一阶已经是微分和极限，原来的运动细分的无穷序列，连续在人脑中；

一阶已经是微分和极限，原来的运动细分的无穷序列，连续在人脑中； 二阶是加速度，力 积分是力的效果，动量能量，成东西了 第1编 宇宙的幻象 回目录      1理性的胜利 　　1.1新的摩西 　　自然和自然的法则在黑夜中隐藏； 　　上帝说，让牛顿去吧! 　　于是一切都已照亮。 　　——亚历山大·蒲柏 　　为牛顿写的墓志铭 　　(牛顿故于1727年) 　　蒲柏使用这种富有戏剧色彩的笔调是毫无奇怪之处的。在十八世纪英格兰人的眼里，牛顿就是受过所谓“律条”指点的“新的摩西”。诗人、建筑师、雕刻家们协力塑造纪念碑，整个民族在一起集会，庆祝这个无与伦比的大事：一个人发现了自然所说的和所遵守的语言。 　　自然不得不屈从于他的聪敏才学， 　　愉快地向他交出她的全部秘诀； 　　她对数学不曾设防， 　　因而只得向实验结果投降。 伦理学和政治学把牛顿事件作为它们论据的基础。于是德萨古利耶(Desaguliers)把新自然秩序的含义移进了政治教本：君主立宪制乃是最好的政体，因为国王，像太阳一样，其权力受到它的限制： 　　像大臣们注视着他的眼色， 　　六部围着他的王位神秘起舞， 　　他从他弯曲的路线上使他们运动， 　　借助于吸引力使他们的轨道屈从， 　　他那受法律约束但仍使他们自由的权力 　　指导着而不是破坏着他们的自由。 牛顿自己虽然没有侵入精神科学的范畴，但他对于他在《原理》中所建立的法则的普适性却没有任何犹豫。他在他的《光学》一书中著名的第三十一个问题里断言，自然是“非常和谐自适的”——而且这个有力而简洁的语言包藏着很广泛的主张：燃烧、发酵、热、粘结、磁等等，没有哪一个自然过程不是由这些能动的力——吸引力和排斥力——所产生的，这些力不仅控制着星体的运动，而且控制着自由落体的运动。 　　牛顿在他还活着时就已是一位民族英雄，而在将近一个世纪之后，主要是通过拉普拉斯的强大影响，他成了欧洲科学革命的象征。天文学家巡视数学所统治的太空。牛顿系统成功地克服了一切障碍。更有甚者，它打开了通向数学方法的道路，由于这种数学方法，表面的偏差能够得到解释，甚至能用来推测出存在着当时尚未知道的行星。在这种意义上说，对海王星的预言乃是牛顿的远见卓识中内在的预言力的贡献。 　　十九世纪初，牛顿的名字几乎成为一切作为范例的事物的象征，但是对他的方法却有着几种互相矛盾的解释。一些人认为它为可用数学表述的定量实验提供了一个蓝图，对于这些人，化学找到了它自己的牛顿——拉瓦锡。他开创了对天平的系统使用，这对于在验证质量守恒的基础上建立定量化学来说真是决定性的一步。而在其他人看来，牛顿的战略在于隔离某个主要的特殊事实并利用它作为对给定的一组现象作进一步推演的基础。从这个看法上说，牛顿的天才在于他的实用主义方法。他并不企图解释引力，而是把它作为一个事实。同样，每个学科也应把某些主要的未经解释的事实作为出发点。这样，医生们感到他们受到牛顿的许可去修补活力论的概念，谈论独特的“生命力”，利用这个生命力可以使生命现象的描述得到一种被期待的系统的一致性。这与被当作一种特殊的化学相互作用力的亲和力扮演的是同一个角色。 　　一些“真正的牛顿派”对这个力的扩散提出抗议并且重新断定了引力的解释能力的普适性。但是已为时过晚。现在牛顿的这一术语被用于研究定律体系、研究平衡现象的每一事物，甚至被用于一方面自然秩序另一方面道德、社会和政治秩序都可以用包罗一切的谐和性去表达的所有场合。浪漫的哲学家甚至在牛顿的宇宙中发现了被自然力所激励的迷惘的世界。更多的“正统”物理学家从中看到被数学所统治的力学世界。对于实证主义者，这意味着一个步骤的成功，一个被视为与科学的真正定义等同的秘诀的成功。 　　余下来的是文学——经常叫做牛顿的文学；在星球社会中统治着的谐和性，给出化合物的“社会生活”的有选择的亲和性和敌对性，这些作为可以向人类社会过渡的过程而出现。毫不奇怪，这个时期是经典科学的黄金时代。 　　今天，牛顿科学仍然占有独一无二的地位。它所引进的一些基本概念代表了从所有科学变革中幸存下来的最后成果。但是今天我们知道，经典科学的黄金时代已经过去了，而且这样一种思想也随之一去不复返了：这种思想认为虽然对牛顿的推理有着各种互相矛盾的解释，但这个推理方法组成了我们和自然对话的一个合适的基础。 　　本书的一个中心主题就是牛顿的胜利，就是直到今天不断扩充着牛顿思想的新研究领域的继续开创。本书也要讨论从这个胜利中产生的怀疑和斗争。今天我们开始更清楚地看到牛顿推理的局限性。科学和自然的更一致的概念看来正在出现。这个新概念正在为知识和文化的新的统一铺平道路。 　　1.2一个失去人性的世界 　　……愿上帝保佑我们 　　离开单一的梦幻和牛顿的长眠! 　　——威廉·布莱克 　　1802年11月22日写给托马斯·巴茨的信 　　要解释牛顿科学在文化中的地位的不稳定性，最好是引述联合国教科文组织关于科学与文化的关系的报告。该报告写道： 　　一个多世纪以来，科学活动的部分在其周围的文化空间内已增长到如此的程度，以致它好像正在代替整个文化本身。某些人相信，这只是由于其高速发展而形成的幻影，这个文化的力线将很快重新申明自己并把科学带回到为人类服务中去。另一些人考虑，最近科学的胜利最终要给它统治整个文化的资格，而且文化之所以能继续被大家知道，仅仅因为它是通过科学装置来传播的。还有一些人，被只要人和社会在科学的支配之下就会受到操纵的危险所吓倒，他们觉察到在远处隐隐出现的文化灾难的幽灵。 这样说来，科学像是文化体内的癌瘤，它的增殖威胁着要破坏整个文化的生命。问题在于我们能否统治科学和控制其发展，或者说，我们是否将被奴役。在仅仅一百五十年间，科学已经从鼓舞西方文化的源泉降为一种威胁。它不仅威胁人的物质存在，而且更狡猾地，它还威胁着要破坏最深地扎根于我们的文化生活中的传统和经验。受到控告的不是某种科学突破在技术上的附带成果，而是“科学精神”自身。 　　无论这个控告所指的是科学的文化所渗出的全盘怀疑论，还是通过科学理论所得到的特殊结论，今天人们常常断言：科学正在使我们的世界降格。几代以来愉快和惊奇的源泉在它的一触之下而干涸，它所触及的一切都失去了人性。 　　十分奇怪，科学进步所带来的决定命运的解除迷惘的思想不仅是科学的批评家所具有的思想，而且是经常保护或推崇科学的人所具有的思想。因此，历史学家吉利斯皮(C.C.Gillispie)在其《客观性的锋芒》(The　Edge of　Objectivity)一书中表达了对许多批评科学和不懈地致力于把“客观性的锋芒”弄钝的人的同情： 　　的确，研究自然的主观方法的复活构成了一个悲惨的主题，它的废墟像良好的意图一样在科学所走过的土地上遍布着，仅仅在如李森科学说和人性学［*］的陌生角落中幸存，在那里自然是被社会化和道德化了的。这些幸存者是不断企图摆脱西方人类最有特色和最成功的运动的影响的一些遗物，而这个运动注定要挫败幸存者的企图。因此，正像对着必然之物的任何攻击一样，浪漫的自然哲学已经导致从自暴自弃到英雄主义的情绪上的每一个细微差别。从最丑恶的方面说，它是对于智能的感情上的或粗俗的敌对。从最高尚的方面说，它鼓舞了狄德罗的自然主义的和道德化的科学，歌德的自然人格化，华兹华斯的诗篇，以及艾尔弗雷德·诺思·怀特海的哲学，或者任何其他人的哲学，他们要在科学中为我们对于自然的定性的和审美的鉴赏寻找一个位置。它是这些人的科学，他们要构成开花的植物学和日落的气象学。因此，科学导致悲剧的形而上学的选择。“人”不得不在两件事中作出选择：一件是使人放心的但是非理性的诱惑，以便在自然中寻找人类价值的保证，寻找表明基本相互关系的某些迹象。另一件是对理性的保真，即把人类从寂静的世界中孤立出来。 　　另一个主题(统治)的回声混合着解除迷惘的回声。同时，解除迷惘的世界是一个倾向于控制和操纵的世界。任何科学都把世界想象为按照一个把其各种财富归结为一般定律的简单应用的普适的理论计划被统治着，借此把它自己当作是统治的工具。而人类，这个世界的陌生者，把自己当作它的主人。 　　最近几十年中，这个迷惘的解除采取了各种形式。系统地研究各种反科学的形式超出了本书的目的。在第三章中我们将更详细一点地讨论西方思想对牛顿理性惊人胜利的反动。这里让我们仅注意，现在有了一个关于自然的流行态度上的深刻变化以及对于存在着科学和“自然主义”之间的深刻对立的普遍信念，虽然我们认为这种信念是错误的。为了说明最近几年中至少出现了几种反科学批判主义的形式，我们选择了三个有意义的例子。我们从海德格尔开始，他的哲学对当代思想有很深的影响。我们也将提及阿瑟·凯斯特勒(Arthur Koestler)和伟大的科学史家亚历山大·柯伊莱提出的批评。 　　马丁·海德格尔所批判的正是科学所致力的核心，他把这个核心看做基本上和永恒的目标即统治自然有关。因此海德格尔主张，科学理性乃是自从古希腊开始就已隐隐呈现的某种东西的最终成就，这就是，在一切理性讨论或艰辛工作中起作用的统治意志，潜伏在一切实证的和可传授的知识中的狂热。海德格尔强调了他的所谓技术框架与科学框架，这个框架导致世界以及人类的总的安排。 　　这样，海德格尔没有详细分析任何特殊的技术或科学的成果或过程。他对之挑战的是技术的本质，是考虑每一件事的方法。每个理论都是组成西方历史的主计划的实施的一部分。根据海德格尔的思想，我们称之为某科学“理论”的东西乃是一种研究问题的方法，按照这种方法，事物被归结为受控制。和技术家一样，科学家是装扮成渴求知识的统治意志手中的玩物。科学家研究事物的方法使这些事物遭受系统的伤害。 　　近代物理学不是实验的物理学，因为它使用实验设备去研究自然。宁可倒过来说才是对的。因为物理学已经作为纯理论，要求自然用可以预言的力去表现自己，物理学建立实验的唯一目的正是为了问一问自然是否遵从以及怎样遵从科学事先想象的模式。 同样，海德格尔不关心这样的事实，例如工业污染毁灭了莱茵河中的一切动物的生命。他所关心的是该河为人作出的服务。 　　水电厂建造在莱茵河中。水电厂使莱茵河提供水压，而这水压又能推动涡轮……。水电厂并不像 　　几百年来连接两岸的古老木桥那样建立在莱茵河之中，相反，该河被拦河坝拦进电厂。现在的河流，即水的提供者，是从电站的本质中来的。 跨在莱茵河上的古桥之所以有价值并不是作为久经考验的能力和周密精确的观察的一个证据，而是因为它不曾“使用”该河。 　　海德格尔的批评把实证的可传授的知识的理想当作威胁，反映了我们已在导论中提到的反科学运动的某些主题。但是在科学与统治意志间有某种不可分隔的联系的思想也渗透进了对我们现今的状态的一些表面上看来很不相同的评价之中。例如，在相当有启发性的题目“黄金时代的到来”之下，冈瑟·斯坦特(Gunther Stent)说道，科学现在正接近它的极限。我们正越来越接近那递减的终点，在那里，我们为了掌握事物而针对这些事物所提出的问题变得越来越复杂和缺少趣味。这标志着进步的完结，但对人类来说，这是个机会去停止其疯狂的努力，结束那对自然的古老斗争，接受静止和舒适的和平。我们想证明，对于某个客体的科学知识与掌握它的可能性之间的相对分离远远没有使科学终结，而是为大量新的前景和新的问题发出信号。对于我们周围世界的科学的认识才刚刚开始。但是，还有另一种科学的概念，潜在地说，我们觉得这种概念恰是有害的。这就是伴有神秘科学的迷人色彩，它通过难于接近普通凡人的推理，引出了这样的结果：可能一下子向诸如时间、空间、因果性、精神或物质等等基本概念的意义进行挑战。这种“神秘科学”(其结果被想象为能打碎任何传统概念的框架)，实际上受到了相对论和量子力学连续“揭露”的鼓舞。无疑，过去已迈出了最有想象力的几步。例如，爱因斯坦把引力解释为空间的曲率，或狄拉克的反粒子，它们已经动摇了某些看来已经很好地建立起来的概念。因此，在容易想象科学能够产生出什么来以及一种彻底的现实主义之间，有一个非常微妙的平衡。今天，不管是在出版物中还是在科学本身之中，尤其是在宇宙学家中间，这种平衡正有力地移向神秘主义的复兴。有些物理学家和科学普及工作者甚至猜测，在超心理学与量子物理学之间存在着神秘的关系。让我们引述凯斯特勒的话： 　　我们已经听到诺贝尔物理学奖金获得者的全部合唱，告诉我们物质死去了，因果性死去了，决定论死去了。如果真是如此，就让我们伴着电子音乐的挽歌体面地埋葬它们。是我们从二十世纪的后机械论科学中吸取教训和摆脱十九世纪唯物论加在我们哲学观点上的束缚的时候了。佯谬地说，假如那种观点保持与近代科学本身并列的话，我们就不会落后一个世纪而是早就从那个束缚下解放出来了。……但是，一旦承认了这一点，我们就可能变得更加善于感受我们周围的现象(过去由于片面地强调物理学，使我们对这些现象毫无所知)；我们就可能感到通过理性大厦的裂缝而吹出来的风；我们就会更加注意会合的事件；就会把那些超正规的现象纳入我们的正规观念之中；而且会认识到，我们一直生活在“盲人国”之中。我们不想先验地进行判决或谴责。在我们今天听说的某些表面上看来是异想天开的论题中，可能有着某些新知识的种子。尽管如此，我们相信跳入那不可想象的客体里就是极其简单地从我们世界的复杂性中逃脱出去。我们不相信我们会在一天之内离开“盲人国”，因为概念上的盲目并非我们的社会所无法解决的问题和矛盾的主要原因。 　　但是，我们不同意某些对科学的批评或歪曲，并不意味着我们想拒绝所有的批评。让我们站在例如亚历山大·柯伊莱的地位上，他曾在对近代科学发展的认识方面作出了杰出的贡献。柯伊莱在其对牛顿综合的意义和蕴含的研究中写道： 　　但是这里还有一些东西，对于它们，牛顿——或者说得更好一些，不是牛顿一个人，而是一般的近代科学——仍能承担责任：即把我们的世界一分为二。我一直认为，近代科学打破了隔绝天与地的屏障，并且联合和统一了宇宙。而且这是对的。但正如我也说过的，它这样做的方法，是把我们的质的和感知的世界，我们在里面生活着、爱着和死着的世界，代之以另一个量的世界，具体化了的几何世界，虽然有每一事物的位置但却没有人的位置的世界。于是科学的世界——现实世界——变得陌生了，并且与生命的世界完全分离，而这生命的世界是科学所无法解释的，甚至把它叫做“主观的”世界也不能解释。 　　的确，这些世界每天都在(甚至越来越)被实践所连接。对于理论，它们还被一个深渊所分划。 　　两个世界：这意味着两个真理，或者根本没有真理。 　　这就是现代思想的悲剧，它“解决了宇宙之谜”，但仅是用另一个谜，它自身的谜来代替。 　　但是，我们在柯伊莱的结论中听到了帕斯卡和莫诺所表达的同样的主题——这个使人陌生的悲剧感觉。柯伊莱的批评并没有向科学思想挑战，而是向基于牛顿观点上的经典科学挑战。我们不再苦于先前的困境，在把人类归结为清醒世界的陌生之客的科学与反科学的不合理的抗议之间进行选择。柯伊莱的批评不需要乞灵于某种束缚性的理性的限制，而仅仅求助于经典科学在处理我们所生活的这个世界的某些基本方面时的无能为力。 　　我们在本书中所取的态度是，柯伊莱所描述的科学不再是我们的科学，而且不是因为我们今天关心着新的不可想象的客体，比起普通逻辑来更加接近魔术的客体，而是因为作为科学家的我们，现在开始找到了通向复杂过程的路，这些复杂过程组成了我们十分熟悉的世界，生物及其社会在那里相伴发展的自然世界。今天，我们真的开始越出柯伊莱所说的“量”的世界而进入“质”的世界，因而也就是“演化”的世界。这将是本书前两编的主要论题。我们相信，正是这个转向新描述的过渡使得科学史上的这一时刻如此令人兴奋。也许这样说不算是夸大：这乃是同诞生新自然观的希腊原子论者的时代或文艺复兴时代一样的时期。 　　但是让我们首先回到牛顿科学上来，它当然是人类史上伟大的时刻之一。 　　1.3牛顿的综合 　　在牛顿同代人的热情后面，在他们关于宇宙的秘密、自然的真理终于已被揭露出来的信念后面，隐藏着什么东西呢？大约从人文科学的开创时起就呈现出来的几条思想线索汇合到牛顿的综合之中：首先，科学是作用于我们周围环境的一种方法。牛顿科学确实是能动的科学；它的源泉之一是中世纪工匠的知识，是机器制造者的知识。因此，这个科学提供了一些手段去系统地作用于世界，预言和修改自然的进程，想象各种装置去驾驭和利用自然的力和物质资源。 　　在这种意义上，近代科学乃是人类组织并开发其所生活的世界的长期努力的继续。我们还缺乏关于这一努力的早期阶段的知识，但是通过追溯，可能估计出新石器时代的革命的发生所需知识和技巧。那时人类逐渐开始组织其自然的和社会的环境，用新技术去开发自然和组织其社会。我们现在仍然，或者说直到最近一直在使用着新石器时代的技术，例如饲养出的或经过选择的动植物物种，纺织，陶器，金属加工等。我们的社会组织长期以来就是建立在与组织新石器时代的城市国家中不同阶层和结构的社会团体所需要的同一技术基础之上：书写、几何和算术。因此我们不得不承认，在新石器时代的技术与科学革命和工业革命之间存在着连续性。 　　因此，近代科学扩展了这一古老的努力，把它放大并不断加快其韵律。然而，这并没有减损牛顿综合所赋予科学的意义。 　　除了在给定社会中所使用的各种技术之外，我们还发现每个社会都有一定数目的信仰和神话，这些信仰和神话要去解释人类在自然中的地位。与神话和宇宙学一样，科学所致力的是理解世界的本性，世界的组织方法和人类在其中的位置。 　　前苏格拉底派的早期推测好像是从赫西俄德的创世神话中改编成的：这就是，天地的初始分极，爱神厄洛斯唤起的欲望，第一代神明的诞生形成不同的宇宙权力、战争和敌对，交替着残暴和血仇，直到终于在正义的统治下达到安定。从我们的观点出发，这本是风马牛不相及的。问题在于：前苏格拉底派所收集、讨论和批评的某些概念，我们在几代的时间里仍然试图加以组织，以便理解存在与演化(或者说在假定没有差别的初始环境中出现有序)之间的关系。 　　均匀的不稳定来自何处呢？为什么均匀会自发地产生差别呢？为什么事物总会存在呢？它们是在彼此冲突的自然权力间的力的静态平衡中出现的不公正即不平衡的某个脆弱和注定要死亡的结果吗？或者说，创造和驱动事物的力是自发地存在着—爱和恨的竞争导致出生、成长、衰老和消散吗？变化是幻影呢，还是正好相反，是在组成事物的对立面之间不停息的斗争呢？能够把质的变化归结为仅在形式上互相区别的原子在真空中的运动呢，还是原子本身是由许多性质上各各不同的细菌组成的呢？最后，世界的谐和是数学上的吗？数字是自然的钥匙吗？ 　　毕达哥拉斯派所发现的声音间的数字规律仍然是我们现今理论的一部分。希腊人得出的数学模式组成了欧洲史上第一个严密的抽象思想体，其结果对于一切能思考的人类来说是可以传授的和可以再生的。古希腊人最早得出了一种形式的演绎知识，包含了一定程度的确定性，这个确定性不受人们信仰、期望或感情的影响。 　　与宗教形式和神化形式的询问相反，古希腊思想与近代科学所共有的最重要的方面就是强调批判的讨论和证实。 　　关于在爱奥尼亚的一些城市和马格纳·格雷沙(Magna Graecia)殖民地中生长起来的这个前苏格拉底的哲学，人们所知甚少。于是谈到在理论的和宇宙学的假说的发展与这些城市的茂盛的工艺技术活动之间可能存在的关系时，我们只能进行推测。传统指出，由于敌对的宗教和社会的反动，哲学家被控告为无神论者而且被驱逐或处死。这个早期的“恢复秩序”可当作是在对概念更新的起源尤其是其生长的解释中社会因素有多么重要的一个标志。为了理解近代科学的成功，我们还必须解释为什么科学的奠基者们一般说来没有过分地受到迫害，他们的理论方法没有过分地受到抑制而让位给与公众的期望和信念更加协调一致的知识形式。 　　尽管如此，从柏拉图和亚里士多德以来，限制被建立起来，思想沿着可为社会接受的方向发展。特别是，建立了理论思维和技术活动之间的区分。一些我们今天还在使用的词——机器、机械、工程师——都具有相类似的含义。它们指的不是理性知识，而是诡计和权术；这里提出的思想不在于为了更有效地利用自然过程而去学会它们，而在于欺骗自然，“策划”反对自然——即创造奇迹，创造与事物的“自然秩序”无关的效应。于是对自然的实际应用领域和对自然的理性认识领域被截然分开。阿基米得的地位仅只是一个工程师的地位；他对机器平衡的数学分析至少在传统物理学的框架中并没有被认为可以应用于自然界。相反，牛顿的综合是表达应用与理论认识之间的系统同盟的。 　　还有在牛顿革命中找到其表达的第三个重要因素。在恒星和行星的静止世界与我们周围朝生暮死混乱缤纷的世界之间有着十分惊人的对比，这大概我们每个人都经历过。正如米尔撒·伊利亚德(Mircea Eliade)所强调的，在许多古代文明中存在着渎神空间和神明空间的分野。这个分野对应着把世界划分为一个通常的空间即服从于机遇和堕落的空间，以及另一个有意义的与偶然性和历史无关的神明空间。这就是亚里士多德所建立的恒星世界与我们月下世界之间的对比。这个对比对于亚里士多德用来估价对自然进行定量描述的可能性的方式来说是决定性的。因为天体的运动不是变化而是一个永远同一的“神明”状态，所以它可以用数学的理想化来描述。但是，数学的精确和严格与月下的世界无关。不精确的自然过程只能服从于某种近似的描述。 　　无论如何，对于亚里士多德派来说，知道一个过程为什么会发生比描述它如何发生更加令人感兴趣，或者宁可说，这两个方面是不可分割的。亚里士多德的思想的主要源泉之一在于观察胚胎的发育，一个高度有组织的过程，其中互锁的事件虽然在表面上是无关的，但却都参加到像是组成全局性计划的一部分的过程中去。像发育中的胚胎那样，整个亚里士多德的自然是按照最终原因组织的。一切变化的目的，只要与事物的本性一致，就是要在每一存在中实现其可理解的本质的完善。这个本质在生物的情况下同时是它们最终的、形式上的和有效的原因，因而这个本质乃是理解自然的关键。在这个意义上，“近代科学的诞生”，亚里士多德派与伽利略之间的冲突，乃是两种理性之间的冲突。 　　在伽利略看来，对于亚里士多德派来说是如此宝贵的“为什么”的问题是向自然讲话的一种非常危险的方式，至少对科学家来说是这样。而另一方面，亚里士多德派却把伽利略的态度看作是一种无理的盲信。 　　因此，伴随着牛顿体系的到来，一个新的普适性胜利了，它的出现能统一那些直到当时还分划着的东西。 　　1.4实验的对话 　　我们已经强调了描述近代科学的一个基本因素：实践和理论之间的结缘，改造世界的欲望和认识世界的欲望之间的联合。为了使这成为可能，不管经验主义者的信条怎样，仅仅注重观察到的事实是不够的。在某些方面，甚至包括对机械运动的描述，亚里士多德的物理学实际上被更为便利地带进了与经验事实的接触之中。近代科学所发现的人与自然的实验对话涉及到活动而不是被动的观察。必须要作的是，操纵物理的现实，让这个现实这样地“登台”，以便使它尽可能严密地与理论描述相一致。所研究的现象必须被准备好并且被孤立出来，直到它接近某种在物理上达不到的但与所采用的概念模式相一致的理想状况。 　　作为一个例子，让我们看一下对滑轮系统的描述。这个系统是一个自阿基米得时代起就被研究过的经典系统，阿基米得的推理已被近代科学家加以推广，以适用于一切简单机械。令人惊异的是，近代的解释已经以毫不相干为理由消除了亚里士多德物理学所解释的那个东西，这就是这样的事实：按照典型的想象，一块石头“抵抗”一匹马要拉动它的力，而这种抵抗可以用通过某个滑轮系统施加牵引力的方法来“克服”。而按照伽利略的看法，自然从来不肯放弃任何东西，从不无缘无故地作任何事情，而且从来不会上当中计；设想凭借计巧或谋略能使自然作出任何额外的功来是荒唐的。因为，无论有滑轮还是没有滑轮，马所能够作的功是相同的，所以一定会产生同样的效果。于是，这就变成了机械解释的出发点，这种解释因而是针对一个理想的世界而言的。在这个理想世界中，“新”的效果，即石头终于被拉动，只具有第二等的重要性，而且石头的阻力只由摩擦和生热来定性地描述。另一方面，被精确描述的是这种理想情况，其中等效关系把原因(即马所作的功)和效果(即石头的运动)联系起来。在这个理想世界中，无论如何，马能够移动石头，而滑轮系统的效果只是改变拉力传递的方式；马并不是把石头移动一段等于它拉着绳索所通过的距离L，而仅仅是把石头拉动L/n的距离，其中n与滑轮的数目有关。像一切简单机械一样，这些滑轮组成了一个被动的装置，它只能传递运动而不会产生运动。 　　因此，实验对话相当于一种高度特殊的过程。自然在某些先验原理的名义下，像在法庭上那样受到实验的盘查。自然所作的回答被最精确地记录下来，但这些回答之间的关联正是用指导该实验的理想化来评价。所有其他的东西都不是信息，而是瞎扯，是可以忽略的次级效应。自然很有可能拒绝问题中的理论假设。不过，后者仍被用作一个标准，借以去量度响应的蕴含和意义，而不管这种响应可能是什么。海德格尔在其反对科学理性的论据中所提到的正是这种向自然提问的命令般的方式。 　　在我们看来，实验方法真正是一种艺术，就是说，它建立在特殊技能而不是一般规则的基础之上。历来不曾有过任何人能担保实验的成功，人们总是受到浅薄或判断力拙劣的摆布。没有任何方法论的原则能消除比方说钻进研究问题的死胡同的危险。实验方法是选择一种有趣问题的艺术，是考察由此而成立的理论框架的一切后果的艺术，是考察自然能以所选理论语言来作出一切可能答案的艺术。在自然现象的具体复杂性中，必须选择一种现象，认为它最能以明确方式体现这种理论的含义。然后把这个现象从周围环境中抽象出来并“搬上舞台”，使理论能以可传授的和可再生的形式受到检验。 　　尽管这个实验的过程从一开始就受到批判，受到经验主义者的冷遇，并且受到另一些人的攻击(因为它是一种痛苦的折磨，一种把自然放到刑具台上去的方法)，但它仍经过科学描述的理论内容的一切修正而得以生存下来，并终于确定出被近代科学引入的新研究方法。 　　实验过程甚至可以成为纯理论分析的一种工具。于是，所谓“假想实验”(即对完全服从于某些理论原则的实验情况作出想象)使得这些理论原则在某个给定场合的结果得到研究。这样的假想实验在伽利略的工作中起过关键性的作用：而且在今天，它们处在有关现代物理学中的概念变动也就是相对论和量子力学的后果的研究的中心。最有名的这种假想实验之一就是爱因斯坦的著名火车，从这个火车上，观察者可以测量沿着路堤发射的一束光线的传播速度，这光线在某参照系中以速度c运动，而火车相对于该参照系以速度v运动。按照经典的推理，火车上的观察者应当认为沿着和他同方向传播的光的速度为c－v，但是这个经典的结论恰好代表了荒谬，而这个假想实验就是被设计出来说明这一点的。在相对论中，光速是自然的一个普适常数。无论使用什么样的惯性参照系，光速总是同一个。从那时起爱因斯坦的火车便继续开拓了这个根本变革的物理结果。 　　实验方法是由近代科学建立起来的人与自然对话的主要方法。被如此提问的自然，当然是简化了的，而且偶尔还是肢残体缺的。但这并不能剥夺它驳倒我们所能想象的大多数假设的能力。爱因斯坦常说，自然对于向它提出的绝大多数问题都回答“不”，偶尔说“也许是”。科学家不能只做他高兴的事，不能强迫自然只说他爱听的话。至少从长远的观点看来，他不能在自然上面寄托他所抱的要求和希望。他包围自然、把自然逼入困境的战术越是成功，他实际上就是在进行更大的冒险和作更加危险的游戏。而且，无论答案是“是”还是“否”，事实上这答案将总是和问题用同一种理论语言表达。不过，随着某个复杂的历史过程(该过程涉及自然在过去所作的回答)，随着它与别的理论语言的关系，这种语言本身也在不断发展。此外，相应于各个时期的兴趣变化，人们还提出了一些新的问题。这便在科学游戏的特殊规则——特别是实验方法(实验方法是和自然讲理的，而自然为该游戏带来最大的约束)和某个文化网络(科学家们便属于这个文化网络，尽管有时是不知不觉地)之间建立了复杂的关系。 　　我们相信，实验对话是人类文化的一个不可逆的成就。实际上它提供了一个保证：当人类开发自然的时候，自然是被当作一个独立的存在对待的。它组成了科学成果的可传授性和可再生性的基础。尽管自然是部分地被容许讲话的，然而它一旦表达了它自己，就不再另有异议：自然从不说谎。 　　1.5科学发祥的神话 　　人与自然之间所进行的对话，曾经作为向着自然的智能迈出的基本一步而被近代科学的奠基者们准确地察觉到。但是他们的雄心还要更大些。伽利略及其追随者们把科学想象为是能够发现关于自然的全局性真理的。自然不仅是用一种可被实验解释的数学语言写出的，而且实际上也只有一种这样的语言。根据这一基本信念，世界被看作是均匀的，而且局部实验可以揭露出全局的真理。这样，科学所研究的最简单现象就能被解释成理解整个自然的关键，后者的复杂性仅是表面上的，其多种多样性在伽利略那里可以用数学的运动定律中体现出的普适真理来解释。 　　这种信念存在了几百年。在几年前英国广播公司提供的一套精美的讲义里，理查德·范曼(Richard　Feynman)把自然比作是一盘巨大的棋赛。复杂性只是表面的，每一着棋都遵从一些简单的规则。在最初的日子里，近代科学十分可能需要这个能够达到全局真理的信念。这种信念为实验的方法增加了极大的价值，并在某种程度上鼓励了实验方法。一个革命的世界概念，一个像亚里士多德世界的“生物”概念那样包罗万象的概念，也许是抛却传统之轭，给实验战士们以坚强信念和有力论据使他们能坚持反对先前形式的唯理主义所必需的。形而上学的信念也许是把手工工匠和机器制造者的知识变成对自然进行理性探讨的新方法所必需的。我们可能还要问：这种“神话”般的信念的存在，究竟有些什么含义，去解释近代科学的首次发展被社会环境所接受的方式。关于这个争议颇甚的问题，我们将把我们自己限制在几种最一般性的意见之中。我们的唯一目的是强调这里的问题，即有关某种科学的问题，这种科学的前进曾被一些人看作是理性的胜利，而被另一些人看作是一种觉醒，看作是痛苦地发现了自然像机器人一样愚笨。 　　看来很难否认，社会和经济的因素——特别是工匠技术在寺院中的发展(在寺院中，一个遭到破坏的世界的残余知识被保存下来)以及后来在喧闹的商业城市中的发展——在实验科学(实际上就是一部分工匠知识的系统化了的形式)的产生中所具有的基本的重要性。 　　此外，比如说李约瑟所作的对比分析，说明了在中世纪末期社会结构所具有的决定性的重要意义。不仅工匠阶级和潜在的技术发明者不像在古希腊时那样受到蔑视，而且知识界也像工匠一样几乎独立于当权者。他们是自由创业者，是寻找主顾的工匠发明家，无论他们可能对社会秩序来说有多么危险，他们总是注意寻找新鲜事物并利用它所提供的一切机会。另一方面，如李约瑟指出的，中国科学家是有官职的，而且必须服从官僚的统治。他们组成了国家的一个不可分割的部分，其基本目的是维持法律和秩序。指南针、印刷术和火药，所有这些都为破坏中世纪社会的基础并把欧洲投入到现代的纪元作出了贡献，它们都是中国在早得多的时候发明的，但对中国社会所起的不稳定的作用却要小得多。相比之下，企业化的欧洲商业社会特别适合于刺激和维持近代科学在其早期阶段的动态的和创新的生长。 　　但是，问题依然存在。我们知道，机器的制造者使用数学的概念——齿轮转速比，各工作零件的位移，以及它们相对运动的几何学。但为什么数学化没有被限制在机器上呢？为什么在理性机器的图像中设想出自然的运动呢？这个问题也可以就钟表提出，钟表是中世纪手工艺的胜利之一，它很快就定出了较大的中世纪城市的生活节奏。为什么它几乎立即就成为世界秩序的精确标志？在这个最后的问题中可能孕育着某种答案的一些要素。钟表是受到处于其自身之外的理性支配，受到由其内部机件所盲目执行的计划支配的一种装置。钟表世界是一个隐喻，它暗示着有一个钟表匠上帝，即像机器人一样的自然的理性主人。在近代科学的发祥处，在神学说教与理论和实验的活动之间好像已经建立起“共鸣”，这个共鸣似乎无疑要扩大和巩固认为科学家处在发现“宇宙大机器”的秘密的过程之中的主张。 　　共鸣这个术语当然包含了极复杂的问题。我们没有意图要说明，我们也不能肯定，宗教说教无论如何决定了理论科学的诞生，或决定了偶然在和实验活动的联系中发展起来的“世界观”的诞生。通过共鸣这个术语，也就是通过两种论述的彼此相互放大，我们故意选择了这样一种表达，这种表达不假定究竟是神学说教还是“科学神话”首先出现并触发了另一个的出现。 　　让我们提一下，对某些哲学家来说，西方科学的“基督发端”的问题并不仅是使把自然比做一个自动机的概念稳定化的问题，而且还是这样的实验科学与希伯来和古希腊的西方文明之间某种“基本”联系的问题。对于怀特海来说，这种联系是处于本能信念的水平上的。这种信念对于鼓舞近代科学奠基者们的“科学忠诚”来说是“必要的”。 　　我的意思是指那不可动摇的信仰，即所发生的每一事件的细节都可以按照给一般原理作出例证的完全确定的方式同它的先导联系起来。没有这个信仰，科学家的难以置信的劳动就没有希望。正是这个本能信念，活生生地悬在想象之前，成为研究的动力：相信这里有一个秘密，可以被揭露的秘密。这个信念是怎样被活生生地植入欧洲思想之中的呢？ 　　当我们把这个欧洲人的思想状态和其他文明(当听任它们自行其是时)的态度作一对比的时候，好像它只有一个源泉。它一定是来源于中世纪对于上帝理性的坚持，这个上帝被想象为具有耶和华的个人能力以及某位古希腊哲学家的理性。每个细节都被监督着和命令着：对自然进行探索的结果只能证明忠于理性的正确性。请记住，我并非在谈论几个人的明确信仰。我的意思是指从几个世纪的坚信不疑中产生的欧洲思想上的印记。我这里指的是本能的思想状态而不仅是字面上的教义。 　　我们不再深入考虑这件事情。要“证明”近代科学只能在基督的欧洲诞生，是不可能的。甚至没有必要去问，近代科学的奠基者们是否在实际上曾从神学论据中得到鼓舞。不论他们是否真诚，重要的是，在经历了不同国家中各不相同的一段时期之后，这些论据使得近代科学的推测在社会上是可信的和可接受的。在十九世纪英国的科学著作中还经常引用宗教文献。奇怪的是，在当今对神秘主义重感兴趣的人那里，这个论据好像倒过来了。现在，像是科学把可信性借给了神秘的断言。 　　这个科学起源的问题显然引向许多问题，其中神学和科学的论点无法摆脱地联系着科学的“外部”历史(即一方面是关于科学知识的形式与内容之间的关系的描述，另一方面是科学知识在社会、经济和风俗方面的应用)。如我们已经说过的，我们现在唯一感兴趣的正是科学论述的特殊性质和含义，这科学论述通过和神学说教的共鸣而被放大。 　　李约瑟讲了十八世纪的中国文人在祝贺耶稣会宣告近代科学的胜利时所用的讽刺话。在十八世纪的中国文人看来，自然界被一些简单的可知的法则所统治的思想成了以人类为宇宙中心的愚昧的最好例证。李约瑟相信这个“愚昧”有其深刻的文化根源。为了说明西方概念与中国概念的巨大差别，他引述了中世纪的动物审判案。在某些场合，像被推测为下了蛋的公鸡那样的怪物被严肃地处死或烧掉，因为它们违反了自然的法则，而后者是与上帝的法则等同的。李约瑟解释了，在中国同样的公鸡将怎样很可能只会谨慎地消失。它没有犯任何罪，但它的怪事是与自然和社会的谐和相抵触的。如果这只公鸡的怪事被人知道了，那末地方官吏甚至皇帝就会发觉他们自己处于难以对付的境地。李约瑟评论说，依照在中国占统治地位的哲学概念，宇宙是在自发的谐和之中，现象的规则性并不是来自外部的当权者。相反，自然、社会和天国中的这个谐和发源于这些过程中存在的平衡，这些过程是稳定的，互相依存的，并在非一致的谐和中彼此共鸣。假如涉及到什么法则的话，那末它将是任何人(不管是上帝还是凡人)所未曾想象过的法则。这样的法则也一定要用人所不可解释的语言表达，而不是在我们自己想象中的一个造物者所建立的法则。 　　李约瑟以提出下面的问题来作为结束： 　　在近代科学的观点上，自然“法则”中当然没有命令和职责等提法的任何残余。这些提法现在被想象为统计的规则，即只对给定的时间和空间有效。如卡尔·皮尔逊(Karl　Pearson)在著名章节中指出的，那样，这些提法是描述而不是处方。在从马赫到爱丁顿的整个时期中，在表述科学定律时主观性的确切程度经过了激烈的辩论，这样的问题不能在此作进一步讨论。问题是，要达到对这样的统计规则及其数学表达的认识，除了西方科学所实际走过的路以外，还有没有其他的路可走。认为可对下蛋的公鸡依法起诉的想法，在后来具有产生开普勒的性能的文化中可能会是必要的吗？ 　　现在必须强调指出，科学论述绝不仅是传统宗教观点的变换。经典物理学所描述的世界显然不是《创世记》的世界，在《创世记》的世界里上帝创造了光、天、地，以及活着的万物，并且在这个世界里，上帝从未停止活动，即促使人向着某种历史疾驰，在那里，他得救的命运濒于危险之中。经典物理学的世界是一个非永恒的世界，如果它是创造出来的话，那末它一定是一下子创造出来的，就像工程师创造机器人然后让它自由行动一样。在这种意义上，物理学的发展确实既与宗教又与传统哲学对立。然而，我们知道，基督上帝实际上是被召唤来为世界的可理解性提供基础的。事实上，人们在此可以说到一种在主张世界不得不由于它对上帝的完全屈从而承认上帝万能的神学家的兴趣和寻找一个可数学化过程的世界的物理学家的兴趣之间的“汇合”。 　　无论如何，被近代科学破坏了的亚里士多德世界对于这些神学家和物理学家来说都是不可接受的。这个有序的、和谐的、分层次的和合理的世界太独立了，在其中居住的人类太有力和太能动了，而且他们对绝对权威的奴性太可疑且对许多神学家的需要来说太有限了。另一方面，它又太复杂并具有太大的质的差别，以致无法被数学化。 　　近代科学的这个“机械化”的本性是依据一个使其受到完全统治的计划建立和管理的，但它并不知道这个计划。这个本性为其创造者增光，并因此而令人羡慕地适合于神学家和物理学家的需要。尽管莱布尼兹努力论证数学化是与一个可以显示能动的和性质上不同的行为的世界相容的，但是科学家和神学家还是联合起来，努力把自然描述成一个没有思想的、被动的机构，而这基本上是和自由以及人类思想的目标不相容的。“一个呆笨的事情，无声、无臭、无色，仅仅是事物的混乱，无尽头，无意义”，如怀特海所观察的那样。这个基督的自然被剥夺了使人能与自然“演化”的古老和谐打成一片的任何特性，让人去和上帝面对面，因而它和只需用一种语言而不必用莱布尼兹所听到的上千种数学声音就足以描述的那种自然汇合起来了。 　　神学也许还能帮助我们评论人在吃力地解释统治世界的法则时所处的奇特地位。人类断然不是他客观描述的自然的一部分；他从外部去统治自然。的确，对于伽利略来说，按照上帝的形象创造出的人类的灵魂能够掌握作为创造计划的基础的可理解的真理。因此人类的灵魂能逐渐接近上帝自己直觉地、全面地并且在一瞬间占有的世界知识。 　　近代科学家不同于古代原子论者(他们在无神论的罪名下遭到迫害)，也不同于莱布尼兹(他被怀疑犯了否认仁慈和人类自由存在的过错)。近代科学家设法提出了他们事业的一个在文化上可被接受的定义。纳入服从于自然法则的躯体的人类思想可以用实验装置来逐渐达到这样的优势地位(上帝自己正是从这个地位俯瞰世界的)，达到这样的神明方法(我们的世界就是该神明方法的明确表达)。不过，人类思想本身却留在它所完成的成果的外面。科学家可以把组成自然结构的每一件东西，如它的气味、颜色等，描写为次级性质，这些性质不是自然的一部分，而是思想加在其上的。自然的减色是与一切躲避它的东西的增光，上帝和人的增光并驾齐驱的。 　　1.6经典科学的局限性 　　我们已经尝试着描述了科学实践与形而上学信念紧密耦合的那种独特的历史情形。伽利略以及他的追随者们提出了中世纪建设者们所提出的同样问题，但是放弃了他们的经验知识，以便借助于上帝去断定世界的简单性和实验方法所要求和解释的语言的普适性。这样，作为近代科学的基础的这个基本神话可以看作是这个特殊复杂性的产物，该复杂性在中世纪末建立起经济、政治、社会、宗教、哲学和技术各因素之间共鸣和相互放大的条件。但是，这个复杂性的迅速分解使经典科学在一种变了形的文化中处于困境并受到孤立。 　　经典科学是在人和上帝的同盟所统治的文化中诞生的，人居于神明的秩序和自然的秩序之间，而上帝是理性的和可理解的立法者，是我们按照自己的形象想象出来的最高建筑师。经典科学经历了这个文化和谐的瞬间而存在下来。这个和谐曾使哲学家和神学家有资格去从事科学活动，使科学家有资格去解释和表达有关神明在创世工作中的智慧和能力的观点。得到宗教和哲学的支持，科学家们相信他们的事业是自给自足的，就是说它用尽了合理研究自然现象的一切可能性。科学描述与自然哲学之间的关系在这个意义上并非必须被证明是正当的。不言而喻，科学和哲学是汇合在一起的，科学发现了权威性的自然哲学的原理。但奇怪的是，科学家所经验的自足性，其寿命比中世纪上帝的离去和神学提供的认识论保证的撤退还要长久。最初大胆的赌注已变成了十八世纪胜利的科学，即发现了天体和地球运动定律的科学，被达兰贝尔和欧拉纳入了一个完整一致的系统中的科学，这一科学的历史被拉格朗日确认为向着完善发展的逻辑成果。这是由路易十四、弗里德里希二世和凯瑟琳大帝等人的绝对君权所建立的科学院给予了荣誉的科学，是使牛顿成为民族英雄的科学。换句话说，这是成功的科学，它确信：自然已被证明是透明的。拿破仑曾经问拉普拉斯在他的世界体系中上帝的地位如何，拉普拉斯的回答是：“我不需要这个假设!” 　　近代科学的二重性含意，要和它的主张一样存在下去。对于拉普拉斯的科学(在许多方面它仍是今天科学的经典概念)来说，描述的客观性已到了这样的程度，即观察者是排除在其外的，描述本身来自当然是处于世界之外的某一点，就是说来自神明的观点，凭上帝的想象所创造出的人的灵魂从一开始就接近这个观点了。因此，经典科学的目标仍是发现关于世界的唯一真理，发现解释整个自然的那一种语言——今天我们应说是基本水平的描述，从这描述出发，每个存在的事物都能被推演出来。 　　关于这个基本观点，让我们引述爱因斯坦的话，他把我们所谓作为近代科学的基础的基本神话准确地用现代术语翻译出来： 　　理论物理学家的世界图像在所有这些可能的图像中占有什么地位呢？它在描述各种关系时要求尽可能达到最高标准的严格精确性，这样的标准只有用数学语言才能达到。另一方面，物理学家对于他的主题必须极其严格地加以限制：他必须满足于描述我们的经验领域里的最简单事件；企图以理论物理学家所要求的精密性和逻辑完备性来重现一切比较复杂的事件，这不是人类智力所能及的。高度的纯粹性、明晰性和确定性要以完整性为代价。但是当人们畏缩而胆怯地不去管一切不可捉摸和比较复杂的东西时，那末能吸引我们去认识自然界的这一渺小部分的究竟又是什么呢？难道这种谨小慎微的努力结果也够得上宇宙理论的美名吗？ 　　我认为，是够得上的；因为，作为理论物理学结构基础的普遍定律，应当对任何自然现象都有效。有了它们，就有可能借助于单纯的演绎得出一切自然 　　过程(包括生命)的描述，也就是说得出关于这些过程的理论，只要这种演绎过程并不太多地超出人类理智能力。因此，物理学家放弃他的世界体系的完整性，倒不是一个有什么基本原则性的问题。 　　有一段时间，一些人曾坚持过这样的幻想，即引力(在引力定律中表达出的那种形式的引力)将证明应当把一种固有的生气归因于自然，如果这个引力被推广的话，那末，它应能解释越来越特殊的活动形式的起源，甚至包括组成人类社会的相互作用。但是这个幻想很快就破灭了，至少部分地是作为使科学得到发展的政治、经济和风俗环境所提出的要求的后果而破灭的。我们不打算讨论问题的这个方面，虽然它是重要的。我们这里的观点是要强调：正是这一失败看来要导致建立经典观点的一致性，并证明曾经是个鼓舞人心的信念的那种东西只是一个可悲的真理。实际上，在这以后，显然能和这种对科学的解释相匹敌的唯一解释就是对那个认识世界的方案作出实证主义的拒绝。例如，恩斯特·马赫这个有影响的哲学－科学家(他的思想曾对年轻的爱因斯坦产生过巨大影响)，把科学知识的任务定义为按照尽可能经济的一种次序去安排经验。科学除了对事实的最简单最经济的抽象表达以外，并没有其他有意义的目标： 　　这里我们得到一个线索，它剥掉科学的一切神秘性，并向我们表明它的真正能力是什么。至于具体的结果，则它并没有给我们任何东西是我们在足够长的时间内不以任何方法所不能得到的。……恰如一个人，如果被完全限制在他自己的劳动果实上，他就永远不可能积累财产。但是相反，许多人的劳动累积在一个人的手里就是财富和权力的基础。因此也可以说，除非通过最巧妙的思想节省，以及通过几千个合作者按经济方式安排的经验的精心积累，任何值得一提的知识都不可能被集中到一个人的头脑之中。因为一个人的寿命和天赋能力都是有限的。 　　这样一来，科学之所以有用，便是因为它导致思想的节省。在这种说法里可能有某些真理的成分，但它说出始末原委了吗？这里我们离牛顿、莱布尼兹以及西方科学的其他奠基者有多远啊!他们的志向是给出物理世界的一个有智能的框架。这里，科学引出了一些有益的行动规则，此外再没有别的。 　　这一点把我们带回到我们的出发点，带回到这样的思想上：在一段时期中被当作是文化统一的象征的乃是经典科学，而不是导致我们已描述过的文化危机的那种科学。科学家们发现他们被迫在“科学神话”的雷鸣和“科学严肃性”的寂静之间盲目摇摆，在肯定科学真理的绝对性、普适性和退入作为有效地介入自然过程的实用主义诀窍的科学理论概念之间摇摆。 　　如我们已经说过的那样，我们赞同这样的观点：经典科学现在已经达到了它的极限。这个转变的一个方面是发现了经典概念的局限性，经典概念暗示了可能存在某种“照本来样子”的世界知识。无所不知的存在物，拉普拉斯或麦克斯韦的小妖，或爱因斯坦的上帝，这些在科学推理中扮演如此重要角色的存在物体现着物理学家认为容许他们作的某些外推。由于随机性、复杂性和不可逆性作为实在知识的对象而进入物理学，我们正在离开这个认为在我们对世界的描述和世界本身之间有着直接联系的十分天真的假定。理论物理中的客观性具有一种更为微妙的意义。 　　这个演变被一些意外的附带的发现强加到我们头上。这些发现证明，普适常数(例如光速)的存在限制了我们控制自然的能力。(我们将在第七章中讨论这个意想不到的情况。)于是，物理学家不得不引入一些新的数学工具，使得在感知和解释之间的关系更为复杂。无论现实的意义可能是什么，它总是对应于一种积极的智能结构。科学所给出的描述不再能和我们提问的活动分开，因此不再能被归因于某个无所不知的存在物。 　　在牛顿综合的前夕，约翰·堂恩(John　Donne)曾悲叹过被哥白尼所破坏了的亚里士多德宇宙的逝去，他写道： 　　新哲学召来一切疑虑， 　　火种已被完全掩熄； 　　太阳和地球已经远走高飞， 　　人的智慧不能引导他去将它们寻觅； 　　人们直率地承认这个世界已力尽筋疲， 　　在行星和苍穹中， 　　他们寻找如此多的新世界， 　　然后看到这个世界又重被瓦解为他的“原子”碎粒； 　　一切都化为断片， 　　一切凝聚都已离去。 我们现今文化的破碎砖石，也像堂恩时代的一样，似乎可以被放入一个新的“凝聚”之中。经典科学，简单被动世界的神话科学，已属于过去，它没有被哲学批判或经验主义的抛弃所扼杀，但却被科学自身的内部发展所灭亡。 2现实的同一 　　2.1牛顿定律 　　现在我们来更仔细地看一下由于伽利略、牛顿以及他们的继承人的工作而出现的机械论的世界观。我们要更清楚地了解它的长处——它成功地阐明了的自然界的一些方面——但我们也要估计到它的局限性。 　　自从伽利略以来，物理学的中心问题之一是对加速度的描述。一个令人惊奇的特点就是物体运动状态的变化能够用一些简单的数学术语来表述。今天我们看来这似乎是极平常的。我们还应记得，在许多领域中取得如此成功的中国科学并没有得出运动定律的定量公式。伽利略发现，如果运动是匀速的话，我们就无需寻求这个运动状态的原因，就像不必去问静止状态的原因一样。无论运动还是静止都将永远保持无限的稳定，除非某种事情偶然扰乱了它们。中心的问题是从静止到运动和从运动到静止的变化，以及更一般地说，一切速度的变化。这些变化是如何发生的？牛顿运动定律的精确表述利用了两个汇合在一起的研究成果——一个在物理学中，即开普勒行星运动定律和伽利略落体定律，另一个在数学中，即微分或微积分。 　　怎样才能确定一个不断变化着的速度？我们如何去描述各种量如位置、速度和加速度的瞬时变化，如何描述物体在给定瞬时的状态？为了回答这些问题，数学家引入了无穷小量的概念。无穷小量是一个极限过程的结果，典型地说，它就是在两个相继瞬时之间发生的某个量当这两瞬时之间的时间间隔趋于零时的变化。按这样的方法，变化就被分成许多无穷小的变化的一个无穷序列。 　　在任一瞬间，某个运动物体的状态可以由它的位置r、表征该物体改变其位置的“瞬时趋势”的速度v和表征物体改变其速度的“瞬时趋势”的加速度α确定。瞬时速度和加速度是量度两个无穷小量即在时间间隔△t内r(或v)的变化与该时间间隔△t的比率的量当△t趋于零时的极限值。这样的量就是所谓“对时间的导数”，自莱布尼兹以来一直写成v＝dr/dt 和α＝3v/dt。因此加速度，即导数的导数α＝d2r/dt2，就变成一个“二阶导数”。在牛顿的物理学里，中心的问题就是计算这个二阶导数，即计算构成一个系统的各个点在每一瞬间的加速度。要计算在一个有限的时间间隔内这些点的运动，可以通过积分，即将发生在这间隔内的无穷小速度变化相加。最简单的情形是α为常数(例如，自由落体的α就是引力常数g)。一般地说，加速度本身是随时间变化的。物理学家的任务就是去精确地确定这一变化的性质。 　　在牛顿的语言中，研究加速度意味着去确定作用在所研究的系统中各点上的各种“力”。牛顿第二定律F＝mα指出，作用于任一点的力与该点所产生的加速度成正比。在质点系的情况下，问题较为复杂，因为作用在一个物体上的力在每一瞬间都取决于该系统中各物体间的相对距离，因而在每一瞬间，由于它们自身所产生的运动，作用力是各不相同的。 　　在力学中，一个问题被表达为一组“微分方程”的形式。系统中每一物体的瞬时状态被描述为一个点，且被它的位置以及它的速度和加速度即位置的一阶和二阶导数确定。在任一瞬间，一个力系是系统中各点间距离的函数(r的函数)，它为各个点给出精确的加速度；然后这些加速度带来这些点之间距离的变化，由此又带来在下一瞬间所作用的力系的变化。 　　微分方程组提出了这个动力学问题，与此同时，这些微分方程的“积分”代表该问题的解。它导出轨迹r(t)的计算。这些轨迹包括了动力学认为有关的一切信息，它们的计算给出对该动力学系统的完整描述。 　　因此，这一描述包含两个要素：一个要素是每一点在某个瞬间的位置和速度，这一瞬间通常叫做“初始瞬间”。另一个要素是把动力学的力和加速度关联起来的运动方程。动力学方程的积分将从这个“初始状态”出发逐渐伸展到相继的状态，即组成系统的各物体的轨迹的集合。 　　牛顿科学的胜利就是发现了：一个力，即引力，既决定了天空中行星和彗星的运动，也决定了落到地球上的物体的运动。无论考虑什么成对的物体，牛顿系统指出，它们被同一个引力所联接。牛顿动力学从而成为更加普适的了。描述质量之间怎样倾向于互相接近的引力定律的定义没有涉及现象的任何尺度问题，它能同样好地适用于原子、行星以及银河系中恒星的运动。任何物体，不论大小，都有质量，都可以作为牛顿相互作用力的源头。 　　由于在任意的两个物体之间都有引力存在着(两个质量分别为m和m′且相距r的物体，其引力为kmm′/r2，其中k是牛顿引力常数，约等于6.67厘米3/克秒2)，因此，唯一真确的动力学系统应是整个宇宙。任何局部的动力学系统，例如我们的行星系统，只能近似地定义，也就是说，和那些需计及其效果的力相比起来较小的力被忽略了。 　　必须强调指出，无论选取任何动力学系统，运动定律都可表示为F＝ma的形式。除去引力以外，其他类型的力可能被发现(并且实际上已被发现了——例如，电的吸引力和排斥力)，因而运动定律的经验内容应作某些修改。但是不管怎样，将不修改它们的形式。在动力学的世界里，变化等同于加速或减速。运动定律的积分导出粒子所遵循的轨道。因此，变化的规律，即时间对自然的作用的规律，是用轨道的特性来表示的。 　　轨道的基本特性就是合法性、决定性和可逆性。我们已经看到，为了计算一个轨道，除了我们关于运动定律的知识以外，我们还需要凭经验确定出这个系统的某一瞬时状态。然后利用一般的运动定律从这个“初始状态”推演出系统随着时间的推移所经历的一系列状态，就好像逻辑推理从基本前提推演出结论一样。值得注意的一点是，一旦知道了作用力，任何一个态都足以完全确定该系统，不但确定它的未来，而且确定它的过去。因此，在任一瞬间，一切都是给定的。动力学把所有的状态都定义成是等价的：每一个状态都允许沿着轨道计算出所有其他状态，这轨道连接着所有的状态，无论是过去的状态还是未来的状态。 　　“一切都是给定的”，这个被柏格森反覆强调过的经典力学的结论标志着动力学所描述的现实性。任何事物都是给定了的，但是任何事物也是可能的。一个有能力去控制动力学系统的人可以这样地去计算正确的初态，使得系统在某一选定时刻“自发地”达到被选定的状态。动力学定律的普遍性是与初始条件的任意性相提并论的。 　　动力学轨道的可逆性是被所有的动力学奠基者明确指出的。例如伽利略和惠更斯在描述因果之间等价性的含义且以此作为他们对运动作数学描述的基础时，他们筹划出一些假想实验，比如一个弹性球在地面上的反弹。由于其瞬时速度的倒转，这样的物体将返回到其初始位置。动力学使所有的动力学变化具有这个可逆的特性。这个早期的“假想实验”说明了动力学方程的一般数学特性。这些方程的结构意味着，如果系统所有点的速度被倒过来，那末这个系统将会实现“时间倒流”，它将回溯到它在以前的变化中所经历过的各个状态。动力学把某些变化，比如时间反演t→－t和速度反演v→－v，定义为在数学上是等价的。一个动力学变化所得到的东西可以被另一个(由速度反演所确定的)变化抵消，这样便恰好恢复到原来的状态。 　　可是，动力学中的这种可逆的特性带来了一个困难，其充分意义仅当量子力学引入之后才表现出来。操作和测量在本质上是不可逆的。于是，按定义，能动的科学与它所描述的理想化的可逆世界无关。从更一般的观点来看，可逆性可以看作是动力学所描述的世界的“奇妙”的真正象征。每个人都熟悉倒着放映的影片所产生的荒谬结果——火柴被它的火苗再生，打破的墨水瓶在墨水注回到它里面之后又完整地回到桌面上，树枝重新长得幼小并变成新芽。在经典力学的世界里，这样的事件被认为是和普通事件一样可能的。 　　我们非常习惯于我们早年在学校中学到的那些经典动力学定律，以致我们竟时常意识不到这些定律所依据的假定是多么大胆。所有轨道均为可逆的世界的确是一个奇怪的世界。另一个使人吃惊的假定是初始条件与这些运动定律完全无关。拿起一块石头并以某个初始速度投出(初始速度只受到人的体力的限制)是可能的，但是像由许多粒子组成的气体那样的复杂系统，情形又是怎样呢？显然，我们不再能够给出任意的初始条件。初始条件一定是动力学演变本身的结果。这是一个重要的问题，我们将在本书的第三部分回到这个问题上来。但是，无论经典动力学有怎样的局限性，今天，在三个世纪之后，我们只能羡慕经典动力学奠基者们所发现的方法的威力和逻辑上的一贯性。 　　2.2运动和变化 　　亚里士多德把时间作为变化的度量，但他完全懂得自然变化的质的多样性。在动力学中还是只有一种变化，一个“过程”，那就是运动。自然变化在性质上的千差万别都归结为研究物体的相对位移。时间是一个参量，这些位移用它才可以被描述。这样，空间和时间在经典动力学世界中不可分地联系在一起(见第九章)。 　　用原子论者关于变化的概念与动力学的变化作一对比是很有意思的。原子论者的变化概念在牛顿表述其定律的时候曾享有显著的厚遇。实际上，看来不仅笛卡儿、伽桑狄和达兰贝尔，而且连牛顿本人都相信坚硬原子之间的碰撞是运动变化的最终的、而且或许是唯一的源泉。不过，动力学的和原子的描述有根本的不同。实际上，力学方程所描述的加速度的连续性与硬粒子之间瞬时碰撞的不连续性有明显的区别。牛顿已注意到，和动力学相矛盾，在每一次硬碰撞中都引起运动的不可逆性的损耗。唯一可逆的碰撞，也就是说唯一符合于动力学定律的碰撞，是所谓“弹性”碰撞，即动量守恒的碰撞。但是“弹性”的复杂性质怎么能够适用于被假定为自然界基本元素的原子呢？ 　　另一方面，在一个不大要求专门技术的水平上，动力学运动定律看来和通常被认为是原子之间碰撞的属性的随机性是矛盾的。古代的哲学家们已经指出，任何自然过程都能够通过原子的运动和原子间的碰撞用多种不同的方法来加以说明。对于原子论者来说，这不是个问题，因为他们的主要目的是描述一个没有神的、没有法规的世界，那里人们是自由的，能够指望在任何神的或自然的秩序中既不会受到惩罚也不会得到报酬。但是，经典科学是工程师和天文学家的科学，是行动和预言的科学。基于假想原子的推测不能满足它的需要。相反，牛顿的定律却为预言和操作提供了一个手段。从此，自然变成有规律的、驯良的和能预言的，而不再是混沌的、不守秩序的和随机的。但是，在那原子不停地结合和分离着的、动荡不安的世界与那个被牛顿定律、即一个数学公式(对应于向着重复的未来而展开的永恒真理)所统治的不变的动力学世界之间有什么联系呢？在二十世纪，我们再次碰见规律性与随机事件之间的冲突。正如柯伊莱所说的，这个冲突曾使笛卡儿苦恼过。从十九世纪末起，伴随着气体动力论，原子的混沌便重新使物理学成为一个整体，动力学定律和统计描述之间的关系问题贯穿到物理学的核心，它是今天动力学更新的关键因素之一(见第三编)。 　　可是，在十八世纪，这个矛盾似乎要导致一种僵局。这可以部分地解释当时某些物理学家对牛顿的力学描述的重要性所感到的疑惑。我们已经注意到，碰撞可以导致运动的损耗。他们因此推断在这种非理想的情况下，“能量”并不守恒，而是不可逆地耗散了(见第四章第3节)。所以原子论者不得不把动力学看作是一个极限值的理想化。从而在一个很长的时间里，欧洲大陆的物理学家和数学家如达兰贝尔、克雷洛(Clai－raut)和拉格朗日等抵制过牛顿主义的诱人的魅力。 　　牛顿的变化概念的根据在哪里？这个概念是理想机械(在那里，运动通过接触在各零件之间传递，没有碰撞或摩擦)的科学与远距离相互作用的天体的科学的一个综合。我们已看到，它和基于随机碰撞概念的原子论正相对立。但是这一点能够证明某些人的下述看法吗？他们相信，牛顿动力学代表了思想史上的一次决裂，一个革命性的新事物。实证主义的历史学家在讲述牛顿如何摆脱了预想概念的符咒并且有勇气从行星运动和落体定律的数学研究中推断出“万有”引力的作用时，他们所主张的正是这一点。我们知道，正好相反，十八世纪的唯理论者强调在牛顿的“数学”力和传统的玄妙性之间有明显的类似。幸好，这些批评家并不知道牛顿力的后面所隐藏着的奇怪故事，因为牛顿在谈到力的性质时小心翼翼地宣布的“我不构造任何假设”的声明后面潜伏着一个炼金术士的感情。现在我们知道，牛顿在进行数学研究的同时，曾用了三十年的时间研究古代炼金术，并曾进行过艰难的实验室实验去探索实现合成金子这一杰作的方法。 　　近来，有些历史学家已经走得如此地远，以致提出：统一天和地的牛顿的综合是一个化学家而不是一个天文学家的成就。牛顿力使物质“具有生命”，在术语的更强意义上来说，它组成了自然界的活性，因此这个力是牛顿作为化学家所观察和操纵的力即化学“亲和力”的继承者，这个化学亲和力不停顿地形成和分裂新的物质组合。当然，天体运行的轨道所扮演的角色仍具有决定意义。还是在他开始进行认真的天文学研究的时候——大约1679年，牛顿显然仅指望在天空中找到新的吸引力，这种力类似于化学力，并且或许较容易地从数学上去研究。六年以后，这一数学研究产生了意想不到的结论：行星之间的力和使自由落体加速运动的力不仅相似，而且就是同一个力。引力不是专对每个行星的，对于围绕地球的月亮，对于行星，甚至对于穿过太阳系的彗星，引力都是同一个。牛顿开始打算在天空中发现一些和化学力相似的力：一些特殊的亲和力，对于不同的化合物它们是不同的，而且给不同的化合物以不同性质的活性。他实际上发现的却是一个普适的规律，正如他所强调的，这个规律能适用于自然界中的所有现象——无论是化学的、机械的或者是天体的现象。 　　因而，牛顿的综合是一个奇迹，它是一个意想不到的令人目瞪口呆的发现，科学界通过把牛顿作为近代科学的象征来纪念这个发现。尤其使人吃惊的是：自然界的基本密码竟在一个简单的创造行为中被打破。 　　有一个很长的时期，这个突如其来的自然的饶舌，这个英国摩西的胜利，招来了欧洲大陆唯理论者的理智的愤慨。牛顿的工作被看作是纯粹经验的发现，因而它同样可以从经验上被驳倒。在1747年，欧拉、克雷洛和达兰贝尔这些在当时无疑是最伟大的科学家得出同样的结论：牛顿错了。为了描述月球的运动，必须给吸引力以更复杂的数学形式，使它成为两项之和。随后的两年中，他们当中的每一个都相信自然已经证明牛顿错了，而且这一信念是使人兴奋而不是使人沮丧的源泉。物理学家根本不把牛顿的发现看作是物理科学本身的同义语，他们一起轻率地想把牛顿的发现丢弃掉。达兰贝尔甚至为了寻找新的证据去反对牛顿并且对牛顿“投井下石”而感到有些不安。 　　仅有一个勇敢的声音在法国升起来，反对这个裁决，这就是布丰，他在1748年写道： 　　物理学定律作为一个定律仅仅凭借如下的事实，即它易于测量，它所描述的范围不仅总是相同的而且实际上是唯一的……M.克雷洛对牛顿系统提出了异议，但这充其量也只不过是个异议而已，它决不会成为、也不可能成为一个原理，应当设法克服它而不是把它变成一种理论，其全部结果仅依据某个计算。因为正如我所说的，人们可以用计算的方法表示任何事物但结果什么也得不到；如果允许对一个物理学定律例如吸引力的定律增加一个或多个项。那末我们所作的仅仅是增加任意性而不是表现现实。 后来，布丰宣布了什么将成为化学的研究纲要，虽然仅是短期的纲要： 　　亲和力定律(由于它，不同物质的成分彼此分离出来，组合在一起形成均匀物质)和支配着一切天体彼此相互作用的普遍规律一样，它们以同样的方式作用，具有质量和距离的同样比率。一个水的小球、石头的小球或金属的小球对另一小球的作用如同地球对月球的作用一样。如果化学亲和力的规律到目前为止还被认为和重力规律不同，那是因为它们还没有被充分地了解，没有被完全地把握住；那是因为问题的整个范围没有被考虑到。在天体的情况下，由于涉及的距离极大而对物体间相互作用的规律影响很小或没有影响的形状，当距离非常小或等于零时就反过来成为十分重要的了……我们的子侄将可能通过计算达到这个知识的新领域［即从基本物体的形状上推演出它们之间相互作用的定律］ 。 　　历史要证明自然主义者是对的，对于他们来说，力不仅是数学技巧，而且是新的自然科学的真正本质。后来，物理学家被迫承认了他们的错误。五十年以后，拉普拉斯能够写出他的《宇宙的系统》(Systèmedu　Monde)。万有引力定律成功地经受了各种考验，许多场合看起来是要反驳它的，却被转变成对它的有效性的出色证明。在同一时间，特别在布丰的影响下，法国化学家再次发现在物理学的吸引力与化学的亲和力之间存在着奇特的类似。不顾达兰贝尔、孔狄亚克和孔多塞(这些人的坚定的唯理论与这些模糊的和贫乏的“类似”毫不相容)的冷嘲热讽，他们以相反的方向——从恒星到物质的方向踏上了牛顿的道路。 　　到十九世纪初，牛顿的纲领，即把一切物理化学现象归结为力(除了万有引力的吸引力以外，包括使物体膨胀和促进融解的热的排斥力，以及电力和磁力)的作用，已经变成拉普拉斯学派的正式纲领。当拿破仑统治欧洲的时候，这个学派统治了科学界。 　　十九世纪初叶看到了伟大的法兰西小学教育的兴起和大学的改组。这个时期科学家变成了教师和职业研究人员，并接受了培养其接班人的任务，这也是第一次试图提出一种知识综合，把它收集到教科书和通俗读物中的时期。科学不再在沙龙里讨论，它被讲授或普及。它已成为关系到职业舆论和教师权威的事情。第一次舆论的焦点是牛顿系统：在法国，布丰的信念终于战胜了欧洲启蒙运动的理性怀疑论。 　　牛顿在英国被神化的一个世纪之后，安培的儿子附和蒲柏的墓志铭里的话，写下了如下几行夸张的诗句： 　　宣告科学救世主的来临， 　　开普勒已驱散了凯旋门上的阴云。 　　于是， 　　圣经自此编成。 　　这是人的圣经， 　　他看到了柏拉图曾敬重的上帝， 　　这个人就叫做牛顿。 　　他来了，他揭示出最高的原则， 　　永恒、普适、唯一，就像上帝自身。 　　万物都肃静下来，听他说道：吸引， 　　这个词正是那造物的字音。 　　在一个虽然很短却留下不可磨灭的印记的时期，科学曾是得意洋洋的。它受到一些强大国家的承认和尊敬，它被作为一个相容的世界概念的持有者而受到欢呼。由于拉普拉斯的崇拜，牛顿成了这个黄金时代的普遍象征。这是一个愉快的时刻，的确，在那时科学家们参与整个社会支持和鼓励的公共事业，不但被他们自己而且被其他人看作是进步的先驱。 　　今天在场论、相对论和量子力学出现以后，牛顿的综合又有何意义呢？这是一个复杂的问题，对这一问题我们将有机会回过来讨论。现在我们知道，自然界并不总“和她自己一致和协调”。在微观的层次上，经典力学的定律被量子力学的定律所代替；同样地，在宇观的层次上，相对论物理学代替了牛顿的物理学。但是经典物理学仍然是自然的参考点。而且我们已经把它定义为决定论的、可逆的、静态的轨道的描述，从这个意义上说，牛顿动力学仍旧可以说是物理学的核心。 　　当然，经典动力学的表述自牛顿以来经历了深刻的变化。这是各个时代的一些最伟大的数学家和物理学家如哈密顿和彭加勒工作的结果。简单地说，我们可以分出两个时期。首先有一个明确化和一般化的时期。在第二个时期里，经典动力学赖以成立的那些概念，比如初始条件和轨道含义等概念，已经受到了批判性的修正。这些修正甚至发生在那些(与量子力学和相对论相比之下)经典动力学保持有效的领域之中。在写作本书的时刻，即二十世纪末，我们仍然处于这第二个时期。现在让我们转向被十九世纪科学家所发现的动力学的一般语言。(在第九章，我们将简要地叙述经典动力学在我们这个时代的复活。) 　　2.3动力学的语言 　　今天经典动力学可以写成非常简洁和优美的公式。我们将看到，一个动力学系统的所有性质都可以用一个函数即哈密顿函数来概括。这个动力学的语言给出惊人的一致性和完整性。对每一个“合理”的问题，都可以给出一个毫不含糊的表述。难怪动力学的结构不但迷住而且吓呆了十八世纪以来的想象。 　　在动力学中，同一个系统可以从不同的角度加以研究。在经典动力学中，我们可以通过一个变换，一个变量替换，从一个观点变到另一个观点，在这个意义上，所有这些观点都是等价的。我们可以说出使动力学定律有效的各种等价的表示法，这些不同而又等价的表示法组成了动力学的一般语言。用这个语言可以使经典动力学认为它所描述的系统具有的静态性质成为明确的：对于许多种类的经典力学系统，时间看来仅仅像是一个附带的东西，因为对它们的描述能归结为对非相互作用的机械系统的描述。为了用简单的方法讨论这些重要的结果，让我们从能量守恒原理开始。 　　在理想的、无摩擦的、无碰撞的动力学世界中，机械效率为1，也就是说，包含该机械的这种动力学系统仅仅传递它所得到的全部运动。得到一定量的势能的某个机械(例如，压缩的弹簧，举起的重物，压缩的空气)能够产生相当于“等”量动能的运动，这动能的量正好等于为恢复这机械产生该运动时消耗的势能所需要的量。最简单的是仅仅考虑重力的情况(它适用于简单机械，如滑轮、杠杆、绞盘等等)。在这种情况下，容易建立起原因和结果之间的全面的等效关系。一个物体下落的高度h，完全确定当它落下时所得到的速度。因此，一个质量为m的物体无论垂直下落，或沿斜面下滑，或沿着一个盘型轨道滚下，它所得到的速度(v)和动能(mv2/2)仅仅取决于下落的高度，并能使该物体回到原来的高度。上升运动隐含的克服重力所作的功恢复了系统在下落时所失去的势能mgh。另一个例子是摆，在那里动能和势能交替地由一个转变为另一个。 　　当然，如果取代落到地球上的物体，我们现在讨论一个相互作用的物体系，情况就较不容易想象。不过仍然是，在每一瞬间动能的总变化恰好补偿由于系统中各点之间距离的变化而产生的势能的改变。这里，在一个孤立的系统中能量也是守恒的。 　　取决于质点相对位置的势能(或“势”，通常用V表示)是这样一个一般化的量，它使得机械的制造人员能够计算一个机械由于它的空间结构发生变化而产生的运动(例如，机器某个零件的质量为m，其高度的变化给它一个势能mgh)。而且，势能允许我们去计算每一瞬间作用于所描述的系统不同点上的力的集合。在每一点，势能相对于空间坐标q的导数，量度着沿坐标方向作用于这一点的力。这样，牛顿运动定律就能不用力而用势函数作为主要的量来表述：在每一瞬间，一个质点的速度(或动量p，即质量和速度的乘积)的变化用势能对该质点的坐标q的导数来量度。 　　在十九世纪，这个表述是通过引入一个新的函数即哈密顿函数H而被推广的。这个函数就是总能量，即系统的势能与动能之和。然而，这个能量不再能用通常记作q和dq/dt 的位置和速度来表达，而是用所谓正则变量即坐标和动量来表达，其标准的符号是q和p。在例如一个自由粒子的简单情况下，速度和动量之间有一个简单的关系(p＝mdq/dt)，但是在通常情况下这个关系是比较复杂的。 　　一个函数，即哈密顿函数H(p，q)，便完全地描述了一个系统的动力学过程。我们所有的经验知识都放进了H的形式之中，一旦知道了这个函数，至少在原则上我们可以解答我们可能感兴趣的一切问题。例如，坐标和动量对时间的变化可以简单地用H对p或q的导数给定。这个动力学的哈密顿表述是科学史上最伟大的成就之一。它逐步发展到包括电和磁的理论，它也被用在量子力学中。当然，在后者的情况下，正如我们以后将看到的，哈密顿量H的意义必须加以推广，这时，它不再是坐标和动量的简单函数，它变成一种新的实体，变成一个算符。(在第七章中我们将回到这个问题上来。)无论如何，哈密顿的描述在今天仍旧十分重要。通过哈密顿函数的导数给出坐标和动量随时间变化的方程就是所谓的正则方程，它们包含了全部动力学变化的一般性质。这里，我们得到了把自然数学化的胜利。经典动力学所适用的一切动力学变化都可以归结为这些简单的数学方程。 　　利用这些方程我们可以验证上面提到的经典动力学所隐含的一般性质。正则方程是可逆的：时间反演和速度反演在数学上是等价的。正则方程也是守恒的：用正则变量即坐标和动量表达了系统能量的哈密顿函数通过它在时间过程中所导致的变化而使自己守恒。 　　我们已经注意到这里存在着许多种观点或“表示”，在这些表示中运动方程的哈密顿形式是保持不变的。它们对应于坐标和动量的各种选择。基本的动力学问题之一是考查我们究竟怎样能够选择一对正则变量q和p，以便得到尽可能简单的动力学描述。例如，我们可以寻找正则变量使哈密顿函数化为动能而只取决于动量(而不取决于坐标)。值得注意的是，在这种情况下动量成为运动常数。实际上，正如我们所见，根据正则方程，动量随时间的变化依赖于哈密顿函数对坐标的导数。当这一导数等于零时，动量的确成为运动常数。这与“自由粒子”系统中发生的情形相似。通过一个表示的变换“消去”相互作用，我们就得到一个自由粒子系统，我们将把能这样作的系统定义为“可积系统”。于是，任何可积系统都可以被表为单元的集合，每一个单元孤立地变化，与所有其他单元完全无关，并处于亚里士多德认为天体所具有的永恒的和不变的运动之中(图1)。 　　图1同一动力学系统的两种表示：(a)作为相互作用着的点的集合，波纹线代表各点之间的相互作用；(b)作为性状互不相关的点的集合。势能被消除了，它们各自的运动并不明显地依赖于它们的相对位置。 　　我们已经注意到在动力学中“一切都是给定的”。这意味着从最初的瞬间开始，运动的各个不变量的值就都是确定了的。没有任何事情可以“发生”或“产生”。这里，我们来到了科学史上富有戏剧性的时刻之一，这时对自然的描述几乎归结为一幅静止的图画。的确，通过变量的灵巧变换，能够把所有的相互作用消掉。人们曾经相信能简化为自由粒子的可积系统是动力学系统的原型。几代物理学家和数学家艰苦地试图为每一种系统寻求能消去相互作用的“恰当”变量。一个受到非常广泛研究的例子就是三体问题，这或许是动力学史上最重要的问题。既受地球又受太阳影响的月球的运动，就是这个问题的一例。人们作了无数次尝试去把它表述成一个可积系统的形式，直到十九世纪末，布伦斯(Bruns)和彭加勒证明了这是不可能的。把世界化为没有相互作用的自由单元的努力失败了。这是人们没有料到的奇事，事实上，这个意外的奇事宣告了从可积系统出发进行的对动力学的所有简单外推的结束。布伦斯和彭加勒的发现证明了动力学系统并不是同构的。简单的可积系统确实可以被约化为非相互作用的一些单元，但是一般说来相互作用是不能被消掉的。虽然这个发现在当时还了解得不那么清楚，但它暗示出，认为动力学世界是均匀的、可以约化为可积系统概念的信念死亡了。因而自然作为一个进化着的相互作用的多重世界，抵制把它约化为一个没有时间的普适图式。 　　与此同时，出现了一些指向同一方向的其他迹象。我们已经提到，轨道相当于决定论的定律，一旦给出了初始状态，动力学的运动定律允许计算未来或过去任一点的轨道。然而，在某些奇点上，轨道可能变成本质上不确定的。例如，一个刚性的摆可能显示出两种不同质类型的行为，即它可能围绕悬点摆动，也可能旋转。如果初始的推动刚好足以使它以零速度进入垂直位置，那末它将下落的方向，从而它的运动性质，就都是不确定的。一个无限小的扰动足以使它旋转或是振动。(这个运动的“不稳定”问题将在第九章详细地讨论。) 　　重要的是，麦克斯韦已经强调了这些奇点的重要性。在描述了火药棉的爆炸之后，他继续说道： 　　在所有这样的情形中有一个共同的事实——系统具有一定量的势能，它能够被转化为运动，但是在系统达到一定的构形之前，不能开始这一转变，获得该构形需要耗费一定的功。在某些情况下，功的耗费可能是无限小，因此通常它并不和此后所得出的能量成一定的比例。例如，岩石被风霜松开并在山边某一特定地点保持平衡，一个小小的火花点燃巨大的森林，一句话引起一场世界战争，一次小小的犹豫制止一个人实现他的愿望，一个小小的孢子使所有的马铃薯枯萎，一个小的胚芽使我们成为哲学家或者白痴。在一定水平之上的所有存在都有它的奇点，水平越高，奇点就越多。在这些点上，物理量值太小以致不被有限的存在物所重视的那种影响，却可能产生出最重要的结果。由人类的努力产生的所有重大成果都取决于当那些特定状态出现时去利用它们。由于缺少适当的数学方法去识别包含这样的奇点的系统，由于缺少化学的和生物学的知识(我们以后将看到，这些知识在今天使我们能更深刻地洞察这些奇点所起的真正本质的作用)，这个想法没有得到更进一步的详尽阐述。 　　尽管如此，从莱布尼兹的单子时代(见第4节的结论)起直到今天(例如玻尔模型中电子的定态，见第七章)，可积系统一直是动力学系统的典型模型，物理学家试图把实际上是极特殊的一类哈密顿方程才有的那些性质加以扩充，以便包括所有的自然过程。这是十分可以理解的。这一类可积系统是直至最近唯一被透彻地探讨过的。另外，一个能够提出所有问题的封闭系统，只要它不把这些问题规定成没有意义的，就总是和迷人的力量联系在一起。动力学是这样的一种语言，它是完备的，按定义它是和它所描述的世界共存的。动力学语言假定所有的问题，无论是简单的还是复杂的，都是彼此相似的，因为动力学语言总可以用同样的一般形式把它们提出来。这就引导人们得出这样的结论：从其解答的观点来看，所有的问题也是彼此相似的，积分过程的复杂性多些少些都不会产生什么新的东西。正是这个内在的均匀性，我们现在知道是错误的。而且，只要所有可观察量都以某种方式与运动有关，那末机械的世界观便是可以被接受的。事实不再是如此。例如，不稳定粒子具有一个和运动有关的能量，但是这个能量还具有寿命，这是一种完全不同类型的可观察量，它与不可逆过程具有更密切的关系，我们将在第四章和第五章中论述它们。在理论科学中引入一些新的可观察量的必要性，过去是，今天仍然是使我们摆脱机械世界观的动力之一。 　　2.4拉普拉斯妖 　　上述动力学描述的外推有一个标志，就是拉普拉斯所想象的小妖，它能在任意给定瞬间观察组成宇宙的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。当然，谁也不曾梦想有一天某个物理学家能从拉普拉斯妖所占有的知识那里得到什么好处。拉普拉斯自己也仅仅是利用这个编造出来的故事来说明我们的无知所达到的程度，以及对某些过程的统计描述的需要。拉普拉斯妖的疑难不是与一个对事件进程的决定论的预言是否在实际上可能的问题有关，而是与这个预言是否在原则上、在理论上可能的问题有关。这个可能性看来是蕴含在机械论的描述之中，这机械论的描述具有基于动力学定律和初始条件的二元性。 　　事实上，即使我们对于初始状态的无知在实践上排斥决定论预言的任何可能性，动力学系统还是被决定论的定律所支配的。这个事实使得拉普拉斯妖所看到的系统的“客观真理”可以与由于我们的无知而造成的经验局限性区分开来。在经典动力学的范围内，决定论的描述可能在实践上是不可达到的，但它仍然是确定一系列不断增加准确性的描述的极限。 　　在经典力学的复活中，就是这个由动力学定律和初始条件所组成的二元性的一致性受到了挑战，这我们将在第九章中讨论。我们将看到，运动可以变得如此复杂，轨道的类型可以如此地各种各样，以致任何观察，无论其精度如何，都不能引导我们去决定确切的初始条件。但是那样一来，使这个经典力学得以构成的二元性的基础就打破了。我们只能预言一束轨道的平均行为。 　　近代科学在人与自然的泛灵论同盟的破裂中诞生。人类好像在亚里士多德的世界中既作为有生命的又作为有知识的生物而占有一席地位。世界是按照人的尺度造出来的。第一次实验对话从另一个同盟那里得到了这世界的社会的和哲学的部分正当理由，这另一个同盟乃是和基督徒的理性上帝的同盟。到今天为止，这个历史情况的某些含意已经持续到这样的地步：动力学已经变成并仍然成为科学的模范。 　　科学依然是描述从神明的或小妖的观点所看到的世界的预告。它是牛顿的科学，世界的真实面目对他除掉了面纱的新的摩西的科学，这种揭露性的科学，似乎要脱离与社会和历史的任何联系，而这社会和历史的联系却把它看作是人类社会活动的结果。这类受到激励的对话贯穿在物理学史的始终，它伴随着每个概念上的革新，伴随着每一次这样的场合：物理学似乎就要被统一起来了，而且实证主义的谨慎面具已被摘去。每一次，物理学家都重复着安培的儿子所说的如此明确的话：这个词——无论是万有引力、能、场论或基本粒子——正是那造物的字音。每一次，无论是在拉普拉斯时代，或是在十九世纪末，甚至在今天，物理学家都宣告：物理学已经到了或即将进入最后一章了。只剩下一个自然能据以抵抗的最后据点了，这个最后据点的陷落将使自然界整个地无防御地被我们的知识征服。他们就是这样无意地重复着古代的祈祷仪式，他们宣称一个新的摩西即将到来，随之而来的是科学的一次新的救世主的时代。 　　有的人可能要忽视这种预言家的主张，这种有些天真色彩的热情，而且毫无疑问，和自然的对话仍然继续着，伴随着对新的理论语言、新的问题和新的答案的寻求。但是我们不同意在科学家的“实际”工作和他判断、解释、指导这一工作的方法之间作出硬性的分隔。同意这一点，就会把科学约化成一种非历史的成果积累，就会忽视科学家正在寻找的东西，忽视他们努力争取的理想知识，忽视他们为什么有时会互相争吵或不能互相交流的原因。 　　又是爱因斯坦，他表述了近代科学神话导致的谜。他指出，这个奇迹，这个唯一真正令人惊奇的特点，就是科学毕竟存在着，就是我们找到了自然和人类思想之间的汇合。类似地，在十九世纪末，当德布瓦·雷蒙(du　Bois　Reymond)使拉普拉斯妖成为近代科学逻辑的化身时，他补充道：“无知的人，永远无知的人。”在科学世界与认识、理解和创造该科学的思想之间的关系上，我们将总是完全无知的。 　　自然用一千个声音讲话，而我们仅是刚开始去听。然而，在差不多两个世纪的时间里，拉普拉斯妖折磨着我们的想象力，给我们带来一切都没意义的恶梦。假如世界真是这样的：一个小妖——一个毕竟和我们一样的存在物，掌握同样的科学但有更敏锐的感觉和更强的计算能力——能够从观察一个瞬时状态出发计算世界的未来和过去，假如在我们所能描述的简单系统与需要一个小妖来描述的更复杂的系统之间没有任何性质上的差别的话，那末，这个世界不是别的，只是一个无限的同义反覆。这就是我们从我们的前辈那里继承下来的科学的挑战，我们今天必须祓除的符咒。 3两种文化 　　3.1狄德罗及其关于生命的谈话 　　尼斯比(Ni*****et)在他论述进步思想史的一本有趣味的书中写道： 　　在近三千年内，没有任何一种思想比西方文明中的进步思想更为重要，或者和它同样重要。 　　对于进步思想的最有力的支持就是知识的积累。这个知识逐渐增长的壮观景象确实是人类共同努力成功的一个极好的例证。 　　让我们回想一下十八世纪末和十九世纪初的那些惊人的发现：关于热、电、磁和光学的理论。毫不奇怪，十八世纪就已清楚地形成的科学进步的思想统治了十九世纪。尽管如此，如我们已经指出的，科学在西方文化中的地位仍是不稳定的。这为启蒙运动高潮以来的思想史增添了一点戏剧性的色彩。 　　我们已经叙述过如下的选择：要么接受科学，连同那些看来与其相反的结论；要么转到反科学的形而上学方面去。我们也强调过现代人的孤独感，即帕斯卡、克尔恺郭尔或莫诺曾描述过的孤寂。我们提到过海德格尔形而上学的反科学的含义。现在，我们想更全面地讨论一下从狄德罗、康德和黑格尔到怀特海和柏格森的西方思想史的某些方面，这些人都试图分析并限制近代科学的范围，同时开创一些看来和近代科学完全不同的新看法。今天，大家一致认为这些尝试的绝大多数已经宣告失败，很少有人会接受比如康德把世界划分为现象世界和实体世界的思想，或柏格森的“直觉”，把它看作是达到某种知识的另一条通路，而这种知识的意义将与科学所具有的意义并驾齐驱。尽管如此，这些尝试仍是我们遗产的一部分，不提及这些尝试便无法理解思想史。 　　我们还要简短地讨论一下科学实证主义，其思想基础是区分出什么是真理，什么是在科学的意义上有用的东西。初看上去，这个实证主义的观点似乎明确反对我们提到过的形而上学的观点，即伯林说成是“反启蒙”的观点。但是它们的基本结论却是同样的：我们必须拒绝把科学作为真正知识的基础，哪怕同时我们又承认科学在实践中的重要性，或者像实证主义者所作的那样，否认任何其他解决认识难题的可能性。 　　我们必须记住所有这些发展，才能理解什么是问题的关键。在什么程度上说科学是包括人类在内的自然界智能性的基础？在今天，进步思想的含义是什么？ 　　狄德罗这样一个启蒙运动的杰出人物肯定不是反科学思想的代表。相反，他对科学的信念，对知识可能性的信念，是完全彻底的。然而，这正是在狄德罗以后科学不能不去认识生命的原因所在，只有在理解了生命之后，科学才能指望得出关于自然界的任何连贯一致的看法。 　　我们已经说过，近代科学诞生的标志是抛弃活力论刺激，特别是抛弃亚里士多德的最终原因。不过，生命物质的组织问题仍然存在，并且变为对经典科学的一种挑战。在牛顿胜利的高潮中，狄德罗就强调指出这个问题被物理学压制下去了。他把这个问题想象为物理学家常做的梦，这些物理学家在醒着的时候是无法考虑这问题的。物理学家达兰贝尔正在做着梦： 　　“一个活的点子……不，我错了。起初什么都没有，后来有了一个活的点子。在这个活的点子上粘上另一个，又粘上另一个；这样继续不断地粘下去，便得出一个整体的东西来，因为我正是一个整体，这一点我是不会怀疑的……(说到这里，他到处乱摸了一阵)。可是这个整体是怎样造成的呢？” 　　“请注意，哲学家，我很了解一个集合体，一个由许多细微的有感觉的东西构成的组织，可是一个动物!……一个完整的系统，它对于它的完整性是有意识的!我不了解它，不，我不了解它。” 狄德罗在想象中的与达兰贝尔的对话中，以第一人称的方式表明了机械论解释的不当之处： 　　“你看见这个蛋吗？我们就是拿这个蛋来推翻一切神学学派和地球上的一切神庙。这个蛋是什么呢？在胚芽进来以前，是一块没有感觉的东西；……这块东西是怎样过渡到另一种组织，过渡到感受性，过渡到生命的呢？依靠温度。什么东西会产生温度呢？运动。运动的一连串的结果将是什么呢？请你不要回答我，你坐下，我们用眼睛一步一步紧跟着看。起初是一个震荡的点子，然后长出一根有颜色的细丝；然后形成了肉；然后出现了喙，翅膀尖儿，两只眼睛，两只脚爪；有一团黄黄的物质环绕着，产生出内脏；这就是一个动物。……牢狱碎了；它出来了，它走，它飞，它发怒，它逃走，它走近来，它哀鸣，它痛苦，它爱，它意欲，它享受；它有你的一切感情；你的一切动作它都做。你是不是和笛卡儿一样，主张这是一架纯粹的模仿机器？可是小孩们会讥笑你，哲学家们会答覆你说，如果这是一架机器，你就是另一架机器。如果你承认动物与你之间只有机体组织上的差异，那你就表明了自己是有意识和理性的，那你就是正直的；可是人家会从这里面得出一条结论来反对你，说用一种按一定方式构成的呆板的物质，浸染上另一种呆板的物质，加上温度和运动，就得出感受性，生命，记忆，意识，欲望，思想……你想一想，就会怜悯你自己了；你就会感觉到，要想不接受一个可以说明一切的简单假定，不接受感受性这一物质的一般特性或机体组织的产物，你就是抛弃常识，就是投入神秘、矛盾和荒谬的深渊。” 和推理的力学相反，和那断定物质的本性仅仅是惯性质量和运动的主张相反，狄德罗求助于物理学的最古老的激发源泉之一，即胚胎的生长、分化和组织。形成了肉以及嘴、眼和内脏，在生物“空间”中发生着一个渐渐组织的过程，在一个表面上看来是均匀的环境中，分化出的各种形态通过各种复杂且协调的过程的效果精确地发生在恰当的时间和空间中。 　　一个惯性质量，甚至是一个被引力相互作用的力激活的牛顿质量，怎能成为有机的、活动的局部结构的起点呢？我们已经看到牛顿系统是一个世界系统：物体的任何局部构形都不可能找到一个与之完全相同的东西，所有东西都不过是由一般关系连接起来的物体间的偶然近似。 　　但是狄德罗并没有绝望。科学还仅仅是开始，推理的力学也不过是第一个过分抽象的尝试。胚胎的奇观足以批驳其普适性的断言。这就是为什么狄德罗把像欧拉、伯努利和达兰贝尔这样的伟大“数学家”的著作比作埃及金字塔的原因，金字塔是对其建造者的天才的令人敬畏的明证，现在却是一堆无生命的废墟，孤独而寂寞。那活生生的富有成果的真正科学将被带往别的地方。 　　不仅如此，在他看来，似乎这个关于有机活物的新科学已经开始了。他的朋友霍尔巴赫忙于化学研究，狄德罗本人则选择了医学。化学以及医学中的问题是要用能够组织其自身且能产生生物的活性物质去取代惯性物质。狄德罗主张物质一定是有感觉的。组成一块石头的分子在积极地寻求某种结合而拒绝别种结合，因而它们的喜好和厌恶是受支配的。从这个意义上说，连石头也是有感觉的。于是，整个有机体的感觉就是其各部分的感觉的总和，正像一群蜜蜂，由于这只蜜蜂与那只蜜蜂间相互作用的结果，从整体上看，这群蜜蜂有着团结一致的行为。狄德罗由此得出结论：人所具有的灵魂并不比蜜蜂所具有的多。 　　如此看来，狄德罗对物理学以及运动普适定律所作的活力论的抗议是起源于他对任何形式的唯灵主义二元论的拒绝。必须如此地描述自然，才能使人的存在本身成为能够理解的。否则(这便是按照机械论世界观所得出的)，对自然的科学描述将遇到人作为自然的配对之物：人是一部被赋予灵魂的自动机，因而与自然是不同的。 　　当年狄德罗用以反对物理学的是唯物主义自然主义的双重基础：化学和医学。这个双重基础在十八世纪经常出现。一方面，生物学家们在推测关于动物机器、胚芽先存以及生物链等问题——所有这些问题都接近于神学，另一方面，化学家和医生们不得不面对化学和生命中真实过程的复杂性。在十八世纪后期，对那些反对物理学家的“系统精灵”而赞成那种考虑自然过程多样性的科学的人来说，化学和医学是有权威的科学。一位物理学家可能是纯粹的“精灵”，是一个早熟的孩童，但一位医生或一位化学家则必须是一个有经验的成人，他必须能解释病症，认出线索。从这种意义上说，化学和医学是艺术，它们要求判断、应用和认真的观察。化学是疯子所酷爱的感情，维耐尔(Venel)在他为狄德罗的《百科全书》所写的文章中作出了这个结论，该文雄辩地反对牛顿派的抽象的霸道，捍卫了化学。化学家和医生反对物理学家把生命过程约化为和平机制的方法及把生命过程归结为普适法则平静展开的方法，这在狄德罗时代是很平常的事。为了强调这一点，我们引用斯达尔(Stahl)的卓越形象，斯达尔是活力论之父，是第一个协调化学系统学说的创始人。 　　按照斯达尔的说法，普适的法则只有在判定生物要死亡、要腐烂的意义上才适用于生物；组成生物的物质是如此脆弱，如此易于分解，以至于假若它单单遵守物质的普通规律的话，它就无法逃脱在一瞬间腐烂和解体的命运。如果某个活的生物想不顾物理学的一般规律而幸存下来，哪怕它的寿命比起一块石头或另一个无生命物体来是多么短暂，它就必须在其自身之内具有一种“守恒原理”，以保持其身体的组织与结构的和谐的平衡状态。一个有生命的物体，和构成该物体的物质的极端易腐性相比，具有惊人的长寿命，这一点正好表现出某个“自然的、永恒的、内在的原理”在起作用，表现出某种特殊的原因在起作用，这种原因与那些非生命物质的规律完全不同，它与那些规律认为不可避免的不断腐败的过程经常地在抗争着。 　　对于我们来说，这种对生命的分析既近又远，它与我们接近之处就在于它敏锐地认识到生命的奇异性和不稳固性。它又离我们很遥远，因为斯达尔和亚里士多德一样是用静止的方法、守恒的方法，而不是用演化或进化的方法去定义生命的。尽管如此，斯达尔所用过的术语在最近的生物学文献中仍可找到。例如，我们在这些文献中读到所谓酶和腐烂“战斗”，以使身体摆脱死亡，摆脱按照物理学的观点是无可改变地命定的死亡。生物学的组织性在这里又一次否定自然的规律，唯一“常规”的倾向就是导致死亡(见第五章)。 　　事实上，只要物理学定律等同于向腐烂和无组织性的演化，那末斯达尔的活力论确实是中肯的。如今，保存在“支配”生命结构的基因信息中的一系列未必会发生的变异取代了“活力原理”。但是，从分子生物学出发的某些外推把生命归属到自然的范围之内——即作出这样的结论：生命与物理学基本定律是相容的，但这相容纯粹是偶然性的。莫诺清晰地说明了这一点：生命并不“来自物理学定律，它和这些定律相容。生命是一种我们不得不承认其奇异性的事件”。 　　然而，从物质到生命的过渡还可以从另一不同的角度去看待。我们将看到，在远离平衡态时，新的自组织的过程发生了。(这些问题将在第五和第六章中详细讨论。)这样，生物学的组织性便开始作为一种自然过程而出现。 　　但是，在得出这些新进展之前很久，关于生命的困惑问题已经发生了变化。在政治变革的欧洲，智能的风景画被改造过了，就像与反启蒙运动紧密相连的浪漫主义运动所表明的。 　　斯达尔批判了自动机的隐喻，因为自动机和生物不同，它的目的不是在其自身之内，它的组织性是被它的制造者强加给它的。狄德罗绝不是把对生命的研究置于科学所达的范围之外，而是把它看作代表某种科学的未来，他认为这种科学尚处在它的婴儿时代。几年之后，这样的观点遭到了挑战。力学变化，也就是由运动定律所描述的活动，现在成了人为活动的同义语，成了死亡的同义语。与此相反，生命、自发性、自由和精神的概念都统一到一种我们现在十分熟悉的复杂体之中。和这个对立同时发生的还有另一个对立，一方面是计算和操作，另一方面是思维的自由推测活动。通过推测，哲学家达到了处于自然界核心地位的精神活动。至于科学家，他对自然的关心被归结为把自然当作一组可以操纵和可以测量的客体；因而他能占有自然，统治并控制自然，然而却不理解自然。这样一来，自然的智能性就将在科学的把握之外。 　　这里，我们关心的不是哲学史，而只是要强调哲学对科学的批评在这时变得更加苛刻的程度，这种批评类似于某些近代形式的反科学。问题已不再是反驳那些天真且浮浅的一般化(用狄德罗的话来说，只需大声地重复它们，就能使小孩都发笑)，而是要反驳那种产生出实验的和数学的自然知识的研究形式。科学知识受到批判并非由于它的局限性而是由于它的本质，而且基于另一研究方法的对立知识正在被宣告出世。知识被分裂成两种互相对立的研究方式。 　　从哲学的观点看，从狄德罗到浪漫主义，或者说得更精确一点，从这两种对待科学的批判态度的一种到另一种，这个过渡可以在康德的先验哲学中找到，其要点是康德的批判一般地把科学同牛顿的现实化等同起来。因此，任何与经典科学对立而不与科学本身对立的观点看来都是不可能的。于是，任何对牛顿物理学的批评都必须被看作是为了降低对自然的理性认识以支持一种不同形式的知识。康德的方法产生过巨大的影响，一直持续到今天。因此，让我们概括一下康德在《纯粹理性批判》一书中所表达出的观点，该书与启蒙运动的进步论观点相对立，提出了我们刚刚定义过的关于科学的封闭的、限制性的概念。 　　3.2康德的批判的承认 　　上帝曾被想象为连接科学与自然的合理的要素，由于上帝的消失，智能风景画处在混乱中，怎样去恢复其中的秩序呢？当不再能(除非是以隐喻的方式)断言科学解释了造物的词语时，科学家还怎能去接近全局性的真理呢？上帝现在沉默了，至少是不再说人类理性所说的同样语言了。而且，在一个取消了时间的自然界里，我们主观的经验还剩下些什么呢？自由、命运、伦理价值的意义是什么呢？ 　　康德论证道，有两个层次的现实：一个是现象的层次，它对应着科学；另一个是实体的层次，它对应着伦理学。现象的秩序是人的思维创造出来的。实体层次超越了人的智能，它对应着一种支持人的伦理与宗教生活的精神的现实。从某种角度看，康德的结论对于那些既肯定伦理的现实又肯定经典科学所表达出的客观世界的现实的人来说是唯一可能的结论。人类自己现在代替了上帝，成了他在自然界中感到的秩序的根源。康德主张科学知识是对的，同时人类与科学所描述的现象世界的疏远也是对的。按照这个观点，我们可以看出，康德的哲学明确地表达了经典科学的哲学内容。 　　康德把批判哲学的主题定义成是先验的。它不关心经验的对象，而是立足于一个先验的事实，即关于这些对象的一种系统的知识是有可能的(对于康德而言，这一点已由物理学的存在而得到证实)，继而要说明使这种知识成为可能的那些先验的条件。 　　为了做到这些，就必须分清我们从外部世界所得到的直接感觉和客观上的、“合理”形式的知识。客观知识并不是被动的，它构成它的对象。当我们把某一现象当作是经验的对象时，我们在实际经历该现象之前先验地假定它遵守着一组给定的原则。只要我们把它当作一种可能的知识对象而感知，它就成为我们思维的综合活动的产物。我们发现我们自己也在我们知识的对象当中，因而科学家本身就是他在自然界中发现的那些普适规律的根源。 　　经验的先验条件也就是经验对象存在的条件。这个著名的论述概括了康德的“先验”研究所达到的“哥白尼革命”。主体不再围绕着它的客体“旋转”，它要去发现它受到其摆布的那些法则，或者使它能被阐明的那种语言。现在主体本身处于中心，施行它的法则，而感知到的世界在说着主体的语言。这样一来，牛顿科学能够从一个外部的近于神灵的地位去描述世界就毫不奇怪了。 　　所有感知到的现象都被我们头脑中的那些规律所支配，这并非意味着关于这些对象的某种具体的知识是无用的。按照康德的说法，科学并不是同自然进行对话，而是把自己的语言强加于自然。尽管如此，它还必须在各个场合找出用这个一般语言所表达出的具体信息。只有那关于先验概念的知识是虚浮和空洞的。 　　按照康德的观点，拉普拉斯的小妖，即科学神话的符号，就是一种幻象，不过，是一种合理的幻象。尽管它是某种局限性处理的结果，而且这是不合理的，但它仍表达了作为科学的驱动力的一种合理的信念，即相信自然在整体上恰好服从那些科学家成功地阐明的规律。无论走到哪里，无论提出什么问题，科学总是至少能得到同样的答案，如果不是同一个答案的话。存在着一种普适的句法，它包括一切可能的答案。 　　这样，先验哲学承认了物理学家的声明：他们已经找到了所有实在知识的确定形式。但是与此同时，先验哲学还为哲学夺得了对于科学的统治地位。再也没有必要去寻找科学活动成果的哲学意义了。从先验的立场出发，这些成果不会导致任何真正新的东西，哲学的主体是科学，而不是科学的成果。把科学当作一种反覆进行的封闭的事业，便为先验的反映提供了一个稳定的基础。 　　因此，康德的批判哲学在承认所有的科学主张的同时，实际上把科学活动局限在一些可被认为是既容易又无益的问题上。它把科学说成是翻译单调的现象语言的枯燥工作，同时给它自己留下了如下一些人类“命运”的问题：人能知道些什么，人必须做些什么，人可以希望些什么。科学所研究的世界，实在知识能够接近的世界，是“唯一”的现象世界。不仅科学家不能在事物本身中去认识它们，而且甚至科学家所提的问题也与人类的现实问题无关。美丽、自由和伦理不能成为实在知识的对象，它们属于实体世界，属于哲学的领域，它们与现象世界毫无关系。 　　我们可以接受康德的出发点，即他对人在科学描述中所起的积极作用的强调。我们已经说过很多，实验是一种艺术，它要选择一些假定被待研究的规律所支配的情况，并迫使它们给出一些清楚的实验答案。对于每一个实验，一些原则被事先假定出来，因此这些原则不可能被该实验确立。但我们已经看到，康德走得更远得多。他否认可能会有的科学观点的多样性，否认事先假定的原则的多样性。和经典科学的神话一样，康德追求科学解释自然的唯一语言，追求物理学所依据的因而和人的认识同类的唯一的一组先验原理。因此，康德否认科学家积极选择的必要性，否认选择某种研究情况的必要性。这种研究情况对应着一种特殊的理论语言，用该语言可以提出一些确定的问题并寻求实验的答案。 　　康德的批判的承认把科学努力定义为无声的，系统的，封闭在自身之中的。这样做的结果是，哲学支持了这个裂缝，并使之永恒，它贬低并放弃了实在知识的整个领域，把它交给科学，与此同时却为它自己保留下自由和伦理学的领域，这些被想象成与自然界完全不同。 　　3.3自然哲学？黑格尔和柏格森 　　由康德得出的科学与哲学间的休战是个脆弱的休战。康德之后的哲学家们打破了这个休战，他们支持一种新的科学哲学，假定了一种获取知识的新途径，这种途径与科学的途径不同，且在实际上与科学的途径相反。从一切实验对话的束缚下释放出来的推测方法占有最高统治地位，为科学家与哲学家之间的对话带来了灾难性的后果。对大多数科学家来说，自然哲学变成了蹂躏事实的骄傲自大、荒谬绝伦的推测的同义语，且被事实不断地证明的确是错的。另一方面，对大多数哲学家来说，它变成了在处理自然以及与科学对抗时所包含的危险的一种符号。因此，自然科学、哲学与人文科学研究之间的裂痕，由于彼此蔑视和恐惧而变得更大了。 　　作为这种研究自然时的推测方法的一个例子，让我们首先考虑黑格尔。黑格尔的哲学具有宇宙的尺度，在他的体系中，越来越多的复杂性层次被详细地说明，且自然的目的就是其精神元素的最终自我实现。自然史的实践伴随着人的出现，亦即伴随着理解自身的上帝的到来。 　　黑格尔的自然哲学系统地吸收了牛顿科学所否认的一切。尤其是，它盯住了在力学所描述的简单行为与像生物那样的复杂实体的行为之间的质的差别。它否认约化这种种层次的可能性，拒绝认为差别仅在表面的思想，拒绝认为自然基本上是均匀和简单的那种思想。它肯定存在着一种层次结构，其中的每一个层次都以其前面的一些层次为先决条件。 　　黑格尔与牛顿派的《物质的故事》的作者们、那些包括全世界的、范围从引力相互作用到人类感情的全景图画的作者们不同，他十分清楚地知道他的各个层次(我们可以提出一种和黑格尔自己的解释相差很远的看法，即认为这些层次对应着自然界中不断增长着的复杂性的思想，对应着某种时间概念，其意义在每个新的层次上都更加丰富)之间的区别与他那时代的数学的自然科学是互相冲突的。因此他要限制该科学的意义，要证明数学描述被限制在最平凡的情形。力学可以数学化就是因为它仅把空－时属性赋予物质。“砖石本身并不能把人砸死，而是只有通过获得的速度，才会产生这个结果。这就是说，人是被空间和时间砸死的。”人是被我们称为动能(mv2/2)的东西打死的，也就是被一种抽象的量打死的。这种抽象的量把质量和速度定义为是可以互换的，减小一个而增大另一个可以得到同样的杀人效果。 　　被黑格尔当作数学化的条件的正是这个可互换性，当力学的描述层次被一个“更高级”的层次(它涉及更大范围的物理属性)所取代时，黑格尔的数学化的条件就不再满足了。 　　从某种意义上说，黑格尔的体系对有关时间和复杂性的要害问题给出了一个谐调的哲学响应。不过，在几代科学家看来，它代表了憎恶和蔑视的一个缩影。在几年中，黑格尔的自然哲学所固有的困难因其体系所依据的科学背景被废弃而加剧，因为黑格尔当然是把他对牛顿体系的拒绝基于他那时代的一些科学概念的。而正是这些概念以令人吃惊的速度被废弃了。要为经典科学的替身去寻找实验上的或理论上的支持，最不好的时机莫过于十九世纪初了。虽然标志这段时间的特点的是科学实验范围的惊人扩展(见第四章)和似乎与牛顿科学对立的各种理论的激增，但是，这些理论的多数在其诞生后的几年内就不得不被放弃。 　　在十九世纪末，当柏格森着手寻找他那时代的科学的一种可被接受的替身时，他转向了直觉，把它看作是推测知识的一种形式，不过他把它说成是和浪漫主义形式完全不同的。他清楚地阐明，直觉不能产生某种体系，只能产生一些永远是部分的和不能一般化的结果，一些需要十分谨慎地去表达的结果。与此相对，一般化却是“智能”的一种属性，其最伟大的成果就是经典科学。柏格森式的直觉是一种专心致志的注意，一种越来越困难的更深入地探究事物的奇异性的尝试。当然，为了进行交流，直觉就必须诉诸语言——“为了要传播出去，它必将把思想用作一种传播的工具。”要做到这一点，必须无限地耐心和周密，同时要累积映像和比较以便“抓住现实性”、并由此用一种越来越精确的方法推测出那些用普通术语和抽象思想所无法进行交流的东西。 　　科学与直觉的形而上学“是同样精密和确定的，或者能够变成同样精密和确定的。这二者都与现实本身有关。但是这二者的每一个都只保持现实的一半，以致人们如果愿意的话，可以看到在它们当中有科学的两个细类或形而上学的两个分部，假若它们没有标记出思想活性的相反指向”。 　　这两种相反方向的确定还可以看成是科学进化的历史后果。对柏格森来说，这不再是寻找他的时代的物理学的科学替身的问题。在他看来，化学和生物学已经坚定地选择力学作为它们的模特儿。狄德罗对化学和医学的未来所抱的希望由此而成为泡影。按照柏格森的看法，科学是一个整体，因此必须当作一个整体来加以评判。当他把科学说成是某个实际智能(它的目的在于统治物质，它通过抽象和一般化来开发出一些为达到统治物质的目的所必需的知识类别)的产物时，他就是这样做的。科学是我们需要利用世界以维持生命的产物，科学的概念是由操纵对象、作出预言和获得能重复的活动的需要所决定的。这就是为什么理性力学代表科学的真谛、代表其实际体现的理由。其他的科学都是一种方法的更为模糊、笨拙的表现，这种方法当它所探索的领域越是缺乏活力和组织性时就越是成功。 　　对柏格森来说，所有科学理性的局限性都可以约化为一个有决定意义的局限性，这就是：它不能理解持续过程，因为它把时间约化成由某个决定论的定律连接起来的若干瞬时状态的一个序列。 　　“时间是编造之物，或者它什么都不是。”自然就是变化，就是新事物的不断的精心制作，就是在一个没有任何事先建立的模式的本质上是开放的发展过程中被创造的整体。“生命是在时间中进步和维持的。”这个进步中唯一能被智能所把握的部分就是这样的东西：智能成功地固定于可控制和可计算元素的形式之中，并且参照于一种被看作是一系列真正并列瞬间的时间。 　　因此，物理学“被限于把组成这一时间的诸事件与运动物体T在其轨道上的诸位置之间的同时性耦合起来。物理学把这些事件从整体中分开，而这整体在每个时刻都有某种新的形式，且和这些事件交流其新特性中的某些东西。物理学用抽象的方法考虑这些事件，比如说这些事件位于活的整体之外，也就是说它们处于某种在空间中展开的时间之中。物理学只保留这样的一些事件或事件系统，它们能如此地被孤立出来而不必经受太大的变形，因为只有这些才适用于物理学的方法。我们的物理学的历史正是从认识到怎样孤立出这样的系统时开始的”。 　　在理解持续过程本身的时候，科学是无能为力的。这时需要的是直觉，即“通过思维所得出的直接想象”。“纯粹的变化，真实的持续，是精神上的东西。直觉是获得精神、持续和纯粹变化的东西。” 　　我们能不能说柏格森和后康德的自然哲学同样地失败了呢？形而上学没有在他想建立的直觉的基础上得以实现，就此而言，他失败了。在另一个方面他没有失败，他和黑格尔不同，他有幸去对科学(即经典科学，它在整体上已经稳固地建立起来并达到其神圣之理想)作出评价，从而鉴别出那些对我们来说依然是问题的问题。不过，和后康德的批判一样，他把他当时的科学与一般的科学视为等同。因此，他认为科学具有“法理”上的局限性，而这些局限性只是“事实”上的。于是，他试图一劳永逸地为科学的各个领域以及其他智能活动规定出一个“现状”来。这样一来，留给他的唯一出路就是引进一种方法，在其中，彼此对立的研究方法顶多也只是能够共存而已。 　　最后，即使柏格森借以概括经典科学成就的那种方法在某种程度上依然是可以接受的，我们也不再认为这种方法说明了科学事业的局限性是永恒的。我们觉得这种方法更像是一个纲领，它正开始被科学正在经受的变形所实现。特别是，我们知道，和运动相连的时间并非占有物理学中时间的全部意义。因此，柏格森所批判的局限性正在开始被克服，克服的方法不是抛弃科学研究或抽象思维，而是察觉出经典动力学概念的局限性，并去发现新的适合于更一般场合的表述。 　　3.4过程和实在：怀特海 　　我们已经强调，康德、黑格尔和柏格森的共同之处就是寻求一种达到实在的道路，这条道路与经典科学的道路不同。这同样也是怀特海哲学的基本目标，怀特海的哲学肯定是前康德的哲学。在他最重要的著作《过程和实在》(Processand Reality)中，他把我们推回去接触经典时代的一些伟大的哲学，以及它们对严密的概念实验的寻求。 　　怀特海想把人类的经验理解为一种属于自然界的过程，就像物理存在那样。这种想法使得他一方面拒绝哲学的传统，即用意识、思想和感觉去定义主观经验的传统；另一方面，用欣赏、感情、冲动、嗜好和愿望去想象所有的物理存在，也就是说，和在十七世纪诞生的他所谓的“科学唯物论”交战。因此，怀特海也像柏格森那样指出了十七世纪科学所开拓的理论图式的基本弱点： 　　十七世纪终于产生了一种由数学家所构成又为数学家所使用的科学思想的图式。数学思维的伟大特点在于它能够进行抽象，且能从抽象中引出明确的令人信服的一连串的推理，只要你想思考的是那些抽象，这些推理就是完全令人满意的。科学抽象一方面得出了物质及其在空间和时间中的简单位置，另一方面得出了思维，能够感知、忍受、推理，但不抵触的思维。科学抽象的这些巨大成功给哲学强加了一个任务，即承认抽象是事实的最具体的反映。 　　因此，近代哲学被毁灭了。它以一种复杂的方式在三个极端之间摆动。一个极端是二元论者，他们认为物质和思维平起平坐。另两个极端是两种不同的一元论者，一种把思维放在物质之内，另一种把物质放在思维之内。但是，用抽象作成的这个把戏决不能克服由于把误放的具体性归因于十七世纪科学图式而带来的固有混乱。 　　然而，怀特海认为这情况只是暂时的，科学决不会永作混乱的俘虏。 　　我们已经提出了这样的问题：是否有可能表述一种自然哲学，使它不与科学相对立？怀特海的宇宙学就是在这方面的最为雄心勃勃的尝试。怀特海看出科学与哲学之间没有根本的矛盾。他的目的在于规定出概念的领域，使人类经验和物理过程的问题在该领域内能得到一致的处理。他的目的还在于确定该问题得以解决的条件。必须做的工作是表述一些原则，以便勾画出各种存在形式(从石头的存在形式到人的存在形式)的特点。在怀特海看来，正是这个普适性把他所从事的工作定义为“哲学”。每一个科学定理都从世界的复杂性中选择并抽象出某一组特殊的关系来，但是哲学不能偏爱人类经验的任一特殊领域。通过概念实验，哲学一定要造出一种一致性来，这种一致性可以容纳经验的各个方面，不论它们属于物理学、生理学、心理学、生物学、伦理学等等。 　　怀特海也许比其他任何人都更敏锐地认识到，假如组成自然的各个成员均被定义成永恒的、单个的实体，它们在一切变化和相互作用中都保持它们的同一性，那末就不可能想象出自然界的有创造力的演变。但是，他也认识到，要使一切永恒成为虚幻的，要以演化的名义否认存在，要拒绝实体而支持连续的和不断变化的流，就意味着再一次堕入永远为哲学所布设的陷阱——去“沉湎于辩解的业绩”。 　　于是，在怀特海看来，哲学的任务就是对永恒和变化进行调和，就是把事物想象为过程，就是去证明演化组成实体，组成一个个诞生着和死亡着的本体。详细论述怀特海的体系将超出本书的范围，让我们仅强调一下，他证明了一种关系的哲学(没有任何自然元素永恒地支持变化着的关系，每个元素都从它与其他元素的关系中得到其本体)和一种创新演化的哲学之间的联系。每个存在物在其创造的过程中都使世界的多重性得到统一，因为它为这个多重性又加上一组新的关系。每个新实体被创生时，“多数实体变成了一个实体，且这多数实体又增加了一个实体”。 　　在本书的结论中，我们将再次讨论怀特海的关于永恒与变化的问题，那时是从物理学提出的。我们将说到由其与世界的不可逆的相互作用所形成的实体。今天，物理学已经发现，有必要既肯定单元和关系之间的区别，又肯定它们之间的相互依存。如今，物理学已经认识到，要使一个相互作用成为真正的，有关事物的“本性”必须从这些关系中导出，而与此同时，这些关系必须从这些事物的“本性”中导出(见第十章)。这就是例如基本粒子物理学中的“靴袢”原理(该原理断言了所有粒子的普遍联系)所表达的那种“自一致”描述的先驱。不过，在怀特海写作《过程和实在》这本书的时候，物理学的形势还是很不同的，怀特海的哲学仅仅在生物学中找到了一个反响。 　　怀特海的例子也和柏格森的例子一样使我们相信，只有一种科学的开放，科学的扩展，才能结束科学与哲学之间的两分局面。仅当我们修正我们的时间概念时，这个科学的扩展才是可能的。否定时间(就是说，把时间归结为只是某个可逆定律的展开)就是放弃定义一种自然概念的可能性，这种自然概念和那种认为自然生出生物、尤其是人的假设是一致的。它使我们必须在一种反科学的哲学和一种隔离性的科学之间作出选择。 　　3.5“无知的人，永远无知的人”：实证主义者的口吻 　　克服经典科学中蕴含的经典理性的困难的另一种办法是把科学上最富成果的东西同“真”的东西区分开。这是另一种康德式的分裂。基尔霍夫在1865年发表的《论自然科学的目标》(Onthe　Goal of the　Natural　Sciences)中说道，科学的最终目标是把一切现象归结为运动，而这运动本身又是被理论力学所描述的。亥姆霍兹也作过类似的陈述，他是一位化学家、医生、物理学家和生理学家，他在德国的一些大学成为欧洲科学中心的时代统治着这些大学。他说道：“自然现象要被归结为具有不变的动力的质点的运动，这些动力只取决于空间状态。” 　　于是，自然科学的目的便是要把一切观察结果归结为牛顿所表述的且被拉格朗日、哈密顿等著名物理学家和数学家所扩充了的一些定律。我们姑且不去问为什么这些力能存在并进入了牛顿的方程。无论如何，我们不能“理解”物质或力，即使我们应用这些概念表述了动力学的定律。这个问题，即力和质量的基本性质，对我们依然是隐匿着的。我们已经提到过，德布瓦·雷蒙简捷地表达出我们知识的局限性：“无知的人，永远无知的人。”科学没有提供任何方法去揭开宇宙的神秘。那末，科学是什么呢？ 　　我们已经提到过马赫的具有影响的观点：科学是达尔文的生存斗争的一部分。科学帮助我们去组织我们的经验。它导致一种思想的节省。数学定律不是别的，只是一些惯例，供我们用来概括可能实验的结果。在十九世纪末，科学实证主义引起了知识界的极大兴趣。在法国，它影响了杜昂(Duhem)和彭加勒这样一些杰出思想家的工作。 　　在消除“该受责备的形而上学”中再多走一步，我们便遇到了维也纳学派。这里，科学被授予裁决一切实证知识以及保持这实证知识有效所需的哲学的权力。这就是说，使所有理性知识和问题都合理地服从于科学。名声显赫的新实证主义哲学家莱辛巴赫(Reichenbach)在一本论述“时间的方向”的书中写道： 　　除了通过物理学以外，没有别的道路能解决时间的问题。物理学和别的科学不同，它已过问时间的本性。如果时间是客观的，物理学家一定已经发现这个事实。假如有什么演化，物理学家一定知道它。但是，假如时间只是主观的东西且存在是无时间性的，那末物理学家一定能在其现实性的构成中忽略时间，并且不需借助于时间就能描述世界……。要寻求时间的本性而不去研究物理学，是无望的事情。如果有一个关于时间的哲学问题的解答，那末它是写在数学物理方程中的。 　　莱辛巴赫的著作使任何想看到物理学需对时间这个题目说些什么的人感到很大兴趣，但是，它并非是论述自然哲学的一本书，而只是记述了时间的问题如何在向科学家挑战而不是向哲学家挑战。 　　那末，哲学的作用是什么呢？人们常说，哲学应当成为科学的科学。于是哲学的目标便是分析科学方法，把所用的概念公理化并清晰地表述出来。这样的作用将使以前的“科学皇后”似乎成为科学的女仆。当然，有这种可能性：概念的这种清晰表述将使更加进步成为可能，被这样理解的哲学将通过其他方法——逻辑学、语义学——产生出能与科学本身的知识相比的新知识。正是这种希望使得“分析哲学”能在英美圈中如此流行。我们不想缩小这种探讨的益处，但是我们这里关心的问题却大不相同。我们的目标不在于阐明已有的知识或把它公理化，而是要填平这种知识中的某些基本鸿沟。 　　3.6新的开端 　　在本书的第一部分，我们一方面描述了由于经典科学而成为可能的与自然的对话，另一方面叙述了科学在文化中的不稳定的地位。有没有出路呢？在本章中，我们讨论了寻找其他知识道路的几种尝试。我们也考虑了把科学从现实中隔离出来的实证主义观点。 　　在科学会议上最令人激动的时刻经常是发生在科学家们讨论这样一些问题的时候，这些问题看来似乎没有任何实用性，没有什么生存的价值——例如对量子力学作出某些可能的解释，或者是这个膨胀着的宇宙在我们的时间概念中所起的作用。假如我们接受了实证主义观点(它把科学归结为一种符号的微积分)，科学就会大大失去其吸引力。牛顿在理论概念与实际知识间所作的综合就会被打碎。我们就会携带着在技术的实践知识与理论知识之间不可逾越的鸿沟，回到古希腊和罗马时代的形势中去。 　　在古代人看来，大自然就是智慧的源泉。在中世纪，大自然被说成是上帝。在近代，大自然已经变得如此沉默寡言，以致康德认为科学与智慧、科学与真理应是完全隔开的。在过去的两个世纪内，我们就是伴随着这个两分局面而生活的。现在应是结束这种局面的时候了。就科学而言，这样做的时机已趋于成熟。从我们现今的观点来看，走向可能重新统一知识的第一步，就是十九世纪对热的理论的发现，即对热力学几个定律的发现。热力学看来是“复杂性科学”的第一种形式。正是这种科学我们现在要进行描述，从它的形成到最近的发展。 注释： 　　第 66 页［*］人性学：原文为anthroposophy，奥地利哲学家斯坦因诺提出的一种起源于神性学的精神神秘的学说。——译者