牛顿对笛卡尔自然观的继承发展

牛顿对笛卡尔自然观的继承发展摘要：近代科学的迅速发展主要始于17世纪。人类理性探究的目光渐渐从实体、本质、观念等转移到力、运动、质量等问题上。笛卡尔和牛顿是这场自然观转变的代表人物。笛卡尔承继了开普勒、伽利略等前人科学家的思想,形成了独立的数量世界和普遍的数理方法,牛顿则批判地继承了笛卡尔思想,建立起了新的自然哲学。主要探讨笛卡尔自然观的思想内容及牛顿对其自然观的承继转变,从而进一步廓清近代科学发展的自然哲学背景以更好地理解近代科学世界观。关键词：笛卡尔;牛顿;自然观;广延;机械论;近代科学的迅速发展主要开始于17世纪,在此时期,物理和数学还没有从自然哲学的体系里完全划分出来,重要的科学家往往也有着重要的哲学建树。如果说中世纪的科学基础是人在宇宙中占据着确定而重要的中心地位,那么近代科学思想则表现出了明显的反叛甚至决裂。这种自然观的转变,也在这个时代杰出的科学家身上得以体现。笛卡尔是从古典时代转向近代的一个重要转折点,牛顿是近代科学的集大成者并且完成了近代科学革命。在这整个的过程中,牛顿对笛卡尔思想尤其是自然观并不是简单的接受,而是批判性地继承,最后建立起了新的自然哲学体系。本文主要探讨笛卡尔自然观的思想内容及牛顿对其自然观的承继转变,从而进一步看到近代科学发展的自然哲学背景以及更好地理解近代科学世界观。1、笛卡尔自然观:理性主义的机械论自然观1.1、物质的广延与空间的数量化笛卡尔凭着直观的认识关注到事物的广延和运动,他将实体等同于广延,即使他并没有赋予广延明确的第二位的性质。在肯定了广延存在后,笛卡尔又通过量纲、统一性和外形解释了广延的数量性特点。笛卡尔建立了普遍的数学量纲,认为物质的广延可以用数量性来描述,运动本质上也必然是量的变化,即广延的分割,这种分割量也为其后的运动学说提供了可能性。笛卡尔的广延在宏观上是无限延伸的,在微观上是无限可分的。笛卡尔将物质等同于空间,认为空间中一定包含物质,没有物质的空间是荒谬的,这种包含着物质的空间也被称为“笛卡尔以太”。正是由于笛卡尔将物质和精神区分开来并且将物质等同于广延,从而表现了他对虚空的否定。虚空被笛卡尔看作是一个存在着的无,至少在物理上这是完全不可能的,物体所占据的空间与物体自身没有任何不同,因此空间只是无定限的。不过,一方面笛卡尔强调量的普遍性和数学特征;另一方面他又难以摆脱量的具体的物理意义,其形而上学与自然哲学之间存在一定的矛盾,他成功地将物质的运动数学化,只是他也陷入了关于空间无定限广延的思辩困境。1.2、基于理性立场的上帝观相比于前人哲学家,笛卡尔进一步发展了空间的数量化特征,不过,他也想到了物质和空间背后的创造者,于是他继续追问了上帝的存在形式。笛卡尔从他怀疑的方法出发,这种对于上帝存在的怀疑也是一种用理智检验上帝是否存在的方法,在“理性反思”的基础上,笛卡尔逻辑推论的结果认为上帝是理性最高的表现形式。与以前的大多数上帝不同,笛卡尔的上帝并非通过受造物来体现,亦即不在万物中表现自己。上帝与世界之间不存在类比,“形象”和“上帝在世界之中的遗迹”并不存在。唯一的例外是我们的灵魂,它是一种一切本质在于思想的实体、纯粹心灵和存在,这个心灵被赋予了理智,能够把握上帝的观念,亦即无限的观念,也被赋予了意志,亦即无限的自由。笛卡尔没有承认无限空间是存在的,但他没有否定无限的存在,在他的观念里,无限的存在只能是上帝的存在。同时,科学的方法是人们想要掌握自然、理解宇宙的唯一方法,从而给了人的精神活动以优先地位。笛卡尔哲学是建立在他的二元论基础之上的,依据他的哲学理论,世界只由两个实体组成,即形体世界和精神世界,是上帝创造了这两个实体。笛卡尔借助于上帝的无限力量否定了世界的内在:事物是彼此外在的,或者说自然是由一些外在部分构成的,自然于是成为人面对的纯粹客体……在笛卡尔那里,上帝只是最后的保证,在理性的进程中,他以人的内在性取代了上帝的内在性。精神如何认识非精神的自然、人类如何与自然相处的问题继而成了人们开始思考的问题。笛卡尔主客二分的观念成了他机械论自然观的前提,西方哲学的重心也渐渐从本体论转向了认识论。1.3、笛卡尔的泛机械论自然观在笛卡尔看来,时间和空间是一个可度量的直观的模型,广延的无限分割给了位置变化或者说是运动可靠的理论依据。虽然建基于“宇宙在运动量”上是守恒的这样一种形而上学的假设之上,但他把这一形而上学假设用于描述具体运动的过程时却得到了正确的解答,而且笛卡尔的运动也只是位置的变动,“所谓运动,就是一部分物质或者物体,从与其紧相临近的、被视为静止的那些物体附近移到其他物体附近的意思。”这种运动是由实体的分割以及量的变化决定的,是一种机械运动的数量描述。为了进一步解释物理世界的形成以及全部的物体运动,笛卡尔提出了他的以太旋涡理论,这一理论吸取了亚里士多德关于的以太概念以及古代自然哲学中天体旋涡运动思想,运用机械论的观点解释了宇宙的演化问题。笛卡尔形成了一个世界的机械图景,物质作为客观实体,按照一定的力学定律做着机械运动。物质世界是一架无生命的机器,所有的自然现象都可以按照机械原理进行解释。至于生命有机体,笛卡尔认为,植物和动物都是简单的机器。人是有精神寄宿的机器,精神通过大脑中央的“松果腺”与身体相连。笛卡尔自然观是一种直观的泛机械论自然观。自然界不再是一个有机体,而是一架机器:一架按其字面本来意义的机器,一个被在它之外的理智设计好放在一起,并被驱动着朝一个明确的目标去的物体各部分排列。笛卡尔的机械论自然观显然受到同时代已趋于完善的制钟技术的影响,他的哲学思想与当时的机械技术存在直观的类比,他没有从力学、运动、时空等科学的角度进一步研究自然,因此也没有在物理学上得到进一步的突破,但他肯定了数学方法的价值,也建立起了对科学真理的信念,为后来牛顿力学的成功建立了基础。此外,机械论自然观也使人们对待自然的态度发生了改变,科学方法被认为是人们了解和掌控自然的唯一方法,科学的目的是要支配和控制自然,从而人们对于自然的征服和掠夺开始加剧,忽视了自然伦理。2、牛顿对笛卡尔自然观的承继转变近代机械自然观和科学模式是由笛卡尔-牛顿建立发展起来的。在自然的数量化和运动的机械化过程中,笛卡尔首先在哲学上建立起来了独立的数量世界,为机械论自然观提供了哲学基础,之后牛顿受到这种机械论自然观影响,并且与物理学联系起来,在力学领域取得了巨大成就。牛顿是近代物理学的奠基人,但同时也具有非常深厚的神学思想,他的自然哲学和神学思想相互影响,并且深深体现在其自然观中。2.1、牛顿的神学自然观在神学思想方面,牛顿对笛卡尔的上帝观表现出了明显的拒斥。牛顿认为,上帝是无限且完满的存在,是永恒的活着的,并且是无所不能和无所不知的,在牛顿看来,笛卡尔否定虚空的存在,认为世界仅仅因为机械原因就能成为一个和谐有序的体系是十分荒谬的,笛卡尔的上帝是不在场的。对牛顿而言,上帝并非在这个词的传统意义上是“永恒的”,而是“持恒的”,也就是说,他不是超越于时间之上的,而是在时空之中“延伸”。他不是时间或空间本身,但他是持续的并且总是在空间中在场。牛顿认为,上帝是永远存在且处处存在的,所以,时间和空间也应当是无限的,这样一来,就形成了一种绝对时空,而正是这两种绝对事物的存在才使牛顿得以建立起他的三条基本运动定律,牛顿的神学自然观使他摆脱了笛卡尔狭窄的唯理论。事实上,牛顿对于神学的研究,主要目的是为他的自然哲学提供辩护,牛顿曾在其后半生耗费很多精力在自然规律的神学解释上,这其实也是他对自然和宇宙的终极原因的探索,他的神学和自然哲学也相互影响,最后形成了他具有神学特色的自然观。2.2、牛顿的机械论自然观关于自然的数量化,从笛卡尔时期发展到牛顿这里时,基本上已经确立了独立的自然观的数量化图景。牛顿在自然的数量化上所做的工作其实是为了自然哲学的数学化,牛顿的自然观和宗教观可以说是为了给他的物理学提供合理的理论空间。在牛顿看来,上帝就是一个几何学家,他不仅用数学的语言设计出了宇宙,还把数学的方法蕴含在了宇宙万物中。牛顿更关心的问题是自然的本质属性即数量性。笛卡尔站在方法论的角度上强调的普遍数学是基于广延的“几何量”,他所谓的度量和秩序是从几何学的层面来看的。牛顿对“量”这一概念的发展从几何的范畴变成了算术描述,他不执着于强调量的几何意义。牛顿不同于笛卡尔对于量的几何思辨,而是更加注重数学化的发展,这种发展也正是受到了笛卡尔将度量和秩序的数学化。在牛顿的机械论、具体物理原理、惯性定律等问题中,我们都可以看出笛卡尔的自然观深深影响了牛顿的物理学。关于时间和空间,笛卡尔的物质空间强调物质和空间不可分离,所有的物体运动都在这个物质空间中进行,所有的运动也都是相对的。在解析几何中,线、面等都可以用连续的曲线、曲面来表示。实际上牛顿力学框架体系中也已存在着这种笛卡尔解析几何所体现的空间,牛顿体系的绝对空间就是这种空间,牛顿的所有运动定律都是在这种空间中建立起来的。牛顿需要在笛卡尔设想的这种几何空间中来让加速度变得合理,不过牛顿在他的经典力学中,又把时间和空间做出了区分,即空间是一个三维连续区,时间是一个一维连续区,从而割裂了时间和空间。牛顿还认为有绝对时空和相对时空之分。此区分对于发现经典力学定律具有决定意义。同时,他把时空的可感知的表现形式和不可感知的共同本质或纯粹状态加以区别,这在时空的认识发展史上是一个重大的进步。3、结语笛卡尔从形而上学角度说明物质的本质是广延,使得其物理学带着思辨哲学的色彩,而牛顿自然观虽然受到笛卡尔的影响,但他没有采用笛卡尔的直观演绎,而是通过经验观察来论证自然的数量化特征。牛顿的力学理论和数学系统取得了巨大的成功