形而上学在牛顿力学中的地位和作用

2017-11-14 17:57 来源:《求实》 作者:罗诗裕 周小方 邵明珠

  一、引言

  牛顿力学的影响远远超出了它自身。自从诞生的那一天起,它就象一位纵横驰骋的将军不断向内渗透、向外扩张。在自然科学、社会科学和思维科学领域内都留下了深深的足迹,不愧是人类文明史上一块不朽的丰碑。建立在牛顿力学基础之上的形而上学宇宙观则是科学和哲学史上一块绚丽的瑰宝。本文将从牛顿力学出发,对形而上学在认识论上的地位和作用作一历史回顾和科学反思。

  二、历史回顾

  古希腊哲学的特点是企图从整体上去认识世界和把握世界。正是在这个意义上,我们说古希腊哲学是“整体”哲学,自然也是“思辨”哲学。这是人类认识在经历了漫长的“彷徨”与“困惑”之后的一次飞跃。哲学的整体化特征注定了它一定包含着丰富而朴素的辩证法思想。到了文艺复兴时期,人们已有可能对不同的自然现象进行认识。人类文明进入到伽利略和牛顿时代,科学开始从哲学母体中分化出来,并逐步形成了自然科学的各大门类,物理学也出现了若干分支。人类认识从一般到个别、从抽象到具体,是人类认识的再一次飞跃,也是人类认识从辩证法向形而上学的升华。到了19世纪中期,科学的整体化趋势又见端倪。从此开始,自然科学的研究便一直在综合与分化并存、一般与个别同在的格局下蓬勃发展。

  科学认识是人类认识最深刻和最本质的认识之一。即使是哲学规律(比如对立统一规律)也必须接受科学认识的检验。事实上,科学认识一直就是哲学的重要基础和知识源泉。在古希腊,科学和哲学原本就是一家。到了伽利略和牛顿时代,它们才开始分化。然而,它们之间却存在着千丝万缕的联系。事实上,哲学如果不同科学结合,就只能是一个空架子;而科学要是没有哲学的指导也只能是一堆原始无序的东西。

  自从人类同自然分化以来,为了生存,就不断同自然抗争。人类正是在同自然的抗争中学会了捕鱼和狩猎,学会了制造简单的工具;也正是在同自然的抗争中,最早领悟到了力、机械和机械运动这些原始概念。人类文明进入古希腊,便开始试图回答周围所发生的一切。比如,物质由什么构成?地上的、空中的和天上的物体为什么会运动?德莫克利特用一个猜想回答了第一问题,而亚里斯多德则用了两条假设解释了第二个现象。亚氏的第一条假设是“所有物体都有回归自然状态的趋势”。这条假设是普遍假设,对三种情况都适合。第二条假设是:地上物体的自然状态是静止;空中物体的自然状态是地球;天上物体的自然状态是圆周运动。亚氏用这两条假设指出了空中的物体因为要回归自然状态,它必然要下落。天上的物体(星球)要回归自然状态就一定要作圆周运动,而且以地球为中心。那么,地面上的物体为什么会运动呢?因为地上物体的自然状态是静止,要运动必须对它施“力”。于是,亚氏明确指出了“力”是物体运动的原因。亚氏的这一描述作为近似描述,应该说是对的。到了牛顿时代,人们进一步认识到了“力”不是物体运动的原因,而是物体运动状态变化的原因:而且还认识到了这个力不是主体施力,而是物体受力。但是不管是施力还是受力,这种力必须是外力。基于这种认识,牛顿总结出了支配物体运动的一条动力学规律,这就是牛顿第二定律。牛顿第二定律是描述机械运动的普遍定律。这个定律告诉我们,只要物体受力状态知道,它的运动状态就完全确定。

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(责任编辑:李秀伟)
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