物质思维能量思维信息思维

物质思维能量思维信息思维内容摘要：

质性始基）的同时又认为世界上还存在着两种原始的力：爱和恨，爱是结合的力，恨是分离的力。 他还进一步认为，四种元素是万物的质料，而恨和爱则是它们的形式。 他写道：“既然这两种力量（爱和恨）以前存在，那末它们以后也存在，我认为，这两种力量的无穷永恒性是决不会被剥夺的。 ”“在一个时候，万物在‘爱’中结合为一体，在另一个时候，个别的事物又在冲突的‘ 恨’中分开。 所以，就一从多中产生，多又从一的分解中产生而言，事物是产生的而又并不是不变的。 可是，就经常的变化从不停止而言，事物是始终处在不可动摇的存在循环之中。 ”“在这四种元素之外更有那毁灭性的‘恨’，它在任何地方都是同样重要的，在四种元素中更有‘爱’，爱的长和宽是相等的。 ” ② 在古希腊哲学家中，对事物运动及其原因阐释的最为明晰而深刻的是亚里士多德。 亚里士多德曾经提出一种关于事物是什么的“四因说”：“质料因、形式因、动力因和目的因”。 他认为，在具体事物中，没有无质料的形式，也没有无形式的质料，质料与形式结合 的过程，就是潜能转化为现实的运动，它是与运动着的事物不能脱离的，而运动本身又可以看成是一种永恒存在的与实体性的质料不同的另一种非实体性的过程性实在。 他写道：“既然在每一类事物中，都有潜在和完全实在之分，所以我把潜在者本身的现实化称为运动”；“潜在的东西当它已经完全是实在的，并且不是作为它自己而是作为能动的东西而活动的时候，它的完成便是运动。 ”；他还指出：“运动之所以被认为不确定，乃是由于它既不能归入事物的潜能一类，又不能归入现实性一类”；“运动是被认为一种现实性的，但没有完成；理由就在于潜能的东西（它的现实 性是运动）是没有完成的。 因此很难把握运动是什么；因为必须把它或者归入缺乏一类，或者归入潜能一类，或者归入绝对的现实性一类，但是显然这都是不可能的。 因此，它只能够是我们所说的东西 —— 是现实性，并且是我们所描写的那种现实性 —— 这是很难察辨的，但是能够存在的。 ”③ 在中国古代哲学中，先哲们大多采用变易、生克、絪緼生化、聚散等说法来描述事物的运动和变化，并且大多都不同程度的看到了相反相成、对立统一、差异过渡和融合是事物运动、变化的根据和原因。 但是，这些相关的论述都未曾达到古希腊哲学家亚里士多德所达到的深度。 ① 参见北京大学哲学系外国哲学史教研室编译：《古希腊罗马哲学》北京，生活 读书 新知三联书店， 1957年版，第 57 页。 ② 参见或转引自北京大学哲学系外国哲学史教研室编译：《古希腊罗马哲学》北京，生活 读书 新知三联书店， 1957 年版，第 74～ 82 页。 ③ 参见或转引自北京大学哲学系外国哲学史教研室编译：《古希腊罗马哲学》北京，生活 读书 新知三联书店 ， 1957 年版，第 268～ 274 页。 8 早在西 周末期，周太史史伯就提出了“和实生物，同则不继”的命题。 这里的“和”是指事物多样性的统一，“同”是指无差别性的单一事物；“和”是万物构成的法则，单一事物如不与另一事物相“和”就不能产生新事物。 所以他说：“故先王以土与金、木、水、火杂，以成百物”。 《老子》一书用“道”来说明宇宙万物的演变，猜测到一切事物都有正反两面的对立，并意识到对立面的转化乃是事物运动的根据和原因。 书中提出“反者道之动”的命题，并说：“正复为奇，善复为妖”，“祸兮福之所依，福兮祸之所伏”。 该书还提出了一种“道生一，一生二，二生三，三生万物 ”的演化观，并认为一切事物的生成变化都是有和无的统一（“有无相生”），强调无更为基本，所以有“天下万物生于有，有生于无”一说。 中国古代的“阴阳五行说”则用“阴阳消长”和“五行生克”来说明事物的运动和变化。 “阴阳五行说”是“阴阳说”和“五行说”的合流。 早在战国时代，“五行说”就颇为流行，并出现“五行相生相克”的事物运动、变化、演化原理。 “相生”意味着互相促进、转化、生成，如“木生火、火生土、土生金、金生水、水生木”等。 “相克”亦称“相胜”，意指互相对立、排斥、竞争，如“水克火、火克金、金克木、木克土、土克水 ”等。 “阴阳”最初是古代思想家用来揭示自然界两种对立和相互消长的势力或倾向，后来又有阴阳是两种相反性质的气之说。 《老子》说：“万物负阴而抱阳”，肯定阴阳的矛盾势力是事物本身所固有的；《易传》作者进一步提出“一阴一阳谓之道”的学说，把阴阳交替、转化看作是宇宙运动、变化、演化的根本规律；明清之际的思想家王夫之（ 1619～ 1692）则认为“阴阳各成其象，则相为对；刚柔、寒温、生杀，必相反而相为仇”，且“互以相成，无终相敌之理”（《周易外传》卷五）。 五行相生相克、阴阳相互作用、消长、转化的理论构成了“阴阳五行说”用 以解释宇宙万物运动、变化的根源的一般理论。 这一理论一直被后来的学者所推崇，对中国古代的天文、历数、医学等的发展，起了一定的作用。 中国古代的气一元论者大多都用气自身的运动来说明事物运动和变化的原因。 如，王充认为“天地合气，万物自生，犹夫妇合气，子自生矣”（《论横自然》）；张载则提出“太虚即气”，气的聚散变化生化万物，“太虚不能无气，气不能不聚而为万物，万物不能不散而为太虚。 ”（《正蒙太和》）；明代学者吕坤（ 1536～ 1618）认为：“天地万物只是一气聚散，更无别个。 ”（《呻吟语天地》）。 另外， 张载和王夫之还用“絪緼生化”的命题来说明“气”变化万端以成万物的机理。 张载《正蒙太和》中说：“太和所谓道，中涵浮沉、升降、动静相感之性，是生絪緼相荡、胜负、屈伸之始。 ”王夫之注：“絪緼，太和未分之本然。 ”在《易系辞下》中也曾写道：“天地絪緼，万物化醇。 ” 西晋的郭象（。 ～ 312）还提出了“独化”的概念，用以指谓事物都是自己变化，无需外力推动。 他在《庄子齐物论》注中写道：“若责其所待，而寻其所由，则寻责无极，卒至于无待，而独化之理明矣。 ”认为要找出事物所赖以产生、运动、变化的根源，则推上去永无穷尽，必 然得出事物自己产生和自力运动的“独化之理”。 近代科学的“能量”概念是由英国物理学家和医生托马斯杨（ Thomas Young， 1773～1829）于 1807年首先提出的。 在“能量”概念未曾提出之前，近代科学对事物运动、变化之根据和原因的探讨，以及对运动程度的定量化研究，大多是在“力”的概念的名义下进行的。 另外，由于受传统的物质思维方式的影响，在解释各种运动现象的过程中，科学家们还提出了一系列所谓“无重（即没有重量）物质”的理论。 有人曾作过统计，在 18世纪，科学界提出的“无重物质”竟有 7种之多，这就是：用 来解释燃烧现象的“燃素”，用来解释热现象的“热质”，用来解释光的波动性的“以太”，用来解释电的极性的正、负两种电流体，以及用来解释磁的极性的南、北两种磁流体。 其中“燃素”在 18世纪末就已被否定，其余６种，除“以太”以外，到 19世纪中叶，由于能量守恒原理的发现和电磁理论的建立，不是被否定，就是被弃置。 唯一保留下来的“以太”，不仅用来解释光现象，也用来解释电和磁的现象，因此在物理思辨中占着 9 首要地位。 到了 20世纪初，由于狭义相对论的出现，“以太”一说才被否定。 ① 近代科学对能量问题的科学解释是从对能量守恒与转化问 题的定量表述中得到突破的，最初是关于机械运动的量的守恒与转化问题的表述，后来便是对热运动的量的守恒与转化问题的表述，与此相关的便是能量守恒与转化定律的发现。 1644年，法国哲学家、数学家和物理学家笛卡尔 ( Rene Descartes， 1596～ 1650)宣称：运动实际上不过是运动物体的一种状态；但它具有一定的量，不难设想，这个量在整个宇宙中会是守恒的，尽管在任何一个部分中是在变化的。 他还指出，这个守恒的运动的量就是物体的质量速度 (以后的物理学中称之为“动量” )。 1686年，德国哲学家和数学家莱布尼 兹（ G． W． Leibnitz， 1646～ 1716)又发现，物体的质量速度的平方也是守恒的。 他把这个量叫做“活力” (以后的物理学家把这个量的半数叫做“动能” )，并认为只有“活力”才能真正代表运动的量。 于是关于运动的量度问题，在笛卡尔学派和莱布尼兹学派之间展开了延续半个多世纪的争论，直至 1743年法国百科全书派代表人物、数学家和哲学家达兰贝尔 (J． L． R． d’A1eｍ bert， 1717～ 1783)指出两者都是正确的，不过各自所着眼的角度不同罢了，这场争论才告平息。 1824年，法国青年军事工程师萨迪卡诺 （ N． L． Sadi Carnot， 1796～ 1832）发表了《关于火的动力的考察》的长篇论文，提出了能量守恒原理。 在该文中，他提出了三条假设：（ l）不可能制造永动机；（ 2）热是一种无重的流体，在任何过程中都不生不灭（这就是当时流行的“热质说”）；（ 3）只要存在温度差，就能产生动力。 后来，他又放弃了热质说，而主张热是一种物质运动形式（即“热的运动说”）。 可惜他在 1832年死于霍乱，直到 1878年才重新发现了他的一些手稿，在这些手稿中他曾写有如下的话：“热不过是动力，或者更确切地说，不过是改变了形式的运动”； “在自然界中，动力在量上是不变的，准确地说，它是不生不灭的。 ”这是历史上关于能量守恒原理的最早的表述，可惜过了四十多年后才发现这份遗稿，对科学的发展实际上已失去了作用。 1837 年，德国药物化学家莫尔（ K． F． Mohr， 1806～ 1878）在其发表的一篇题为《对热的本性的看法》的论文中，也曾独立地提出了能量守恒原理。 该文指出：“除了已知的 54种化学元素以外，自然界中只存在一种动因，那就是力；它以适当的关系表现为运动、化学亲和力、内聚力、电、光、热或磁，这些种类现象的每一种都能产生另一种现象。 ” 上述学者关 于能量守恒与转化原理的表述虽然提出较早，但是，由于其所写文章或者是未能及时发表，或者是虽已发表，但因种种原因未能引起当时学术界的足够重视，对于能量守恒和转化问题的科学研究的推动并未起到多大的作用。 现在，一般科学文献中都认为最早发现能量守恒与转化原理的是德国医生迈尔（ J． R． Mayer， 1814～ 1878）。 他在 1841年，完成了一篇题为《论无机自然界的各种力》的论文，送到《物理学和化学杂志》，结果以不刊登思辨性的文章为理由被退回。 该文于 1842年发表在《化学和药物学杂志》上。 该文认为力象物质一样也是一种 “因”，而一切因的首要性质是“不灭性”。 他说：“力是（在量上）不可毁灭的，而（在质上）可转化的无重客体”。 该文还对热功当量进行了初步的测定。 迈尔还利用能量守恒解释潮汐涨落、流星发光，并认为能量守恒是支配宇宙的普遍规律。 英国物理学家焦耳（ J． P． Joule， 1818～ 1889）于 1843 年 1 月最早较为精密地测定了热功当量，其所测定的热功当量是 460千克米／卡。 1847年６月他在牛津举行的英国科学促进协会的学术会议上提出了一个关于能量守恒原理的透彻、清晰的报告，引起了人们的兴趣和重视。 值得一提的是，在 19 世纪上半叶，独立提出和表述过能量守恒与转化思想的科学家还有 ① 参见许良英：《古典物理学的顶峰和随之而来的危机》《科学技术的发展》北京，科学普及出版社， 1982年版，第 144 页。 10 许多。 如，法国铁道工程师塞甘（ Marc Seguin， 1786～ 1875）于 1839 年，瑞士化学家赫斯（ G． H． Hess， 1802～ 1850）于 1840年，英国电化学家格罗夫（ W． R． Grove， 1811～ 1896）于 1842年，德国物理学家霍耳兹曼（ K． H． Holtzmann， 1811～ 1865）于 1845年，丹麦工程师柯耳丁（ L． A． Colding， 1815～ 1888）于 1847年，德国物理学家亥姆霍兹（ H． F． von Helmholtz， 1821～ 1894）于 1847年，以及法国物理学家伊伦（ G． A． Hirn，公元 1815～ 1890）于 1854年，都曾独立地发表过有关能量守恒的论文。 ① 古希腊哲人关于运动着的力，乃是一种永恒不灭的，世界最初始之本源性、过程性实在的理性思辨，在 19世纪上半叶的近代科学中以能量守恒与转化定律，以及能转化为功的定量测度的方式得以再现。 这一成就标志着人类的能量观念和能量思维方式从原始猜测性的思辨水平上升到了一般科学认识的境界。 科学的能量观念和能量思维方式的再次升华是与“能量场”的概念和理论的提出和完善化相 关的。 这要归功于英国的物理学家法拉第（ M． Faraday， 1791～ 1867）和麦克斯韦（ J． C． Maxwell， 1831～ 1879）。 在 19世纪 30年代，为了解释电磁感应现象，法拉第提出“力线”和“场”的概念，认为空间不是空虚的，而是布满磁力线的“场”。 因此空间也就具有同物质一样的性质。 这是牛顿以后物理学基本概念最重要的发展。 但是，在当时几乎所有的物理学家都把这一看法看作是离经叛道的妄想。 继法拉第之后，对电磁理论作出决定性贡献的麦克斯韦在大量实验的基础上，证明和重新概括、阐释了法拉第的思想，并在此基 础上建立了电磁场的基本方程，即，麦克斯韦方程组。 从麦克斯韦的理论得出，电磁过程在空间是以一定速度（相当于光速）传播的，从而彻底否定了存在超距作用的错误概念，并得出光的本。