第四章 位移运动.doc

第四章 位移运动 亚里士多德的运动的涵义非常宽泛，既有性质的变化、量的变化，以及空间位置的移动，还有实体自身的从潜能到现实的实现这样的内在运动。然而在近现代物理学中运动只有位置移动这样一种涵义了。亚里士多德自己也对空间方面的运动青眼相待： “有量的运动，质的运动以及我们称之为位移的空间运动，在这三种运动中，空间运动必然是先于一切的”。 亚里士多德认为“运动事物在位移运动中和在别的运动中情况相比丧失本性最少：位移是唯一不引起任何本质属性像质变中的质，增和减中的量等改变的运动”，而且伽利略和牛顿以革命者的姿态对亚里士多德的运动理论开火，也是只针对这种位置移动而不涉及其他意义的运动。 学物理出身的库恩在读了亚里士多德的物理学后非常困惑，作为在各个领域都作出杰出贡献的大思想家，为什么在物理学或自然哲学中却犯了如此低级的错误？这个疑问直接导致他提出范式理论，即任何一个理论必须放到他自己的体系中去解读，两个科学范式之间的概念和命题是不可通约的。而伽利略和牛顿却把他们自己的概念如力、重量、运动等强加到亚里士多德头上，所以，他们的批评也是穿凿附会，无的放矢。解读亚里士多德关于位置运动方面的理论，也要把相关概念和命题放到他的自然哲学的理论体系中去。4.1运动与静止是对立统一的关系 亚里士多德认为物体的运动需要力来维持，而按照牛顿第一定律或惯性定律认为，物体在不受到力或受一对平衡力的情况下会继续保持原来的运动状态，如果该物体本来是运动的，那么它就会以同样速度继续运动下去。物体继续保持原有运动状态的能力就是物体本身所具有的惯性。通常认为亚里士多德说运动需要力来维持，只是根据日常经验得出的粗糙结论，没有经过严格的实验的检验和逻辑论证。而伽利略的斜面理想实验证明了在一个光滑的水平面上，小球会永远运动下去。 然而亚里士多德所说的运动与牛顿和伽利略的运动的涵义不同。首先，亚里士多德所说的位置的运动，位置不是外在的，而是作为实体的一个内在属性。实体作为“一”是不变的，位置作为运动的内容不断变化，但有一个同一性贯穿着。这样的运动把“一”和“多”、“不变”与“变”统一起来。亚里士多德说： “运动物体的本质是同一的（因为点、石子或别的事物都是同一个），但在它所处的关系中看，它不是同一的。正如诡辩派学者们主张在吕克昂地方的柯里斯柯和在市场上的柯里斯柯不是同一个那样，在甲地的运动物体和在乙地的运动物体也不同一”。 一方面物体位置改变后与他物的关系发生改变，但另一方面又始终是同一个物体在运动。亚里士多德说实体、关系以及行动和遭受不能有运动，而把运动限定在质、量和空间方面的运动，“因为这三者都有一对对立”。所以，空间方面的运动在于存在着“对立”，物体在发生空间的运动时必然在“变”，在绝对均匀的虚空中是没有运动的。 而伽利略和牛顿所说的运动完全是外在的、抽象的，运动发生在没有物质的绝对空间中，或相对一个参照物运动，物体无论怎么运动也不会发生变化，没有“对立”可言。这样的运动不是变化中的不变，而是绝对的不变，所以惯性定律反映的只是一个抽象同一性。其次，运动发生的背景不同。对于空间，亚里士多德说： “所有感性物体都有空间，空间分为上下、前后、左右。这些空间上的差异不仅依对我们人的关系和依惯例而定，也还依宇宙总体自身来确定。但在无限里是不可能有空间的这些差别的。” 亚里士多德认为空间的上下、前后等区别不是人为的规定，而是源于宇宙整体内在的规定性。而牛顿的空间却是平直的、均匀无差别的。亚里士多德区分过“完全”和“无限”，亚里士多德把运动放到“完全”即宇宙总体中去考察，而牛顿则把运动放到“无限”即虚空中。把运动的物体放在和他物的关系中去考察，所谓“在甲地的运动物体和在乙地的运动物体也不同一”，这样的关系是一种外在的偶然的关系。当亚里士多德说物体的运动需要力来维持时，就是把运动物体放到这个外在关系中考察，如水平抛一个物体需要力，因为运动物体与他物的关系在不断改变，用亚里士多德的话来说，就是“对立”在不断被产生。此外，与自然运动相对立的受迫运动也需要力来维持，如上举一块石头。运动物体还有一种必然的关系，土以及重的物体朝向宇宙的中心运动，这是它们在宇宙中的天然位置，这样的运动也是合乎自然的。而火以及轻的物质则远离宇宙中心，同样也是合乎自然的运动，不需要力来维持。而牛顿所说的运动发生在平直、均匀的空间中，所以，既然无论怎么运动都没有什么变化发生，“运动”即是不变，所以也不需要力来维持，从而认为力不是物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。改变物体运动状态，才有“对立”产生。 对于亚里士多德所谓“重”的物体下落的天然运动在经典力学中被称作自由落体运动，牛顿认为这是重力作用的结果，因为物体下落速度不是匀速的，而是越来越快。亚里士多德和牛顿之间对重物的下落的认识之所以存在这样的差别，因为亚里士多德以自然整体为运动背景，重物的下落是部分在整体中运动。部分从属于整体，整体不会对部分产生力的作用，只有并列的、相互外在的事物之间才会有力的作用。这样的自然运动是“矛盾”而不是“对立”，虽然速度越来越大，其实却是趋于“静止”。而牛顿把自由落体运动同样置于一个外在空间中，物体不是地球的部分，而是物体与地球并列存在于绝对空间中，它们之间的区别只在于质量的大小不同（虽然不是一个数量级的）。 如果考虑到亚里士多德把运动物体放到与周围物质的关系以及自然整体的背景中，运动是“对立”，是改变，那么他说除了自然运动以外的其他运动需要力来维持，并不是一个粗糙的甚至是错误的结论，反而是揭示了运动的客观规律。而牛顿则把运动完全形式化，物体在绝对空间中运动，不涉及与他物的关系，所谓运动也只是运动物体自身的事情。把物体绝对地孤立开来，这样的运动当然不需要力来维持。 对于牛顿第一定律的空洞性，黑格尔说： “关于外在的、有限的运动，力学的基本定律是：静止的物体会永远静止，运动的物体会永远运动，假如它们不被外在的原因从一种状态置于另一种状态的话。这无非是按照同一律表述运动与静止，说运动就是运动，静止就是静止，两个规定彼此是外在的东西。正是孤立的运动和孤立的静止这些抽象，才产生出关于永远继续进行的运动、关于这种运动的必要条件等等的空洞论断。” 把运动和静止绝对地割裂开，那么真正的现实的运动就不可能，正如巴门尼德把“有”“无”绝对割裂而造成运动不可能那样。而亚里士多德以运动规定静止，运动与静止不是彼此外在的关系： “事物在运动着的任何时候总是一方面处在它所正在的状态下，另一方面又是在它变化所趋向的那个状态下”。 这是从运动起点上说的。事物处于“它所正在的状态下”，这就是“静止”。静止是被包涵在运动过程中的，在运动中被规定，因为亚里士多德把静止看做运动的缺失，而只有相对运动终结处的“实现”，才有所谓的缺失。静止不是一物绝对的所谓不运动，绝对的不动如同绝对的“不存在”一样，毫无意义可言。 运动也不是绝对的改变，亚里士多德又说： “当一事物正在从某某出发或者说正在失去某某而运动着时，它被认为仍然保存着那失去的东西”。 当运动从起点离开时，“仍然保存着那失去的东西”，运动的起点被收摄在运动过程中，变化中保持了同一性。变化中的不变性也可以看做是运动过程中的“静止”。所以，不仅运动起点处的“缺失”是静止，物体在运动过程中也是在“静止着”，静止与运动是相互交融的。 在物理学第六卷亚里士多德说运动变化的终结是一个“限”，所以不可分，以及在形而上学中说“实体这东西必然或者是永恒的，或者是可消灭的但从不经受消灭，生成但从不经受生成”。运动的终结处是目的的实现，是作为主体的形式，而形式不经受消灭和生成，所以运动终结处作为“不变”也可以说是“静止”，相对运动起点处的“缺失”的静止，是更高一层次的“静止”。 虽然亚里士多德的上述论断有的是针对实体的内在运动的，但对于空间方面的运动也是同样适用的，因为位移运动也是矛盾。变与不变是运动的两端，亚里士多德的运动是执其两端而用其“中”。而在惯性定律中，“运动就是运动，静止就是静止，两个规定彼此是外在的东西”，执于两端而失其“中”。 亚里士多德说： “空间方面的运动既没有共同的名称，也没有各别的名称。但是就让所谓的位移来作为共同的名称吧，虽然严格地说，位移这个希腊词只适用于那些在变换自己的空间时自己没有能力停止下来的事物，以及适用于那些不是自己把自己从一个地方推到另一个地方的事物”。 亚里士多德的意思是空间方面的运动也像“质变”（如变白、变热、变美）等一样有多种的，如自然运动、受迫运动，但由于缺少这样的名称，只能笼统地说空间方面的运动是“位移”。但“位移”在希腊语的意思只是一种被动的运动，并且只具有变化而没有同一性的涵义，是外在的“对立”，而事实上物体在运动时是保持同一性的，因而运动和静止是相互转化的。 而牛顿第一定律正如巴门尼德的“存在者存在，不存在者不存在”，由于“运动就是运动，静止就是静止”，运动和静止两个规定彼此外在而不相互转化，才有了那种形式逻辑的空洞的同一性：当一物静止时，如果不受外力改变它会永远静止下去；当它运动时，它会永远以该速度运动下去。这就是黑格尔所说的“正是孤立的运动和孤立的静止这些抽象，才产生出关于永远继续进行的运动、关于这种运动的必要条件等等的空洞论断。” 以运动规定静止，以运动的终结（较圆满）规定运动起点和过程（不圆满），运动才是具体的现实的过程，运动是绝对的。经典力学把静止看做是运动的逻辑起点，既然以静止为参照，那么就无所谓缺失，所以从静止开始的运动是外在的、偶然的，没有内在必然的实现过程，所以这样的基于静止的运动必然是抽象的。运动与静止之间只存在着抽象的关系，而没有现实的转化。爱利亚学派虽然说“非存在”不存在，但他们正是以“非存在”来规定“存在”，所以亚里士多德说他们“承认了有不存在这东西”。牛顿的绝对运动观是基于绝对空间的绝对静止，显然是以静止规定运动。绝对运动观被抛弃后，绝对空间不存在，绝对静止也不存在，但以某个外物为参照系，同样还是以静止规定运动，无论该物体的运动状态如何，只要选取它作参照系，它当下就是静止的。 惯性定律之所以执于抽象的同一性而割裂了运动和静止，根源在于机械论自然观的狭隘性。在机械论者的视野中，只有自然界而没有自然，只有机械运动而没有内在的生化。事物不是相互依存的，而是每个事物独立自存，这个前提本身就蕴含了形式逻辑的抽象同一性，A=A，一个事物就是它自身。这样的事物是凝固的、静态的，只能把运动从外面附加上去，运动就是从静止开始的。经典力学直接继承了德谟克利特的原子论的机械运动观。在惯性定律中，物体不受外力会保持原有的运动状态，这就把物体的运动完全看做是它自己的事情，没有把运动放到与外界事物的联系中考察，运动不是“对立”。而当描述物体的运动时，以某一外在的物体为参照物，又把运动完全外化，认为运动只具有相对的意义。经典力学在绝对的“内”和“外”这两个端点之间摇摆，就像德谟克利特的原子与虚空是截然对立一样。4.2惯性与惯性定律 其实，对惯性定律这种抽象的同一性，作为形式逻辑创立者的亚里士多德对此再熟悉不过了： “也没有人能说出为什么原来在运动着的事物会在某一地方停下来，因为，为什么停留在这个地方而不是在别的地方呢？因此事物或静止不动，或，如果没有某一更有力的事物妨碍的话，它必然无限地运动下去。” 亚里士多德说这句话是反驳那些主张虚空存在的学者。在虚空中没有位置的差别，物体在虚空中运动时没有“对立”产生，物体在甲处停下来和在乙处停下来是没有区别的。那么，由空间上的同一性可以过渡到时间上的同一性。物体可以运动一段时间，也可以运动更长一段时间，也是没有差别的。如果物体能运动到甲处，也可以运动到甲的下一个位置，同样，物体可以运动10秒钟，就可以运动11秒钟。所以，物体一旦开始运动就会永远运动下去。“事物或静止不动”或者“无限地运动下去”正好对应牛顿第一定律的两种情况，即静止和匀速直线运动。但亚里士多德没有说到匀速运动，即物体在不受力的情况下不仅无限运动下去，而且速度保持不变。其实，由空间的同一性可得到时间的同一性，速度的同一性已经包涵在其中了。既然运动中没有对立产生，速度也会保持同一。所以，这段话可以看做是亚里士多德版的惯性定律。 但是，亚里士多德是在反驳主张虚空存在的人而这样说的。所谓在虚空中“无限地运动下去”，这是时间上延伸的“无限”；虚空中没有方向和位置的差别，物体可以向一切方向运动，以及物体在虚空中的速度为无穷大，这是空间和速度上的“无限”。亚里士多德说的“无限”涵义不同，“无限”是“不可穿越”，没有过程；“无限”是没有“限”，没有规定性。所谓“无限运动”也就是不运动，这样的运动是虚幻的。虚空中不存在运动，只有具体的有内在必然性的运动才是存在的。惯性定律所蕴含的那点道理亚里士多德完全明白，并且还是他批判的对象。所以，不是伽利略和牛顿“革”亚里士多德的命，他们之间的关系应该正好颠倒过来。 亚里士多德说的空间方面的运动是以整体的自然为背景，“与自然的运动对立的运动是以自然的运动为先在条件的，因此，如果一自然物体没有自然的运动，也就不会有任何其他的运动”。合乎自然的运动是内在的实现，不需要外力来维持。物体的自然运动以及受迫运动正是以自然为背景，运动中才有同一性，亚里士多德说，“运动或位移因位移的事物而成为一连续体”。但一个物体之所以是“个体”，正因为它是自然的部分因而“具有自然”。此外，他还考虑到运动物体与周围物质的作用，从而运动才是“对立”，即物体在运动中是要发生变化的。物体的运动是基于同一性基础上的变化，所以除了自然的运动（如重物落向地面）以外，其他运动是需要力来维持的。 牛顿认为一个运动的物体如果不受到空气的阻力和摩擦力，它会永远保持同一个速度运动下去，钟摆如果不受到空气的阻力和摩擦就永远不会静止。而黑格尔认为，真正阻碍物体运动的不是外在的阻力和摩擦，而是物体自身的内在否定性： “摩擦是一种阻力，但是，它对于外在的偶然运动不是本质的阻碍。所以事实依然在于，有限的运动是不可分离地和重力结合到一起的，并且作为偶然的自为的运动，转变到重力的方向，服从于作为物质的实体性规定的重力。” “摩擦本身在钟摆结构中是一个必然的因素，既不能被消除，也不能被忽略但进一步说，使钟摆运动静止下来的，也不单纯是摩擦；即使摩擦不再起作用，钟摆也毕竟会达到静止状态。重力是通过物质概念使钟摆停止的力量；作为普遍的东西，重力会获得克服异在事物的优势，并使摆动沿着落体线停止下来。” 按照经典力学的能量守恒定律，单摆如果没有空气的阻力和自身的摩擦，它会永远运动下去，在其振动过程中动能和势能相互转化而机械能总和保持不变。然而能量守恒定律只揭示了能量转化的量的关系，对于每次转化的必然性并没有涉及。假如在一次能量转化过程中是由一种形式的能量A转化为另一种形式的能量B，既然只要保持总能量守恒就行，为什么这个过程不是由能量B转化为能量A呢？既然机械能可以转化成同样的内能，为什么内能不能完全转化为机械能？其实每一次能量的转化都有其必然性，正如经济领域的交换一样，虽然每次都是等价交换，但交换双方都获得了自己需要的商品，否则交换就没有意义了。 其实，能量守恒定律不仅没有揭示出能量每一次转化的内在必然性和质的规定性，由于脱离了内在的“质”的变化过程，那么其“量”的守恒也和惯性定律一样，是抽象的。即使没有空气以及自身的摩擦，单摆也会趋于静止，因为运动是在重力的背景中展开的，即黑格尔所说的“有限的运动是不可分离地和重力结合到一起的”，“自然”是一切偶然运动展开的背景。地球对单摆的所谓重力作用与其他物质对单摆的力的作用的层次性不同，前者是普遍的，后者是偶然的。单摆的运动是相对于周围物质的偶然的运动，这样的偶然运动必然要回归到单摆与地球的普遍、必然的联系中，使外在的多样性回归内在的同一性。单摆由来回振动而逐渐趋于静止的过程，和重物的自由下落一样，都是去寻找它们的天然位置。 黑格尔所说的作为普遍的重力就类似于亚里士多德所说的“自然”，“重力是通过物质概念使钟摆停止的力量”，即单摆“由于自然”而趋于静止。自然是从多样性、偶然性回归必然性和同一性的根本原因，因为有这样的环节，运动才不是抽象的，而是具体的。 康德说：“轻灵的鸽子在自由地飞翔时分开空气并感到空气的阻力，它也许想象在没有空气的空间里它还会飞得更加轻灵”。而事实上，如果没有了空气，飞得更加轻灵只能是鸽子的一种幻想，因为在没有了阻力的同时鸽子也失去了飞翔的动力。不能只看到空气的阻碍作用而忘记了空气同时也提供飞翔的动力。 一般认为重力只是起阻碍作用，如果没有重力，人在地面上会更加自由的活动。其实作为普遍性的重力恰恰是人类进行一切活动的前提条件。宇航员在地面上训练时可以很容易地打开飞船的舱门，但在远离地球“引力”的空间或在失重状态下打开舱门就困难的多，很难使上力。“力发于足而主宰于腰”，人之所以能走路，能推动一个物体，是因为他站立在地面上。就像静止与运动不是绝对的对立的关系，静止是运动的缺失，静止就被包涵在运动过程中，同样，重力一方面对人的活动是一种阻碍，例如身体越重，行动越迟缓，另一方面它又是人的一切活动展开的基础。重力决不仅仅是运动的阻碍，作为普遍性它也充斥在人的一切力的作用过程中，它是人的“自然”。地面上的一切物体的作用和运动都是在重力的背景下展开的。经典力学混同了重力和其他性质的力，没有认识到重力的普遍性和内在性。 惯性定律在地心说与日心说的斗争中发挥了重要作用。地心说的支持者认为如果地球在绕日转动，那为什么竖直上抛的物体还是会落在了原地，而不是被甩在了后面？伽利略给出了这样的解释：物体离开地面后虽然地球在不停转动，但是物体离开地球后还因为惯性继续具有水平方向的运动速度，所以竖直上抛的物体的运动与地球静止时完全一样，还是会落在原地。然而，惯性定律必定是割裂了静止和运动的抽象同一性，仅仅把惯性看做一个孤立物体自身所具有的属性，其机械论的局限性是无法克服的。试问，假如某时刻地球停止转动，地面上的物体会飞出去吗？ 按照惯性定律，物体的惯性是客观的，其大小仅取决于物体自身的质量，与地球的运动与否毫不相干。即使地球某时刻消失，该物体会仍然存在，并且它的质量保持不变，它的惯性也丝毫不受影响。所以当某时刻地球停止转动时，物体会继续以地球自转的切线速度运动，就像在火车中站立的人在火车刹车时会前倾一样。而实际上，一个物体具有的惯性是“具有自然”，是地球赋予物体以惯性，当然物体不会对地球显示出惯性，即物体不会与地球发生相对运动。所以，当地球静止时，物体也会随之静止而不会飞出去。或者说，物体与地球不是并列的关系，而是部分与整体的从属关系。在行驶的火车中行走的乘客同时也具有火车的速度，这两个速度是同一层次的，可以叠加。而地球的转动这个速度与物体自身具有的相对于地面的运动速度不是一个层次的，如果说地面上的物体因为地球的转动而同时具有了地球的速度，这就混淆了运动的层次性。地球的转动速度只有在地球整体和太阳以及太阳系的其他星球的关系中才有意义。说地面上的物体在它自身运动的同时也具有地球的旋转速度，甚至把这两个速度进行合成，是毫无意义的。之所以对不同层次的运动进行机械的叠加，是因为把物体、地球以及其他星体并列放置在一个外在空间中而忽略了世界整体的内在层次性。伽利略在回答地心说的支持者的质疑时自己也陷入了机械论的泥淖而不能自拔，他把地球和地面上的物体并列放置在一个共同的绝对空间的背景中。 地面上的一个物体具有的惯性来源于地球，惯性只会相对周围与该物体发生偶然联系的事物表现出来。当一个物体相对地面运动时，这个速度是相对于地球的普遍的速度。要让物体的速度逐渐减小并停下来，必须施加一个阻力，如空气介质和其他物体的阻碍，在这过程中惯性就表现出来。这是物体与地球的普遍必然的联系向物体与周围物质的偶然联系的转化，所谓的惯性正是源于运动速度的普遍性和内在性，从而使物体具有保持原有运动状态的能力。当该物体相对地面静止时，要让它由静止而开始运动，必须给它一个动力作用，这是物体外在的偶然联系向内在的普遍联系内化的过程，在这个内化过程中，物体的惯性也表现出来。牛顿第一定律所描述的不受作用力或受一对平衡力的那种情况在现实中是不存在的，物体一运动就必然与外在的他物发生作用，必然要消耗其内在的普遍的速度（这个速度是相对于地球这个整体背景的）来克服运动过程中不断产生的对立，所以，要维持运动的持续性，必然要施加一个动力。物体与地球之间的联系是同一性，物体与其他物质之间的联系是“对立”，惯性就在对立和同一之间的转化中体现出来。 亚里士多德区分了内在的自然运动和外在的受迫运动，自然运动是普遍的，受迫运动是偶然的。对于平抛运动，物体在离开手之后为什么会继续运动，他用“自然界惧怕虚空”来解释。其实，这只是一个形象的说法，所谓虚空即是不连续，取消过程。而物体在“自然”的大背景下运动，运动是一个内在的连续的过程，平抛物体由于惯性而继续运动，正是物体的运动贯穿着同一性的表现（是动态的同一性而不是抽象的同一性）。 加速或减速运动也是如此。而按照牛顿第二定律，力产生加速度，加速度在时间中的累积而使物体速度变化，这与牛顿第一定律一样，把运动抽象化了。经典力学的逻辑起点是事物先存在，后运动，从而把物体置于外在空间中，就是以静止规定运动，那么速度就仅仅是一个数量，不具有内在的“质”的规定性。亚里士多德以运动规定静止，运动是内在的具体的，速度不仅是“量”，更是“质”，物体速度的增加正如振动频率的增大一样是一个内在的过程，是运动不断走向深入或者说是运动速度的普遍性的增强，是运动物体与周围事物的偶然联系和作用向物体与地球的普遍联系内化的过程。 也可从时间空间角度去分析。物体的运动不是直线型的向前推进，而是以振动的形式展开的。物体在运动过程中的一开一合是外在的偶然性与内在的普遍性的相互转化，运动速度的大小实质是振动的频率。物体的运动速度是内在的同一性和普遍性，更多地表现为时间性，物体与其他事物的外在的偶然性的作用是空间上的多样性的联系。物体由运动而趋于静止过程所表现的惯性是时间向空间的转化，物体由静止开始运动所表现的惯性是空间向时间的转化。 总之，惯性不是源于所谓静态的质量，而是由于物体作为一个个体“具有自然”，“自然总是依存于一个主体之中”。在空间方面的运动中，运动和静止既对立，又统一，在变化中保持着同一性，这个同一性就是惯性。惯性不是“运动就是运动，静止就是静止”那种抽象同一性。 马赫曾对牛顿的惯性理论和绝对运动观提出批判，马赫认为惯性不是一个物体独自具有的属性，而是来源于遥远星球的引力。马赫在批判牛顿的水桶实验时虽然取消了相对绝对空间的绝对运动，但他说水桶旋转和水桶不动而宇宙中其他物质绕桶旋转，这两种情况结果是一样的，这也没有把宇宙真正当作一个整体，而是把宇宙看做是所有事物的集合，绝对空间的观念已经在其中了。宇宙作为一个整体是不能分为一个物体和除去该物体的其他所有事物。一个物体以绝对空间为参照的绝对运动是虚幻的，没有意义的，但运动是绝对的、普遍的。马赫对牛顿绝对空间的批判可以说是“形而上学的对立面还是形而上学”的一个典型，因为取消运动的绝对性，认为苹果落向地面和苹果不动而地球“落”向苹果等价，这还是把作相对运动的两者地球和苹果，放置在一个共同的背景中，这个背景就是绝对空间。只有以运动规定静止，把运动看做是内在的过程，事物是相互依存，绝对空间才能被彻底清除。 绝对空间取消了层次性，使得整个世界是“平直”的。如月球是作为地球系统的一部分而绕太阳旋转的，太阳系也是作为一个整体而在银河系中运行。如果认为它们都是平铺在空间中，并且独立发生运动，那么世界的内在层级性和内在的规律就不存在了。世界只有作为整体的“一”才具有内在的丰富的规定性。 伽利略的相对性原理告诉人们在密闭船舱中所作的任何力学实验都不能判断轮船本身的运动状态。其实是因为所有物体运动的展开都是以地球为背景而不是以船舱为背景，轮船的运动对船舱中的物体来说是一个外在的偶然的因素。 飞机离开地面起飞决不是只获得了地球自转和公转的速度而与地球保持某种程度的一致，从而使得飞机在空中的飞行与地球静止不动的情况是一致的。飞机在远离地面的空中，它仍然是地球整体的一部分，地球转动的速度内在地“贯穿”着飞机，使得飞机无论是顺着地球自转的方向还是逆着地球自转的方向飞行，都是一样的。假如飞机起飞时只是获得了一个偶然的外在的速度，怎能保证飞机的飞行和地球静止的情况一样，因为这样的偶然速度很容易被外在条件所改变，那么飞机向东飞和向西飞就会截然不同了。4.3重力与自由落体运动 伽利略提出斜面的理想实验来反驳亚里士多德的运动需要力来维持的观点，除此之外，对于亚里士多德说物体越重下落越快，伽利略提出这样的反驳：用一根绳子把一个重物和轻物拴在一起，它们的总重量比重物大，按照亚里士多德的说法，它们也比重物单独下落速度要快。但从运动的合成角度考虑，轻物下落得慢，会拉动重物使得两者以介于两者单独下落的速度落下。这样的反驳好像无懈可击，使亚里士多德陷入自相矛盾的困境。 然而，亚里士多德说的重量意义是不同的。首先，亚里士多德说土是重的，火是轻的，土、水等重物下落，气、火等轻物上升。自然界中除了重的事物外，还有轻的事物，“既然一切感性的物体皆或重或轻，又，既然重的物体本性趋向中心，轻的物体本性趋向上层”。而按照经典力学，所有事物都是有质量的，因而也是有重量的，没有所谓“轻”物。 其次，亚里士多德说的重量不仅是“量”，更是内在的“质”。土是重的，这源于土的本性，一个物体如果是轻的，无论它的量有多大，依然是轻的。一种物质是重还是轻，决定于它内在的本质，决定于它在自然界中与其他物质的关系。而在经典力学中，所有物体都是重的，并且重量只是一个数量，重量可以叠加，例如羽毛比铁轻，但一车羽毛比一个铁块要重。一吨木材比一千克的钢材重，但一吨的木材会漂浮在水中，而一千克的钢材则沉入水中。所谓一吨木材比一千克的钢材重，这是伽利略说的重量的含义，由物体本身含有物质的多少即质量而具有的重量；一吨木材浮在水面而一千克钢材沉入水底，木材比钢材“轻”，这类似于亚里士多德意义上的重量，一千克木材与一吨木材具有同样的“重”。既然亚里士多德说的重量是内在的“质”，而不是外在的 “量”，不能外在叠加，那么伽利略的那个著名反驳也就不攻自破了。伽利略把重物和轻物的重量加到一起，合并为总重量，并根据亚里士多德“物体越重下落越快”的结论，认为合在一起的两个物体比单独的重物下落的快。然而铁沉入水中，木块浮在水上，能说铁块和木块在一起比单独的铁块下沉的速度更快吗？亚里士多德说的重量的意义与伽利略完全不同。此外，亚里士多德说物体越重，下落的越快，他说的运动都是放到自然的物质背景中去考虑的，如同铁块在水中的下沉涉及到铁与水的关系，而不是在一个无物质的所谓空间中运动，在虚空中根本不存在运动。而伽利略把物体的下落乃至一切机械运动都看作是运动者自身独立的运动，不涉及与他物的关系。 对于物体的重量是内在的本性而不是外在的数量，亚里士多德说： “有些人像在蒂迈欧中描述的那样来说明较重或较轻的含义，即：由较多的相同部分构成的物体就是较重，由较少相同部分构成的就是较轻，例如，部分较多的铅或铜就比较少的铅或铜更重。其余的每种同类物也一样。每个更重的东西都是由于相等部分更多。他们也以同样的方式断言铅比木更重，因为一切物体都由同样的东西和一种质料构成，显然这不是公认的意见。但这些规定并没有说明绝对的轻和重。事实是，火总是轻的，并向上移动，土和一切土性物都朝下或朝向中心。所以，火自然地向上移动不是由于三角形的量小，虽然他们说，万物都由三角形构成。仿佛火的量较大，移动速度就较慢，就较重，由于构成它的三角形较多。但观察的现象却与此相反，量较大，它就较轻，向上的移动就更快。从上到下的移动也同样，量小的较快，量大的较慢。此外，既然他们说，有较少同类部分的就较轻，有较多同类部分的就较重，既然气、水和火是由相同的三角形构成的，唯一的区别是在数量的多少上，并由此造成了它们的较轻和较重。那么，就会有比水更重的一定量的气。但事实完全相反；因为量较多的气向上移动起来更容易，而且气的任何部分都无一例外地是从水中向上升起的。” 假如所有物质都是由同样的单元（三角形或其他同类物）所组成的，如果认为含有较多的单元的物体较重，含有较少的单元的物体较轻，这与伽利略理解的重量是一样的。但火为什么是轻的呢？即使说没有绝对的轻物，而只有相对的“轻”，那么量大的火比量小的火重，那么它上升的速度也要慢，但亚里士多德说火“量较大，它就较轻，向上的移动就更快”。此外，假如所有物质都由同样的单元组成，那么重量就只是外在的“量”，不是物质的内在性质，就会出现较大数量的气比较小数量的水重的情况，然而“气的任何部分都无一例外地是从水中向上升起的”，即气永远比水轻。 亚里士多德有时也从物质之间的关系来考虑重量，这样的重量也具有相对性： “我的意思是，例如，在气中，一塔仑特木比一米勒铅更重，但在水中，却更轻。其原因是，除火之外，所有物体都有重，除土之外，所有物体都有轻。” 按照经典力学，如果没有空气等阻力，不论物体的重量、密度和形状如何，它们都以同样的速度下落，因为重量大的物体质量也大，它们的加速度是相同的，都做自由落体运动。例如，在一个抽取空气的玻璃管内，石块和羽毛以同样的速度下落。 其实物体的重量正是在与介质的作用中体现出的，亚里士多德认为只有在介质中越重的物体才下落越快，如果单独考虑某个物体自身具有的所谓重量，那么重物与轻物运动就同速了： “我们看到有较大动势重的向下，轻的向上的物体通过同一距离的的速度也较大，并且速度的比等于这些物体量的比。因此它们也将以同样的速度比通过虚空。但这是不行的因此在没有介质的虚空里一切物体就会以同样的速度运动了，但这是不可能的。” 如果物体是自身具有重量，并且下落时不与任何物质发生作用，这正如亚里士多德所说的在虚空中“一切物体就会以同样的速度运动”，但这是不可能的。虚空中的物体显然是独立自存的，也是物体自身具有重量，自己独立在运动，但这正如惯性定律所反映的一个物体独立存在并在虚空中无限运动一样，只是形而上学的虚构。 万有引力定律认为，引力是最普遍的作用力，任何两个物体只要具有质量，就存在着万有引力。因为引力存在于两个物体之间，是外在于物体的，而宇宙又是独立存在的事物的集合，那么引力就是在所有物质之外而存在着并发挥着作用。各种宇宙图景和宇宙演化模式都是在万有引力定律上迷失了。本来宇宙整体无所不包，却没有把引力统摄到自身之内，引力在支配着宇宙的命运。而引力又是建构各种宇宙模型的最关键的因素，例如，爱因斯坦为了保持宇宙的稳定而引入一个宇宙常数来克服宇宙的引力。有些科学家断言宇宙的密度决定宇宙的命运：如果宇宙平均密度大，引力强，膨胀到一定程度后会收缩，否则就会永远膨胀下去。然而宇宙根本就没有一个平均密度，因为宇宙整体既然把时间和空间包涵进来，它就不在空间和时间中，怎能说宇宙具有体积呢？宇宙既然不是万物的集合，又怎能有总质量呢？既然没有质量和体积，也就没有平均密度可言。事实上，宇宙无所不包，它是绝对的、“与物无对的”，“体物而不可遗”，决不可能遗漏一个引力并让它支配自己的命运。 万物之间存在着普遍的联系，但不是先有各个事物，再有事物之间的联系，否则联系就是外在的，偶然的，而不是普遍的，必然的。万物之间存在着普遍的联系，即是万物统一于“自然”。所有个体事物与自然的关系正如实体和实体的属性的关系，亚里士多德在物理学第一卷中特别强调说“白”不能产生“有教养”，只有每个属性在自身的那个“类”中运动，才有规定性可言，属性之间的转化是通过实体而实现的。假如属性之间可以绕开实体随便作用和转化，那么就无规定性和必然性了，实体也不是作为运动和变化的主体了。同样，万物之间也不能绕开“自然”而直接发生所谓引力作用。亚里士多德说： “在这一点上，第欧根尼是正确的，他说，除非万物源出于一，否则就不应有相互的动作和承受。例如，热的东西不可能变冷，冷的东西也不可能反过来变热，因为热和冷不变成彼此，而显然是载体的变化，所以，在动作和承受的事物中，它们的基础本性必然是单一的东西。” 这个结论也适合于两个个体之间的作用，两个事物都源于“自然”，它们才能互为动作者和承受者。如果说每两个事物之间都存在着万有引力，恰恰是以自然界来取代自然，万物不是因自然这个“一”而成为一个整体，而是它们两两作用而联系成一个抽象的整体。把宇宙看做是独立事物的集合，即是把所有事物镶嵌在“平面化”的空间中，即使有万里引力构成的网络状的联系，宇宙也没有内在层次性和规定性可言。 重力不是万有引力的表现，苹果被地球“吸引”，但两个苹果之间没有引力。地球上的物体与地球之间不是对等的关系，而是部分与整体的关系，所谓重力即是表示物体属于地球整体。地球是太阳系的一部分，地球相对太阳具有“重量”，而并列存在的两个物体没有所谓引力作用。 物体的质量m可以通过牛顿第二定律F=ma和万有引力定律f=GMm/R*R来求，物理学家已经证明惯性质量与引力质量是同一的。其实并不是引力质量和惯性质量等价，而是惯性与重力等价。物体不是独立自存的，孤立的一个事物不具有质量，也不具有惯性。重力也不是外在的作用力，重力和惯性都是“由于自然”，只是惯性是在其他不同方向表现出的，涉及与其他事物的偶然作用，而重力好像仅表现在竖直方向上。其实重力是内在的力，决不仅在某一个方向上。例如物体越重越稳定，重心越低越稳定，重力是内在的（所谓保守力），它可以抗击任何一个方向的偶然的作用，也可以说所谓内在的重力就是惯性。对于重量，黑格尔说： “这种重量，作为内涵的量，在一个点上集中到物体本身，就是物体的重力中心；但物体是有重量的，须在它自身之外设定和拥有它的中心。因此，碰撞和抵抗，就像由它们设定的运动一样，在一个中心具有实体性的基础，而这个中心是处在各个分离的物体之外，对于这些物体是共同的，从外部传递给这些物体的偶然运动在这个中心转变为静止。” 经典物理学把重力看做是和其他性质的力一样是外在于物体的，力的三要素之一就是作用点。认为地球对物体的吸引是作用于整个物体的，没有一个作用点，只是从数学计算上的方便考虑，假想重力也有一个作用点，这个作用点就是物体的重心，对于具有几何规则并且物质分布均匀的物体，物体的重心就是其几何中心。 然而一个物体作为个体不是由所谓内在的粒子堆积成的“死物”，而是“活”的实体，每个个体都“具有自然”。个体即是整体，物体的重心不是虚构的点，而是体现物体整体性的现实的“中心”，“在一个中心具有实体性的基础”。这个中心体现出物体是作为“个体”而存在，同时中心也贯穿于整个物体，是普遍的。地球绕日公转是因为它作为太阳系的一部分而存在，它的自转是绕它的中心而旋转，表现了地球是个具有内在性的“个体”。 机械论者认为物体是由并列的粒子堆积成的集合，把运动从外面附加到物体上，所以当物体运动时，物体中所有部分都是以同样的速度在运动着。然而亚里士多德说： “不具部分的事物是不能运动的但我所说的没有部分的事物是量上不可分的事物，因为可分的事物其部分是有自己的运动的，而且各部分的运动都不同于整体的运动。这种区别在转动的球上表现得最清楚了，因为各个部分的运动速度根据离中心的远近而有所分别，并且都和整体的运动速度不同，所以说整体的运动内部不是单一的。” 不仅转动的物体其内部的运动有差别，作平动的物体也是这样，并且整体与部分的运动也不同。物体在运动过程中体现物体个体性的“中心”在“静止”着，只有运动物体有一个“中心”，运动和静止才能相互转化，运动才是内在的现实的过程，并且更具连续性。否则，就不是物体自身在运动，而是从外面附加上去的抽象运动。只有物体有一个“中心”统率着，而不是并列的物质的堆积，这样的物体才是“可以在任何地方分割，但不能同时在每一个地方分割” ，一方面“在潜能上可分”，另一方面在“现实上不可分”。 转动比平动省力，因为在转动中运动有一个中心，更好地保持了运动的连续性，产生的“对立”较少。物体的重心或中心就体现出物体的“主体性”，当物体受到外界的偶然作用时，“从外部传递给这些物体的偶然运动在这个中心转变为静止”，即有一个外在的偶然性向内在的普遍性内化的环节，从而使整个物体的运动更具有连续性。虚空中的一个物体不“具有自然”，它是独立自存的，它没有一个中心，而是均匀的物质的堆积。只要稍微对它施加力，它就会无限地运动下去，稍微遇到一个阻力，就会立刻停止。它没有惯性，不具有个体性，完全受制于外界的支配。 一个事物的差别是在与其他众多物体的作用中呈现出来的，亚里士多德说：“因为每个物体都具有三维性。但是，每个都是在与相邻部分的接触中被规定的，因此，在某种意义上，每个物体都是多。” 物体在与他物的联系中表现出了差别，但它自身也是作为一个个体而存在，所以它是建立在多样性基础上的“一”。而虚空中的一个物体，既没有多样性，也没有自身同一性。物体在虚空中没有多样性，所以它“不可分”，即在虚空中没有运动；虚空中的物体没有自身同一性，即它不存在，因为事物不能独立自存。4.4相对运动的迷失 亚里士多德以运动规定静止，以运动的终结规定运动的起点和过程，运动起点相对于运动终点是“缺失”，这样的运动才是内在的，运动过程才是必然的。即使在空间方面的运动中，因为有一个“自然”作背景，即使是受迫运动，也有一个向“自然”的内化过程，在运动过程中不断产生对立又在转化对立，所以运动也是内在的。在牛顿的绝对运动观中，虽然运动起点不是“缺失”，而是“静止”，但牛顿以绝对空间为背景，所以运动是绝对的。牛顿以水桶实验证明有一个绝对的运动使得水发生现实的变化，而相对运动不产生这样的作用。 狭义相对论问世以后，牛顿绝对时空观和绝对运动观被否定了，运动的相对性观念被确立。然而以不同的外在事物作参照系来反映，运动者有不同的速度，没有哪一个速度是运动着自己的速度，所谓运动只具有相对的意义，孤立说一个物体以多大速度运动是无意义的。这样的相对运动不仅不是内在的自我规定，并且把物体自身发生的运动完全外化到参照系中，取消了运动的普遍性和客观性，彻底走向了相对主义。运动的相对性观念之所以大行其道，就在于他们忽略了世界的整体性，取消了“自然”。如果没有一个整体，不仅运动不具有客观现实性，一切规定性都不复存在。 同样的一条河，在老牛看来河水很浅，而相对于身体较小的松鼠，河水是深的。但这不意味着河水没有一个客观的深度。小马在听了老牛和松鼠的话后开始也像相对主义者那样不知所措，后来在妈妈的启发下，明白了其中的道理。老牛与松鼠说的话看似矛盾，它们都只以自身为参照系来衡量河的深度，如果把说话者自身的因素也考虑进去，考虑到老牛和松鼠身躯的大小，可以判断出河水到底有多深。以不同参照系反映研究对象所得性质不同，但从外在的多样性可以还原为研究对象自身的同一性。既然老牛和松鼠所反映的河水的深度都是相对的，那么就不能把它们所说的“深”还是“浅”绝对化，而是要进一步还原。因为它们之间也是有联系的，把参照系本身也纳入进来，外在的多样性和差别不仅不是矛盾，反而可以揭示出研究对象更一般的性质。 亚里士多德说事物不能在绝对的意义下由不存在产生，只有因偶性才能由不存在产生，即实体自身的生成必须以属性的运动为中介。同样道理，要认识一个事物，必须通过它与众多他物的作用为中介。例如要反映一个物体的运动状况，要尽可能选取众多的外物作参照系，虽然所得的速度各不相同，但这些参照系本身也是有联系的，那么外在的多样性可以还原为研究对象自身的同一性一个一般的速度。相对主义者忽略了这一点，把每个参照系当作绝对的起点，没有认识到各个参照物本身也是“自然”的部分，具有内在的联系，因而缺少了从多样性到同一性回归的环节。地面上的一个物体的运动，如果选择更多的参照物反映其运动状态，经过还原最后其实就是以地面为一般的参照系，地球与该物体不是外在的关系，而是整体与部分的关系。“唯天下至诚，为能尽其性”，“自然”不仅是万物运动变化的根源，也只有“自然”才能“尽”万物之性，相反，以一个他者作参照系所反映的只是研究对象的一个侧面。一个事物的本质不是抽象地存在于其空间意义上的内部，而是其“是其所是”，而它的“是其所是”即是“具有自然”。所以，以“自然”为“参照系”才能反映出事物的本质，也只有以“自然”为中介才能在不同事物之间“传递”关系。 因为以某个外物并不能反映一个研究对象的真正的速度，那么当把一个研究对象在不同的参照系之间进行转换时，就不能保持同一性。如果不承认宇宙整体的在先性，而认为世界是并列存在的事物的集合，没有一个同一性贯穿于不同的个体之中，事物之间的联系就是外在的、偶然的，那么事物之间的相对关系是不可能在事物之间进行转换的。假如A、B、C是独立存在的三个物体，A相对B有一个速度，C相对B有一个速度，然而我们并不能真正得到A与C之间的相对运动关系，它们之间的相对运动关系有无限种可能。因为速度是个矢量，包括大小和方向，两个速度的方向不同，它们的合速度必然发生变化。而方向是不可能从A、B、C之间的相互联系中得到规定的，所以在进行坐标变换时就隐藏着一个绝对空间，是绝对空间赋予它们以位置上的相互关系，并规定了一个外在的方向。绝对空间赋予A、B、C一个外在的同一性，才使A 、C之间通过A与B和B与C之间的关系而建立了联系。当以某物为原点延伸出三维的坐标系时已经把它置于绝对空间中了。狭义相对论在坐标转换上大做文章，从来就没有真正取消绝对空间。 运动的相对性观念给物理学带来了诸多的混乱。在经典力学领域，研究对象是宏观物体的机械运动，力、速度、位移、时间等物理量都是外在的，而不是事物的内在的规定性。惯性定律割裂了静止与运动的辩证关系，速度的大小仅在运动学上有意义，在动力学上没有意义。只有速度的变化才与力这个真正具有现实意义的物理量发生联系，即速度自身是“均匀的”。本来相对性原理是对规律客观性和普遍性的反映，可是当以一个参照系为中心来描述研究对象的外在运动速度时，所谓力学规律的不变性就转变为描述研究对象运动规律的数学方程的形式的不变性。把相对性原理等价于描述物理规律的数学方程在坐标变换下形式的不变性，其实两者是不同的。力学方程在伽利略变化下形式保持不变，因为牛顿力学的三定律反映不出速度的绝对性，运动的相对性在力学体系中