自然哲学-第10章

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然的实际行为而不是规定自然应当成为的模样。
　　因果性的概念包涵着必然性的概念，从而自然律的概念也包涵着必然性的概念。但必然性概念的真正意义是什么呢？它不再指强制之类的东西（这是“自由”的对立物，它意味着有意识的存在物的努力或奋斗），而是指一种规则性（这是“偶然”或无规律的对立物）。这儿，必然性指的就是普遍有效性，既不多些也不少些。这句：“A　必然随着B　而发生”就其内容而言和句子“每一次只要状态B　发生，状态A即随之而发生”是完全等同的。前者没有比后者多讲了任何东西。由此可以看到，在自然界，只有当相同的事物在某种意义上重复发生时才存在因果性、定律或必然性的问题。只有当相同的（或至少，类似的）过程能在不同的地方、不同的时间发生时，陈述“A　每次都随着B　而发生”才有意义。自然的均匀同质性乃是定律概念存在的必要条件。这一个观点应该说没有什么地方可以使人感到奇怪了——因为全部知识，并因而也包括了自然律的构写，都是以世界上各种类似性（同一性）的发现为基础的。
　　和那种由于原因及必然性的概念所造成的错误相比，类似的错误也往往作为另一个概念的后果而产生，——这就是“力”的概念，它有时甚至被拿来与原因的概念相提并论。即使在今天，人们有时还相信力是自然事件的真正原因，并从而不自觉地想象有某种类似于意志的东西在那儿竭力奋斗并指向某一目标或目的物。由于观察到手一松石块就以一定的加速度落到地上，人们就把这归因子地球的“重力”，正是这个地球“力图”把石块拉向自己。基尔霍夫，尤其是马赫，十分正确地指出，象这样的拟人论的概念，不管从力这一概念的起源来看是如何容易得到解释，它们与物理学却是毫不相干的。力这一概念的起源无疑是来自肌肉的用力，这种用力是人在试图移动物体时所体验到的。人们观察到越是要使移动加速，为移动物体所必需的肌肉的用力也就越大——此外还取决于一个由物体性质所决定的因素，该因素称为“质量”。这样，质量与加速度的乘积被定义为力的度量。（这样下定义的是牛顿。）
　　要是我们，举个例子来说，确定了某已知质量的带电粒子在某电场的给定点上具有的某种加速度，我们就能——按照定义——说，在该点上正有一个力作用于该实验粒子，这个力等于粒子的质量与加速度的乘积。但显然，我们绝对不应当设想在电场的该点上存在着一种“奋斗或努力”，正在用足力气把这个粒子不是拉过来就是推开去。我们所能作的唯一断言就是，在该点上呈现着某种状态，或者发生了某些过程，而这可以被认为是造成加速度的原因。要是我们想要把“力”与这一原因等同起来，那么力就只不过仅仅是场过程本身的一个名称，而这种命名法将是极不适当的。要是我们不把“力”这个词解释为指一个过程，而是用它来指过程中的某种规则性，那么这就和物理概念结构的意义符合得更好了。下面我们就来说明这一点：
　　人们曾经一度认为力不是什么别的而只是运动的一种任意的度量，它等同于质量与加速度的乘积，此外再无别的意义。但是这样一种观念是很难成立的。力不是一种单纯的度量，它本身就是用上述的乘积来度量的。力（在我们的例子中）不是被设想为某种处于物体本身的运动之中的东西；而是某种既在运动的原因之中，又在决定运动的场过程之中的东西。举例来说，上述结论可以从下列事实得出：当代力学（爱因斯坦力学）已不再认为力＝质量×加速度这一方程普遍有效，而只是认为该方程在速度极小的场合近似地有效。如果问题是一个完全任意的定义问题，那就不可能是这样。实际上，在这一争论中我们有十分确实的经验材料的支持，例如（理想地表述）如果两个不同质量不同速度的粒子，先后置于相同的外界条件之下——例如，在某电场中的同一点，——它们的行为会有很大的差别。但由于我们把“力”理解为某种类似于场的状态的东西，我们就可以说：该点的两个粒子都受到同一力的作用（其时假定粒子的存在对场的状态没有可察觉的影响）。这样，为寻找力的一种度量，我们必须观察在该两物体不同行为的全过程中哪个量是保持不变的。于是我们发现，这种量的一级近似就是质量与加速度的乘积。旧力学中用这一量量度力，其合理性就仅在于此。（我们暂不考虑质量概念的定义中出现的各种困难。）而在新力学中，这一乘积被一更为复杂的表达式所代替，因为人们了解到新表达式代表了在两种场合下取相同值的一个最简单的量。——谁要是不熟悉这个电作用力的例子，就得把这两个粒子想象作是与一弹簧相接触，该弹簧正从紧张状态中松开，而且弹簧的状态对于两个粒子都是相同的。这时我们就能说，在两种情况下，同一个力（弹簧力）作用在两个物体上，并再次寻找在两种场合均具有相同值的量。这样，我们就发现了力的度量。但是象这样一种度量单位或标量值的相等性正是规则性的表现——是弹簧中（或对于我们前面的例子是电场中）那些过程之规则性的表现，而这些过程我们可以看作是所观察到的受力“作用”的试验体加速的原因。据此，我们主张，决不要在任何意义上把“力”当作原因，而应把“力”看作是因果过程规则性的表现。
　　我们对力的概念的解释是以下列经验事实为基础的；这一事实就是“超距作用的力”并不存在，存在的作用只能是从一处到一处或从一点到一点连续地传播的作用。要分析力的概念，我们只需要考虑受力作用的粒子的直接邻域，而可以忽略它当时的状态对较远邻域的依赖。如果自然中突然出现了超距作用，事情就大不相同了。此时，为了定义力的概念，我们得要考虑全部有关物体的总的构象，而力就得被设想为是对这些物体总的行为规则性的描述。这一想法的困难无疑使科学家们在很早的时期就对超距作用的假设抱有反感，他们以先天的理由宣称超距作用是不可能的。他们在反驳这一假设时用到这样的语句：“物体不能在它所不在的地方作用。”对此，应当明确他说明，超距作用的不可能性是不能从哲学上加以证明的。只有经验似乎告诉我们这样的东西并不存在，而且描述自然事件之间联系的更实用的方法是假定在每一点上这些事件都唯一地取决于它们时空邻域内的其他事件。

①　摘自石里克：“Naturphilosophie”（《自然哲学》），载德索尔编《哲学教程》，第二卷《哲学在其独自的领域中》，柏林O。J。（1925），第434—437页。——由于此后几节所转载的文章中引用到我们未予转载的章节，因此不得不对之作了某些无关紧要的更动。

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附录二　原子的概念（第五章的补充）

（一）机械原子论
　　常量，或不变量，被认为是自然中一切变化的基础，是一切感官知觉可及的物体可变特性的自我同一媒质。它被称为实体。现在，这个自我同一的本体是什么呢？要说明它需要些什么概念呢？每一种更准确的指称都只不过是对属性的再次陈述。因此，如果我们希望实体不应是那种无法直觉地表征、无法进一步规定的东西，希望它不要仅仅停留为一个公设——知识的最后止步点——，而应该成为说明某种东西的真正手段，那么，根本之点就在于要规定它的基本性质。因为很明显，其性质不为人所知的东西，对于说明是毫无用处的。而且，这些性质或属性，必须是不变的、恒定的、自我同一的——因为它们的作用是要表现实体的本性。这样，就清楚地表明了说明自然的方法和可能性。人们必须把可见实体的可变性质想象为是从原始基体中的那些不影响其基本属性的过程中产生的，而且可以归结为这一基体。而运动似乎就是一个满足这些要求的过程。但是运动着的基体有哪些基本特性或特质能看作是不变的呢？它们不可能是有形物体的可感觉的性质，因为这些性质都会变化。温暖流动的水冻成冰就变得又冷又硬；事物的色香味随着不同的感知条件而起变化。那么什么是保持不变的呢？希腊哲学家留基波和德漠克利特在被迫放弃了所有“主观的”感觉性质，就象红、热、甜等等之后，不得不把“充满或占据空间”当作留给物质的唯一性质。事实上，这一性质似乎是必然的剩余物了（因为在思想史的那个阶段，所考虑的只有图象式的东西），而且它对于图象式地解释不同物质的行为也似乎是可以胜任的。
①　见上引书，第406—422页。
　　做到这一点是靠了原子理论的帮助。这一理论就在于要假定实体或物体的广延实际上并不真的是完全充满着实体的连续的空间，它们是由非常小的不能再进一步分割的部分组成的。后面这样东西的根本性质在于“占据空间”。按照这一定义，两个物体不能同时占据同一空间——除非它们是同一的东西。换句话说，实体是“不可入的”。至于在这些完全充满物质——原子——的微小空间之间，则是虚空的空隙。对于轻而能渗水的物体，可以认为这些空隙较大；对于坚实沉重的物体则认为原子是紧紧挤在一起的。当然，个别的原子相互之间在质的方面分不出区别，因为实体的本质——即充满或占据空间——对它们全体都是一样的。它们之间可能有的差别仅在于它们所占据的空间的大小和形状以及它们的位置和运动。德谟克利特认为，原子都有一些凹陷和凸起，还带着种种钩和环，从而它们能多少是牢固地联结在一起，并相聚成形而表现出气、液、硬、软等物体的特性——尽管结构物中的原子全部始终保持绝对的坚硬和不变的形状。
　　与此同时，从认识论的观点看来，这一原子的理论有一个优点，这个优点无论怎么评价也不算太高：它提供了一幅完全不存在任何质的差别的世界图象。所有自然中的质的差别都被大小、形状和运动的差别所代替——换句话说，都被数值的、可想象的、量的测定所代替。这一点当然是对自然知识作任何一种数学构述的基本条件，并因此也是使用那样一些方法的基本条件，这些方法使物理学在研究实在的科学中上升到了最高的位置。因此，古代的原子理论有着非常高的目标，这种目标凭它所掌握的简单手段是不可能达到的。
　　当道尔顿把中世纪时实际上已被遗忘的原子论引进近代科学时，它是以相当谦虚的形式露面的。它并不宣称能从所有原子在质的方面相同这一假定推论出物质的所有性质——换句话说，它并不宣称物质的所有性质均能从仅仅一种物质的原子中派生出来。它当时只是满足于有多少“化学元素”就有多少种不同的物质——而在当时，这可是一个很大的数目。另一方面，这个新理论较之旧理论有一个极大的优点，那就是借助于它的假设，它能定量他说明大量化学事实。简言之，它能引用经验事实来支持和证明原子论的真实性。
　　但是，对哲学发展来说，比这一物质的概念更为重要的是原子论随后在专门的物理问题上的应用。先是应用于所谓机械物质论，尤其是“气体分子运动论”上。和任何其他物质相比，气体的有规则行为要更为简单一些。它可以从下列假设在数值上很精确地演绎出来：这一假设是：气体由极小的微粒组成，每一微粒均按力学定律自由地运动着，并遵从惯性定律在空间画出直线的径迹直至与容器壁或与其他粒子碰撞。这一理论为热的本质提供了一种貌似有理的解释。它标志着一次相当大的进步。按照这一解释，气体的温度，（一般地说，任何物质的温度，）既不多也不少恰好就是这些粒子的平均“活动力”（或动能）。
　　为了使这一理论完整，必须给这些粒子（原子或分子）一种新的性质，即完全弹性。这意味着在粒子与容器壁的相互碰撞中，一定不能有丝毫的动能损失——举例来说，微粒从器壁弹回时的速率必须正好等于它撞上器壁时的速率。但对这样一种机制的设想很自然会包含着困难。
　　在经验中我们没有遇到过完全弹性的物体，这是事实。但这一事实无关紧要。在原子理论中一定要作为假设来假定完全弹性体的存在。但是，碰撞的过程又该怎么来想象呢，弹性，仅仅存在于可以发生形变或畸变