自然辩证法概论-自然观 (1) (1) 3课件

自然辩证法概论绪论：自然、辩证法第一讲希腊自然观第二讲文艺复兴后的自然观第三讲现代自然观第四讲什么是自然第五讲钱学森论自然辩证法第六讲爱因斯坦之后物理学状况及革命性因素复习第一讲希腊自然观希腊自然观的历程希腊自然观的特点暗物质和暗能量诺贝尔奖获得者李政道曾说：“了解暗物质和暗能量，是人类向21世纪科学史的大挑战。”据了解，美国和欧洲已分别于2006年和2008年开展了暗物质、暗能量的研究计划。项目首席科学家、中科院院士、中科院理论物理所所长吴岳良说：“暗物质研究的发展趋势，必将从天文观测转向对暗物质粒子性质的实验探测。从现在开始的10至20年将是暗物质探测最重要和关键的时期。在暗物质、暗能量国际重大前沿研究领域，我国科学家应该有所作为。希望我国科学家齐心协力、优势互补、通力合作、努力拼搏，经过项目5年的支持，获得跨越式发展。”19世纪末物理学晴朗天空中的“两朵乌云”：迈克尔逊—莫雷实验和黑体辐射实验给物理学界带来了革命性变革，促使“新理论”——“量子论”和“相对论”的发现，极大地推进了人类对物质世界的认识。现代宇宙学认为，整个宇宙中物质占27%左右，暗能量占73%左右。而在这27%的物质中，暗物质占90%，夸克物质占10%。”吴岳良解释说，所有已知物质都是由基本粒子组成，夸克物质也就是现今为止人类能解释其基本粒子构成的所有物质。但暗物质是由什么组成的仍然是个谜，甚至对于暗物质粒子的质量是多大，仍在几十个数量级上无法确定。上世纪30年代，美国加州理工学院从事天体物理研究的瑞士籍科学家弗里兹·兹威基研究了星系团内星系的运动。星系团中的星系因被自身引力束缚，运动速度与引力必须达成平衡才不致出轨。而兹威基发现，星系团内星系远远不足以产生如此大的引力，一定还存在人类看不见的其他物质，并首次提出暗物质存在的可能性。而暗物质存在的直观证据是引力透镜现象。当遥远星系发出的光途经某个星系团附近时，光线就会因星系团引力偏折，这时的星系团就好似一个透镜，朝这个方向望去就会看到巨大的光弧甚至同一个星系的几个不同镜像。“随着越来越多和越来越精确的宇宙学数据的获得，暗物质、暗能量存在的证据变得越来越清楚。而伴随着一系列更高精度的天文学观测实验的实施，预示着宇宙学研究的黄金时代已经开启。”吴岳良说。吴岳良认为，理解暗物质和暗能量问题同样需要发展和建立新的理论，一旦取得突破，将带来一场重大的物理学和天文学革命。根据爱因斯坦引力理论和目前关于宇宙加速膨胀的天文观测，暗物质、暗能量与宇宙将来的演化密切相关，通过暗物质、暗能量的研究，人类对物质、时空和宇宙的起源等基本问题将会有更深的认识。2009年，科技部批准“暗物质、暗能量的理论研究和实验预研”项目，中科院多个研究所、上海交通大学、中国原子能科学院等多家科研单位参与其中。暗物质和暗能量被称为21世纪现代物理学和天文学晴朗天空中的“两朵乌云”，揭开暗物质、暗能量之谜，将是人类认识宇宙的又一次重大飞跃，可能导致一场新的物理学革命。2010年3月18日，国家“973”计划项目“暗物质、暗能量的理论研究及实验预研”在京启动。这标志着中国科学家将向揭开“两朵乌云”之谜发起挑战。我国科学家已经登上南极冰穹A（DomeA），而南极冰穹A有可能成为世界上条件最好的开展暗能量和暗物质研究的地面观测站址之一，因为这一地点具有最佳视宁度、最佳大气透明度、最长的连续观测时间等有利条件。目前清华大学和二滩水电站合作，正在建设全世界最大埋深的暗物质地下探测实验室——四川省锦屏山地下实验室，埋深达2500米（水当量埋深达6000多米），预计年内可完工。在实验方面，中科院紫金山天文台利用先进薄电离量能器（ATIC）探测器发现高能电子能谱的“超”，可能与暗物质湮灭有关，结果发表在2008年11月20日的英国《自然》杂志上，并入选美国物理协会和欧洲物理协会各自评选的2008年度世界物理学领域重大研究进展“中微子超光速”会发生什么？所有的科学或是自然学科都有一个假设（或者说是条件）作为其前提，也就是说这门科学是建立在这个假设之上才能成立的，爱因斯坦的狭义相对论可谓众所周知。根据这一理论，光速是宇宙速度的极限，没有任何物质可以超越光速。目前现代物理学都沿用了爱因斯坦侠义相对论开展了众多的物理研究，而现在欧洲研究人员发现了难以解释的中微子超光速现象，如果这一现象属实，那么爱因斯坦的经典理论将被改写，现代物理学将要重建。“中微子超光速”会发生什么？科学家认为，如果真有超越光速的物质存在，那么将形成一个“不可思议”的新世界。在现实世界里，光会把人远远甩在身后，但是在超光速世界，人也许会跑到光里去。如果想吸收光线的话，必须得自己发光才行。同时，在超光速世界，按时间顺序排列的因果联系将不复存在，超光速飞船上以光速信号播放的新闻，会以倒放的方式呈现。在机上装有发光物或反光物的前提下，如果一架超光速飞船飞过地面，站在地面上的人只有在飞船飞过之后才能看到它，且飞船后方会出现一道耀眼的闪光。最新进展：法国开始复查“中微子超光速”现象一些法国科学家28日说，他们开始复核一些欧洲科学家先前发现的中微子超光速现象。法国核物理和粒子物理国家机构副主管斯塔夫罗斯·卡萨韦纳斯说：“新测试两三天前开始。”2011-10-28引用书目：《西方哲学史》伯特兰·罗素（BertrandRussell，1872—1970）英国哲学家、数学家、逻辑学家、历史学家《自然的观念》（TheIdeaofNature，1945）柯林伍德，R.G.英国哲学家、历史学家、考古学家希腊文明的出现在全部的历史里，最使人感到惊异或难于解说的莫过于希腊文明的突然兴起了。构成文明的大部分东西已经在埃及和美索不达米亚存在了好几千年，又从那里传播到了四邻的国家。、但是期中却始终缺少某种因素，直等到希腊人才把它们提供出来。希腊人在文学艺术上的成就是大家熟知的，但是他们在纯粹知识的领域上所做出的贡献还要更加不平凡。他们首创了数学、科学和哲学；他们最先写出了有别于纯粹编年表的历史书；他们自由地思考着世界的性质和生活的目的，而不为任何因袭的正统观念的枷锁所束缚。所发生的一切都是如此令人惊异，以至于直道最近的时代，人们还满足于惊叹并神秘地谈论着希腊的天才。希腊文明第一个有名的产儿就是荷马。《荷马史诗》是一种人神同性的自由神学，剥除了精神世界中的神秘恐惧。于是成了“希腊的圣经”。《伊利亚特》和《奥德赛》处理的主题分别是在特洛伊战争中，阿基里斯与阿伽门农间的争端，以及特洛伊沦陷后，奥德修斯返回绮色佳岛上的王国，与皇后珀涅罗团聚的故事。从前，在小亚细亚西部沿海有一座特洛伊人的王都名叫伊利昂，特洛伊人是东方许多部族的霸主。当时在希腊地方的强大部族总称为阿开亚人，有时在史诗中也称为阿尔戈斯人或达那亚人；阿开亚人以迈锡尼王阿伽门农为首。伊利昂的二王子帕里斯乘船到希腊，受到斯巴达王墨涅拉奥斯的款待，但他和墨涅拉奥斯美貌的妻子海伦一见钟情，两人私奔逃回伊利昂。阿开亚人非常气愤，便由墨涅拉奥斯之兄——迈锡尼王阿伽门农倡议，召集各部族的首领，共同讨伐特洛伊人。他们调集一千多艘船只，渡过爱琴海去攻打伊利昂城，历时9年都没有把这座王都攻下来。到了第10年，阿伽门农和阿开亚部族中最勇猛的阿喀琉斯因为争夺一个女子，而爆发了矛盾，阿喀琉斯愤而退出战斗。《伊利亚特》叙述阿开亚人的联军围攻小亚细亚的城市特洛伊(Troy)的故事，因特洛伊城又名伊利昂（Ilium），故名《伊利亚特》。史诗以联军统帅阿伽门农和勇将阿喀琉斯的争吵为楔入点，集中地描写了战争最后几十天发生的事件。联军围攻特洛伊城十年，一直未能攻克，军中的矛盾逐渐激化，阿喀琉斯愤恨统帅阿伽门农夺其女俘，拒绝再为联军出战，后来他的好友兼爱人战死，为了替他报仇才重新出战。特洛伊王子赫克托尔与阿喀琉斯决斗，英勇战死。特洛伊国王普里阿摩斯哀求讨回赫克托尔的尸体，举行葬礼《奥德赛》叙述伊萨卡（Ithaca）国王奥德修斯在攻陷特洛伊后归国途中十年漂泊的故事。史诗采取中途倒叙的方法，先讲天神们在奥德修斯已经在海上漂游了10年之后，决定让他返回故乡伊塔克。这时奥德修斯在家中的儿子忒勒马科斯已经长大成人，出去打听他的长期失踪的父亲的消息。伊塔克的许多人都认为他10年不归，一定已经死去。当地的许多贵族都在追求他的妻子珀涅罗珀(Penelope)，珀涅罗珀百般设法拒绝他们，同时还在盼望他能生还。他回家的途中，似乎就注定一路坎坷，奥德修斯在这10年间经历了许多：独目巨人吃掉了他的同伴，神女喀尔刻把他的同伴用巫术变成猪，又要把他留在海岛上；他又到了环绕大地的瀛海边缘，看到许多过去的鬼魂;躲过女妖塞壬的迷惑人的歌声，逃过怪物卡律布狄斯和斯库拉，最后女神卡吕普索在留了奥德修斯好几年之后，同意让他回去。他到了菲埃克斯人的国土，向国王阿尔基诺斯重述了过去9年间的海上历险，阿尔基诺斯派船送他回故乡。那些追求他的妻子的求婚人还占据着他的王宫，大吃大喝。奥德修斯装作乞丐，进入王宫，设法同儿子一起杀死所有的求婚人，和妻子重新团聚。这部史诗表现了人文主义的思想，肯定了人的尊严、价值和力量。这是人类童年时代的艺术创作米利都学派三杰泰勒斯：格言：水是最好的大地浮在水上，一切来自水。去过埃及，从埃及带来了几何学。阿拉克希曼德：火是热的，水是潮的，气是冷的。世界的火、土、水有一定的比例，每种元素都试图扩大自己的领土，如果一种是无限的，其他的元素就无法存在了。世界不是被创造的，而是演化出来的，当湿元素被太阳蒸发的时候，便出现了活的生物。人的婴儿期很长，若不是经过演化，一定不能生存下来。人从鱼演化而来。第一个绘制地图的人，大地形状是圆柱体。太阳大于大地约27或28倍。阿拉克希美尼：基质是气灵魂是气；火是稀薄化的气；凝聚成为水；再凝聚为土；最后的凝聚为石头。气包围万物。大地像圆桌，米利都学派的重要不是因为其成就，而是因为他们的科学精神和所尝试的东西对后来者研究的引导。——罗素毕达哥拉斯证明式的、演绎推理意义上的数学的开创者与神秘主义结合。建立了一种宗教，教义是灵魂的轮回和吃豆子的罪恶。最有趣味而又最难理解的人物之一。——罗素毕达哥拉斯代表着我们所认为与科学倾向相对立的那种神秘传统的主潮。——康德万物不源于质料，而是源于形式世界是原子的不同的排列组合：几何结构决定源自同样的实体却有不同的性质。水、磁铁、虫子在音乐中建立数的联系：音符的差别不在于音弦而在于频率。和声：1:1,2:2,3:3平方和立方的发明者直角三角形的命题：A²＋B²＝C²数学是我们信仰永恒的与严格的真理的主要根源，也是信仰有一个超感的可知的世界的主要根源。标准圆。一切严格的推理只能应用于与可感觉的对象相对立的理想对象，思想的对象比感觉的对象更真实。上帝存在与灵魂不朽教导灵魂是不朽的东西，载体可以转变为别种生物。我们都是异乡人，身体是灵魂的坟墓，存在的东西都要在循环中再生，没有什么东西是绝对新的。一切具有生命的东西都是亲属。赫拉克利特万物就像火焰一样，是由别种东西的死亡而诞生的。“一切死的就是不死的，一切不死的是有死的：后者死则前者生，前者死则后者生。一切产生于一，而一产生于一切。”绝对大多数的人都是坏人。战争是万物之父，也是万物之王，它使一些人成为神，使一些人成为人，使一些人成为奴隶，使一些人成为自由人。斗争就是正义，一切都是通过斗争而产生和消灭的。驴子宁要草料不要黄金。你不能两次踏进同一条河流；因为新的水不断地流过你的身旁。太阳每天都是新的巴门尼德：追求超时间的永恒性没有事物是变化的。感官都是单纯的幻觉，唯一真实的是一。意见之道与真理之道真理之道：是不可能是不是，不是不可能是是。思维的东西是，感觉的东西不是恩培多克勒：会魔术；能控制风；曾使一个死人复活；跳入火山口以证明是神空气是独立的实体：倒放入水中的空瓶发现离心力：旋转的水杯的水月亮反射太阳的光，光线也需要时间日蚀：月亮居间土、气、火、水四元素说，被爱结合，被斗争分离雅典人：苏格拉底和柏拉图原子论者：留基伯德谟克利特万物源自物理上不可分的原子，原子之间存在虚空，原子：永恒性、运动性、种类无限、不同只在于形状和大小严格的决定论：万物依照自然规律而发生“没有什么是可以无端发生的，外屋都是具有理由的，而且都是必然的。”vs目的因“虚空是一种不存在，而存在的任何部分都不是不存在。因为存在就严格意义来说，乃是绝对的充满，可是这种充满不是一；反之它是一种多，这种多为数无穷且体积极小。这些多在虚空中运动：由于联合就产生了生成，由于分离就产生了毁灭。”德谟克利特：原子的“一”：不可渗透，不可分割，内部没有虚空。原子的“多”：运动的原子彼此冲撞、结合。冲撞形成漩涡，于是产生物体和世界。灵魂原子：火原子。宇宙中没有目的，机械法则驾驭着原子。结语：古代自然观的当代影响“他们的态度大体上是真正科学的，还是富于想象的、生气勃勃的，并且充满了冒险的乐趣，他们对一切事物都感到兴趣，——流星和日月蚀、鱼和旋风、宗教和道德；他们结合了深沉的智慧和赤子的热忱。”“德谟克利特以后的哲学——哪怕是最好的哲学——的错误之点就在于和宇宙对比之下不恰当地强调了人。尽管柏拉图”自我运动的世界self-moving希腊人：什么是自然nature=自然的本性、本质、根源。实体ousia：最终的基质primitivematter或最高的形式form是一还是多？Vs近代=宇宙的组成constitution、集合collection希腊自然科学建立在自然界渗透或充满心灵mind的原理上。物活论自然界是一个运动体的世界：soul有秩序和规则的世界：intelligent第二讲文艺复兴的宇宙论和自然观文艺复兴是指十四世纪中叶在意大利各城市兴起，以后扩展到西欧各国，于16世纪在欧洲盛行的一场思想文化运动，带来一段科学与艺术革命时期，揭开了近代欧洲历史的序幕，被认为是中古时代和近代的分界。马克思主义史学家认为是封建主义时代和资本主义时代的分界。文艺复兴三杰意大利是人文主义文学的发源地，但丁、彼特拉克、薄伽丘是文艺复兴的先驱者，被称为“文艺复兴三颗巨星”，也称为“文坛三杰”（文艺复兴前三杰）。另外，14～16世纪意大利文艺复兴时期绘画艺术臻于成熟，其代表画家有被誉为“美术三杰”（文艺复兴后三杰），他们分别是：列奥纳多·达·芬奇、米开朗基罗和拉斐尔。但丁·阿利吉耶利（意大利文：DanteAlighieri，1265年－1321年9月14日），现代意大利语的奠基者，欧洲文艺复兴时代的开拓人物之一，以长诗《神曲》留名後世。恩格斯评价说：“封建的中世纪的终结和现代资本主义纪元的开端，是以一位大人物为标志的，这位人物就是意大利人但丁，他是中世纪的最后一位诗人，同时又是新时代的最初一位诗人”。但丁出生在意大利的佛罗伦萨一个没落的贵族家庭，生于1265年，出生日期不清，按他自己在诗中的说法“生在双子座下”，应该是5月下旬或6月上旬。5岁时生母去世，父亲续弦，后母为他生了两个弟弟、一个妹妹。但丁的生平记录很少，但写作的人很多，有许多并不可靠，他可能并没有受过正式教育（也有人说他在波隆那及巴黎等地念书），从许多有名的朋友兼教师那里学习不少东西，包括拉丁语、普罗旺斯语和音乐，年轻时可能做过骑士，参加过几次战争，33岁时就已经结婚，他妻子为他生了6个孩子，只有4个（3男1女）存活。但他真正爱的是一个8岁的小女孩，姓名是贝蕾雅妮彩。神曲(Commedia,DivineComedy)，写于1307年至1321年，这部作品通过作者与地狱、炼狱及天堂中各种著名人物的对话，反映出中古文化领域的成就和一些重大的问题，带有“百科全书”性质，从中也可隐约窥见文艺复兴时期人文主义思想的曙光。在这部长达一万四千余行的史诗中，但丁坚决反对中世纪的蒙昧主义，表达了执着地追求真理的思想，对欧洲后世的诗歌创作有极其深远的影响。弗朗西斯克·彼特拉克（意大利文：FrancescoPetrarch,1304年7月20日-1374年7月19日）是意大利早期文艺复兴时期的著名诗人、学者，人文主义的奠基者，早期资产阶级的艺术和道德观的建立与他是分不开的.1304年7月20日生于阿雷佐城，1374年7月19日卒于阿尔夸。父亲是佛罗伦萨的望族、律师。他自幼随父亲流亡法国，后攻读法学。父亲逝世后专心从事文学活动，并周游欧洲各国。他还当过神甫，有机会出入教会、宫廷，观察生活，追求知识，提出以“人的思想”代替“神的思想”，被称为“人文主义之父”。彼特拉克通过长期的创作实践，把十四行诗推到一个完美的境地，发展成为一种新诗体，即“彼特拉克诗体”。这种诗体被后来的乔叟、莎士比亚等著名文学家和诗人所模仿，为欧洲诗歌的发展开辟了新的道路。因此，彼特拉克又被尊为“诗圣”。乔万尼·薄伽丘（GiovanniBoccaccio，1313年－1375年）意大利文艺复兴时期的作家、诗人，以故事集《十日谈》留名后世。一译卜伽丘，意大利文艺复兴运动的杰出代表，人文主义者。代表作《十日谈》批判宗教守旧思想，主张“幸福在人间”，被视为文艺复兴的宣言。薄伽丘是佛罗伦萨商人凯利诺·薄伽丘和一个法国女人的私生子。关于他的诞生地，缺少确切的资料予以论断。据说他生于佛罗伦萨附近的契塔尔多，一说生于巴黎。幼年时生母去世，随父亲来到佛罗伦萨。不久，父亲再婚，他在严父和后母的冷酷中度过了童年。后来，他被父亲送到那波利，在父亲入股的一家商社不情愿地学习经商，毫无收获。父亲又让他改学法律和宗教法规，但无论是商业还是法律，都引不起他的兴趣。他自幼喜爱文学，便开始自学诗学，阅读经典作家的作品。这段生活使他亲身体验到市民和商人的生活以及思想情感，融入到他日后写成的《十日谈》中。列奥纳多·达·芬奇（意大利文：LeonardodaVinci,1452年4月[1]15日－1519年5月2日），又译：达文西，全名列奥那多·迪·塞尔·皮耶罗·达·芬奇（LeonardodiserPierodaVinci），意大利文艺复兴时期著名的画家、科学家、人类智慧的象征，是意大利文艺复兴时期最负盛名的艺术大师。他不但是个大画家，同样还是一位未来学家、建筑师、数学家、音乐家、发明家、解剖学家、雕塑家、物理学家和机械工程师。他因自己高超的绘画技巧而闻名于世。他还设计了许多在当时无法实现，但是却现身于现代科学技术的发明。总的来说，达芬奇大大超越了当时的建筑学，解剖学和天文学的水平.《最后的晚餐》是世界最著名的宗教画，《蒙娜丽莎》则为世界上最著名，最伟大的肖像画.这两件誉满全球的作品使达·芬奇的名字永垂青史.达·芬奇独特的艺术语言是运用明暗法创造平面形象的立体感。他曾说过："绘画的最大奇迹，就是使平的画面呈现出凹凸感."(*达·芬奇是闻一多首创翻译名.“一日充实，可以安睡；一生充实，可以无憾”是他遗嘱中的名句。达·芬奇不仅是位成绩斐然的艺术家，还是一位多才多艺的科学家。在科学研究上他花了大量的时间和精力，取得了极大的成功。他深入地观察研究动物、植物、地质乃至人体本身。他还模仿鸟的翅膀，设计了一个类似飞机的飞行机械。他还设计了许多先进的纺车、高效率的机床、冲床，最早提出了地质学的概念，第一次正确、全面地描述了人体骨骼、肌肉和人体比例。他的科学实践为以后的科学家提供了思想的源泉。由于达·芬奇的激进资产阶级人文主义政治观，使他受到封建宗教势力的长期迫害。1517年已是65岁高龄的他，拖着病躯仍然被迫离开了祖国，侨居法国。两年后，这位艺术巨擘溘然长逝。米开朗基罗·博那罗蒂（MichelangelodiLodovicoBuonarrotiSimoni，1475年3月6日－1564年2月18日），意大利文艺复兴时期伟大的画家、雕塑家和建筑师，文艺复兴时期雕塑艺术最高峰的代表。1475年3月6日生于佛罗伦萨附近的卡普莱斯，父亲是奎奇市和卡普莱斯市的自治市长。他13岁进入佛罗伦萨画家基尔兰达约（Ghirlandaio）的工作室，后转入圣马可修道院的美第奇学院作学徒。1496年，米开朗基罗来到罗马，创作了第一批代表作《酒神巴库斯》和《哀悼基督》等。1501年，他回到佛罗伦萨，用了四年时间完成了举世闻名的《大卫》。1505年在罗马，他奉教皇尤里乌斯二世之命负责建造教皇的陵墓，1506年停工后回到佛罗伦萨。1508年，他又奉命回到罗马，用了四年零五个月的时间完成了著名的西斯廷教堂天顶壁画。1513年，教皇陵墓恢复施工，米开朗基罗创作了著名的《摩西》、《被缚的奴隶》和《垂死的奴隶》。1519－1534年，他在佛罗伦萨创作了他生平最伟大的作品——圣洛伦佐教堂里的美第奇家族陵墓群雕。1536年，米开朗基罗回到罗马西斯廷教堂，用了近六年的时间创作了伟大的教堂壁画《末日审判》。之后他一直生活在罗马，从事雕刻、建筑和少量的绘画工作，直到1564年2月18日逝世于自己的工作室中。米开朗基罗代表了欧洲文艺复兴时期雕塑艺术的最高峰，他创作的人物雕像雄伟健壮，气魄宏大，充满了无穷的力量。他的大量作品显示了写实基础上非同寻常的理想加工，成为整个时代的典型象征。他的艺术创作受到很深的人文主义思想和宗教改革运动的影响，常常以现实主义的手法和浪漫主义的幻想，表现当时市民阶层的爱国主义和为自由而斗争的精神面貌。拉斐尔·圣乔奥（意大利文：RaffaelloSanzio，1483年4月6日－1520年4月6日），常简称拉斐尔（拉丁文：Raphael），是一位意大利画家，亦是建筑师。他的作品具有优雅、秀美的风格。他善于把“神”画成具有“人”的形象，他画的圣母就是生活中神态优美、心地善良的普通母亲的形象。他的代表作是壁画《西斯廷圣母》。这幅作品体现了拉斐尔独特的画风和人文主义思想。1512～1513年绘成的大型油画《西斯廷圣母》，人物形象和真人大小相仿，由圣母、圣徒组成的三角形构图，庄重均衡，圣母和耶稣的体态健美而有力量，表现了母爱的幸福与伟大。另一幅更为高大的是祭坛画形式的《福利尼奥的圣母》和稍后创作的《椅中圣母》、《阿尔巴圣母》，都堪称是他完美无缺的作品。1509年后，他被罗马教皇尤里乌斯二世邀去绘制梵蒂冈皇宫壁画，其中签字厅的壁画最为杰出。这批遍布大厅四壁和屋顶的绘画，分别代表了人类精神活动的4个方面：神学、哲学、诗学和法学，作品除发挥了他特有的绘画风格外，还特别注意到了绘画表现与建筑装饰的充分和谐，给人以庄重显明、丰富多彩之感在物理学方面，伽利略通过多次实验发现了自由落体、抛物体和振摆三大定律，使人对宇宙有了新的认识。他的学生托里拆利经过实验证明了空气压力，发明了水银柱气压计；法国科学家帕斯卡发现液体和气体中压力的传播定律；英国科学家波义耳发现气体压力定律。笛卡儿运用他的坐标几何学从事光学研究,在《屈光学》中第一次对折射定律提出了理论上的推证。他还第一次明确地提出了动量守恒定律：物质和运动的总量永远保持不变。笛卡儿对碰撞和离心力等问题曾作过初步研究，给后来惠更斯的成功创造了条件。生理学和医学比利时医生维萨留斯发表《人体结构》一书，对盖伦的“三位一体”学说提出挑战。西班牙医生塞尔维特发现血液的小循环系统，证明血液从右心室流向肺部，通过曲折路线到达左心室。英国解剖学家哈维通过大量的动物解剖实验，发表《心血运动论》等论著，系统阐释了血液运动的规律和心脏的工作原理。他指出，心脏是血液运动的中心和动力的来源。这一重大发现使他成为近代生理学的鼻祖。哥白尼：对世界有一个中心（自然有机论）的否认。布鲁诺：对地下与天上物质之间任何质的区别的否定。任何特定事物和运动都有一个内在源泉和一个外在源泉。培根：自然界所有质的区别看作是结构的差别的结果。而这些结构差别基本上是量的特征，或者说服从数学处理。他坚定地相信物质的均一性和统一性。伽利略:真实存在的是量而不是质“哲学被写在那部永远在我们眼前打开着的大书上，我指的是宇宙。但是只有学会并熟悉了他的书写语言和符号以后，我们才能读它。它是用数学语言写成的，字母是三角形、圆以及其他几何图形，没有这些，人类将一个字也读不懂。”笛卡尔、斯宾诺莎、牛顿、莱布尼茨和洛克自然界具有广延、形状、数量、运动和静止的物体的力的世界上帝创造且为理智把握用纯粹的物理规律来说明僵死的自然界物质是从量上组织起来的运动物体的整体。Vs希腊：形式赋予质料的目的论。不问是否可知，而问为什么可知十八世纪的自然观统一物质和精神，寻找其内在联系贝克莱：存在即被感知康德：物质世界本来面目不可知但可以被思考，根本上是理性和必然的看待事物的人类方式的产物。黑格尔：自在之物是所有事物中最容易认识的，就是最纯粹的存在，没有任何质、量、时空性。自然充满纷争：每一物想成为确定的东西，无限接近但永远达不到。自然的外在性的表现：每一事物外在于他物，因此自然是外在化的王国，为外在性充满。革命性：有意识地导向了关于科学研究的正确程序的革命性结论。从伽利略走向爱因斯坦——柯林伍德现代宇宙观：进化论，不但视自然为时间的发展，还把从自然到心灵的发展也解释成时间性的第三讲现代自然观古代：物质、生命和心灵一体：广延性的是物质，运动性的是生命，有序性的是理智。16、17世纪：自然界没有灵魂，物质的运动是无生命的运动。——近代物理学的创立。生命不过是母体体现自身的再造的过程，畸变是一种再造失败。逻辑结果就是牛顿的绝对空间理论。“绝对的空间，就其本性而言，是与外界任何事物无关永远是相同的和不动的。相对空间是绝对空间的可动部分或者量度。”——《原理》“绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着，而且由于其本性而在均匀地、与任何其它外界事物无关的流逝着，相对的、表观的和通常的时间是……通过运动来进行的量度，我们通常就用诸如小时、月、年等这种量度以代替真正的时间”——《原理》逻辑上自洽的。困难：必须把实在归之于不存在笛卡尔：没有空虚的空间，广袤是形容物质实体的。莱布尼茨：空间只是一个关系性的存在vs牛顿爱因斯坦、量子论：支持赫拉克利特和莱布尼茨，物质不是不变的实体，而是变化着的事件的集合。阿尔伯特·爱因斯坦通过《相对论》证明：空间是相对的，没有一个绝对的空间；时间是相对的，时间与物质运动不可分离。近代物理学：没有空虚的空间，没有物质的地方也存在某种东西，比如光波。普朗克长度、普朗克时间在100多年前的1900年，物理学家马克斯·普朗克发现，能量可以分为不可再分割的单位，并将其命名为“量子”。为了描述量子的体积，人们通常使用基本量子即普朗克量子来形容。这一发现标志着量子力学的诞生，其对科学发展起的作用超出普朗克本人的想像。例如，把普朗克量子同光速和其他常数结合在一起，就可以得出空间和时间方面不可分割的量子，也就是最短的距离单位和最短的时间单位。普朗克长度为10的-35次方米。普朗克时间为10的-43次方秒。如何超越普朗克长度和普朗克时间还是个谜，因为现行物理定律在这个范围内就失效了。因此，宇宙论学者在研究宇宙起源时，在大爆炸之后，最多就能计算到10的-43次方秒。要研究普朗克时间之前发生的事，还缺乏新定律。这种新定律，理论物理学家已研究几十年了。经典广义相对论的奇性不可避免，所以标准大爆炸模型中时空存在着零点，给了上帝一个容身之地。但是考虑到量子力学的测不准原理，一些基本量度，譬如长度和时间具有测不准性。测不准的程度由普朗克常数确定，从该常数可以定出最小的长度量子，即普朗克长度，为10E－33厘米，这远远小于原子核的尺度。测量任何长度不可能比这个更精确，而且比普朗克长度更短的长度是没有意义的。同样，作为时间量子的最小间隔，即普朗克时间。没有比这更短的时间存在。这就是说，我们不可能把黑洞缩减为数学上的一个点，同样也不能追溯到大爆炸的真正开始时刻。19世纪的生物学：生物不是沿着与自身在细节上相同的祖先的线索来继承它们的谱系，而是沿着细节上不同的形式。达尔文：人类可以选择某些品种来繁殖产生出非常类似于独立物种的形式，并且有能力像独立物种那样繁殖出真实的同型体。把生命设想为完全没有自觉的目标意识，生命与物质类似、与心灵有别。达尔文自由地谈论选择，不断地把暗含目的论的语言运用到有机自然中，但他一刻也不曾把自然当作一个自觉的作用者，不认为他是有意识地进行各种实验并且意识到他所作努力的结果。（柯林伍德）Vs叔本华：进化过程是一种盲目意志的自我表现，是一种创造性、引导性的力量，不具有意识以及人的道德属性。生物对环境的适应性：生命力的存在一种有别于机械变化和化学变化的生命过程概念已经诞生，并且对之前的自然概念进行了革命。（柯林伍德）柏格森：自然的一切归之生命柏格森：把进化作为生物的基本观念。物质与生命。物理学：一切都已经给定Vs生命：未来的大门敞开，变化是个创造的过程，真实新奇的事物不断展现。流动着的自我创造的生命世界。理智与直觉的分界：物理与生命行动与知识的分界：理智是为了更好操控行为；直觉才能领悟生命意识。自然的一切归之生命作为整体的人类精神是自然进化的产物，是生命的冲动（power）或过程，没有必要假设自然赋予我们理智。物质是一种途径，通过它，精神为了操纵、设想生命这一唯一实在。自然的一切归之生命目的论仅仅是机械论的颠倒；二者生命冲动没有针对性，没有目的，没有外在的指示灯，也没有内在的指导原则。它是纯粹的力，它唯一固有的性质是流动，无限地冲向一切方向。物质的东西是它的产物，而非载体。自然规律是它采取的暂时的外形。希腊的感知世界和概念世界统一于过程和进化类似唯物主义：把整个自然还原为生命。生命冲动创造了物理界，并将精神（直觉和理智）赋予有机体。物理界是生命的副产品。反思：天文学和物理学意义的无机界对于生命的优先性？康德：自然是人类精神思维活动的副产品。现代物理学：物质与物质的运动不可分旧的物质理论：原子世界；引力；运动是物质的外在属性；物质本性不变；怀特海：在现代观点看来，过程、活动和变化都是基本的事实。瞬间中不存在任何东西。每一瞬间仅仅是把握事物的一种方式，因而，如果我们把瞬间不存在任何东西作为一种简单的基本事实，那么，世界在瞬间不存在。现代观点：不但心灵和生命，而且物质也内在地和基本地是一种活动。现代物理学家与牛顿不一样，他们不承认有空无的空间。物质是活动，因此，一个物体就在他活动的地方；又因为物质的每一粒子作用于整个宇宙，所以，每一物质存在于所有地方。相对论主张：任何两个物体A和B的物理和化学活动无论如何，不会由于A是静止的B是运动的、或A是运动的B是静止的而使得它们各自受的影响有所不同。绝对静止或绝对运动的概念都是没有必要的。怀特海坚称实在是一有机体，每一存在的事物与活的有机体相仿：其本质不仅依赖于其组成部分，还依赖于它们的组成形式和结构。玫瑰花的红是玫瑰花的本质的展现实体和活动不是两个东西，而是一个东西。自然不仅仅是循环和节奏的变化，还是创造性的推进，有机体在过程中不断获得新形式。柯林伍德的结论：自然科学不是自足和自我包容的思想形式，它依赖与它不同的别的思想形式。我们必须考虑历史才能更好地反思自然。自然科学包含事实和理论。一个科学的事实是自然界的一个事件，一个科学的理论是关于那个事件的假说。过去的科学记录是认识自然、研究自然的历史性背景。一个人除非了解历史，否则就不能理解自然科学。从自然的观念到历史的观念。唯物主义依赖实验室里面的确定性，仅仅是一个愿望，第四讲什么是自然?张汝伦哲学研究2011年第4期自然de目的论在早期古希腊思想家那里,physis首先意味着一个万物发生和成长的过程,由此引申出万物的起始和事物的始基的意思,最后是事物的一种组织原则、结构的意思。physis作为事物的始基不是某种如物质那样的僵死的原始材料,而是有运动和生命的东西,是不朽的和不可摧毁的东西。按照美国学者杜普雷的说法,泰勒斯是第一个把physis理解为一个包罗万象的创造性原理的人。physis从一开始就是与人的实践有密切关联。亚里士多德认为人天生(自然)就是政治的存在者,意思恰恰不是指人的自然性质(生理条件等等),而是指人是一个要在城邦(polis)中实现其自然(本性)的存在者。亚里士多德则在《物理学》中把physis理解为事物运动和静止的原理和原因,它直接内在于事物中。柏拉图突出了physis的规范性质:它规定了存在者不同的行为。但是,为了克服智者派对physis的自然主义解释,他在《法律篇》第十卷中让physis从属于灵魂这个更高的原则。灵魂既是自动的又是使一切他者包括physis运动的原则。但灵魂并不与physis截然有别,相反,“灵魂的存在是最-自然的《柏拉图全集》第3卷,第654页”。亚里士多德的隐德来希概念,则是对人控制自然的欲望的一种根本限制。对于亚里士多德来说,physis是有目的的:它指引种种有机过程趋向完善,它规定了万物要达到它们预定的目的必须遵守的规范。这个思想经中世纪一直延续到康德。在康德那里,自然不仅是有目的的,而且是一种规范性目的。physis的规范性意味着它与近代自然概念的一个根本区别,就是它并不是一个与人(人事)对立的概念,而是与人互补乃至共生的概念。人从它那里得到自己的目的与规范,而它又是人的一切行动的根本条件和最终根据。近代的自然概念总是将自然与人为相对立，自然就是基本没有人为因素的东西;虽然人也被看作是自然的一部分,但自然完全可以与人无关而存在。启蒙运动批判启示和超自然的秩序,自然成了存在的总体,人的行动也像自然一样自归自,自我保持成了一个关键概念。人与非人的东西是分别创造的,它们之间没有内在关系,这样就有一个人如何把握自然的问题。中世纪神学家的主要解决方案可以说是颠倒的天人相类说,即人是一个微观宇宙,处于宏观宇宙的中心,给予物理自然以意义;由于我们对宇宙的知识,我们最终能支配宇宙。主体概念并不是近代的产物,而是已经为基督教神学所孕育。与主体概念的出现相应,自然渐渐失去了其目的论的性质。从造物主和被造物派生而来的超自然和自然的区分,逻辑上必然导致自然目的论的消亡。一个本身没有任何目的倾向的自然,显然最符合完全控制自然的兴趣,能使对自然的控制成为正当。对于渴望控制自然的人来说,像一个上了发条的钟表那样的自然是最理想的,因为它将完全为我们的目的服务。去目的论的自然概念几乎就是纯粹的物质或实在,它成了一个指代存在总体的概念,包罗万象,但却没有与之相对的相关物。斯宾诺莎把自然叫做实体,它是一个无须借助于他物的概念。(斯宾诺莎,第3页)霍尔巴赫说:自然,从它最广泛的意义来讲,就是由不同的物质、不同的组合、以及我们在宇宙中看到的不同运动的集合而产生的一个大的整体。(霍尔巴赫,第10页)与此同时,则是自然的机械化和去规范。将自然理解为机械,是一种工具主义自然观的反映。正如澳大利亚学者薇尔·普鲁姆德说的:机器的全部属性都是为了其主人的利益而设计的,而它的所有好处都反映自使用者的好恶。即使做工精良,这台机器也不可能给我们带来额外惊奇,因为它不会超过我们,而我们完全了解其内部机理。机器生来就是被掌控的,关于其运作规律的所有知识正是帮助我们掌握权力的工具。(普鲁姆德,第11页)

但与一般工具不同的是,自然不是在为我们做事意义上的工具,而是在为我们的利益服务意义上的工具;这种工具的最大意义在于它为满足我们的种种需求提供原材料。因此,自然必须是同质的东西,这样它才能便于科学技术对它的量化处理。自然的机械化和工具化意味着目的、规范和作为主体的人被从自然中剥离出去。在自然成为机器和原材料的同时,它也成了没有创造力、没有目的、没有规范意义的东西。作为机器的人固然属于自然,但作为主体的人又与之相分离。从此以后,自然基本就是没有意义的机械的物质世界。笛卡尔的心-物二元论的实体学说对这种自然观的形成起到了关键的作用。在他那里,精神(心)与物体是两种不同的实体:前者的特质是思维,而后者的特质是广延(但不仅仅是广延,还有运动)。对于他来说,纯粹的自然(像形状、广延、运动)只存在于物体中。(Descartes,p142)心灵与物体(自然)虽都是实体,但在性质上有根本区别,因此,它们之间不存在延续。物体脱离人的思维独立存在。但由物体组成的自然是一种欠缺,它无心、无精神、无思维,以及与之相关的目的、价值、规范等等。它以一种无意义的方式出现,仅仅是各种物体(包括动物)的混合体,是完全被动的,只有上帝或主体(思维的我)才能理解它。莱布尼茨却断言一切实体自身都能运动:实体就是一个能行动的存在物。(Leibniz,p1209)他甚至认为一切存在物都有知觉。完善性原则使他否认有机物和无机物、精神和肉体间有根本的断裂。一切物理实在都在存在论上与一个精神核心相连,例如人心就是身体的核心。即使是在存在等级上最低等的实体,也是有知觉的,每一个都以它自己的方式反映了它在统一的和谐中与之相连的所有其他实体的状况。这样,宇宙就是一个和谐的目的论体系,而不是一个纯粹物质的机械结构。康德对牛顿绝对时空观的否定,也对实在论的自然观的否定康德并不否认机械法则是自然的基本法则;然而自然界毕竟除了无机物外还有有机物,有机物固然也服从机械法则,但机械论并不足以说明有机物,只有自然的合目的性才能说明有机物,客观的合目的性在认识有机物中起着特殊作用。康德在《判断力批判》中,他又提出了自然的合目的性,以图对近代机械论的自然观有所纠正。从此,自然不再是一个严格按照机械法则运动的钟表,而是一个最终与人的自由目的一致的系统。康德的自然：内在目的论把自然也看作是一个目的论的体系。我们的有机物经验使我们感到它们是有组织的系统,是理智设计的产物。一旦我们这样来认识有机物,我们就必须把作为整体的自然也看作是一个理智设计的产物;而有理智的行动都是有目的的,把作为整体的自然当作理智设计的产物,就不能不认为它是一个理智设计的有目的的产物,即作为整体的自然是有目的的。这种内在目的论要表明,有机物除了服从机械因果律外,还带有一个自然目的。自然目的指的不是事物的实存,而是它的内部形式,即它是由一种不同于机械因果关系的特殊因果关系决定的;它没有外部原因,它就是它自身的原因。有机物的这个内部形式是自然的产物,在此意义上,有机物是一个自然目的。康德的目的论并非亚里士多德的目的论。既然自然不是作为自在之物存在的自然,而是依据我们的感性条件和理智条件的自然,那么,自然的目的就必定指向人:那种通过人类与自然的联结应当作为目的而得到促进的东西必须在人本身中发现。(同上,第287页)人不但像其他有机物一样是自然的目的,而且还是作为一个目的论体系的自然的最高目的,一切其他自然物与他相关而构成一个目的系统。人这个自然的最后目的有其存在的目的,这个目的就是自然的终极目的。(参见同上,第292页)康德的目的论也是将人纳入自然中,将他作为自然的一份子,同时又是自然的终极目的。自然在康德那里不是作为自在之物的自然,而是依据我们的感性条件和理智条件的自然。理智是自然界普遍秩序的来源,因为它把一切现象都包含在它自己的法则之下。(同上,1982年,第96页)目的论与机械论并不冲突,它只是在理性的运用上再加上一种不同于按照机械规律的探究方式,以便对这些机械规律本身在经验性地探索自然界的一切特殊规律中时的不充分性加以补充。(同上,2002年,第236页)如果说,所有的机械规律都是我们先天加给自然的,那么目的论其实也是。“既然这个世界的事物作为按照其实存来说都是依赖性的存在物,需要一个根据目的来行动的至上原因,所以人对于创造来说就是终极目的;因为没有这个终极目的,相互从属的目的链条就不会完整地建立起来;而只有在人之中,但也是在这个仅仅作为道德主体的人之中,才能找到在目的上无条件的立法,因而这种立法才使人有能力成为终极目的,全部自然都是在目的论上从属于这个终极目的的。”(康德,2002年,第294页)笛卡尔的二元论为近代主体主义奠定了基础,但也为将人视为自然机械的各种自然主义和唯物主义机械论,如斯金纳的行为主义及其继承者社会生物学理论开辟了道路。这些理论都把人和动物看作非主体性的存在,被动地为更巨大的自然因素如进化或环境所左右。例如,道金斯把人看作是:活着的机器,是被输入了程序的机器人,用来保护一种自私的叫做基因的东西。(Dawkins,p1X)这种一方面将自然简单化、机械化和物质化,另一方面将一切存在纳入其中的近代自然概念,却为多数人理所当然地加以接受。最新版的《辞海》(2009年)上对自然(界)的定义至少反映了时下对自然的流行理解:指统一的客观物质世界。是在意识以外、不依赖于意识而存在的客观实在。处于永恒运动、变化和发展之中,不断地为人的意识所认识并被人所改造。广义的自然界包括人类社会。人和人的意识是自然界发展的最高产物。狭义指自然科学所研究的无机界和有机界。(辞海第4册,第3064-3065页)

这种自然主义的自然观有着明显的问题。它之所以强调自然是统一的物质世界,不依赖于意识而存在的客观实在,显然是要表明物质与意识有根本区别。但是,如果人和人的意识是自然界发展的最高阶段,那么岂不是意识也是物质吗?因为物质再发展再进化,也还是物质。既然如此,为何要刻意强调物质世界(自然)不依赖于意识而存在呢?这种自然观实际上是建立是近代二元论对人的观念的基础上的,即认为人既是一个自然的生物,又是一个思维的我,即主体。近代的自然概念不但把自然本身简单化和片面化了,同时也把人简单化和片面化了:不是把他视为机器一样的生物,就是把他理解为脱离身体的主体。被实在论者等同于自然的那个物质概念,也是有问题的,因为它本身是一个思维的抽象,坚持这个概念的人并未能给出一个让人信服的物质概念。实在论者已不可能再像康德那样把物质定义为不可入的无生命的广延(Kant,A848/B876),因为他们认为生命也是物质。然而,什么是包括生命在内的物质?用空洞抽象的客观实在来定义它行吗?其实,近代的物质概念和实在概念都是相对于主体、意识、精神提出并因而才有意义的,所以一旦把精神和意识也还原为物质实在,这两个概念本身就失去意义,而纯粹成为一个没有任何可信规定的抽象名词。自然作为人类的一个重要概念,它本身是依赖于人类意识的:从上述对它从古代到近代发展历史的简单回顾就可以看到,它是随着人类的认识和欲望而变动的,因此,这个能指的所指不可能像晨星这一能指的所指那样,是固定不变的。从表面上看,自然观可以看作是人们对社会和自然的认识在宇宙万物上的投影,它往往以某种形式反映人们的社会理想(曹南燕、刘兵,第515页),但实际上却是人们从自然得到对自己存在的理解。自然除了作为存在物的总体之外,还可不可以是一个规范性概念?西方思想中的一个概念自然法(naturallaw)或自然正当(naturalright),至少已经部分正面回答了这个问题。其实不仅在西方,在中国传统中也有类似的观念,这就是天经地义。天经地义就是中国人对自然法或自然正当的说法。天经地义的说法也明确了自然概念的规范性质,表明了自然法与自然规律(lawsofnature)的根本不同:前者是规范性概念,后者是描述性概念。康德曾区分了形式意义的自然和质料意义的自然:前者是属于一个事物的存在的一切东西的内在第一原则;后者不是作为一种性状,而是作为一切事物的总和,这是就它们能够是感官的对象、从而也是经验的对象而言的。所以自然被理解为一切显象的整体,亦即除一切非感性的客体之外的感官世界。(康德,2010a,第476页)在康德看来,自然并不仅仅是感官世界或物质世界,而且更是事物的内在原则和倾向,它构成了物质事物的存在。习惯了机械论自然观的人尽管可以否认形式意义的自然的存在,但人们毕竟直到现在还在区分自然的与不自然的和反自然的早在康德之前,中国人就已经从原则性和规范性上来理解自然了。《诗经》云:天生烝民,有物有则。朱子不但经常引用这两句诗,而且对它们有非常精要的解释:天之生此物,必有个当然之则,故民执之以为常道,物物有则,盖君有君之则,臣有臣之则,如耳有耳之则,目有目之则,,四肢百骸、万物万事,莫不各有当然之则。(朱熹,2002年,第14册,第620-621页)他同样把自然(天)理解为万物存在的原则。否认目的论或自然正当是与要掌控自然的利益机制联系在一起的,它必然要求否定自然的规范性,将人与自然对立起来。然而,今天人们却发现,我们不能不用自然来作为衡量我们的行为包括发展的最终裁判。近代机械论自然观并不能完全消灭规范性的自然概念,作为规范的自然概念早已成为生态哲学和环境哲学对自然的基本规定。在中国思想传统中,天(自然)从来就不是一个没有规范意味的物质存在的总和,而一直是作为宇宙规范的渊薮:天地有大美而不言,四时有明法而不议,万物有成理而不说。(庄子#知北游6)关于这一点,朱子说得最清楚:天之所以为天者,理而已。天非有此道理,不能为天,故苍苍者即此道理之天。(朱熹,2002年,第14册,第900页)这里的道理,首先不是近代机械论意义上的自然规律,而是作为规范的天理。故朱子又曰:天下只有一个正当道理,循理而行,便是天。(同上)相反,人间的规范只是人效法天地规范的结果:仁之美在者在于天。天,仁也。,故四时之行,父子之道也;天地之志,君臣之义也;阴阳之理,圣人之法也。(董仲舒5春秋繁露#王道通三第四十四6)在中国思想传统中,天(自然)与其说是一个实体意义的描述性概念,不如说是一个价值意义的规范性概念)顺天之志不是为了主宰和支配自然,而是为了使自己的行为实践合理正当:是故春修仁而求善,秋修义而求恶,冬修刑而致清,夏修德而致宽。此所以顺天地,体阴阳。(董仲舒5春秋繁露#如天之为第八十6)即便是主张天人相分、制天命而用之的荀子,也不是要通过掌握自然规律来宰制自然。相反,荀子明确提出不与天争职、唯圣人不求知天。(荀子#天论)人惟有顺天而为,才能与天地参。天人相分不是要把人与天对立起来,更不是要夸大人的主体性,而是要明确人的有限性,不要妄想改变天行。相反,要顺天而行:知其所为,知其所不为,则天地官而万物役矣。其行曲治,其养曲适,其生不伤,夫是之谓知天。故大巧在所不为,大知在所不虑。所志于天者,已其见象之可以期者矣;所志于地者,已其见宜之可以息者矣;所志于四时者,已其见数之可以事者矣;所志于阴阳者,已其见知之可以治者矣。官人守天,而自为守道也。(同上)中庸有言:唯天下至诚,为能尽其性;能尽其性,则能尽人之性;能尽人之性,则能尽物之性;能尽物之性,可以赞天地之化育,则可以与天地参矣。(同上,2001年,第32页)此段话最能说明自然与人的关系。性者,天命也。人作为自然的一份子,自然天命在我。尽其性者,对天命之在我者察之由之,巨细精粗,无毫发之不尽也(同上,第33页)。从规范意义上说,人性物性是相通的,都源出于天(自然)。当人看到人性之根据在于天理,而以其种种创制将之实现,即是在赞天地之化育,并与天地参了。自然不是与人对立的概念,而是与人共生互补的概念。人是自然不可或缺的一部分,自然是人的条件:不仅是他的物理条件,也是他的人文条件;人只能在此条件下行事,否则即为逆天或反自然。自然不是任何意义的人格神或主宰,但作为整体的自然,它决不只是一切物质存在的总和。它首先是有意义的,即便我们把它理解为物质总体,也恰好说明了它是有意义的。作为有质料的存在,自然可以是自然科学研究的对象,但即便作为自然科学的研究对象,它也不是单纯的物质,而是首先已指示了什么是自然、什么是非自然,即事物的存在性质,因而具有一定的规范性。正是这种规范性决定了自然科学对它的种种特殊研究。作为感官对象的自然,它可以被理解为一切事物的总和,但即使这样理解的自然,仍然具有规范性意义和目的论倾向,否则它不能是一切事物的总和。因此,自然只能是形而上学意义上的终极者,作为这种终极者,它既不是事物的胡乱集合,也不是时空中最终的点,而是事物的产生、秩序和意义的渊薮。无论是中国人讲的自然而然、天理,还是西方人讲的natureofthings,都意味着自然的发生性、规范性乃至目的性。自然的规范性与目的性的确对人才有意义,但它们像自然的质料性一样,从根本上制约着人的思维和行动。第五讲钱学森论自然辩证法思维科学的出现第六讲爱因斯坦之后物理学状况及革命性因素《曲阜师范大学学报》（自然科学版）第13卷（1987）李醒民，男，1945年10月生于西安市户县。1969年毕业于西北大学物理系。1978年考入中国科学院研究生院，1981年毕业并获理学硕士学位。1990年被破格评聘为中国科学院科技政策与管理科学研究所研究员。现任中国科学院研究生院教授、中国科学院《自然辩证法通讯》杂志社主编。著作18本，译著15本，在海内外50多家刊物发表学术论文250余篇。被英国、美国、印度、马来西亚等国传记研究中心收入有关国际人名辞典。其学术成就在国内学术界名列前茅，赢得同行专家的好评。而且，也受到美国、俄罗斯等国学者的关注和引用，在国际学术界有一定的影响。爱因斯坦是本世纪初物理学学革命的巨人。海森堡在谈到爱因斯坦的贡献时说，他“有点像艺术领域中的达·芬奇或者贝多芬，爱因斯坦也站在科学的一个转折点上，而他的著作率先表达出这一变化的开端；因此，看来好像是他本人发动了我们在本世纪上半期所亲眼目睹的革命。”的确，从1905年的“幸运年”年到1916年广义相对论论文“标准版本”的发表，爱因斯坦在两个研究方向上奠定了20世纪物理学的基础。一是不变性原理的研究，最终创立了狭义相对论(1905年)和广义相对论(1915年)。二是统计理论的研究，其结果导致布朗运动理论(1905年)、分子大小测定法、光量子假设（1905年）、首次固体量子论(1907年)、光的波粒二象性(1907年)以及导致激光发现的A、B系数(1916年)。最后，在1925年，他完成了另一主要创造性工作，即独立于德布罗意的关于物质波粒二象性的假设。指明不变原理和统计涨落这两个别出心裁的研究方向，乃是爱因斯坦“前不见古人，后不见来者”的杰作。在1916年之后，这两个方向合二而一，成为爱因斯坦探索统一场论的指南。爱因斯坦向来谦虚谨慎，虚怀若谷。他一生勇于批判，勇于探索，勇于创新，从来也没有躺在功劳簿上高枕而卧。他经常以莱辛(G．E．Lessing)的至理名言自勉：对真理的追求要比对真理的占有更为可贵。他反对别人为相对论的成就大叫大嚷，也反对把相对沦看作是物理学理论的顶峰。爱因斯坦认为：“我们关于物理实在的观念决不会是最终的。为了以逻辑上最完善的方式来正确地处理所感觉到的事实，我们必须经常准备改变这些观念——也就是说，准备改变物理学的公理基础。”他还说：“然而为了科学，就必须反反复复地批判这些基本概念，以免我们会不自觉地受它们支配。在传统的基本概念的贯彻使用碰到难以解决的矛盾而引起了观念的发展的那些情况下，这就变得特别明显。”在这种思想的指导下，爱因斯坦曾多次表示，他的理论绝不是完美无缺的终极理论，它们将来一定会被其他更完善的理论来代替。本世纪20年代量子力学建立以后，狭义和广义相对论与量子理论相结合，一直是理论物理学发展的坚实基础。半个世纪以来，这种结合不断发展和深化，也不断接受科学实验的检验。一方面，实验事实充分证明相对论和量子力学在其有效范围内是可靠的理论；另一方面，实验研究和理论进展表明，它们也遇到了一些难以解决的反常问题，其中一些问题是带有根本性的和革命性的，似乎难以容纳在相对论和量子力学的框架内。因此，在相对论和量子力学还处于兴盛时期的今天，汲取这些理论的真理性的内容，克服它们所面临的疑难，进一步探索自然界的奥秘，就已经提到当代物理学家的议事日程上来了。在这里，我们拟就当代物理学的现状和革命趋势，简要地作一点不甚全面的述评。狭义相对论诞生以后，人们就一直设法做实验来验证它。1958年，有人改进了迈克耳孙-莫雷实验，得到了“以太风”小于地球轨道速度的1／1000的结论。后来利用穆斯堡尔效应，测得“以太风”的速度为1.6±2.8米/秒，远远小于期望值(30公里／秒)。这既是对狭义相对论的验证，也证明根本不存在19世纪的作为电磁场载体的以太。尤其明显的是，从宇宙线的探测到高能加速器以及对撞机的应用，几乎高能物理实验的各个方面都要涉及狭义相对论效应，可是随着加速能量的不断提高，现在已经确认在小到约为一个质子半径百分之一的距离内，没有观测到狭义相对论的破坏。有人进行了静止光子质量的实验及光速测定的实验，还有人进行了大量有关运动介质的电动力学实验和直接检验尺缩钟慢的相对论效应实验，甚至有人用高速喷气飞机上的原子钟验证运动时钟变慢的效应。所有这些实验都表明，无论在微观尺度还是在宏观尺度，还没有发现狭义相对论有破坏的迹象。但是，这一切并不意味着狭义相对论就毋庸置疑了，就没有进一步探讨的必要了。情况完全不是这样。尽管狭义相对论的具体结论得到了实验验证，但是只要它的两个逻辑前提——相对性原理和光速不变原理——未有确凿的实验证据，它们就仍然带有假设成分和“先验”性质。爱因斯坦在提出这两条原理时也是意识到这一点的。例如，他在1922年就光速不变原理写道：“相对论常遭指责，说它未加论证就把光的传播放在中心理论的地位，以光的传播定律作为时间概念的基础。然而情形大致如下：为了赋予时间概念以物理意义，需要某种能建立不同地点之间的关系的过程。为这样的时间定义，究竟选择哪一种过程是无关重要的。可是为了理论只选用那种已有某些肯定解的过程是有好处的。由于麦克斯韦与洛伦兹的研究之赐，和任何其他考虑的过程相比，我们对于光在真空中的传播是了解得更清楚的。”事隔60余年，这种状况并没有得到改变。在爱因斯坦提出光速不变原理时，已有的实验只是说明在闭合回路中平均光速的不变性，而不是光速不变原理本身。能不能找到更为基本的对钟手段，或者通过其他途径，来检验光速不变所包含的假定，是有待于科学实验进一步发展来解答的基本问题。因为光速不变原理是现代物理学的柱石之一，解决这个问题难度较大，影响深远，结果到底如何，人们将拭目以待。60年代以来，有人提出了超光速粒子的新课题，他们称这种粒子为“快子’。超光速理论工作一般从狭义相对论出发，将其推广，求得既适合于慢子(低于光速的粒子)和光子，又适合于快子的相对论理论。据理论上的推测，快子具有奇异的物理性质。它的质量是虚数，它的速度将随能量的耗散而无限增加，当它的能量趋于零时，则速度趋于无穷大。快子一旦产生，就具有大于光速的速度。要使它的速度减小，必须供给它能量。如要减小到光速，则必须供给它无限大的能量才行，因此其速度不可能减小到光速或低于光速。快子的负能问题是一个复杂的问题。由于负能量的出现，将意味着任何一个物理系统，因为可能无限地释放快子而处于不稳定状态，系统将无限地增加自己的能量，从而导致永动机的出现。而且，更为使人惊异的是，即使无限地产生快子对，也不会破坏能量动量守恒定律，同时也不会改变真空中的总能量。另外，根据洛伦兹变换，快子从一个坐标系转换到另一个坐标系的过程中，可能改变时间的顺序，即时间倒流。这样一来，也许就要出现像打油诗“年青女郎名葆蕾，神行有术光难追，快子理论来指点，今日出游昨夜归”所描绘的“奇迹”。这两个困难问题虽然可以借助二次说明原理(即应该将一个具有负能量的粒子看作是先被吸收，然后再发射，这样一来，负能量与时间倒流和正能量与时间顺流的物理意义完全一样，因而变换坐标系后物理定律依然不变)来解释，但它并没有解决不变的因果律的问题。另外，快子有可能以无限大的速度传播，因而假若存在着快子，就可能瞬时传递作用信息，似乎又可能回到“超距作用”论的概念上去。不过，近10多年来，虽说在理论方面和实验方面都作了不少的工作，但至今尚未取得重大突破。要使快子理论与现代物理学理论协调起来，还需要克服相当多的困难。不过，这却有可能迫使人们跳出目前的理论框架，克服早已习惯了的观念，从而产生巨大而深远的影响。相对性原理是狭义相对论的另一个基本原理，它认为一切惯性系彼此等价，没有任何实验能确定那个更为优越。但是，作为现代宇宙学两个理论基础之一的哥白尼原理(另一个是广义相对论)却要求，存在着描述宇宙演化的宇宙时标和宇宙空间的标准坐标，典型星系或星系团在其中的分布是均匀各向同性的。宇宙背景辐射和各向同性的发现等大量观察资料都支持把哥白尼原理作为描述宇宙大尺度行为的基本原理。于是，宇宙时标就是相对优越的时标，它描述着宇宙的演化，而相对于这个时标的同时性在宇宙演化上具有本质的意义。典型星系或星系团均匀各向同性的空间就是宇宙背景空间，它相当于一个优越的坐标系。可以推知，若在相对于该坐标系以某一速度运动的参照系上观测星系，就会发现它们的分布不是均匀各向同性的，因此原则上就有可能测出运动坐标系相对于优越背景空间的速度。现在，已有人测出地球相对于各向同性背景辐射(优越的背景空间)的速度为每秒数百公里，这和地球相对于典型星系或星系团的速度是基本一致的。众所周知，作为整个相对论物理学根基的狭义相对论，恰恰否定了牛顿的绝对时间和绝对空间，否定了同时性的绝对性。虽然宇宙时标和宇宙背景空间的概念并不是牛顿的绝对时间和绝对空间，相对于宇宙演化的同时性也不是牛顿意义的同时性的绝对性，但在概念的物理意义上毕竟有可以比拟之处。这表明，狭义相对论的时间、空间概念以及惯性运动和惯性系的概念，还有相对性原理本身，在宇观尺度上统统不再成立了。这样一来，对于这个宇宙背景空间上的局部引力现象的更精确的描述就应以宇宙学原理为基础，而不应当以广义相对论为基础。这意味着相对论在宇观尺度范围内必须从根本上加以改造。爱因斯坦为了在相对性原理(意味着一切惯性系平权，没有优越的惯性系)和光速不变原理(指光速在“空虚空间”中不变)上建造他的狭义相对论，他就没有必要再保留以太概念。但是，空虚空间的概念毕竟是一个令人困惑的概念，爱因斯坦本人在建立广义相对论时，也认为空虚空间是不可思议的，为此他赋予空间以物质的内容，引入了所谓的“相对论以太”。但广义相对论并非狭义相对论的简单推广，所以狭义相对论中的“空虚空间”是一个幽灵。爱因斯坦后来想在统一场论中解决这个问题，但他的宿愿未能实现。1929年，狄喇克在解决相对论性电子理论产生的负能困难时，提出了一个基于新的真空图像的解决方案。原来，空虚空间即真空并非一无所有，而是所有的负能态都已填满，所有的正能态都未被占据的最低能态，它作为一种普通存在的背景并没有可观察效应。因此，真空不再是绝对的虚空，而是—种充满了物质实体的存在形式，这就给爱因斯坦的“相对论以太”描绘了一幅实在的图景。在某种意义上也可以说，这是古老的以太概念在新科学中获得了“新生”。比如，在现代场论中占有重要地位的真空自发破缺，就与这种“新以太”观念有着内在的联系，而当前对真空结构的研究就可以看作是对以太结构的研究。其实，李政道博士在研究“不寻常核态”的工作中，也发现空虚空间存在着真空物质。现在，人们已经认定，真空是一种物理实体，它能对其它物质发生影响；真空具有相对论不变性，在有的情况下，真空也系某种介质，当不满足某种不变性时，就形成真空自发破缺，从而使规范场粒子获得静止质量；处于真空状态的场仍保持持续不断的振荡，即所谓真空起伏，非阿贝尔规范场有一类特殊的叫作“瞬子”的真空物质。广义相对论是物理学理论宝库中前所未有的珍品。这个理论以其概念的深刻、结构的严谨，内容的新颖和推论的精确而为人称道，但它之所以能轰动一时，主要还在于它解释了牛顿引力理论无法解释的水星近日点的剩余进动，并预言出不久经过实验证实的光线偏折和引力红移。50年代，有人改良了仪器设备，将厄缶实验的精度10－8提高到10－11，证明引力质量与惯性质量相等，近几年又有人将精度提高到10－12的数量极，这也是对等效原理的支持。由于采用穆斯堡尔效应，科学家在实验室中验证了引力红移。有人早已通过测量人造卫星中悬浮陀螺的静动，来验证广义相对论。70年代初，又有人通过测量对遥远行星的雷达回波的方式检验了广义相对论。70年代末，几家大天文台同时报道采用射电天文学的方法测量某些类星体发出的射电信号经过太阳的弯曲程度，大大提高了检验光线偏折的精度，对广义相对论提供了新的实验支持。但是，广义相对论也面临着一些困难和亟待解决的问题。广义相对论一建立，爱因斯坦就企图用它来描述作为一个整体的宇宙大尺度的行为。从此以后，广义相对论和天文学密切结合，形成了相对论天体物理学的一个富有成果的领域——现代宇宙学。值得一提的是，现代宇宙学在60年代取得丁长足的进展，观察材料已经支持早期宇宙的大爆炸模型，发现了空间各向同性的微波背景辐射。在这里，尤为值得一提的是霍金(S．Hawking)等著名的相对论学者关于黑洞理论和大尺度时空结构的研究。广义相对论的引力场在理论上存在着奇性，这种奇性具有十分奇特的性质，沿着短程线运动的粒子或光线会在奇性处“无中生有”或不知去向。按照广义相对论，演化到晚期的星体只要还有两三个太阳的质量，就会迟早变为黑洞，包括光线在内的任何物体都会被黑洞的强大引力吸到里面而消失得无影无踪。不仅如此，黑洞还要不断坍缩到时空奇性。时间停止了，空间成为一个点，一切物理定律，包括因果律都失去意义，一切物质状态都被撕得粉碎。此外，经典理论中的一个黑洞永远不能分裂为两个黑洞，只能是两个或两个以上的黑洞合为一个黑洞，其结果很可能是整个宇宙变为一个大黑洞，并且早晚要坍缩到奇性。寻找黑洞的观测工作也在稳步进展。1970年底，美国和意大利联合发射了载有X射线探测装置的卫星，这颗卫星工作到1974年，共探测到161个射线源，经筛选确认，天鹅座X-1最有希望是一个黑洞。另外，圆规座X-1与天鹅座X-1数据非常相似，也很有希望被证认为黑洞。现在，关于黑洞的理论的研究正在进展，观察结果还有待进—步证实。无论如何，广义相对论竟然要求这类难以接受的奇性，无疑是一个难题。或者广义相对论本身要修改，或者物理学的其他基本概念和原理要有重大变更。大爆炸宇宙学的研究越来越追溯到更早期的宇宙。特别是80年代以来，根据大统一理论发展起来的暴涨宇宙学，开始研究宇宙年龄约为10－36秒或更早期的情况。当宇宙年龄小于10－36秒时，宇宙间不仅没有星球，没有化学元素，甚至连任何基本粒子也没有，有的只是时间、空间和物理的真空。继续追溯这种非常单纯、非常对称的状态，便会得出时空创生于无(当然也就是说宇宙创生于无)的结论。其实，空间和时间的非永恒性，在相对论和量子论中已有强烈的暗示。按照相对论，不同的运动观测者将测得不同的时间值。最有趣的例子就是双生子佯谬，它描述的是两个观察者开始在一起，最终又在一起，但由于中间的运动情况各不相同