从方法论角度审视物质及其可分性_相对主义论文

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摘要 本文通过批判预设主义与相对主义,剖析物质概念,说明物质是一个开放的非线性非平衡系统;进而解剖物质有限可分论及机械的物质无限可分论、无穷层次的物质无限可分论,指出正确的出路是寻求物质有限可分论与物质无限可分论的互补,坚持二者的辩证统一。

关键词 预设主义 相对主义 物质 物质可分论

对物质可分性问题已作研究,大多是从自然科学角度、哲学角度展开的。本文从一个新的角度——方法论角度审视物质可分性问题。通过对预设主义物质观、相对主义物质观的批判,本文指出物质有限可分论是一种预设主义观点,机械的物质无限可分论、无穷层次的物质无限可分论也是预设主义的观点,它们没有看到物质可分的相对性方面,正确的方法应当在预设主义与相对主义的物质可分论之间寻求互补,这就是物质有限可分与物质无限可分的辩证统一。

一、物质观的方法论审视

自然科学迅猛进展,带给人类的深远影响,人们对物质的认识也发生了深刻的变化。自古希腊以来,物质观可以归结为预设主义物质观与相对主义物质观。

预设主义主张存在着某种不受科学变化影响的预设标准、方法、概念及其它东西。科学哲学家夏佩尔特别用来批判逻辑经验主义的错误的科学观,他认为预设主义已受到了巨大的冲击,预设的东西不断被推翻,不变的逻辑规则的神圣地位也受到严重挑战,科学的公理结构在科学观念的变迁中发展,等等。因此,作为科学研究前提的假定、科学方法、推理规则如元科学概念等不可能独立于科学变化,而是随科学发展不断改变的。同样,在我们看来,物质观中也有预设主义。从古希腊留基伯、德谟克利特的原子论,到近代波义耳的元素说及道尔顿的科学原子论,都预设了不变的东西——原子(或元素)。1897年,J.J.汤姆逊发现电子,第一次打破了自古希腊原子论以来所形成的“原子不可分”的传统观念,打破了预设主义不变的东西。1902年,物理学家卢瑟福与化学家索迪又提出了元素的嬗变理论:放射性原子是不稳定的,直到变为稳定的原子为止。在机械唯物主义看来,物质的基本性质具有广延、质量等。洛克认为物质“第一性的质”(如广延等)是永远不会变化的,无论物质经历了什么变化,无论外面加于它的力有多大。然而狭义相对论表明长度、时间、质量将随时空参照系变化而变化。总之,旧物质观把物质归结为绝对不变的实体和基质,这种观点站不住脚了,这样,机械唯物主义的预设主义物质观被击破了。

在科学方法论研究中,预设主义一直占有统治地位。它把视角投向科学中既成的方面和相对稳定的方面。然而科学的巨大发展,表明科学本质是变动不居的,本世纪五六十年代以来,形成了以科学历史主义为代表的相对主义。相对主义往往与预设主义作对。他们认为,科学的发展变化不仅导致对世界的新的理解,也导致方法、推理规则、科学概念以及元科学概念的改变。相对主义还认为,任何形式的东西都不是绝对的、不可改变的,预设主义应该为某种相对性范畴所取代。极端的相对主义者费耶阿本德就提出了:反对方法,什么都行。相对主义物质观早在古希腊就有了。古希腊的普罗泰戈拉提出:“人是万物的尺度,存在时万物存在,不存在时事物不存在”,结果他只肯定呈现于每个个体的现象并因而引入了相对性。高尔吉亚则从相对主义走向彻底的虚无主义,认为“无物存在”,即使有物存在,我们也无法认识。到了近代,有贝克莱“存在就是被感知”,到了十九世纪下半叶自然科学革命的准备时期,马赫提出了“物是要素的复合”,在本世纪初(物理学危机之后),彭加勒提出科学是假设,物质也是约定的符号。特别是奥斯特瓦尔德提出唯能论,认为物质可以消失而能量依然存在,能量是可以脱离物质而存在的唯一的世界实体。可见,古希腊就有的相对主义物质观并没有因近代自然科学的进展而消除,物理学危机又带来了新形式下的相对主义物质观,其中唯能论则是一个代表。

二、物质观在互斥中寻求互补

物质观的预设主义与相对主义是互斥的,物质观应当在互斥的二极间保持一定的张力,寻求互补。

前已述及,预设主义物质观已为上世纪末的物理学危机所击碎。另一方面,物理学危机又带来现代形式下的相对主义物质观,那么我们要问,相对主义物质观合理吗?对马赫、彭加勒、奥斯特瓦尔德的物质观,列宁早就进行了批判,他说:“‘物质正在消失’这句话的意思是说:迄今我们认识物质所达到的那个界限正在消失,我们的知识正在深化,那些从前以为是绝对的、不变的、原本的物质特性(不可入性、惯性、质量等等)正在消失,现在它们显示出相对的、仅为物质的某些状态所特有的。因为物质的唯一‘特性’就是:它是客观实在,它存在于我们的意识之外。”〔1〕在这里,列宁既批判了相对主义物质观, 也批判了预设主义物质观。

物理学家海森伯认为:“所有基本粒子都是同一实体制成,我们可以称这种实体为能量或普遍物质(Universal matter),所有的基本粒子正是这种物质所能呈现的不同形式。”〔2 〕他甚至把今天物理学认识类比于柏拉图哲学,“按照柏拉图的意见,在把物质一次又一次地分割下去的尝试中,人们最终遇到的将是数学形式”。〔3 〕在他看来,粒子的对称群表示就类似于柏拉图的对称体。可见、海森伯坚持相对主义物质观。

从当今自然科学的角度看来,相对主义物质观难以成立。认识物质观的最基本基石莫过于了解宇宙创生的物理状况。量子宇宙学是关于宇宙创生的自然科学学说,它在现代宇宙学的基础上溶量子论于一炉,有强大的科学观测、粒子物理学作后盾,在目前取得了极大的成功。量子宇宙学主要有两大学派,一是霍金的无边界宇宙方案(此派为主流派),一是林德及维伦金各自提出的隧道方案,它们都得到了唯一的宇宙波函数,也预言了宇宙的暴涨过程。这两种量子宇宙模型没有证明宇宙可能从纯粹的虚无创生出有,也没有仅从纯粹的数学逻辑自洽性推演出宇宙的万事万物。以此为基础发展起来的种种量子宇宙模型中,不论是高维或者低维,以及利用最新粒子物理学中的新思想、新概念,如超对称、超引力、超弦等,也不论是利用无边界方案、隧道方案或者物理上可接受的边界条件和初始条件,量子宇宙的最初假定总少不了引力场(度规)和物质场,没有这些前提,不能也不可能仅通过数学自洽性得到具体的量子宇宙的波函数。〔4〕因此, 量子宇宙学没有为“物质消失了”提供任何支持,有力地批驳了相对主义物质观,支持了宇宙创生是物质形态的巨大突变。

预设主义物质观看到了物质性质的不变方面,相对主义物质观看到了物质性质的变化方面。物质观应当是变与不变的统一。所谓“不变”,是指物质是客观实在的,是不以人的意识为转移(从本体论而言),所谓“变”,是从认识论角度讲,是指物质必然要为人的意识所能动反映,然而这种反映是具体的,认识具有相对性。认识论中的物质概念与本体论中的物质概念有区别(当然又是统一的),因为本体论的物质主要是从本源的角度来讲的,从某种意义上,它是排斥人的意识的;而认识论的物质更主要是从人认识物质的角度而言的,由于没有中性的实践,认识是主体与客体建构的产物,因此,认识论的物质概念渗透有人的主体认识成分,或者说客观概念中渗透了主观认识。从粒子物理学、现代宇宙学来看,物质本身具有演化性,人们认识物质向微观与宇观两个极端挺进,这个过程也是历史的,逻辑的,所以界定物质概念也是历史的,逻辑的,物质概念具有演化性,这正是科学概念所具有的开放性、理论体系具有的开放性。列宁曾批出:“‘空洞’的教授哲学所描述的任何其它的‘不变性’,任何其它的‘基质’,任何‘绝对的实体’,在马克思和恩格斯看来,都是不存在的。物的‘实质’或‘实体’也是相对的,它们只表明人对客体的认识的深化”。〔5 〕将变与不变统一起来,在预设主义与相对主义物质观之间保持适当的张力,我们就可以看到物质观的出路——“物质是标志客观实在的哲学范畴”,物质是“不依赖于人的意识并且为人的意识所反映的客观实在”。——这就是列宁对马克思主义物质观的经典表述。

三、当代自然科学物质观

考查物质可分性问题,不能仅从哲学的物质观出发,还必须以自然科学物质观作补充,因为哲学物质观具有极高的抽象性。

粒子物理学表明微观粒子有许多新的特征。比如,中子衰变为质子、电子及反电中微子,n→P+e+γe。两个高能质子相碰,形成质量与能量的复杂聚集,然后又通过许多种不同的方式又变成粒子,可能重新产生两个质子,或者产生一大批强子,总之,碰撞可能产生多种种类的粒子。我们能否说质子、电子、电中微子原先潜在地存在于中子中?能否说产生的两个质子或一大批强子潜存于碰撞前的两个质子中?一般而言,是不能这样说的。这两种情况是物质生成转化的例子。第一种情况中子的衰变受弱作用支配,而中子的结构由夸克组成,从夸克的观点来看,中子衰变是由于夸克参与弱作用并导致夸克衰变所产生的。第二种情况是由于质子之间的强相互作用产生的,其反应产物还可受到其它相互作用的支配,依夸克观点,质子之间的作用可以归结为组元夸克之间的作用。我们需要通过相互作用来认识物质结构,但是粒子之间相互作用不是粒子本身。这两个例子仍然揭示了质子、中子是有下一层次的。然而这里的层次内涵与原子核由质子、中子等组成的层次内涵又有所变化,前者是囚禁式层次(因“夸克囚禁”),后者是自由式层次。

单独的中子衰变为质子、电子及反电中微子,这并不意味着有潜隐的质子、电子及反电中微子存在于中子内,也不应当由粒子的生成转化来代替粒子本身的结构,这毕竟是两个不同的概念。生成转化主要涉及粒子与外界之关系(比如中子在原子核中就相当稳定,在自由状态下其半衰期约为10分钟),而粒子结构主要涉及粒子自身的内涵,从系统论的角度看,前者涉及系统与外界的关系,后者涉及系统的内部。由此易见,粒子是一个开放系统。因此,物质层次论(反映系统内部)与物质生成转化论(反映系统之内外部)是描述物质性质的两个方面,它们是统一的,不能以一个代替另一个,两者的统一才能正确认识物质观。

物质具有开放性,还可以考查以下方面。⑴微观物质具有开放性:一是从微观物质与宏观外界的关系来看,微观物质的性质既由系统内部也由系统外部决定,微观物质与宏观外界相互作用后才产生宏观可观察状态——量子现象。〔6〕二是微观物质本固有的性质, 微观粒子具有自作用,有虚粒子的发射与吸收,粒子之间的相互作用通过交换粒子而实现,如电磁相互作用交换光子。⑵从宏观物质角度来看,耗散结构论、非线性科学揭示出宏观物质也是开放的。宇宙中的黑洞,从广义相对论来看,只能吸收物质不能发射物质,然而量子论引入黑洞动力学过程,则表明黑洞也有量子蒸发效应,黑洞也是开放的,既可吸收也可发射物质。总之,我们的自然界本质上是开放的、非线性的及非平衡的,封闭性线性平衡性仅是科学描述的一种近似。

四、对物质可分性的考察

我们从预设主义、相对主义两个方面来分析物质可分的有限性与无限性问题。

坚持物质有限可分论,实质上是预设主义的,其理由是:

⑴一般而言,物质可分性意味着物质存在着某一最小实体,这就预设了一个不变的东西。古代、近代的原子论所预设的不可分的原子存在,早已为自然科学发现所打破。

⑵有的学者希望用物质之间的相互产生、相互湮灭的方式来说明物质有限可分,这也意味着预设了某些“最小”的不变的东西。我们知道真空中电子的产生与湮灭并不说明电子是最小的存在,应当说真空比电子更基本。从量子宇宙学来说,宇宙的普朗克时代只有时空拓扑波波,没有粒子的产生与湮灭。

⑶有的学者认为,物质分上1万次还是有限的,总不是无限的, 这仍然是一种预设,即预设了有限概念。这样一来,人们就无法认识无限概念。然而数学中、物理学中有许多无限概念,就以最简单的微积分为例,没有无限概念就无法合理地将数学微积分建立起来,正是人们通过认识有限达至无限。可能有人会提出反问,这里的无限是从思维中达至的,而不是客观自然本身。应当指出,微积分用于客观世界的巨大成功,就表明这种无限概念是正确的,具有真理性,尽管它有一定的适用范围。这也揭示出无限概念是具体的,与自然科学的发展水平有关,揭示出通过有限可以认识无限。随物质可分次数的增加,对象物之性质亦将发生变化,导致有限概念内涵的变化。预设内涵不变的“有限”,实质上就否定了“无限”概念。

⑷物质有限可分论者认为,不可能无限划分物质层次,这意味着可以有限地划分层次,这仍然预设了最低层次存在。

剖析两种具体的物质无限可分论观点:

⑴机械的物质无限分割观,它认为物质可以不断地分割下去,这种无限观本质上是预设主义的,预设物质结构的性质是连续变化的,“自然不作飞跃”,没有看到分割系列中有质变,在单调的分割中只有量的变化。这种无限分割已为量子力学、现代粒子物理学所证伪。

⑵无穷层次的物质无限可分观,该观点认为物质的层次无穷多,实际上预设了有实存的无穷层次存在。没有看到层次之间的非线性作用,是单一模式的不断更替,把物质世界简单化,也是机械论的观点。

那么物质究竟是有限可分还是无限可分呢?

问题提法本身就预设了有限可分与无限可分是水火不相容的东西,是互斥的,没有看到二者之间的互补,没有看到它们之间的对立统一。在数学上,无限的定义正是通过有限的过程来实现的。以无穷小量α为例,其数学定义是:│α│<ε。意思是说,对于任意给定的正的小量,总能通过某一过程找到一个更小的量α,使不等式│α│<ε成立,则α就是一个无穷小量。可见,有限与无限形成了一个开放的过程。无穷小量是从较小量的逻辑一致中抽象出来的,是从有限小量的变化过程中,有限小量之间的转化中体现出来的。所以,物质可分的无限性应当从物质有限可分的不断超越中来认识。那么有没有任何限制可以阻止物质有限可分的不断超越呢?

只要突破机械的无限分割与机械的无穷层次观,正确认识分的涵义——整体中体现出部分之存在,〔7〕那么, 物质有限可分就可以不断地超越,达至物质无限可分。

五、物质有限可分与物质无限可分的统一

我们不应当把物质有限可分论预设有不变的内涵,也不应当把物质无限可分论预设有不变的内涵。事实上,从科学史、哲学史来看,“不可破”的原子在上一个世纪末业已打破,机械物质无限可分论及层次无限可分论为“夸克囚禁”问题所挑战。那么物质可分性能否成为一个有价值的问题呢?在逻辑经验主义那里,提出了经验证实原则,凡与经验无关的命题都是毫无科学意义的。而证伪主义者波普尔认为,形而上学属于非科学之列,但仍然是有意义的。随着本世纪整体主义思潮的兴起,奎因提出了恢复形而上学本体论承诺,大多数科学哲学的历史主义、新历史主义人物倡导形而上学命题的积极意义。在劳丹那里,形而上学已进入“研究传统”中。可见,物质可分性这一“形而上学”命题仍然是有意义的。对物质有限可分论、物质无限可分论既要看到它们有相对不变的内涵,也要看到它们内涵的变易性,即相对性。尽管它们的内涵发生了某种程度的变化,但是前后命题之间还是可以通约的,这就保证了物质有限可分与物质无限可分命题的发展性与进步性,成为有意义的命题。

认识物质可分性有赖于物质概念。可以认为,有什么样的物质观,就有相应的物质可分论思想。例如,机械论物质观导致了物质的机械分割。前已论及,物质是一个开放的非平衡非线性系统。物质的非线性决定了物质可分性的复杂性,我们不可能简单地加以解决。开放性物质观决定了物质可分论不仅要注意到物质系统的内部,也要注意系统的外部。物质开放性表明了物质可分性受环境的影响,不同的环境就意味着物质具有多种可能的具体可分形式。物质系统具有开放性,但又不是完全开放,否则系统就失去了自己内在的质。系统的开放性表明系统的整体性是相对的,因此,系统部分程度的整体性体现出可分性。在一定条件下,系统的内可以转化为外,对系统的内部之分就转化为对外部之分,于是,在系统的内外转化中,体现了物质可分从有限向无限的转化,体现了物质有限可分与物质无限可分的统一。在这种统一所显示的无限性是具体的、辩证的物质可分无限性,而不是拒斥有限的抽象的物质可分无限性。从方法论讲,只有通过扬弃预设主义、相对主义的物质可分论,才能达至有限可分与无限可分相统一的辩证物质可分论。

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