（科学技术哲学专业论文）亚里士多德空间观研究.pdf

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 摘摘 要要 对空间的基本属性的探讨一直是物理学和哲学的重要研究范畴之一，从古希腊 的亚里士多德的朴素空间观，到牛顿的绝对空间观，再到爱因斯坦的相对空间学说， 堪称人类对空间认识的三部曲。在亚里士多德之前的古希腊自然哲学家主要是围绕 虚空是否存在的问题展开争论。亚里士多德的朴素空间观是空间发展史上第一个相 对完备的学说，为后人提供了描述运动的基本时空概念工具，奠定了近代空间认识 和经典力学的理论基础，为西方世界提供了一种朴素的空间观念。这种完备体系使 他的学说从公元前四世纪到公元十七世纪的两千多年中处于前所未有，无与伦比的 支配地位，一直到今天还意犹未尽。 本文的目的即试图给亚里士多德空间观做一个完整的、尽可能清晰的诠释。在 仔细阅读原著的基础上，尽可能的从科学思想史的角度去还原亚里士多德空间观念 的提出过程、遇到的困难、以及如何调节矛盾等具体思路。详细分析了亚里士多德 空间观涉及到的六个重要问题，即空间的本质、独立性、有限性、存在性、宇宙结 构、以及虚空是否存在。亚里士多德广博的学识和独特的研究方法奠定了其空间学 说的时代高度，但由于当时的科学技术发展水平的制约，亚里士多德的理论不免具 有一些时代局限性。在文章结束之际，综合评价了亚里士多德空间观的历史意义， 以及遗留问题在物理学界的发展进程。 关键词：空间 虚空 绝对性 内界面 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 abstract the research of basic properties of space is one of the most important questions of physics and philosophyfrom aristotles simple concept of space, to newtons concept of absolute space, and then to einsteins theory of relative space, is the trilogy of human understanding to spacethe natural philosopher in ancient greece before aristotle mainly discussed the existence of voidaristotles simple concept of space is the first relatively complete theory in the history of space concept, providing a basic concept of space-time for future generations to describe movement, establishing a theoretical foundation to modern space awareness and classical mechanics, and providing a simple concept of space to the western world this complete system made him an unprecedented, unparalleled dominance in more than two thousand years, from the fourth century bc to the seventeenth century ad, even until today the purpose of this paper is trying to make a complete and clear interpretation to aristotles concept of spaceafter carefully reading the original works, i will restore the development process, the difficulties and solvings of aristotles space theory, from the perspective of history of scientific thoughti analyzed six key issues involved in aristotles concept of space in details：the nature of space、independence、limitation、 existence、the structure of universe and the existence of voidaristotles extensive knowledge and unique research method established the doctrine of his theory of spacehowever, due to the constraints of science and technology development level, aristotles theory has some limitations from the timesfinally, i give a comprehensive evaluation of the historical significance of the aristotelian concept of space, and the development process of remaining issues in the physics community key words: space absolute void internal interface 独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密 ，在_年解密后适用本授权书。 不保密 。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 本论文属于 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 5 引 言 何谓“空间”？从现代意义角度来看，可以有诸多不同的解释。它既可以指 物体与物体之间的空隙；亦可以指物体内外的空余之处；也可以指悬于我们头顶 的天空乃至广袤的宇宙空间。而空间观则是人类对空间物理性质的认识，空间问 题和时间问题一直是哲学和科学探讨的重要问题。一直到今天，空间的基本属性 问题在科学前沿诸多问题之中仍是魅力不衰。通过反观历史我们可以看到，物理 理论上的重大变革往往伴随着新的空间观，甚至在一定程度上可以颠倒过来说， 空间观的变革才是物理学上重大变革的标志之一。随着科学的发展和文明的进 步，人类对空间的认识亦在不断深化。从古希腊的亚里士多德到近代的牛顿，再 到现代的爱因斯坦，人类对空间的认识，经历了由“朴素空间观”到“绝对空间 观” ，再到“相对空间观”这样三个历史阶段，他们都有自己的历史合理性。在 世界科学史上，亚里士多德第一次对空间的性质作了比较全面的论述，为西方世 界提供了一种朴素的空间观， 正是亚里士多德的空间观奠定了近代空间理论的基 础，是空间概念发展史的一个重要阶段，并且这种空间观对西方科学文化的发展 产生了深远影响，其中很多观点一直到今天仍然很有意义。在对空间的性质认识 方面，后来的牛顿与亚里士多德相比，并没有表现出更多的高明之处，而且他们 关于空间与物质无关的的思想从现代的观点来看来本质上都是错误的， 但我们不 能忽略它们的历史价值。当爱因斯坦以“相对空间”取代牛顿的“绝对空间”的 时候，在指出“绝对空间”错误的同时，仍然对牛顿提出绝对空间的做法给予了 充分肯定，认为牛顿所发现的认识道路，在当时“是一位具有最高思维能力和创 造力的人所能发现的唯一道路。牛顿所创造的概念，甚至今天仍然指导着我们的 物理学思想。 ”1总体来说，亚里士多德的空间学说是研究空间学说的一个重要起 点。 在宇宙中，最巨大的难题，最深邃的奥秘莫过于宇宙自身，万物自身，人生 1 许良英，范岱年编译爱因斯坦文集（第一卷）m北京：商务印书馆，197615 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 6 自身。在远古时代中，人们的观点是“天圆地方”的“盖天”说。在古希腊的神 话诗篇里，我们可以看到这样的句子： “天空和大地，迷蒙的气和发着光的以太， 还有那环绕着大地的海洋奥开安诺” 。1那时候主要是受神学的影响，上帝的 居所在宇宙之外，上帝无所不能，创造了宇宙与万物。米利都学派的创始人泰勒 斯认为大地浮于水上，大地在水上漂浮就如同木块及其他事物一样，而水则是构 成这个世界的本原。万物皆有灵魂，地球也是一个有机体，也需要吸收养料，就 如同一头母牛倘佯在草地上一样。泰勒斯之所以作出这一论断，与希腊神话有密 不可分的关系，依照赫西俄德的神谱 ，太初是混沌，从中分出天和地，天地 的儿子就是俄刻阿诺，天地的女儿是特提斯，俄刻阿诺和特提斯结合生出众神。 可见，泰勒斯之前的古希腊认为海洋是万物的始祖。亚里士多德首先反对这些观 念，他提出地球应该是完美的球形，位于宇宙的中心。宇宙是封闭的，由天球包 围着，天球内充满着水、土、气、火以及各种天体物质。他认为地球的表面是水， 水上面是气，气上面是火，在火之外存在着多层天。宇宙由环绕着地球的七个同 心球壳组成，月亮，太阳和恒星，分布在不同的球壳上，围绕地球作完美的圆周 运动。从空间观的角度来看，亚里士多德正确认识到空间观念是相对的。因为亚 里士多德说： “同一个东西常常既可以是右也可以是左，既是上又是下，既是前 也是后” 。2我们看庶点的人在下，庶点的人看我们也在下，也就是空间各个方向 是等价的，平权的，没有一个方向具有特别优越的性质。3这体现了空间方向的 相对性，亚里士多德提出这个概念，表示人类向科学空间观迈出了重大的一步。 在亚里士多德建构的空间体系中，物质在宇宙中的位置是非常关键的，地球 是宇宙的中心。空间的位置则是绝对的，每个物体由于本性不同都有各自的天然 位置，在没有阻力的情况下，每个物体都有趋向自己天然位置的趋势，如水与土 由于本性重而趋于向下，气与火由于本性轻而趋于向上。物体之所以会运动的原 因，是因为它还没有达到自己的天然位置。亚里士多德以月球为界，将宇宙分为 月上世界和月下世界。月上世界的物体由第五元素构成，其天然处所在天球上， 1 苗力田著西方哲学史新编m北京：人民出版社，200011 2 亚里士多德著徐开来译物理学m北京：中国人民大学出版社，200380 3 许艳，樊兴桥.时空观在物理学发展过程中的演变.保山师专学报，1999，18（4） ：3340 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 7 它们随着天球作完美的圆周运动。而“月下”的物体由四元素组成，其天然位置 在地球的中心，所以它们都作落体运动。物质比较重的部分尽可能接近宇宙的中 心，因此形成了球形的地球。 另一方面，在亚里士多德看来，运动是不能和自然事物相分离的，运动总要 有一定的载体。在任何运动中，运动着的必然是能运动的事物，一切事物都在运 动之中存在。而且自然事物的运动总是在时间和空间中进行的，空间、时间是运 动赖以存在的条件。因为“如若没有空间，虚空和时间，运动也不能够存在。 ”1 这就促使了他对空间、时间等一系列物理量作了大量有意义的探讨。经典力学研 究的基本方法就是建立一些基本概念，用来描述物体运动的运动和状态，从而揭 示出运动的规律性。 亚里士多德首先进行了这方面的尝试， 在 物理学 一书中， 他运用“推动者” 、 “运动者” 、 “距离” 、 “时间”等基本概念来描述物体的运动。 2他认为： “假设为推动者，为运动者，为通过的距离，为所用时间，于 是在相等的内，相等的力将会使半个通过 2 个的距离，而在半个时间 内使半个通过 1 个的距离，因为这是合比例的。 3很明显，根据现代物理学 知识，他的第二个判断是错误的。因为当物体受力做加速运动时，运动的时间和 距离不再是简单的线性关系。 由此可见， 亚里士多德并没有真正认识到力， 时间， 距离这些物理量之间的关系，当然据此得出的结论也就不足为信。但是，亚里士 多德的贡献不在于是否正确解释了这些物理量之间的关系， 而在于引入了一种重 要的研究方法。在论证过程中，他大量采用了符号语言，开创性的运用数学计算 方法来探讨这些物理量之间的关系， 这对物理学的研究来说无疑是一个伟大的创 举。正是为了准确描述物体的运动，亚里士多德重点研究了空间和时间。亚里士 多德说： “如果不曾有某种空间方面的运动， 也就不会有人想到空间方面去” 。 4且 物质运动最一般的形式是空间方面的运动。因为“运动最一般、最基本的形式是 地点方面的变化，即我们所谓的位移。 ”5空间是一切物体所在的居所，是自然事 1 亚里士多德著徐开来译物理学m北京：中国人民大学出版社，200354 2 胡化凯亚里士多德对时间和空间的认识力学与实践，2006，28：92 3 亚里士多德著张竹明译物理学m北京：商务印书馆，2004214 4 亚里士多德著张竹明译物理学m北京：商务印书馆，2004100 5 亚里士多德著徐开来译物理学m北京：中国人民大学出版社，200379 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 8 物运动的前提，这些都是显而易见的。认识到空间是三维的，独立的，不能移动 的是描述物体运动，建立运动学的基础。 亚里士多德以他渊博的学识和明澈的思想， 影响了西方无数代的思想家和科 学家。 由于亚里士多德哲学是多侧面、 多层次的概念积累起来的思想总汇， 所以， 这种影响是复杂多样的。对亚里士多德空间观作一个系统性的归整，不仅可以加 深对亚里士多德思想的理解，而且对理解经典空间观和相对论空间观也大有裨 益，这也正是本文的目的。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 9 1 前亚里士多德空间观 在亚里士多德以前，已经有很多古希腊自然哲学家对空间作过一些粗浅的 探讨，他们所讨论的空间实际上是展现在我们眼前的无限的空间，或物质之间的 间隙。当时哲学家的兴趣主要集中在讨论空间究竟是虚的还是实的，即“虚空” 是否存在的问题。据说，第一个提出“虚空”概念的是赫西阿德(hesiods)，他说： “在有万物之前就已存在着深邃的虚空了。 ”1这里的意思是，事物的存在必须以 虚空的存在为前提。很明显，这里的“虚空”指的是存放物体的场所，即平常所 说的处所概念， 它先于物质而存在。 西方哲学史上第一位哲学家泰勒斯说过： “万 物充满灵魂” 、 “万物源于水” ，意在表明万物均有生命，而生命均需要呼吸，而 水则万物及宇宙通过呼吸它而存在的养料。阿那克西曼德说“万物的本原是无限 定” ，这里的无定不是指的空间上的无线，而是指宇宙有限无界的球状结构，无 限定的宇宙原质包围着宇宙形成了宇宙的球状结构。 1.1 毕达哥拉斯学派：嘘气与虚空 他们明确的提出宇宙的结构应该是球状的，同米利都学派一样，毕达哥拉斯 学派也认为宇宙机体呼吸着在它之外、包围着它的气。亚里士多德说： “毕达哥 拉斯学派的人们也宣传虚空的存在，并且认为它是从无限的嘘气进入天，把天作 为吸入区别自然物的虚空，仿佛虚空是分离和区分彼此接续的事物的某种东西。 这首先表现在数目中，因为虚空区分开了它们的本性。 ”2 从这里我们可以看出，毕达哥拉斯学派首次提出了虚空问题，而且混同了虚 空和嘘气。 “虚空”是由无限的呼吸进入宇宙，它把自然物区分开来，仿佛“虚 空”是顺次相接的诸自然物之间的一种分离者和区分者。3这说明，毕达哥拉斯 学派认为虚空区分开来了自然万物，是万物存在之间的间隔，而正是这种间隔为 事物提供了运动的场所。在这里，虚空被当作是看不见的东西。 1 李烈炎时空学说史m武汉：湖北人民出版社，1988240 2 亚里士多德著徐开来译物理学m北京：中国人民大学出版社，200397 3 亚里士多德著张竹明译物理学m北京：商务印书馆，2004109 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 10 柏格森说过： “我们关于空间几乎不能提出任何其他的定义。若有一种东西 能使我们在许多同时发生的同一感觉之间辨别彼此，则它就是空间。 ”1在我们今 天看来，柏格森关于空间的定义与毕达哥拉斯学派所提出的空间概念有惊人类 似。 毕达哥拉斯学派正是为了区分数与物而引入了虚空概念， 因为如果没有虚空， 就无法将万物区分开了，虚空的存在是一个重要的前提。毕达哥拉斯学派的这种 思想虽然朴素却极有价值，他们承认宇宙之外有虚空，因为他们还没有把虚空与 存在物区分开来，但他们有的确在把宇宙和虚空区分开来的情况下让他们并存， 这成了亚里士多德以后的自然哲学家所追求的目标。2 1.21.2 爱利亚派：虚空与空间 毕达哥拉斯学派的观点主要是用嘘气来区分物体， 这实际上是用看不见的东 西来区分看得见的东西，并没有在一般意义上对可见物作出区分，但是为了区分 可见物与不可见物， 引入虚空概念则是必要的。 正是爱利亚学派第一次给 “虚空” 以严格的逻辑定义。也正是这种严格的逻辑导致了对虚空严格的否定。 3 爱利亚派的主要代表人物巴门尼德没有直接对虚空发表意见， 但他明确肯定 了宇宙的球状结构。爱利亚派的先驱塞诺芬尼首先否定球外嘘气的存在，他认为 一个神性的宇宙包含所有的存在，除了一什么都没有，因此在宇宙之外没有“无 限的嘘气”可供吸入。 巴门尼德指出了“存在不可分，因为它整个相同。它不会在一个方向上充实 一些，那将妨碍它结成一体，它也不会在另一个方向上弱一些，相反，存在充满 一切。所以它是整个连续的，因为存在与存在紧接在一起。 ”4 既然存在是连续且不可分的，那么用来区分存在的“虚空”概念就是一个不 可能的概念。虚空只能在存在不在的地方才有，即非存在，所以虚空也是非存在 1 柏格森著时间与自由意志m北京：商务印书馆，195864 2 吴国盛著希腊空间概念的发展m成都：四川教育出版社，199715 3 吴国盛著希腊空间概念的发展m成都：四川教育出版社，199717 4 fr8,22-25,引自 guthrie,a history of greek philosophy,vol2,cambridge university press,1965,31 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 11 的。1 巴门尼德的学生麦里梭从虚空的不存在论证了运动的不可能，他说： “如果 万物要运动，就必然要有虚空，但虚空却属于不存在。 ”2但他指出宇宙作为一个 有限的球体与宇宙之外无虚空是相互矛盾的，在他看来，宇宙应该是无界限，无 定形的。 爱利亚学派第一次给“虚空”以严格的逻辑定义，从而拒绝了虚空概念。他 们肯定宇宙的球状结构，但巴门尼德说存在是连续不可分的，虚空是非存在。麦 里梭从虚空的不存在论证运动的不可能， 但指出宇宙总体作为一个有限球体与宇 宙之外无虚空相矛盾。 在目前的古希腊哲学文献中，是爱利亚学派第一次提出了空间问题，是芝诺 给出了进一步阐述。亚里士多德说： “芝诺关于如果空间是个东西，那它就会在 某个东西中的疑难是不难解决的，因为没有什么妨碍最初的空间在其他东西 中所以，这不会必然地追溯到无限。 ”3这里的意思是空间如果作为存在物而 存在，那么它就应该在另外一个空间中，因为所有的存在物都在某物之中，如此 下去会导致无穷。所以，空间不存在。芝诺通过四个著名的悖论，对空间的可分 性及空间与运动的关系提出了质疑，使空间绝对论者陷入了困境，空间究竟是作 为属性而存在还是作为实体而存在，这个问题将一直持续下去。 1.3 1.3 早期原子论者：虚空 在爱利亚学派那里，对虚空概念是持否定态度的，原子论者在吸取了毕达哥 拉斯和爱利亚学派思想的基础上，发展了肯定性的虚空概念。 在对待“存在”的看法上，他们同爱利亚派是一致的，主张存在是充实的， 不可分割的。同样，在虚空问题上，他们都承认虚空是与存在相对立的反面，是 不充实，非存在。虚空在存在之外，不在存在之内。历史上每一个哲学家为了哲 学上的逻辑完整性，总希望贯彻一元论，但为了解释现象与感觉世界，哲学又不 1 guthrie,ibidpp04 2 亚里士多德著徐开来译物理学m北京：中国人民大学出版社，200396 3 physics,210b22 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 12 能不陷入二元。于是，原子论者面临这样一个难题：要么只承认原子是本原而放 弃虚空，要么坚持非存在也可以是本原。显然，第二种方案是他们唯一的选择。 在万物本原的问题上， 原子论者提出原子和虚空都是本原的看法。 亚里士多德说： “留基波和他的朋友德默克利特主张充实与虚空是本原。 他们把他们分别称之为 存在和不在，充实而坚固的是存在，空虚而稀薄的是不在。但是，他们说虚空并 不比物体缺少些什么，因为不在与存在同样实在。 ”1原子论者从本体论出发，提 出了原子和虚空共同构成万物的本原的学说，他们认为虚空象原子一样重要，二 者都是万物的本原。在这里，虚空不是近代意义上的无限的空间、无限的容器。 原子和虚空的关系不是占据与被占据的关系，他们没有原子占据虚空的概念，二 者是孓然对立的。在他们看来，虚空存在于原子不在的地方，原子之所以不可分 是因为内部没有虚空。所以，虚空是原子运动的场所，也指原子组合成物体时， 原子与原子之间的间隔和空隙。 原子和虚空构成的宇宙图景与毕达哥拉斯学派所主张的世界有相似之处， 他 们都主张世界是不连续的，由许多单位组成，单位的组成方式决定了世界的丰富 多样性。2毕达哥拉斯学派的世界是用嘘气隔开的，嘘气后来演变成了虚空，用 来隔开构成物理世界的原子。 原子论者的这种学说正是对毕达哥拉斯学派数学质 点的改造，将其变成有形的物理质点。 1.4 1.4 阿尔基塔与高尔吉亚：空间 原子论者重点讨论的“虚空”的概念，并没有谈到空间问题。在芝诺之后， 明确阐述这一概念的第一人是智者高尔吉亚。3高尔吉亚认为空间是独立于物体 之外与物体不同的东西， 物体在空间里， 就是被包围者。 任何存在物都在空间里， 不在空间里就是不存在。 后期毕达哥拉斯学派的阿尔基塔也有很明确的空间概念， 他和柏拉图是同一 个时代的人，对柏拉图有重要影响。他继承了毕达哥拉斯学派认为球状宇宙之外 1 苗力田著西方哲学史新编m北京：人民出版社，200038 2 吴国盛著希腊空间概念的发展m成都：四川教育出版社，199729 3 吴国盛著希腊空间概念的发展m成都：四川教育出版社，199730 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 13 存在无限虚空的观点，并给出了一个著名的论证。他提问到： “如果我到达（宇宙的）外边即恒星天层，我能还是不能向外伸出我的手或 手杖？”1 他阐明了这样一个道理： 无论是物体还是空间都可以无限伸展， 如果说不能， 那是荒谬的。如果是物体，则可以无限延伸，既然物体占据一定的空间，那么我 也可以说物体和空间一样无限延伸。在这里，阿尔基塔指出了空间的性质：空间 不同于物体，但又不能离开物体而单独存在。 在辛普里丘的 范畴篇注释 中， 有一段关于阿尔基塔写过一部论空间的书， 对空间和物体的关系做了详细解释。同高尔吉亚相比，除了指出万物均有空间， 无空间不能存在，还指出了空间先于物体而存在。 1.5 1.5 柏拉图：接受者 截止到柏拉图，古希腊的自然哲学家还只是逐步明确的使用空间概念，首次 赋予它哲学内涵的是柏拉图。正如亚里士多德所说的那样，需知大家都不过是在 说明确有空间这东西，只有柏拉图已经在试图说明空间是什么了。2 柏拉图认为世界是被创造出来的，这种创造不是无中生有，有三个要素参与 其中。这三个要素分别是：无界定的材料，有界定的形式，和拥有结合力量的创 造者。这种创造不是上帝创造世界那样随心所欲，他必须按照一定的、有严格界 定的形式。另外他还必须拥有一定的原材料，工匠建造房屋需要建材，宇宙创造 世界同样也不能例外。后来柏拉图又把原材料称为“接受者” 。在解释“接受者” 的时候，他用原材料做了类比，他说，一个被制成各种形状的金子，有人若问它 是什么，最可靠的回答是说，这是金子，因为形状都在变，只有金子这块料是稳 定同一的。3另一方面，他还用了容器、母亲和空间做对比。柏拉图说： “我们还 可以恰当地把接受者比做母亲，把模型比做父亲，把由这两者产生的自然比做孩 1 吴国盛著希腊空间概念的发展m成都：四川教育出版社，199731 2 亚里士多德著张竹明译物理学m北京：商务印书馆，200496 3 吴国盛著希腊空间概念的发展m成都：四川教育出版社，199736 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 14 子” 。1在希腊人看来，孩子的一切都由父亲决定，母亲只提供孕育的场所，因此 把接受者比做母亲，也就是比做容器，空间和温床。 接受者、原材料和空间有一个共同点就是它们都是变化的承担者，原材料是 形状变化的承担者，空间是变化着的占据者和内容物的承担者。柏拉图的接受者 实际上是原始朴素的实体概念，空间被他用来说明尚模糊不清的实体。柏拉图的 空间概念有以下几层意思： 第一， 空间不象时间那样是被创造出来的， 而是世界生成之前就已经存在了， 它是独立永恒的存在，因而不会毁灭。第二，空间为所有生成的事物提供运动和 变化的场所，是物质世界存在的必要条件。第三，空间是与亚里士多德作为物体 之外界面的 “空间” 相对的作为物体界面内部的空间， 指物体内部的间隔和空隙。 但关于空间究竟是什么？柏拉图好象没有阐述清楚，正如亚里士多德所说“根据 一切有关的现象加以研究，大家得出的结论都不一样。而且在这个问题方面，我 们从以前的思想家那里也没有得到任何教益（无论是提出的疑问，还是有关的解 答） 。 ”2 总体说来， 在古希腊早期的自然哲学家更加关注的问题是虚空是否存在的问 题。 可以说，早期的希腊人对空间的认识是从探讨虚空是否存在开始的。大部分 学者都是认为虚空是存在的，它为物质提供存在的场所和运动的空间，是与物体 独立无关的客观存在。这种观点一直延续到亚里士多德才有扭转性的改变。 1 吴国盛著希腊空间概念的发展m成都：四川教育出版社，199737 2 亚里士多德著张竹明译物理学m北京：商务印书馆，200492 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 15 2 亚里士多德空间观研究 亚里士多德的空间学说主要集中在物理学 、 形而上学和论天等著 作中。其中关于物理学中的“topos”一词，学术界有不同的译法，在英语 世界中比较一致的看法是翻译成 place，国内学术界也有认为应翻译为“处所” 的，如吴国盛的希腊空间概念发展史 ，也有翻译为“地点” 、 “位置”者，如 苗力田主编的亚里士多德全集 ，还有翻译为“空间”者等，如张竹明翻译的 物理学 。本文部分引文出自中国人民大学出版社的徐开来译本，由于徐先生 采用的是“地点”译法，在本文中全部变更为空间，以便统一。 亚里士多德（aristoteles,公元前 384-前 322）是一位百科全书式的学者，古 希腊哲学的集大成者。他一生著述宏丰，据说其全部著作达 1000 多卷，目前流 传下来的有 47 卷，广泛涉猎了政治、经济、哲学、伦理学、美学、历史、数学 以及当时所有的一切其他自然科学的内容。 亚里士多德关于自然哲学的著作十分 丰富， 据统计要占他全部著述的 1/3 以上。 主要有 物理学 、 论天 、 论生灭 、 论灵魂 、 动物志以及气象学等等。其中物理学是他最重要的自然 哲学著作，主要反映了他的自然观和运动观，他的空间观也主要体现在此书中。 在西方哲学史上，亚里士多德第一次系统的研究了空间概念。他总结了前人 关于空间的看法，肯定了空间属于物体但可与物体相分离，得出了空间是物体包 围者的内界面的结论。另外，综合他的目的论学说，他提出了共有空间和特有空 间的区分。最后彻底否定了虚空的存在。亚里士多德的空间体系是第一个完整的 空间理论体系，具有划时代的意义。这种完备体系使他从公元前四世纪到公元十 七世纪的两千多年中处于前所未有，无与伦比的支配地位，一直到今天还余光未 尽。 2.1 2.1 空间的本质问题 一般意义上认为空间的存在，原因是任何事物必须存在于一定的空间之中， 空间的变化是运动的最基本、最一般的形式。水从杯子里面倒出来，空气马上补 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 16 进去，这个现象被亚里士多德反复用来阐述空间和物体的关系。他认为：空间不 同于存在于其中的物体，当物体被移走以后，所占据的空间可以容纳别的物体。 没有完全空的空间，空间可以离开某个特定物体而单独存在，但不能脱离一切物 体单独存在。 在考察空间的属性问题上，亚里士多德遇到了一系列的难题。依照我们的经 验来看空间应该具有三维，即长、宽、高，而这三维是规定一切物体的。但是， 空间本身不能是物体。因为假如它是物体，在同一空间中就会有两个物体了。众 所周知，两个物体不能占据同一个空间。 如果我们承认物体有空间的话， 那么物体的面和其他的界限也应该存在于一 定的空间中。因为如果水的面占据一定的空间，那么空气与水接壤的面也应该与 它在同一个地方。这里的关键是，我们不能区分点和点所占据的空间。如果点的 空间与点没有区别的话，由此推广开来，物体所占有的空间和物体就应该是同一 个物体。那么，这就同我们前面所说的相互矛盾了。因为我们很清楚杯子里面的 水和杯子里面装水的空间断然不是同一种事物。 另外，如果空间自身也是某种存在物，那么它存在什么之中？因为存在物之 所以存在，就必须存在于一定的空间中。但是芝诺对此提出了诘难，如果存在的 一切东西都在空间中，那么如果空间存在，就会在另一个空间中，这会出现无穷 的倒退。 而且空间既不能是元素，也不是元素构成的东西。还有，空间是存在物中的 哪一种原因呢？它既不是作为存在物的质料，因为它不会构成任何东西。也不是 作为物体的形式和原理而存在的，也不是作为目的而存在的，也不是使存在物运 动的原因。 我们都知道，所有的存在物都必定占据一定的空间。那么对于一个处在成长 期的事物来说， 例如一棵树苗， 当树苗长大的时候， 其占据的空间必然也在变大。 也就是说，每一个成长的事物所占据的空间和它们一起长大。因为每一事物的空 间不会大于也不会小于事物本身。然而在亚里士多德看来，空间好似不能移动的 容器，这势必会引起矛盾。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 17 通过搜集大量的空间经验，亚里士多德提出了一个解决方案。他认为： “因 为有四点，空间必居其一：或者是形状，或者是质料，或者是在极限之间的某种 广延，或者，如若在生成于其中的那个物体的积量之外再无其他广延的话，它就 是极限自身。1这里的意思是空间只能合理的等同于以下四种中的一种：第一， 空间可能是物体的形状或形式，因为每个物体的特有空间直接包围着它，是这个 物体的界限， 而形式和形状就是界定物体的界限； 第二， 空间可能是物体的质料， 因为当物体的各种属性发生变化的时候，质料是保持不变的，而空间也是不会改 变的，内容物发生变化而它不变；第三，空间可能是物体的边界，因为空间正是 区别于物体，而又在外面包围着物体的东西，而边界恰恰具有这种特性；第四， 空间可能是物体自身界限之间的间隔，因为被包围的事物经常发生变动，而包围 者不动，如水从容器中倒出，而容器不会动，这样看来间隔似乎是某种超乎位移 之外的东西。 针对这四种可能性，亚里士多德认为： “很显然，上面的前三种规定都是不 可能的。由于形状在包容着，所以人们以为它是空间，因为在其中，包容者与被 包容者的限界是同一个。虽然形状和位置二者确实都是有限界，但它们是不一样 的，形式是事物自身的限界，而空间则是包容物体的限界。2 由于在包容物保持不变的同时，被包容而又可以分离物却常常发生变化，人 们就因而认为其中似乎有某种广延，在被移开了的物体之外作为某种东西存在 着。3 但是，正如我们所说过的，质料既不同事物分离，也不包容事物，而空间则 具有这两者。4 可见，在亚里士多德的思想中，如果空间不是上述三者的任何一种，即既不 是形式， 也不是质料， 更不是某个在被移换着的事物之外的永远属于他物的广延， 那么空间就必然是剩下的第四个，即包容着物体的界限。 “空间不是宇宙，而是 1 亚里士多德著徐开来译物理学m北京：中国人民大学出版社，200389 2 亚里士多德著徐开来译物理学m北京：中国人民大学出版社，200390 3 亚里士多德著徐开来译物理学m北京：中国人民大学出版社，200390 4 亚里士多德著徐开来译物理学m北京：中国人民大学出版社，200391 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 18 宇宙的一个与运动的物体相接触的静止的内限。 ”1这个界限，第一，不是物体自 身的界限，形式才是物体自身的界限，而是物体的直接包围者的内面，它与物体 大小一样，但与物体可以分离；第二，这个界限是不动的，否则就会产生空间的 空间这样的悖论。事实上，正如容器是能够移动的空间一样，空间是不能移动的 容器，2而容器不是事物的部分。3当船在河中航行的时候，河水就是包容船的容 器，而不能作为包容船的空间。而空间是不动的，所以说整条河床就是包容船的 空间，因为作为整体，河床是不动的。因此包容者的最初直接的，不动的限界， 就是空间。 针对芝诺提出的诘难，亚里士多德认为： “如果空间是一事物，那么它就在另一事物里。 ”芝诺提出的这个疑难也不 难解决。因为没有什么妨碍直接空间在别的事物里。当然这种“在里”和事 物在直接空间里的那种 “在里” 的含义不同， 而是象健康作为常态之在热里， 热作为生理变化之在身体里那样，因此不必无限的进行下去。 ”4 “健康之在热里， 热之在身体里” 表面上看似乎前进了， 实际上还是在原地。 因此不必无限的进行下去。第一个“在里”和第二个“在里”的含义不 同。在这里，亚里士多德并没有告诉我们，空间究竟在什么地方，仅仅告诉了我 们空间不需要空间。 在这里，一系列诘难得到了明确的解决：空间并不必须和它里面的物体同时 增长；点是没有空间的；两个物体不能同时占有一个空间；空间不是一个有形的 独立的体积，因为空间内的东西是物体，而不是一个空的空间。空间也可以说是 “在某处” ，但在这里“在某处”不是作为在空间里，而是作为在受限的物体的 上限，因为不是任何事物都在空间里，只有能运动的事物才在空间里。 2.2 2.2 空间的存在性问题 1 亚里士多德著张竹明译物理学m北京：商务印书馆，2004105 2 亚里士多德著徐开来译物理学m北京：中国人民大学出版社，200391 3 亚里士多德著徐开来译物理学m北京：中国人民大学出版社，200384 4 亚里士多德著张竹明译物理学m北京：商务印书馆，200499 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 19 首先，亚里士多德从事物的存在性角度进行了考察。亚里士多德认为事物是 客观存在的，而存在的东西总是存在于某个空间，不存在的东西是无处存在的。 例如，山羊牛或狮身人面的怪物存在于何处呢。1他认为宇宙中充满了物质，既 然物质客观存在，就要占有一定的空间，不占有空间的物体是不存在的。亚里士 多德又说： “依据上面这些，人们就应该认为，空间就是有别于物体的某种东西， 而一切感觉物体都处于空间中。 赫西阿德在提出最初的混沌状态时所说的话应被 认为是正确的。他说： “万物生成之初是混沌，然后才有胸脯宽阔的大地” 。这就 意味着，必须先有存在物所居之处；因为就像其他许多人一样，他也认为万物都 存在于某处，处在空间之中。2 这里的意思是空间是独立于物体的， 我们所感觉到的可见物体都必须存在于 一定的空间之中。空间先于物体而存在，因为如果没有它别的物体便不能存在， 没有物体而存在的这种东西必然是最初的。 整个宇宙充满了物质，一切物质都在宇宙中，但“宇宙作为整体，既然没有 任何物体包围着它， 就不能说是在某处， 也不能说是在任何空间里” 。 3即他认为， 有物质的地方总是有空间的， 没有物质的地方是没有空间的， 宇宙之外一无所有， 既没有物质，亦不存在空间。为了解释空间不能是一种可脱离物质的独立存在的 实在物，他说： “空间是一种分离着独立存在的事物前面已经谈到过，这是 不可能的” 。4所以，他认为空间与物质是相互依赖的关系，缺少任何一方均不能 存在。正如他自己说的，再说，恰如物体皆在空间里一样，空间里也都有物体。 5就如同一只水杯，如果不装水，则可以用来装果汁，甚至是空气，总要装一些 什么东西，它无论如何也不会空下来。物质是客观存在的，而物质总要存在于特 定的空间中，所以空间也必然客观存在着。 其次，从运动学的角度，亚里士多德说： “如果不曾有某种空间方面的运动， 1 亚里士多德著徐开来译物理学m北京：中国人民大学出版社，200379 2 亚里士多德著徐开来译物理学m北京：中国人民大学出版社，200381 3 亚里士多德著张竹明译物理学m北京：商务印书馆，2004105 4 亚里士多德著张竹明译物理学m北京：商务印书馆，2004116 5 亚里士多德著张竹明译物理学m北京：商务印书馆，200495 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 20 也就不会有人想到空间方面去。1并且运动的最一般，最基本的形式是空间方面 的运动。2正是由于物体有位置移动，相互换位和数量增减等空间方面的运动， 所以空间被认为是显然存在的。3这说明，亚里士多德认识到，物体最基本的运 动方式就是空间的运动。既然运动是永恒存在的，运动的主体与运动的存在都是 客观的，所以空间是客观存在着的。既然运动着的事物和运动都是独立于我们的 意识而客观存在的，那么就必须承认空间的客观实在性。 从彼此交换空间的情况来看，空间也是被显然的认为是存在的。例如，水存 在于某处， 当它从容器中流走的时候， 气体就会马上填补进去， 也许过一段时间， 就有另外一种物体，例如“果汁”来占据这个空间。空间就被认为是与存在于其 中并彼此交换空间的一切物体不同； 因为现在气体在其中的那个容器先前是水在 其中，所以，水出来和气体进去的那个空间和水与气体二者均不相同，从这个角 度看，空间是客观存在的。 另外，依亚里士多德看来，自然物体的移动也证明了空间的存在。因为在外 力的作用下，每一个物体都会远离或接近自己的特有空间。这里还附带说明了空 间的一些属性，有上、下、前、后、左、右之分。在这里， “上”不是一个偶然 的处所，而是气和火等比较轻的物体所在的地方。同样， “下”也不是一个偶然 的处所，是水和土等比较重的物体所在的地方。 再者，那些主张有虚空存在的人们都说有空间。因为虚空应该就是没有物体 的空间。4在他看来，如果空间不存在，那么讨论虚空也就没什么意义了，这就 成了纸上谈兵的空谈。我们可以这样认