自然科学基础论文范文

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第1篇

“形而上学”（metaphysics）的原义是关于世界本原或事物发生发展的原因的学说，即关于世界本体论的学说。公元前1世纪亚里士多德吕克昂学园的第11代传人安德罗尼柯在编辑亚里士多德著作时，把亚里士多德的有关研究第一原因本身，即永恒的、非物质的、静止不动的存在的著作，放在研究世界运动变化的著作（physics）之后，取名为meta-physics，直译应为“后物理学”。由于在metaphysics中，亚里士多德研究讨论的是事物的终极原因，世界为何存在和如何存在本身的问题（亚里士多德自己把它称为“第一哲学”），而这些问题在人类的经验范围内是无法感知的、超验的，是看不到摸不着的，所以我们中国人就借用《易经》上“形而上者谓之道，形而下者谓之器”一语，把metaphysics译为“形而上学”。值得指出的是，按照中国《易经》中的意思把metaphysics翻译成形而上学，并且按《易经》中的思想理解“形而上学”，其实与西方人自己对meta-physics的理解是有较大差异的。差异之一是，中国人认为“形而上”的东西是虚无缥缈和难以捉摸的，比如说“道”、“太极”、“元气”等，所以人们也无法用语言把它们的真实含义明确地表达出来，要想真正把握它们，只有通过直觉、内省、觉悟，即通过“只可意会，不可言传”的方法去体会；但西方人认为，尽管事物的本原、原理和事物背后的原因（柏拉图称为“理念”世界）是人类的感官无法感知的，但人类可以用理性思维去把握它、认识它（这也是古希腊人崇尚理性主义的重要原因）。差异之二是，中国人既然认为“形而上”的东西是难以把握的，因此就把“形而上学”看成是“玄学”（20世纪初有相当长一段时间metaphysics就译为“玄学”），看成是一种“天道”，而“天道渊微，非人力所能窥测”（阮元《畴人传》卷46）；但西方人认为，“形而上学”实质就是关于世界为何存在原因的学说，是世界存在本身或“第一存在”的学说，这种存在是其他所有存在的原因、前提或基础，因此，这种学说比其他任何学说都更高级、更基本、更实在、更富有智慧。总之，所谓“形而上学”本质上就是关于世界为什么存在、如何存在的原因的学说，这种学说尽管没有什么实用价值，也不讨论有关现象世界或感性范围内的认识，因而在人类的经验范围内也不可能得到检验，但它却是现象世界或感性认识的基础，一点也不“玄”，甚至比看得到摸得着的客观事物更实在。正如亚里士多德所说，“有一门学问，它研究‘实是之所以为实是’，以及‘实是’由于本性所应有的秉赋。”〔1〕56而“为这门学术本身而探求的知识总是较之为其应用而探求的知识更近于智慧，高级学术也较之次级学术更近于智慧；哲人应该施为，不应被施为，他不应听从他人，智慧较少的人应该听从他。”〔1〕4那么，究竟什么是智慧呢？“智慧就是有关某些原理与原因的知识。”〔1〕5因此，形而上学知识是最有智慧的学问，是最高级的学术。

二、自然科学为什么必须以形而上学为基础

亚里士多德在《形而上学》中曾明确指出：“凡为每一个有些理解的人所理解的原理必不是一个假设；凡为有些知识的人所必知的原理当是在进行专门进行研究前所该预知的原理。”〔1〕62他还进一步指出：“一切事物悉加证明是不可能的（因为这样将作无穷的追溯，而最后还是有所未证明的）；假如承认不必求证的原理应该是有的，那么人们当不能另举出别的原理比现在这一原理<矛盾律>更是不证自明了。”〔1〕63很明显，亚里士多德在这里所说的“在进行专门研究前所该预知的原理”或“更是不证自明、不必求证的原理”正是探索宇宙奥秘的基础或指南。而康德说得更清楚、更直接：“按其本义来称谓的自然科学首先是以自然的形而上学为前提的。”〔2〕5不用说，在亚里士多德和康德看来，进行科学研究或探索宇宙奥秘必须要以“形而上学”为基础、为前提。那么，究竟什么是自然科学的形而上学前提或基础呢？它们在自然科学中究竟居于何种地位或起何种作用呢？这当然是非常值得我们认真讨论的重要问题。“西方科学的本质在于，它是对自然现象产生原因的一种猜测或解释。”〔3〕比如说，地球上所有人凭感官或凭经验都知道“天冷的时候，水会结成冰”；都知道“天热的时候，食物容易变质，不能再吃，吃了变质的食物，人就会生病”；都知道“月有阴晴圆缺”等等。但古希腊哲学家认为，人类不能以获得这些感性知识为满足，而应探究它们背后的原因。亚里士多德就明确指出：“研究原因的学术较之不问原因的学术更为有益；只有那些能识万物原因的人能教诲我们。”〔1〕4然而问题是，人类可以凭感官感知到现象，但现象背后的原因却无法通过感官感知到，它只有通过猜测才能知道，这种猜测所依靠的就是“理性思维”，而理性思维的核心就是“合逻辑地推理”。所以说，对现象背后原因猜测的过程实际上就是合逻辑推理的过程。康德之所以提出“人的理性为自然界立法”的口号，之所以把“人的理性为自然界立法”看作是“自然科学成为可能”的基础，正是这个意思。接下来的问题是，人类根据其理智法则进行合逻辑推理必须有一定的前提或基础，如果没有这些前提或基础，“合逻辑地推理”根本就无法进行。我们以阿基米德推导液体的浮力原理的过程为例进行分析说明。“木头、树叶等物体肯定有重量，但在河里它们都浮在水面上，并没有沉到水底”，这显然是铁打的事实，是所有人都知道的自然现象或经验。但这一现象背后的原因是什么呢？阿基米德通过猜测或合逻辑地推理，认为最好、最合理的解释是，“木头、树叶这些物体肯定受到向上的托力（或浮力），而且这一托力或浮力必定是由水产生的”，这是猜测或推理的第一步。既然木头、树叶这些物体在水中受到水对之向上的浮力，那么其他所有物体在水中必定会受到同样的浮力，否则是不合逻辑的，是不可思议的，这是猜测或推理的第二步。既然水对浸没在其中的物体有向上的浮力，那么所有液体，象水银、酒、油等，对浸没在其中的物体必定也有向上的浮力，否则同样是不可思议的，是不符合人类理智法则的，这是猜测或推理的第三步。这样一来，阿基米德在看到或观察到“木头、树叶等物体浮在水面上”的经验事实的基础上，通过一步步逻辑推理（即猜测），最终推导出了关于液体的浮力原理。笔者通过合逻辑地推理猜测，阿基米德当年“必定”是如此推演出浮力原理的。其实，普朗克也是在黑体辐射的所谓“紫外灾难”的实验结果的基础上，通过逻辑推理推导出“能量子”理论的；等等。这充分说明，西方科学知识其实都是人类根据自己的理智法则，通过逻辑推理（包括数学推理，因为数学本质上也是逻辑）获得的。不过，在这一系列严密的逻辑推理过程中，自始至终都必须有一个基本前提作为推理的基础，这就是“世界是统一的”：同一类事物的属性必然是相同的或一致的。而这一前提正是推导浮力原理的形而上学基础，没有这一基础，浮力原理将成为空中楼阁。阿基米德认为，如果木头、树叶这些物体受到水对之向上的浮力，那么其他物体在水中必定也要受到同样的浮力，这从何说起？有何根据呢？假如自然界中水只对木头、树叶有向上的浮力，而对铁块、石头就没有向上的浮力，咋办？阿基米德凭什么就认定水对木头、树叶如果有浮力，那么对铁块、石头必定也有浮力？这基于什么理由？（其实，这一问题与“休谟问题”密切相关）很显然，这一推理过程必须隐含一个前提：“世界是统一的”。这一形而上学前提对于浮力原理的推理过程而言，是绝对不可或缺的。如果没有这一前提，推理一步也不能进行，这样一来，人类对自然界的认识也就永远只能依赖于经验（这正是休谟所认为的）。实际上，西方科学的任何理论都有其相应的形而上学基础，正如康德自己所说，“只有那些其确定性是无可置辩的科学才能成为本义上的科学；仅仅只是具有经验性上的确定性的知识只能在非本义上称之为学问。”〔2〕3或者说，“一切本义上的自然科学都需要一个纯粹的部分，在它上面可以建立起理性在其中所寻求的无可置辩的确定性。”〔2〕4不言而喻，这个具有无可置辩确定性的纯粹部分正是自然的形而上学。大哲学家雅斯贝尔斯也明确指出：“一种纯粹的科学需要一种纯粹的哲学。”〔4〕德布罗意之所以提出“物质波”理论，爱因斯坦之所以提出光量子论、统一场论，摩尔根之所以把关于果蝇的遗传规律推广到一切生物物种等等，同样也都是以“世界是统一的”这一形而上学命题为前提的；哥白尼之所以大胆否定“地心说”，提出“日心说”，爱因斯坦之所以提出相对论，是基于“世界是简单的”这一形而上学前提；西方科学所有学科之所以都热中于寻找现象背后的原因，是因为西方人坚信，客观世界中的任何事物或现象都是作为原因的结果而存在的。为此，亚里士多德提出“四因说”对之进行解释。作为中国人，我们通过学习对西方科学的内容几乎都能够掌握，但遗憾的是我们对西方科学从何而来，西方人为什么会提出近乎“荒唐”的大爆炸宇宙理论、能量子理论、物质波理论，为什么热衷于用数学、实验、分析、类比等方法研究探索自然界，尤其是对西方科学的形而上学基础等等，都知之甚少。

三、对《自然科学的形而上学基础》的深层理解

通过以上分析讨论我们终于搞清楚了，西方自然科学知识仅仅是人类理性思维的产物，这正是康德在《纯粹理性批判》中所阐述的核心思想：自然科学之所以成为可能，是因为“人的理性为自然界立法”；而人类在进行合逻辑推理的时候，必须以“自然的形而上学为前提、为基础”，而这正是康德的《自然科学的形而上学基础》的核心内容；那么“形而上学”又是什么呢？亚里士多德的《形而上学》对之进行了详细阐述。我们完全可以这样设想，如果有人问哥白尼，“我们大家（包括你自己）都感觉不到地球在动，你哥白尼却说地球和其他行星都围绕太阳转，而且速度那么快，这从何说起？有什么证据？你是怎么知道或你凭什么说地球和其他行星都是围绕太阳转的？”哥白尼的回答必定是，“柏拉图早就指出，可感的现象世界是变幻莫测的、是不真实、不可靠的，我们不能相信，而‘地心说’用80多个本轮和均轮来解释有关天文现象，显然不符合‘世界是简单的’这一基本原则，是不可思议的，上帝也绝不可能动用80多个本轮和均轮来创造宇宙。用‘日心说’取代‘地心说’解释有关天文现象，最符合‘世界是简单的、和谐的、在数上是成比例的’这一原则，因此宇宙必定如此。”无独有偶，大科学家爱因斯坦说得更清楚：“温和的形而上学者相信：逻辑上简单的东西不一定都在经验到的实在中体现出来，但是，根据一个建立在一些具有最大简单性的前提之上的概念体系，能够‘理解’所有感觉经验的综合。”〔5〕672这意味着，科学家在进行科学探索时，几乎一刻也离不开某种信念，而这一信念正是“自然的形而上学基础或前提”。正如爱因斯坦所说，“相信世界在本质上是有序的和可认识的这一信念，是一切科学工作的基础。这种信念是建筑在宗教感情上的。”〔5〕409他还说，“理论家的方法，在于应用那些作为基础的普遍假设或者‘原理’，从而导出结论。”〔5〕111爱因斯坦在这里所说的“作为基础的普遍假设或者原理”显然就是指科学的形而上学基础。

四、从形而上学到实证科学

第2篇

夜上海论坛荆楚网消息 (湖北日报)（记者谢斌）武汉将向优秀的自然科学学术论文颁发政府奖和奖金，以表彰在自然科学基础研究、应用研究和开发研究中作出突出贡献的科技工作者。

夜上海论坛 记者昨从武汉市政府办公厅获悉，《武汉市自然科学优秀学术论文评选奖励办法》近日颁发。该市将每2年评选一次优秀学术论文奖，每届授奖210篇，其中，一等奖10篇、二等奖50篇、三等奖150篇。

夜上海论坛 武汉地区科技工作者公开出版、发表或在学术会议上全文宣读交流的自然科学基础理论、应用科学、工程技术、交叉科学方面的学术论文；以及科技发展战略研究、科技规划、科技管理、科技咨询论证和科技建议等软科学方面的论文均可参评。

第3篇

夜上海论坛 英文名称：自然科学进展(英文版)

夜上海论坛 主管单位：国家自然科学基金委员会杂志部

主办单位：中国材料研究学会

出版周期：双月刊

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种：英语

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本：16开

夜上海论坛 国际刊号：1002-0071

夜上海论坛 国内刊号：11-3853/N

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创刊时间：1990

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