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牛頓對笛卡爾自然觀的繼承發展

時間:2019-11-29 10:26作者:劉麗君 何朝安
本文導讀:這是一篇關于牛頓對笛卡爾自然觀的繼承發展的文章,近代科學的迅速發展主要開始于17世紀,在此時期,物理和數學還沒有從自然哲學的體系里完全劃分出來,重要的科學家往往也有著重要的哲學建樹。

  摘    要: 近代科學的迅速發展主要始于17世紀。人類理性探究的目光漸漸從實體、本質、觀念等轉移到力、運動、質量等問題上。笛卡爾和牛頓是這場自然觀轉變的代表人物。笛卡爾承繼了開普勒、伽利略等前人科學家的思想,形成了獨立的數量世界和普遍的數理方法,牛頓則批判地繼承了笛卡爾思想,建立起了新的自然哲學。主要探討笛卡爾自然觀的思想內容及牛頓對其自然觀的承繼轉變,從而進一步廓清近代科學發展的自然哲學背景以更好地理解近代科學世界觀。

  關鍵詞: 笛卡爾; 牛頓; 自然觀; 廣延; 機械論;

  近代科學的迅速發展主要開始于17世紀,在此時期,物理和數學還沒有從自然哲學的體系里完全劃分出來,重要的科學家往往也有著重要的哲學建樹。如果說中世紀的科學基礎是人在宇宙中占據著確定而重要的中心地位,那么近代科學思想則表現出了明顯的反叛甚至決裂。這種自然觀的轉變,也在這個時代杰出的科學家身上得以體現。笛卡爾是從古典時代轉向近代的一個重要轉折點,牛頓是近代科學的集大成者并且完成了近代科學革命。在這整個的過程中,牛頓對笛卡爾思想尤其是自然觀并不是簡單的接受,而是批判性地繼承,最后建立起了新的自然哲學體系。本文主要探討笛卡爾自然觀的思想內容及牛頓對其自然觀的承繼轉變,從而進一步看到近代科學發展的自然哲學背景以及更好地理解近代科學世界觀。

  1、 笛卡爾自然觀:理性主義的機械論自然觀

  1.1、 物質的廣延與空間的數量化

  笛卡爾憑著直觀的認識關注到事物的廣延和運動,他將實體等同于廣延,即使他并沒有賦予廣延明確的第二位的性質。在肯定了廣延存在后,笛卡爾又通過量綱、統一性和外形解釋了廣延的數量性特點。笛卡爾建立了普遍的數學量綱,認為物質的廣延可以用數量性來描述,運動本質上也必然是量的變化,即廣延的分割,這種分割量也為其后的運動學說提供了可能性。

  笛卡爾的廣延在宏觀上是無限延伸的,在微觀上是無限可分的。笛卡爾將物質等同于空間,認為空間中一定包含物質,沒有物質的空間是荒謬的,這種包含著物質的空間也被稱為“笛卡爾以太”。正是由于笛卡爾將物質和精神區分開來并且將物質等同于廣延,從而表現了他對虛空的否定。虛空被笛卡爾看作是一個存在著的無,至少在物理上這是完全不可能的,物體所占據的空間與物體自身沒有任何不同,因此空間只是無定限的。不過,一方面笛卡爾強調量的普遍性和數學特征;另一方面他又難以擺脫量的具體的物理意義,其形而上學與自然哲學之間存在一定的矛盾,他成功地將物質的運動數學化,只是他也陷入了關于空間無定限廣延的思辯困境。

  1.2、 基于理性立場的上帝觀

  相比于前人哲學家,笛卡爾進一步發展了空間的數量化特征,不過,他也想到了物質和空間背后的創造者,于是他繼續追問了上帝的存在形式。笛卡爾從他懷疑的方法出發,這種對于上帝存在的懷疑也是一種用理智檢驗上帝是否存在的方法,在“理性反思”的基礎上,笛卡爾邏輯推論的結果認為上帝是理性最高的表現形式。與以前的大多數上帝不同,笛卡爾的上帝并非通過受造物來體現,亦即不在萬物中表現自己。上帝與世界之間不存在類比,“形象”和“上帝在世界之中的遺跡”并不存在。唯一的例外是我們的靈魂,它是一種一切本質在于思想的實體、純粹心靈和存在,這個心靈被賦予了理智,能夠把握上帝的觀念,亦即無限的觀念,也被賦予了意志,亦即無限的自由。笛卡爾沒有承認無限空間是存在的,但他沒有否定無限的存在,在他的觀念里,無限的存在只能是上帝的存在。同時,科學的方法是人們想要掌握自然、理解宇宙的唯一方法,從而給了人的精神活動以優先地位。
 

牛頓對笛卡爾自然觀的繼承發展
 

  笛卡爾哲學是建立在他的二元論基礎之上的,依據他的哲學理論,世界只由兩個實體組成,即形體世界和精神世界,是上帝創造了這兩個實體。笛卡爾借助于上帝的無限力量否定了世界的內在:事物是彼此外在的,或者說自然是由一些外在部分構成的,自然于是成為人面對的純粹客體……在笛卡爾那里,上帝只是最后的保證,在理性的進程中,他以人的內在性取代了上帝的內在性。精神如何認識非精神的自然、人類如何與自然相處的問題繼而成了人們開始思考的問題。笛卡爾主客二分的觀念成了他機械論自然觀的前提,西方哲學的重心也漸漸從本體論轉向了認識論。

  1.3、 笛卡爾的泛機械論自然觀

  在笛卡爾看來,時間和空間是一個可度量的直觀的模型,廣延的無限分割給了位置變化或者說是運動可靠的理論依據。雖然建基于“宇宙在運動量”上是守恒的這樣一種形而上學的假設之上,但他把這一形而上學假設用于描述具體運動的過程時卻得到了正確的解答,而且笛卡爾的運動也只是位置的變動,“所謂運動,就是一部分物質或者物體,從與其緊相臨近的、被視為靜止的那些物體附近移到其他物體附近的意思。”這種運動是由實體的分割以及量的變化決定的,是一種機械運動的數量描述。為了進一步解釋物理世界的形成以及全部的物體運動,笛卡爾提出了他的以太旋渦理論,這一理論吸取了亞里士多德關于的以太概念以及古代自然哲學中天體旋渦運動思想,運用機械論的觀點解釋了宇宙的演化問題。笛卡爾形成了一個世界的機械圖景,物質作為客觀實體,按照一定的力學定律做著機械運動。物質世界是一架無生命的機器,所有的自然現象都可以按照機械原理進行解釋。至于生命有機體,笛卡爾認為,植物和動物都是簡單的機器。人是有精神寄宿的機器,精神通過大腦中央的“松果腺”與身體相連。笛卡爾自然觀是一種直觀的泛機械論自然觀。自然界不再是一個有機體,而是一架機器:一架按其字面本來意義的機器,一個被在它之外的理智設計好放在一起,并被驅動著朝一個明確的目標去的物體各部分排列。

  笛卡爾的機械論自然觀顯然受到同時代已趨于完善的制鐘技術的影響,他的哲學思想與當時的機械技術存在直觀的類比,他沒有從力學、運動、時空等科學的角度進一步研究自然,因此也沒有在物理學上得到進一步的突破,但他肯定了數學方法的價值,也建立起了對科學真理的信念,為后來牛頓力學的成功建立了基礎。此外,機械論自然觀也使人們對待自然的態度發生了改變,科學方法被認為是人們了解和掌控自然的唯一方法,科學的目的是要支配和控制自然,從而人們對于自然的征服和掠奪開始加劇,忽視了自然倫理。

  2、 牛頓對笛卡爾自然觀的承繼轉變

  近代機械自然觀和科學模式是由笛卡爾-牛頓建立發展起來的。在自然的數量化和運動的機械化過程中,笛卡爾首先在哲學上建立起來了獨立的數量世界,為機械論自然觀提供了哲學基礎,之后牛頓受到這種機械論自然觀影響,并且與物理學聯系起來,在力學領域取得了巨大成就。牛頓是近代物理學的奠基人,但同時也具有非常深厚的神學思想,他的自然哲學和神學思想相互影響,并且深深體現在其自然觀中。

  2.1、 牛頓的神學自然觀

  在神學思想方面,牛頓對笛卡爾的上帝觀表現出了明顯的拒斥。牛頓認為,上帝是無限且完滿的存在,是永恒的活著的,并且是無所不能和無所不知的,在牛頓看來,笛卡爾否定虛空的存在,認為世界僅僅因為機械原因就能成為一個和諧有序的體系是十分荒謬的,笛卡爾的上帝是不在場的。對牛頓而言,上帝并非在這個詞的傳統意義上是“永恒的”,而是“持恒的”,也就是說,他不是超越于時間之上的,而是在時空之中“延伸”。他不是時間或空間本身,但他是持續的并且總是在空間中在場。牛頓認為,上帝是永遠存在且處處存在的,所以,時間和空間也應當是無限的,這樣一來,就形成了一種絕對時空,而正是這兩種絕對事物的存在才使牛頓得以建立起他的三條基本運動定律,牛頓的神學自然觀使他擺脫了笛卡爾狹窄的唯理論。事實上,牛頓對于神學的研究,主要目的是為他的自然哲學提供辯護,牛頓曾在其后半生耗費很多精力在自然規律的神學解釋上,這其實也是他對自然和宇宙的終極原因的探索,他的神學和自然哲學也相互影響,最后形成了他具有神學特色的自然觀。

  2.2、 牛頓的機械論自然觀

  關于自然的數量化,從笛卡爾時期發展到牛頓這里時,基本上已經確立了獨立的自然觀的數量化圖景。牛頓在自然的數量化上所做的工作其實是為了自然哲學的數學化,牛頓的自然觀和宗教觀可以說是為了給他的物理學提供合理的理論空間。在牛頓看來,上帝就是一個幾何學家,他不僅用數學的語言設計出了宇宙,還把數學的方法蘊含在了宇宙萬物中。牛頓更關心的問題是自然的本質屬性即數量性。笛卡爾站在方法論的角度上強調的普遍數學是基于廣延的“幾何量”,他所謂的度量和秩序是從幾何學的層面來看的。牛頓對“量”這一概念的發展從幾何的范疇變成了算術描述,他不執著于強調量的幾何意義。牛頓不同于笛卡爾對于量的幾何思辨,而是更加注重數學化的發展,這種發展也正是受到了笛卡爾將度量和秩序的數學化。在牛頓的機械論、具體物理原理、慣性定律等問題中,我們都可以看出笛卡爾的自然觀深深影響了牛頓的物理學。

  關于時間和空間,笛卡爾的物質空間強調物質和空間不可分離,所有的物體運動都在這個物質空間中進行,所有的運動也都是相對的。在解析幾何中,線 、面等都可以用連續的曲線、曲面來表示。實際上牛頓力學框架體系中也已存在著這種笛卡爾解析幾何所體現的空間 ,牛頓體系的絕對空間就是這種空間,牛頓的所有運動定律都是在這種空間中建立起來的。牛頓需要在笛卡爾設想的這種幾何空間中來讓加速度變得合理,不過牛頓在他的經典力學中,又把時間和空間做出了區分,即空間是一個三維連續區,時間是一個一維連續區,從而割裂了時間和空間。牛頓還認為有絕對時空和相對時空之分。此區分對于發現經典力學定律具有決定意義。同時,他把時空的可感知的表現形式和不可感知的共同本質或純粹狀態加以區別,這在時空的認識發展史上是一個重大的進步。

  3、 結語

  笛卡爾從形而上學角度說明物質的本質是廣延,使得其物理學帶著思辨哲學的色彩,而牛頓自然觀雖然受到笛卡爾的影響,但他沒有采用笛卡爾的直觀演繹,而是通過經驗觀察來論證自然的數量化特征。牛頓的力學理論和數學系統取得了巨大的成功,成為現代科學的核心模型,塑造了科學發展的標準模式,而牛頓經典力學的發展也讓更多哲學家看到了其背后的形而上學意義,從而促進了機械論哲學觀的發展。無論是笛卡爾還是牛頓,其自然觀和科學研究都有明顯的相互作用。通過梳理笛卡爾到牛頓的自然觀轉變,可以更加清晰地了解其科學研究背后的形而上學轉變。從笛卡爾到牛頓逐漸發展起的機械論自然觀,直至今天仍對科學的發展有著重要影響。從形而上學的視角對近代科學的這段歷史進行深刻審視,十分必要。

  參考文獻

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