根据,在整个宇宙只存在着一个实体,只是它的形式各有变化。在《人是机器》一书中,他不仅批判了宗教唯心主义的不死灵魂说,贝克莱的主观唯心主义和莱布尼兹客观唯心主义的“单子论”,也否定了笛卡儿的二元论,直言不讳地宣称,自然界和物质无所依赖地在宇宙中独占首要地位,没有给造物主留下丝毫空隙。拉美特利对机体和心灵活动的形式作了机械论的解释,认为人与动物并无太大的差别,人只不过比动物“多几个齿轮”,“多几个发条”它们之间只是位置的不同和力量程度的不同,而决没有性质上的不同。他说:“人体是一架会自己发动自己的机器;一架永动机的活生生的模型。体温推动它,食物支持它。”拉美特利关于“人是机器”的思想打破了自然哲学中唯心主义的最后壁垒,但是其错误也是显见的。他的哲学是极端形态的机械论哲学的代表。

 

(三)机械论的特点

 

1 决定论

 

牛顿力学体系,以它的严密逻辑性和精美定量性,反映了它的正确和完善。对天体和地球上物质的力学运动给出了完整一致的解释,为建立统一的物质运动的宇宙观作出了伟大的贡献。但是,西方科学的伟大奠基者们都强调自然定律的普适性和永恒性。他们寻求包罗万象的图式,普适的统一框架。在这些框架中,所有存在的事物都可以被表明是系统地,即逻辑地或因果地相联系着的。他们寻求广泛的结构,这些结构中不应为“自然发生”或“自动发展”留下空隙。在那里所发生的一切,都应至少在原则上完全可以用不变的普遍定律来解释。牛顿科学的雄心就是提供一幅自然图景,该图景是普适的,决定论的,并且是客观的、完备的,似乎已经达到了应有尽有无所不知的地步了。近代经典科学以为已经发现了自然界变化的核心处的永恒规律。

 

决定论是同非决定论对立的理论。它承认因果关系的客观性、必然性、普遍性,是不依人们的意志为转移的规律性。牛顿力学体系把这种唯物主义决定伦机械化绝对化、凝固化,只承认因果必然性,否认任何例外偶然性。按照机械决定论者的观点,给定一个微分议程,给定一个初始条件,就能决定过去或今后发生的一切。排除了任何偶然性、特殊性、复杂性的可能。这显然是片面的、错误的。

 

法国著名数学家、物理学家、天文学家拉普拉斯学派,19世纪初把牛顿的纲领,即把一切物理化学现象归结为力的作用,变成了自己的正式纲领。拉普拉斯把机械决定伦推向了极端:他能在任意给定的瞬间观察组成宇宙各部分的每一物体的位置和速度,并能推断出该物体的所有变化,无论是向着过去的,还是向着未来的变化。拉普拉斯认为世界的面貌是由它一开始就决定了的,现在的物质状态是由过去的机械状态所决定,以后的状态又是由现在的状态所决定。自然界的全部发展过程是一条决定性的因果链。用形象化的语言表示那就是:自然界没有飞跃,没有偏向,没有波折,永远按同一轨道平铺来去。

 

2 还原论

 

在自然科学研究中,有一种方法叫还原方法。就是将高层次的事物系统分解为较低层次的组成要素,通过对它们的研究,揭示较高层次事物系统的特性和规律。但是,由此,再跨出一小步就变成了谬误。还原论不同于还原的方法。它把高级运动形式及其规律完全归结为低级运动形式及其规律。否定高级运动和低级运动的特殊本质和相互区别。这样必然会矛盾百出了。牛顿在其代表作《原理》第一版中,多次表示,认为机械运动是自然现象的终点,一切自然现象都可以还原,归结为机械运动。并希望用力学原理推导出自然界的许多期现象,还把它夸大为合乎真理的哲学方法。而且,随着牛顿力学在解释天体运动和地面物体运动方面获得不断成功,如地球上潮夕现象的成因,在望远镜中找到了预言中的海王星等,而影响截止来越大。到18世纪末和19世纪初,几乎所有的自然科学家都相信,全部物理学,甚至全部自然科学都可以还原力学。把自然界的一切都归结为机械运动。可以说,这是牛顿力学鼎盛时期全部自然科学的共同特征。正因为如此,在这一阶段,不管是否有“力”的作用,把一切事物变化的原因,都用“力”字来解释。如化学亲和力,光的反射力、生物的生命力等。甚至有人提出人是机器,显然这种把一切都归结为机械力学的还源论是荒谬的。

 

(1)还原论思维方式的特点

 

还原论思维方式包含两个基本观点。一个是“原子”,“组合”观点,它以原子论为思想基础,认为世界的物质本原是不可再分的原子,把世界和事物理解为由原子,或其化身——更为简单或更为基本的物质颗粒构成的组合物或集合体。二是“分解”、“还原”方法。认为事物是组合物,具有可分解性,可进行分解研究,其本原是原子,只要把事物分解到最低层次,即还到其本原,就可找到终极的根源,得到终极的说明。还原论原理以世界和事物的组合性、可分解性、可还原性,以及其本原的微观性、粒子性为前提,这种思维方式的特点主要是:

 

第一,对整体进行分解,把整体分解为部分,再把部分分解为更小的部分。直到认为适宜的程度。这是还原研究的首要步骤。

 

第二,对层次进行还原,把高层次还原到低层次,把高级内容还原为低级内容,一层层地降解,直到最低的层次和最终的物质要素。

 

第三,从微观揭示本质,坚信事物的本质不在宏观而在微观。在于构成宏观现象的微观物质基元,只有整体分解为部分,把部分还原到“原子”(或其化身),才能找到终极根源。做出终极说明。

 

(2)还原论的价值

 

还原论思维的形成和发展,在历史上是一种巨大的进步,它是古代整体论思维的一种辩证否定。把科学研究的思维方式沿着螺旋式发展轨迹推进到一个新的时代高度。其历史性贡献在于,把整体打开了,开辟了研究部分,掌握细节的道路。把复杂性现象分解开了。开辟了深入到低层次,了解微观机制的道路。这就克服了整体论的直观、模糊、思辨等局限和缺陷,使科学认识第一次达到了精确、严格的程度。还原论思维揭示了世界的“组合”特性和规律,认识了许多具体物或层次的具体的组合机制。也认识和掌握了世界和事物的可分解性、可还原性。把“组合一分解”原理转化为还原方法,成功地实现了在物理学、化学和生物学领域的还原研究。成为近代400年自然科学取得巨大进展的基本条件。可以说,哪里有组合机械哪里有可分解性和可还原性,还原研究就能在哪里生根、开花、结果。只要有组合机构存在,只要有可分解性、可还原性存在,就有进行还原研究的必要。从这个意义上来说,还原作为一种研究方法,具有“万岁”的性质。

 

还原论在医学研究和人的研究中,具有特定的意义。因为人是世界上最高级、最复杂的物质系统,它是在宇宙演化、地球演化、物生进化的过程中,由物质的低级运动形式一步步上升到高级运动形式的。它以低级运动为基础,在高级运动中包含着低级运动,因此,要全面发深入地研究、理解人,就必须逐级地、逐层次地把人的生命运动所包含的各种运动形式和物质形态揭示清楚。这就需要还原研究。

 

所以,还原研究在关于人的研究中,是不可缺少的,也是不可取代的。还原论思维方式在西方近代医学发展中起了革命性的作用。16世纪以来西方医学的成就几乎都是在还原论思维的指引下取得的。它克服了古代医学整体论思维的直观性、模糊性、思辨性等局限,把人的整体分解开来,运用解剖、实验等方法,对部分和微观细节进行了研究,揭示了健康与疾病的一系列具体机构和规律,把生理、病理和药理的各种内容用物理学、化学、生物学的知识和语言来阐明,提出一系列可实证的、定量的理化指标,使认识更加具体、明确。临床诊断、治疗及疗效判断更加精确、严格,具有更强的可操作性。可以说,没有还原论思维方式,就没有现代的整个西方医学。直到今天,我们仍然在享用着这种思维方式为医学带来的巨大效益,在医学的未来发展中它仍将发挥其特定的作用。

 

我们此处讲解了还原思维方法的来源,形成过程和主要内容,表现形式等等。这些都属于“正面报道”。还原论思想在现代科学的构建和后来的发展中都起了关键的、主要的、重要的作用,可以说没有还原论思想就没有现代科学。因此,在现代科学阶段,是不能认识到还原论思想有什么错误的。但后来,20世纪后半期,系统论思想出现了,人类从对简单物质研究进入到对复杂物质的研究阶段,这时回过头来认识到,还原论在认识简单运动时是有用的,同时也为揭示复杂运动规律作了准备。但在真正研究复杂运动时,必须用系统论方法,而还原论方法变得是错误的了。以系统论角度对还原论的批判认识,这部分内容放在介绍了系统理论之后,此处只作这些提示和说明。

 

3 绝对时空

 

在牛顿力学中,在现代机械论科学范畴内,时间是绝对的概念。时间是永恒的、无尽的,而且是没有方向的。因此机械论的科学定律一个特点就是与时间无关。不论在何时何地,运动都以同样的规律进行。所有这些运动都是可以重复的,因为它的上一次运动与下一次运动不会因为时间的不同而有所不同。特别是这一点竞成为现代自然科学评价一个研究成果是否科学的硬指标。即“可重复性”。如果你的实施能在别人的实验中得出相同的结果,那么,这就证明你的实验是正确的,相反,如果你的实验不能被别人重复,那么就证明你的实验是错误的。

 

(四)数学在现代机械论科学中的地位和作用,

 

数学是事物量的抽象,数学是研究数字之间关系的学问,而数字之间的关系就是事物之间关系的抽象。因此,可以说数学所表现的正是事物之间的关系,数学是事物间关系的抽象。人类认识物质世界,研究物质世界是从直接观察、记录、总结物质之间相互作用的规律开始的。这种直接从物质本身着手的科学,就被称作经验科学。但是,世界上的事物很复杂,有些能够直接去经验,有些不能直接接触,取得经验。

 

那么我们如何去研究那些看不见、摸不着的事物呢?为了解决这一个难题,人类想了一个好办法。首先在可经验的事物中抽象出数字和数学规律,在承认这些规律具有普遍意义的基础上,用数学的方法首先预算出未知事物的某些规律,再用这些规律指导我们对这些事物的研究。至于人类与这些不能通过人体和感官直接感觉的物质间关系的进一步确认,需要一些科学工具的帮助。这些工具可以作为人类感觉器官的延伸。如显微镜,望远镜等。实际情况,往往是数学的逻辑的预算、预测在先,而后来发明的工具帮助人类证实这些预测的正确性。

 

在基督教统治欧洲的黑暗时期,各种科学研究都无法进行,而数学的研究却未受到特别的禁止。也许它太抽象,与现实世界的利益无关。但也正是这抽象的数学,使远古希腊关于物质运动的科学认识得以保存。而且也正是数学,成为文艺复兴后科学得以复兴的工具。从这种意义上讲,数学有点象生命系统中的遗传基因。文艺复兴,在科学上首先是数学的复兴。而哥白尼正是以这个复兴的数学为工具,创立了新的天文学。

 

所以,从科学的角度而言,日心说首先是一个数学演算的结果。而它反宗教的意义只是派生的。从这里可以理解,哥白尼为什么有那么大勇气和魄力,向欧洲黑暗的封建社会打响造反的第一枪。其实,哥白尼想的并不是这些。他想的只是如何演算他的数学,就像小学生在计算1+1=2这首题一样,当他写答案“2”的时候,用不着有什么反社会的革命勇气。许多研究哥白尼的人,往往把研究的重点放在社会革命的意义上,并为不能理解哥白尼革命精神的来源而感到神秘。其实,对哥白尼来讲,只是科学,而革命是别人的感觉而已。

 

在哥白尼之前,数学基本上处于对现有经验的数学抽象,规律的整理阶段。哥白尼的工作是人类第一次用数学去推算经验以外的事物。所以,从这个意义上讲,所谓现代科学的本质,就是用数来推算出经验之外的结果。当然,这之后必然有一个创造工作,延长人类的感观,把数学推算再次转化为人类感官经验的过程。所以,现代科学必然要分解成假说和证明两个阶段。假说就是用过去经验事实中抽象出来的规律推算、预测无法感官经验的未知事物。证明的实质,就是发展新工具或改造现有外界环境条件,把不能感官经验的事物,变成能够感官经验的事物——你如果能够经验这个事物时,你会知道它与我们所预测的正好相符。

 

说到此,还应该继续发挥一点,人类对事物的理性抽象不单是数学一门知识,另外还有一个更高级、更本质的抽象,就是哲学。所谓哲学,就是事物相互作用的最本质关系的抽象,而且,因此,哲学抽象高于数学抽象,特别是在研究复杂事物时,哲学抽象比数学抽象更真实可靠。

 

这样,使我们知道,进行科学研究的基本方法就是用数学或哲学理论指导,形成假说,然后再寻找机会,创造条件证明。为什么要补充这一点呢?一个是为了论述问题的全面,同时也是为不懂数学的人寻找一条出路。现在,人们熟知一条格言,不懂数学就不懂科学,或者说你这门学问如果不能应用数学,那么你这门学问就还算不上是一门科学。那么,现在我们可以说,不懂数学时,如果懂哲学也可以研究科学,特别是在研究复杂事物时,懂哲学可能比只懂数学更重要。数学研究的是量变,哲学研究的是质变。所以数学只适用于研究以量变为主的简单物质的简单运动,而复杂物质的复杂运动只能用哲学来指导研究。

 

(五)判断是否科学的标准

 

1 实证科学

 

伽利略提出了主观和客观的区分。伽利略在世界上的两种东西之间进行了明确的区分:一种东西是绝对的、客观的、不变的和数学的;另一种东西是相对的、主观的、起伏不定和感觉得到的。前者是神和人的知识的王国;后者是意见和假象的王国。

 

物质的真实特性,又被称作第一性,是数、图、形、量、位置和运动。我们不能靠行使我们的能力使这些第一性质与物质相分离,但它们是能够完全在数学上得到表示的特性。宇宙的实在性是几何的;自然的唯一根本特性是使某一数学知识成为可能的特征。所有其他对感官来说往往更为显著的特性都是第一性质的次要的、附属的结果。

 

至关重要的是伽利略的这个进一步的断言:这些第二性质是主观的。第二性质被声称是由对自然中本身是真实的第一性质的感觉产生的。这些骗人的第二性质则起源于这一事实:我们对对象的知识是以感觉为中介的。伽利略特有的这种形式的第一性质和第二性质的学说因为它在近代思想中的影响具有无法估量的重要性。

 

正是把人从伟大的自然界中流放出来,把它处理为自然演化之产物的这一根本进步,成为近代科学哲学的一个相当坚定的特点,成为一种大大简化科学领域,但是把近代哲学的重大形而上学问题尤其是认识论问题引入正轨的方法。直到伽利略的时代为止,人们还总是理所当然地认为,人和自然是一个更大的整体的不可分离的部分,在这个更大的整体中,人的地位更为根本。不管在存在物和非存在物,在基本东西和次要东西之间可以做出什么区分,根本上都认为人与绝对的、基本的东西具有密切的联系。现在,在把第一和第二的这一区分翻译成为适合于对自然做出新的数学解释的术语时,我们达到了把人解释为真实的、基本的王国之外的东西的第一阶段。

 

2 可重复性原理

 

在牛顿力学中,在现代机械论科学范畴内,时间是绝对的概念。时间是永恒的、无尽的,而且是没有方向的。因此机械论的科学定律一个特点就是与时间无关。不论在何时何地,运动都以同样的规律进行。所有这些运动都是可以重复的,因为它的上一次运动与下一次运动不会因为时间的不同而有所不同。特别是这一点竞成为现代自然科学评价一个研究成果是否科学的硬指标。即“可重复性”。如果你的实施能在别人的实验中得出相同的结果,那么,这就证明你的实验是正确的,相反,如果你的实验不能被别人重复,那么就证明你的实验是错误的。

 

 

 

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