論近代自然觀從形而上學到辯證唯物主義的發展

梅曉光

(福建師范大學 馬克思主義學院，福建 福州 350108)

論近代自然觀從形而上學到辯證唯物主義的發展

梅曉光

(福建師范大學 馬克思主義學院，福建 福州 350108)

近代自然觀發展經歷了三個歷程。科學技術的發展使形而上學自然觀在牛頓那里形成，但遭到康德等人的質疑和反對。隨著自然科學不斷的發展，恩格斯提出了辯證唯物主義自然觀。愛因斯坦指出牛頓絕對時空觀和形而上學自然觀的錯誤，證明了辯證唯物主義自然觀的正確性，使辯證唯物主義自然觀在自然科學領域的指導地位得到完全確立。

自然觀；形而上學；辯證唯物主義

以地理大發現為起點，資本主義經濟得以形成，進而引發生產技術的大進步和宗教的改革，為科學的發展開拓了道路，科學理論得以蓬勃發展，人們對于自然界的看法也因此發生改變。科學技術的發展產生了機械唯物主義自然觀和形而上學的思維方式，即形而上學自然觀。牛頓之后，人們一直對其形而上學的自然觀發出質疑和反對。康德憑借“星云假說”堅決反對牛頓的形而上學自然觀；恩格斯根據自然科學發展的最新成就，闡述了辯證唯物主義自然觀，為建立科學的自然觀奠定了基礎；愛因斯坦創立的相對論，則使我們對時空的理解更深入，同時也標志著牛頓絕對時空觀、形而上學自然觀的破滅以及對辯證唯物主義自然觀的完全證明。由此，我們可以清晰地看到一幅近代自然觀由形而上學到唯物辯證的發展圖景。

一、形而上學自然觀的形成以及受到的質疑與挑戰

在機械自然觀形成以前，宗教神學統治著人們的精神世界，哲學和科學只能作為神學的奴仆而存在。波蘭天文學家哥白尼根據長期的天文觀察和從古希臘人得到的啟發，在臨終前出版了系統闡述“日心說”的《天體運行論》。他認為太陽是宇宙的中心，地球和其他行星圍繞著太陽運動。其日心說向托勒密地心說發出了挑戰，動搖了“正統宗教”學說的天文學基礎，推動了科學和思想革命。

哥白尼之后，伽利略以其天文觀測結果開辟了天文學的新天地，有力地支持了哥白尼的日心說。同時，伽利略在力學方面的貢獻為牛頓經典力學的建立奠定了基礎。德國天文學家開普勒提出行星沿橢圓軌道運行的“行星運動定律”，徹底地否定了天體做勻速圓周運動的觀念，進而支持了哥白尼的學說，也為牛頓經典力學特別是萬有引力定律的發現提供了重要的理論基礎。17世紀上半葉，笛卡爾根據力學的成就，并按照他的演繹推理方法，建立了一個機械的宇宙演化模型，其機械論的觀念也深深影響到牛頓。

在前人研究的基礎上，牛頓歸納出了物體運動的三條基本規律以及萬有引力定律，經過深入研究和嚴密論證，建立了一個囊括天地兩種物體運動規律的龐大理論體系，即牛頓經典力學。牛頓經典力學建立在絕對時空觀的基礎之上。他認為，“絕對的、真實的和數學的時間，由其特性決定，自身均勻地流逝，與一切外在事物無關，又名延續”，“絕對空間：其自身特性與一切外在事物無關，處處均勻，永不移動”[1]。他把時間看作一條獨立于外部事物而流逝著的河流，把空間看成獨立于外界事物的永遠不變的裝載物質的容器，認為時間、空間和物質是相互割裂的，物質的運動是在絕對空間中的位置移動，它們之間沒有內在的聯系。牛頓將宏觀物

體的運動規律研究到了極致，并將他的經典力學中的原理無限推廣，于是在用經典力學對自然現象的解釋上把一切運動都歸結為機械運動，從而基本形成了機械的、永恒不變的機械唯物主義自然觀。18世紀，這一機械理論經歐拉、拉格朗日等科學家的發展，形成了完善的機械唯物主義自然觀及形而上學自然觀。

自牛頓形而上學自然觀形成以來，人們對這種機械的自然觀的爭議一直沒有停止過。恩格斯指出牛頓的局限：“把各種自然物和自然過程孤立起來，撇開宏大的總的聯系去進行考察，因此，就不是從運動的狀態，而是從靜止的狀態去考察；不是把它們看做本質上變化的東西，而是看做固定不變的東西；不是從活的狀態，而是從死的狀態去考察。這種考察方式被培根和洛克從自然科學移植到哲學中以后，就造成了最近幾個世紀所特有的局限性，即形而上學的思維方式”[2]。

1754年，康德提出和當時形而上學自然觀根本對立的由于潮汐摩擦而使地球自轉變慢的假說，該說也包含天體發展變化的科學觀點。康德在《自然通史和天體論》中提出另一假說，即太陽起源于星云的假說，認為太陽系是由一團原始星云通過萬有引力形成的，這團物質是在排斥和吸引的相互斗爭中產生運動的，斥力就是行星公轉的源動力，由此否定了牛頓“神的第一次推動”的觀點。1796年，法國科學家拉普拉斯進一步完善了星云假說，說明地球和太陽都是某種在時間的進程中逐漸生成的東西，突破了當時盛行的形而上學自然觀，進而成為辯證唯物主義自然觀產生的前提條件，實現了自然觀的第一次革命。

二、科學技術的新發展和辯證唯物主義自然觀的創立

近代自然科學從18世紀下半葉起，特別是在19世紀獲得系統全面的發展，在不同領域突破了形而上學自然觀，為辯證唯物主義自然觀的產生奠定了前提條件。地質學方面，英國地質學家賴爾在其《地質學原理》中指出，地殼變化不是突如其來的的災難性的劇變，而是在漫長的歷史進程中由于內力(地震、火山)和外力(風、雪、雨、溫度變化等)的長期作用而緩慢發生的，這就支持了康德學說中關于自然界生成的觀點，成為打破形而上學自然觀的重要依據。物理學方面，能量守恒與轉化定律揭示了熱、機械、電、化學等各種運動形式之間的統一，是物理科學發展中的第二次理論大綜合。熱力學第二定律的發現，突出了物理世界的演化性、方向性和不可逆性，給出了與牛頓宇宙機器圖景完全不同的世界演化圖景。電磁理論的確立，將光、電、磁三者的統一性揭示出來，物理科學實現了第三次大綜合。這不僅為始于19世紀70年代的以電力的應用為中心的近代第三次革命奠定了理論基礎，也是對機械論形而上學自然觀的有力打擊。化學方面，1869年門捷列夫在前人研究的基礎上提出元素周期律，把原來認為是彼此孤立、各不相關的各種元素看成是有內在聯系的統一體。生物學方面，德國動植物學家施萊登和施旺分別于1838年、1939年相繼創立細胞學說，揭開了有機體產生、成長及其構造的秘密。達爾文則于1859年出版《物種起源》，系統闡發進化論，證明了生物界歷經了從簡單到復雜，從低級到高級不斷發展、不斷進化的過程，推翻了物種不變的形而上學的觀點，打擊了當時流行于自然界的“目的論”，戳穿了神創論者關于“上帝創造人”的謊言，從而第一次把生物學放在完全科學的基礎之上。

在自然科學發展的基礎上，恩格斯提出了系統的辯證唯物主義的自然觀。1873年恩格斯寫作《自然辯證法》，對唯物辯證的自然觀作了完整和系統的闡述，科學地描繪了自然界的辯證圖景，闡明了自然科學中的辯證法。恩格斯根據自然科學和哲學之間的特殊關系，對歷史上的自然觀的發展歷程作了細致的考察，論證了唯物辯證法對于自然科學的重要意義。他根據能量守恒和轉化定律、細胞學說和生物進化論等最近自然科學的三大發現的成果，有力地論證了自然界中的物質統一性，從而使“我們現在不僅能夠說明自然界中各個領域內的過程之間的聯系，而且總的說來也能說明各個領域之間的聯系了，這樣，我們就能夠依靠經驗自然科學本身所提供的事實，以近乎系統的形式描繪出一幅自然界聯系的清晰圖畫”[3]。

恩格斯所論證的量變轉化為質和質轉化為量規律、對立的相互滲透規律、否定的否定規律，是對自然科學發展規律的哲學提升。“自然界的一切有限的事物，從有生有滅到有滅有生經歷了一個永恒的循環和無限發展的過程。按照運動不滅原理，從量上看，物質的運動既不能憑空產生，也不能憑空消失；從質上看，物質運動具有從一種形式轉化為另一種形式的能力，這種能力也是永遠不會消滅的。因此，無限的自然界是在物質運動的永恒循環中發展著的，物質的任何有限的存在形式及其屬性都是有限的、可變的、暫時的，而物質總體及其運動的規律則是永恒的、無限的，從宇宙天體到地球乃至生命都處在永恒的發生、發展和演變過程中”[4]。恩格斯創立的辯證唯物主義自然觀具有劃時代的意義。

三、辯證唯物主義自然觀的科學證明

愛因斯坦開創了現代科學的新紀元，被公認為是繼伽利略、牛頓以來最偉大的物理學家。他創立的狹義相對論和廣義相對論，從根本上打破了牛頓的形而上學自然觀，在科學領域完全證明和確立了辯證唯物主義自然觀的地位。

1905年，愛因斯坦發表《論動體的電動力學》，狹義相對論誕生。該理論建立在物理規律在所有的慣性系中都具有相同的形式，以及在所有的慣性系中光在真空中的傳播速度都具有相同的值c這兩個基本的假設之上。這便是著名的愛因斯坦相對性原理和光速不變原理。在這兩者同時成立的基礎上，不同的慣性系的各個坐標之間必然存在一種確定的數學關系，這便是洛倫茲變換。通過洛倫茲變換，愛因斯坦推導出運動的尺子會縮短，運動的時鐘會變慢，并且任何物體的運動速度都不能超過光速的結果。愛因斯坦將牛頓的理論作為狹義相對論的特殊情況，把力學和電磁學統一于運動學的基礎之上，否定了“絕對時間”和“絕對空間”的概念，從而也在新的時空理論的基礎上，否定了實質上被當作絕對空間的“以太”。這就突破了牛頓理論中原有的時空觀框架，讓我們重新認識到時空的不可分割和相互依賴，揭示了作為物質存在形式的時間和空間在本質上的統一性以及同物質運動的聯系。同時，愛因斯坦推導出的質能方程E=mc2，揭示了物質和能量之間的關系，證明了大自然之間的內在統一性。這一切都極大地豐富了辯證唯物主義自然觀。

在狹義相對論里，相對性原理被限制在做勻速直線運動的慣性參考系里，因而在這里一切自然規律都是相同的。但是對于具有加速度的非慣性系里，這一切都不能得到滿足。深受馬赫哲學影響的愛因斯坦認為，整個自然界都是和諧統一的，因而在參考系的問題上不應有另類。于是1916年愛因斯坦把相對性原理推廣到加速運動的非慣性系中，發表了《廣義相對論》。該理論以等效原理和廣義協變原理為基礎，在根本上不同于牛頓的引力理論。在有引力場的區域，廣義相對論的空間的性質不再遵循歐幾里得幾何，而是遵循黎曼空間幾何。愛因斯坦在廣義相對論中認為，物質的存在改變了原先物理時空的平直性質，時空都是彎曲的，其彎曲程度由引力作用的強度決定，也就是說，在物質密度越大的地方，其引力場的強度更大，時空會更加彎曲。根據此理論，愛因斯坦作了三個預言，即水星近日點的進動、強引力場的光線偏轉和光譜線的引力紅移，這三者在其后的科學發展中相繼得到驗證，廣義相對論得到人們的廣泛承認。

“牛頓啊，請原諒我”，愛因斯坦曾說，“你所創造的概念，今天仍然指導著我們的物理學思想，雖然我們知道，想要更加深入地理解各種關系，那就必須用另外一些更加遠離直接經驗領域的概念來代替它們”[5]。廣義相對論的產生給長久以來形成的形而上學自然觀帶來了具有深遠意義的變革，徹底破除了自牛頓以來形成的絕對時空觀和形而上學自然觀，亦同時證明了辯證唯物主義自然觀的正確性。

隨著自然科學的不斷發展，人們的自然觀也在不斷地走向科學。從牛頓到康德，形而上學自然觀逐漸被人們否定；恩格斯將唯物辯證法運用到自然科學領域，奠定了科學自然觀的基礎；愛因斯坦則用他的理論證明了唯物辯證自然觀，并最終確立了它在科學領域的指導地位。由此我們才能深刻地認識到，“一切僵硬的東西溶解了，一切固定的東西消逝了，一切被當做永恒存在的特殊的東西變成了轉瞬即逝的東西，整個自然界被證明是在永恒的流動和循環中運動者”[6]。

[1]牛頓.自然哲學之數學原理[M].北京：北京大學出版社，2006：4.

[2]馬克思恩格斯選集(三)[M].北京：人民出版社，2012：396.

[3]馬克思恩格斯選集(四)[M].北京：人民出版社，2012：252.

[4]莊福齡.簡明馬克思主義史[M].北京：人民出版社，2004：111.

[5]愛因斯坦.相對論[M].南京：江蘇人民出版社，2011：15.

[6]馬克思恩格斯選集(三)[M].北京：人民出版社，2012：855-856.

2016-09-21

梅曉光(1992-)，男，碩士研究生，從事馬克思主義與當代經濟問題研究。

B015

A

2095-7602(2017)03-0026-03