物理学与社会科学关联性探析.pdf

万方数据 3 山西大学 2014 届 硕 士 学 位 论 文 物理学与社会科学关联性探析物理学与社会科学关联性探析 作者姓名 魏婧 指导教师 殷杰 教 授 学科专业 科学技术哲学 研究方向 社会科学哲学 培养单位 科学技术哲学研究中心 学习年限 2011 年 9 月至 2014 年 6 月 二一四年六月 万方数据 thesis for master s degree, shanxi university, 2014 the research of the correlation between physics and social sciences student name jing wei supervisor prof. jie yin major philosophy of science and technology specialty philosophy of social science department research centre for philosophy of science and technology research duration 2011.09-2014.06 june, 2014 万方数据 承诺书 40 承 诺 书 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立完成的，学 位论文的知识产权属于山西大学。如果今后以其他单位名义发表与在读期 间学位论文相关的内容，将承担法律责任。除文中已经注明引用的文献资 料外，本学位论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。 作者签名： 20 年 月 日 万方数据 学位论文使用授权声明 41 学位论文使用授权声明 本人完全了解山西大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留并向国家有关机关或机构送交论文的复印件和电子文档，允许论文 被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等手段保存、汇编学位论文。 同意山西大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播论文的全部或部分 内容。 保密的学位论文在解密后遵守此协议。 作者签名： 导师签名： 20 年 月 日 万方数据 目目 录录 中中 文文 摘摘 要要. i abstract . iii 引引 言言 . 1 第一章 古代物理学与社会科学的萌芽 . 5 1.1 古代物理学概念与范畴 . 5 1.1.1 亚里士多德的物理学理论 . 6 1.1.2 阿基米德物理学原理 . 7 1.2 古代物理学思想对社会科学的影响 . 7 1.2.1 时空观的形成 . 8 1.2.2 朴素机械论自然观的形成 . 9 1.2.3 社会思想的形成 . 10 第二章 经典物理学和社会科学的诞生 . 12 2.1 经典物理学概念与范畴的确立 . 12 2.2 经典物理学对社会科学的影响 . 14 2.2.1 近代机械论自然观的确立 . 14 2.2.2 社会科学机械论范式的形成和自然主义的形成 . 15 2.2.3 政治学对物理学分解综合方法的效仿 . 16 2.2.4 经济学对物理学建立模型方法的效仿 . 18 第三章 现代物理学与社会科学的发展 . 21 3.1 现代物理学概念与范畴的建立 . 21 3.1.1 机械论自然观的衰落 . 22 3.2 现代物理学对社会科学的影响 . 22 3.2.1 统一科学思想的建立 . 23 3.2.2 社会物理学的诞生与发展 . 24 3.2.3 经济物理学的诞生与发展 . 27 3.2.4 政治力学的诞生与发展 . 30 结 语 . 32 参考文献 . 34 攻读学位期间取得的研究成果. 37 万方数据 致 谢 . 38 个人简况及联系方式 . 39 承 诺 书 . 40 学位论文使用授权声明 . 41 万方数据 contents chinse abstract . i abstract . iii introduction . 1 chapter 1 the embryonic stage of ancient physics and social sciences . 5 1.1 the concepts and categories of ancient physics . 5 1.1.1 the physical theory of aristotle . 6 1.1.2 the physical principle of archimedes . 7 1.2 the influence of ancient physics on social science . 7 1.2.1 the formation of space-time concept . 8 1.2.2 the formation of simple mechanical view of nature . 9 1.2.3 the formation of social thought . 10 chapter 2 the birth of classical physics and social science . 12 2.1 the establishment of the concept and category of classical physics . 12 2.2 the influence of classical physics on social science . 14 2.2.1 the establishment of modern mechanical view of nature . 14 2.2.2 the formation of social sciences mechanistic paradigm and naturalistic . 15 2.2.3 politics emulate the comprehensive method decomposition of physics . 16 2.2.4 economics emulate the model establishing method of physics . 18 chapter 3 the development of modern physics and social science . 21 3.1 the establishment of the concept and category of modern physics . 21 3.1.1 the fading of mechanism natural view . 22 3.2 the influence of modern physics on social science . 22 3.2.1 the establishment of a unified scientific thought. 23 3.2.2 the birth and development of social physics . 24 3.2.3 the birth and development of econophysics . 27 3.2.4 the birth and development of political mechanics. 30 conclusion . 32 万方数据 references . 34 research achievements . 37 acknowledgment . 38 personal profiles . 39 letter of commitment . 40 authorization statement . 41 万方数据 i 中 文 摘 要 自19世纪启蒙运动以来，严格的社会科学理论才真正建立。但是社会科学的萌芽， 诞生的过程与发展的脉络却可以遍及人类文明的整个历程， 尤其是与相对其他学科而言 建立最早，发展最完善的学科物理学的每一次发展息息相关。物理学中重要理 论的发现，伟大人物的诞生，甚至理论范式的更替，无不对成长中的社会科学理论与方 法产生巨大的影响，甚至是根本的变革。所以，物理学与社会科学的关联性问题就成为 物理学家、社会科学家和科学哲学家一直以来非常关注的问题。这是对物理学与社会科 学发展的重要反思与总结，对人类自身与社会各方面的发展有相当大的促进作用。 本文在写作的过程中主要采用了历史分析法和比较法， 在某些章节还运用了理论与 实际相结合的方法和个案实证分析的方法。 文章试图梳理物理学与社会科学交互发展的 历史脉络，揭示物理学与社会科学的紧密关联，并尝试着寻找社会科学在发展过程中的 规律性特质。本文共分为五个部分，包括引言、三章主体内容及其结语等。引言部分首 先简要阐述了论文的研究背景及研究意义， 并对相关研究领域的国内外研究现状进行了 整理，然后概括性的介绍了研究过程中遇到的难点以及本文的创新点和不足，最后对论 文的研究方法进行了简单的说明。论文的三个章节，按照历史顺序深入剖析了物理学在 三个代表时期对社会科学的重要影响。第一章是古代物理学与社会科学的萌芽。分别阐 述了古代物理学的概念与范畴、亚里士多德(aristotle)和阿基米德(archimedes)的物 理学原理，以及社会科学在物理学思想的影响下形成了时空观、机械论自然观和社会思 想的雏形，揭示了，社会科学在萌芽阶段受到的物理学思想的重大影响。第二章是经典 物理学和社会科学的诞生。这一时期的物理学形成了机械论范式，在思维模式和研究方 法上都对社会科学产生了深刻的影响， 整个社会科学界形成了机械论范式和自然主义的 理念， 具体表现在政治学和经济学领域中分别运用了物理学中的分解综合方法和建立模 型的方法，学科本身在这些方法的运用过程中逐步走向了实证主义。第三章是现代物理 学与社会科学的发展。这一时期的物理学是重要的转折时期，整个物理学的概念和范畴 都发生了巨大的变化。机械论自然观退出了历史的舞台，非决定论的系统的思维模式开 始盛行，社会科学与自然科学趋向于建立统一的科学思想，由此催生了一系列新兴交叉 学科的诞生，社会物理学，经济物理学，政治力学是其中表现较为突出的三门学科，它 们的研究方法中都恰当的运用了物理学的成熟理论，使社会科学理论更加精确化、科学 万方数据 ii 化。 关键词：关键词：物理学；社会科学；经济学；政治学；社会学；关联性 万方数据 iii abstract the rigorous theory of social science really established since the 19th century enlightenment movement. however, the sprout，birth and development of social science throughout the course of human civilization. especially have closely relationship with the every development of physics, which is earlier established and better developed compared to other disciplines. the important discoveries, the appearance of great men and even the changes of theoretical paradigms in physics have a huge impact on the growth of social science theories and methods, and even fundamental changes. physicists, social scientists and philosophers of science have been paid more attention to the relevance issues between physics and social science. these are important summaries and rethink of the development of physics and social science, and play a considerable role in promoting the development of human and all aspects society. the present dissertation is mainly historical analysis and comparison. the empirical analysis of the cases and combining theory and practice are used in some chapters. this dissertation attempts to sort out the mutual development of physics and social sciences, and reveals close relationship between physics and social sciences, and tries to find the regular qualities of social sciences in the development process. this dissertation is divided into five parts, including introduction, three chapters and the conclusion. the introduction mainly present the purpose and significance of the research, the main content of this dissertation, the status of research at home and abroad, the methods used in the research, and the difficulties encountered in writing, innovation and shortcomings of the article. three chapters deeply analysis that physics has significant impact on social science in three times by historical method. the embryonic stage of ancient physics and social sciences is introduced in the first chapter. first chapter respectively expounds the concept and category of ancient physics, the aristotle and archimedes physics principle, and the prototype of space-time view, mechanistic, nature view and social thought of social science formed under the influence of physics, reveals that physics has significant impact on social science in the embryonic stage. the second chapter introduces the birth of classical physics and social science. mechanical paradigm is formed in physics at this period. physics has huge impact on social science in the mode of thinking and research methods. the concept of mechanical paradigm and naturalistic 万方数据 iv philosophy is formed in the whole scientific community. what is a concrete manifestation is that decomposition integrated approach and modeling approach which often apply in physics are respectively used to political science and economics. by using these methods makes the subject itself to the positivism. the third chapter introduces the development of modern physics and social science. this period is the important turning point for physics, concept and category of the whole physics has undergone tremendous changes. mechanical theory and the nature view withdraw from the stage of history, however the non determinism of the thinking mode began to flourish. social science and natural science tended to establish a unified scientific thought. that has given birth to a series of new cross disciplines. social physics, economic physics and political mechanics are three outstanding disciplines among them. the mature theories of physics are properly applied to research methods which used to these disciplines. that makes the theory of social science more precise and scientific. keywords: physics; social sciences; economics; political; sociology; relevance; 万方数据 引言 1 引 言 1研究背景及研究意义 自然科学以势不可挡的趋势向社会科学渗透， 同时社会科学也走进了自然科学的研 究领域。社会科学在发展中的“自然化”，以及自然科学在发展中的“社会化”都在逐 步深入演化着。它们彼此挑战，又互相促进，在这种矛盾又相互促进的关系中，自然科 学和社会科学都越来越开放，联系越来越紧密。在这种趋势中，作为古老学科的物理学 是所有自然科学的佼佼者，在每个历史阶段都与社会科学有着频繁的互动，在这种互动 中，物理学与社会科学都在不断的发展和完善。 首先， 物理学理论注入了社会科学发展的洪流， 并且起到了不可忽视的作用。 如今， 像经济学、政治学、社会学等社会科学学科已经把自然科学尤其是物理学的成熟的理论 与方法融入了本学科的研究中来，成为社会科学研究中，一种普遍性的发展趋向。物理 学在所有自然科学中表现尤为突出，如系统科学，经济物理学，社会物理学，金融物理 学，政治力学等等。这些学科的出现，越来越显著的表现出这样一种现象，就是这些学 科的发展在许多方面都需要将物理学规律融入自身的研究中， 把之前单一的社会环境和 物理学理论组合成一个完整的系统。这样在它们的理论中就既包含着物理学理论的内 容， 也有社会科学的内容，它们的理论和研究方法非常恰当的做到了彼此交叉和统一。 其次，不仅自然科学的内容直接融入到了社会科学中的许多学科，反过来，社会科 学中的许多概念和内容也被自然科学某些学科引用，形成了一系列新兴学科，例如历史 地理学、计算机语言学等等以自然科学为基础但是又包含社会科学研究方法的交叉学 科。由于这个方向上的影响相对较少，本文侧重于研究物理学对社会科学的影响。 再次，在现代科学系统中，自然科学和社会科学联系更加紧密，形成了新的大科学 系统。大科学系统以系统论、控制论、信息论为纽带，研究方式逐步形成大范围、多门 类、多层次、长时期、跨系统的综合性态势。伴随着 “知识爆炸”的延续性作用，每 个自然科学家在选择研究课题时都会发现各种社会因素在越来越多的影响和制约着他 们。所以，对于自然科学家来说，相关研究对象的社会现实意义也成为他们不得不考虑 的方面。对于社会科学家来说，在研究某些方向时，必须具备一些基本的科学素养，这 样社会科学才更具有科学性。 当代的自然科学家必须在慎重地选择研究课题时也同时考 虑到相应的社会条件，例如社会的支持力度、研究设备是否供应充足、是否形成良好的 万方数据 物理学与社会科学关联性探析 2 社会合作等等。这些因素显然已经是社会科学领域里的问题。所以，如今的科学家应该 是综合型研究人才，兼具广博的社会科学常识和专业的自然科学素养。 基于以上几点现状，自然科学与社会科学的融合已经大势所趋，所以，对物理学与 社会科学关联性的研究就显得尤为重要，无论是对历史的总结，还是对未来的展望，都 对人类认识自然和社会有着重要的历史意义和现实作用。 2国内外研究现状 国内对自然科学与社会科学关系的研究涉及的领域非常广，20世纪80年代末，社会 科学领域开始大规模的引进自然科学方法，引发了许多社会科学家的探讨。孙小礼与李 慎编著的方法的比较研究自然与研究社会、金吾伦主编的跨学科研究引论 都在不同程度上分别对自然科学和社会科学的研究对象进行了考察， 并且深入的比较了 对自然科学研究方法和社会科学研究方法的异同。朱红文、马来平、韩增禄等老前辈都 对这方面的问题非常关注，并且提出了许多深刻的见解。同时，他们鼓励社会科学将定 量化方法融入进来，并且肯定定量化方法在社会科学研究中做出的贡献。关于这方面的 文献也非常多， 但是都是在自然科学的广度上进行讨论， 并没有与具体的学科进行联系。 即使在文中提到物理学对社会科学的影响，也只是泛泛而谈，单纯停留在研究方法的论 述上，没有对物理学与社会科学进行历史脉络的梳理和哲学上的思考。 近年来，社会科学界诞生了许多新的交叉学科，例如社会物理学、经济物理学、政 治力学等，引发了交叉学科的研究高潮。国内对物理学与社会科学之间关系的研究聚集 在对交叉学科的研究上，但也只是局限在学科内部。中国社会科学研究院牛文元研究员 对现代社会物理学进行了一系列的研究，且先后发表了多篇文章。在科学与社会的现 代演进兼论自然与人文交叉的社会物理学中，牛文元研究员简述了社会物理学产生 的背景与发展的经过，其中提到了物理学在几个关键时期对社会科学的影响，但是并没 有对物理学与社会科学理论在整体性的关联性上进行深入探讨。 兰州大学经济学院杨华 磊和郭仪2012年发表的文章经济物理学范式的解读中对经济物理学产生的条件和研 究方法进行了阐述， 并且谈到学科发展中遇到了一些问题及其解决的建议。 杨华磊在 对 主流经济物理学研究范式的担忧中谈到主流经济物理学在中国遇到的挑战，并从物理 学、经济学和数学等方面阐述了他对学科当前研究范式的深刻担忧，针对中国特殊的经 济环境，提出了对经济物理学在未来发展中的建议。关于政治力学方面的研究主要集中 万方数据 引言 3 于日本，国内还处于初级阶段，相关文献较少。西北政法大学教授方强等发表的政治 力学创议在政治学体系中创立的一门新的分支学科 对政治力学的概念和研究方法 进行了简要的论述。 国外科学家对经济物理学的研究是比较广泛的。schinckus 在他2010年的文章is econophysics a new discipline? the neopositivist argument中提到经济物理学是应用与统 计物理相关的经济现象的各种模式和理念的新学科。 他认为这一领域的研究是历史和物 理科学发展的一个新台阶，关于它的学科特点问题是必须要研究的。新实证主义表明， 经济物理学方法论是与经济学非常不同的，它可以被看作是一个独立的学科。并且，强 调经济物理学和经济学之间新实证主义方面的主要差别。dean rickles在econophysics for philosophers中站在哲学的角度对经济物理学进行了分析，从什么是经济物理学和 为什么是经济物理学两个方面进行了详细的阐述。麻省理工学院的alex pentland在2014 年最新出版了social physics: how good ideas spreadthe lessons from a new science。 3研究中的难点、创新点和不足 社会科学家在为社会科学选择正确的方向和恰当的方法时， 特别是将自然科学中成 熟的规律嫁接运用到社会科学中，会充分考虑自然科学方法的恰当性，力求该种方法能 够对社会科学各个领域具有普适性，能够恰当的合理的解决社会科学中的具体问题。物 理学中的许多理论被社会科学家运用到自身的研究中，其中有些只是机械的模仿和套 用，并没有解决实质性的问题。所以，本文在撰写时，从众多的理论中选取真正在物理 学和社会科学之间起到桥梁作用的具体案例是难点所在。 社会科学期望达到自然科学尤其是物理学那样的系统性、客观性，不但要恰当的选 择能够借鉴和学习的理论方法，而且需要在整个思维方式和认识上明确这样一种观点， 即社会科学的发展趋势应该是与自然科学的不断融合和相互影响，而不是各自为战，彼 此分离。本文运用了许多具体案例来说明社会科学受到的物理学理论的深刻影响，这样 更加强了本文的客观性和科学性，并且通过历史脉络的梳理，清晰地将两者之间相互影 响、相互依存的历史动态展现出来，希望我的努力，能够为社会科学的研究做出一点贡 献。 文章的创新点主要体现在以下两个方面： 万方数据 物理学与社会科学关联性探析 4 （一）角度新，探讨物理学与社会科学的关联性。 国内外对社会物理学，经济物理学的研究比较广泛且深入，但是只是停留在学科内 部，仅对学科中相关专业知识进行了研究，并没有深入探讨物理学理论对社会科学的具 体影响，也没有涉及到物理学与社会科学在发展规律与研究方法上的关联性。本论文意 在理清物理学与社会科学历史发展的脉络， 重点是详细的探讨不同历史背景下物理学学 科本身思维方式与研究方法的重大变化对当时社会科学所产生的重大影响， 试图从物理 学与社会科学的相互影响与发展中提炼出人类思想与社会的发展规律与哲学本质。 （二）内容新，以物理学理论的具体案例为背景探讨对社会科学的影响。 社会科学中也以政治学、经济学、物理社会学、物理经济学、政治力学为具体案例， 从各方面分析了社会科学在不同的历史阶段受到的物理学的影响， 并且从物理学发展角 度对社会科学未来发展的趋势进行基本的预测。 文章中也存在一些不足的地方，这也是今后进一步研究的方向。文章中对物理学和 社会科学的理论与研究方法本身的认识与哲学思考还不够深入。 文章着重阐释了物理学 对社会科学的影响，但是在社会科学对物理学的影响这一方面，由于国内外资料相对较 少，个人研究能力不足，时间短促，所以未能进行详细的论证与阐述。随着物理学和社 会科学的发展与对两者关系研究的不断深入，我会继续收集有关资料，将文章中不足的 地方进行完善。 4本文研究方法 本文在写作的过程中主要采用了历史分析法和比较法， 通过分析和比较三个历史时 期物理学与社会科学在思维模式和研究方法的变化与发展， 清晰地表明物理学对社会科 学在不同时期的影响，为本文的写作打下了一个坚实的基础。本文在写作过程中还运用 了理论与实际相结合的方法。文章中运用了理论抽象的方式，将研究内容进行了一定的 归纳和概括，并且在研究过程中多次列举具体案例，运用个案实证分析的方法，来加强 文章的实证性、科学性，增强文章理论的说服力。 万方数据 第一章 古代物理学与社会科学的萌芽 5 第一章 古代物理学与社会科学的萌芽 本章首先从物理学与社会科学产生之前与产生初期开始， 对尚处于萌芽时期的物理 学与社会科学思想进行比较。 经典物理学产生以前的整个进程都可以归入古代物理学与 社会科学时期。在这个时期，实际上是没有具体的物理学和社会科学的出现，只是一些 思想的萌芽。但是如果我们要搞清楚一门学科的发展，它产生最初期的思想萌芽却是最 关键的。这种思想会引发所有的问题域，甚至会发散到其他相关的领域，并引发相应学 科的产生和发展。这一时期的物理学与社会科学就是这样的典型例证。 1.1 古代物理学概念与范畴 古代物理学源自于自然哲学，它起始于古希腊思想家富于创造性的思维。在公元前 6世纪的古希腊，哲学先贤们第一次提出了理性自然观，意在用自然的方式去解释物理 实在，尝试去客观地把握自然界发展的规律。由此，自然哲学逐渐从神学与哲学中分化 出来，后来又继续分化成各门具体自然科学的雏形。德国学者策勒尔(e.zeller)评价道： “他们为哲学思想，并且，在相当大的程度上为自然科学，构成了基本概念，后来整个 欧洲的哲学和科学，都是在哲学基本观念之内活动并至今仍在运用它们。” 古希腊先 贤们讨论的世界本源，归根到底大多是事实存在的物质实体。这就是物理学最初的研究 对象，即生活中最常见的事物。虽然这个时期的观点是相对比较简单的和粗糙的，但正 是这种思想的雏形开创了人类科学界关于万物本源的探索。从此人类思维的头脑被激 发，为认知找到了一个新的出口。科学哲学家赖欣巴赫(hans reichenbach)认为，人类 的智力要想得到进步， 关键是要准确的发现一些基本问题， 也就是最基本的概念和认知。 所以，发现基本问题的重要性可想而知。于是，最早研究世界本源的泰勒斯就是科学史 上相当重要的人物，而且他的研究中还充分体现了怀疑、批判、自由探讨的精神。波普 尔(karl popper)在猜想与反驳中谈到，“知识和学说是由猜想和假说构成的，并不 是由最终的真理构成，我们要想无限制的接近真理，只有通过不断地批判和对批判的讨 论。” 所以，我们认为，是第一个自然哲学家泰勒斯建立了新的自由传统，在自然科 学研究中应该能够容忍别人的批判和质疑， 这是最早也是一直持续至今的重要的科学思 想。同时，人类最古老的物质观念和物质思维也诞生于古代自然哲学中，朴素元素说就 吴蓓.古希腊物理学简史j.现代物理知识,2000 年,第 1 期,第 42 页. 尹星凡.知识之谜m.南昌,江西教育出版社,1998 年,第 216 页. 万