自然科學基礎論文范文

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第1篇

“形而上學”（metaphysics）的原義是關于世界本原或事物發生發展的原因的學說，即關于世界本體論的學說。公元前1世紀亞里士多德呂克昂學園的第11代傳人安德羅尼柯在編輯亞里士多德著作時，把亞里士多德的有關研究第一原因本身，即永恒的、非物質的、靜止不動的存在的著作，放在研究世界運動變化的著作（physics）之后，取名為meta-physics，直譯應為“后物理學”。由于在metaphysics中，亞里士多德研究討論的是事物的終極原因，世界為何存在和如何存在本身的問題（亞里士多德自己把它稱為“第一哲學”），而這些問題在人類的經驗范圍內是無法感知的、超驗的，是看不到摸不著的，所以我們中國人就借用《易經》上“形而上者謂之道，形而下者謂之器”一語，把metaphysics譯為“形而上學”。值得指出的是，按照中國《易經》中的意思把metaphysics翻譯成形而上學，并且按《易經》中的思想理解“形而上學”，其實與西方人自己對meta-physics的理解是有較大差異的。差異之一是，中國人認為“形而上”的東西是虛無縹緲和難以捉摸的，比如說“道”、“太極”、“元氣”等，所以人們也無法用語言把它們的真實含義明確地表達出來，要想真正把握它們，只有通過直覺、內省、覺悟，即通過“只可意會，不可言傳”的方法去體會；但西方人認為，盡管事物的本原、原理和事物背后的原因（柏拉圖稱為“理念”世界）是人類的感官無法感知的，但人類可以用理性思維去把握它、認識它（這也是古希臘人崇尚理性主義的重要原因）。差異之二是，中國人既然認為“形而上”的東西是難以把握的，因此就把“形而上學”看成是“玄學”（20世紀初有相當長一段時間metaphysics就譯為“玄學”），看成是一種“天道”，而“天道淵微，非人力所能窺測”（阮元《疇人傳》卷46）；但西方人認為，“形而上學”實質就是關于世界為何存在原因的學說，是世界存在本身或“第一存在”的學說，這種存在是其他所有存在的原因、前提或基礎，因此，這種學說比其他任何學說都更高級、更基本、更實在、更富有智慧。總之，所謂“形而上學”本質上就是關于世界為什么存在、如何存在的原因的學說，這種學說盡管沒有什么實用價值，也不討論有關現象世界或感性范圍內的認識，因而在人類的經驗范圍內也不可能得到檢驗，但它卻是現象世界或感性認識的基礎，一點也不“玄”，甚至比看得到摸得著的客觀事物更實在。正如亞里士多德所說，“有一門學問，它研究‘實是之所以為實是’，以及‘實是’由于本性所應有的秉賦。”〔1〕56而“為這門學術本身而探求的知識總是較之為其應用而探求的知識更近于智慧，高級學術也較之次級學術更近于智慧；哲人應該施為，不應被施為，他不應聽從他人，智慧較少的人應該聽從他。”〔1〕4那么，究竟什么是智慧呢？“智慧就是有關某些原理與原因的知識。”〔1〕5因此，形而上學知識是最有智慧的學問，是最高級的學術。

二、自然科學為什么必須以形而上學為基礎

亞里士多德在《形而上學》中曾明確指出：“凡為每一個有些理解的人所理解的原理必不是一個假設；凡為有些知識的人所必知的原理當是在進行專門進行研究前所該預知的原理。”〔1〕62他還進一步指出：“一切事物悉加證明是不可能的（因為這樣將作無窮的追溯，而最后還是有所未證明的）；假如承認不必求證的原理應該是有的，那么人們當不能另舉出別的原理比現在這一原理<矛盾律>更是不證自明了。”〔1〕63很明顯，亞里士多德在這里所說的“在進行專門研究前所該預知的原理”或“更是不證自明、不必求證的原理”正是探索宇宙奧秘的基礎或指南。而康德說得更清楚、更直接：“按其本義來稱謂的自然科學首先是以自然的形而上學為前提的。”〔2〕5不用說，在亞里士多德和康德看來，進行科學研究或探索宇宙奧秘必須要以“形而上學”為基礎、為前提。那么，究竟什么是自然科學的形而上學前提或基礎呢？它們在自然科學中究竟居于何種地位或起何種作用呢？這當然是非常值得我們認真討論的重要問題。“西方科學的本質在于，它是對自然現象產生原因的一種猜測或解釋。”〔3〕比如說，地球上所有人憑感官或憑經驗都知道“天冷的時候，水會結成冰”；都知道“天熱的時候，食物容易變質，不能再吃，吃了變質的食物，人就會生病”；都知道“月有陰晴圓缺”等等。但古希臘哲學家認為，人類不能以獲得這些感性知識為滿足，而應探究它們背后的原因。亞里士多德就明確指出：“研究原因的學術較之不問原因的學術更為有益；只有那些能識萬物原因的人能教誨我們。”〔1〕4然而問題是，人類可以憑感官感知到現象，但現象背后的原因卻無法通過感官感知到，它只有通過猜測才能知道，這種猜測所依靠的就是“理性思維”，而理性思維的核心就是“合邏輯地推理”。所以說，對現象背后原因猜測的過程實際上就是合邏輯推理的過程。康德之所以提出“人的理性為自然界立法”的口號，之所以把“人的理性為自然界立法”看作是“自然科學成為可能”的基礎，正是這個意思。接下來的問題是，人類根據其理智法則進行合邏輯推理必須有一定的前提或基礎，如果沒有這些前提或基礎，“合邏輯地推理”根本就無法進行。我們以阿基米德推導液體的浮力原理的過程為例進行分析說明。“木頭、樹葉等物體肯定有重量，但在河里它們都浮在水面上，并沒有沉到水底”，這顯然是鐵打的事實，是所有人都知道的自然現象或經驗。但這一現象背后的原因是什么呢？阿基米德通過猜測或合邏輯地推理，認為最好、最合理的解釋是，“木頭、樹葉這些物體肯定受到向上的托力（或浮力），而且這一托力或浮力必定是由水產生的”，這是猜測或推理的第一步。既然木頭、樹葉這些物體在水中受到水對之向上的浮力，那么其他所有物體在水中必定會受到同樣的浮力，否則是不合邏輯的，是不可思議的，這是猜測或推理的第二步。既然水對浸沒在其中的物體有向上的浮力，那么所有液體，象水銀、酒、油等，對浸沒在其中的物體必定也有向上的浮力，否則同樣是不可思議的，是不符合人類理智法則的，這是猜測或推理的第三步。這樣一來，阿基米德在看到或觀察到“木頭、樹葉等物體浮在水面上”的經驗事實的基礎上，通過一步步邏輯推理（即猜測），最終推導出了關于液體的浮力原理。筆者通過合邏輯地推理猜測，阿基米德當年“必定”是如此推演出浮力原理的。其實，普朗克也是在黑體輻射的所謂“紫外災難”的實驗結果的基礎上，通過邏輯推理推導出“能量子”理論的；等等。這充分說明，西方科學知識其實都是人類根據自己的理智法則，通過邏輯推理（包括數學推理，因為數學本質上也是邏輯）獲得的。不過，在這一系列嚴密的邏輯推理過程中，自始至終都必須有一個基本前提作為推理的基礎，這就是“世界是統一的”：同一類事物的屬性必然是相同的或一致的。而這一前提正是推導浮力原理的形而上學基礎，沒有這一基礎，浮力原理將成為空中樓閣。阿基米德認為，如果木頭、樹葉這些物體受到水對之向上的浮力，那么其他物體在水中必定也要受到同樣的浮力，這從何說起？有何根據呢？假如自然界中水只對木頭、樹葉有向上的浮力，而對鐵塊、石頭就沒有向上的浮力，咋辦？阿基米德憑什么就認定水對木頭、樹葉如果有浮力，那么對鐵塊、石頭必定也有浮力？這基于什么理由？（其實，這一問題與“休謨問題”密切相關）很顯然，這一推理過程必須隱含一個前提：“世界是統一的”。這一形而上學前提對于浮力原理的推理過程而言，是絕對不可或缺的。如果沒有這一前提，推理一步也不能進行，這樣一來，人類對自然界的認識也就永遠只能依賴于經驗（這正是休謨所認為的）。實際上，西方科學的任何理論都有其相應的形而上學基礎，正如康德自己所說，“只有那些其確定性是無可置辯的科學才能成為本義上的科學；僅僅只是具有經驗性上的確定性的知識只能在非本義上稱之為學問。”〔2〕3或者說，“一切本義上的自然科學都需要一個純粹的部分，在它上面可以建立起理性在其中所尋求的無可置辯的確定性。”〔2〕4不言而喻，這個具有無可置辯確定性的純粹部分正是自然的形而上學。大哲學家雅斯貝爾斯也明確指出：“一種純粹的科學需要一種純粹的哲學。”〔4〕德布羅意之所以提出“物質波”理論，愛因斯坦之所以提出光量子論、統一場論，摩爾根之所以把關于果蠅的遺傳規律推廣到一切生物物種等等，同樣也都是以“世界是統一的”這一形而上學命題為前提的；哥白尼之所以大膽否定“地心說”，提出“日心說”，愛因斯坦之所以提出相對論，是基于“世界是簡單的”這一形而上學前提；西方科學所有學科之所以都熱中于尋找現象背后的原因，是因為西方人堅信，客觀世界中的任何事物或現象都是作為原因的結果而存在的。為此，亞里士多德提出“四因說”對之進行解釋。作為中國人，我們通過學習對西方科學的內容幾乎都能夠掌握，但遺憾的是我們對西方科學從何而來，西方人為什么會提出近乎“荒唐”的大爆炸宇宙理論、能量子理論、物質波理論，為什么熱衷于用數學、實驗、分析、類比等方法研究探索自然界，尤其是對西方科學的形而上學基礎等等，都知之甚少。

三、對《自然科學的形而上學基礎》的深層理解

通過以上分析討論我們終于搞清楚了，西方自然科學知識僅僅是人類理性思維的產物，這正是康德在《純粹理性批判》中所闡述的核心思想：自然科學之所以成為可能，是因為“人的理性為自然界立法”；而人類在進行合邏輯推理的時候，必須以“自然的形而上學為前提、為基礎”，而這正是康德的《自然科學的形而上學基礎》的核心內容；那么“形而上學”又是什么呢？亞里士多德的《形而上學》對之進行了詳細闡述。我們完全可以這樣設想，如果有人問哥白尼，“我們大家（包括你自己）都感覺不到地球在動，你哥白尼卻說地球和其他行星都圍繞太陽轉，而且速度那么快，這從何說起？有什么證據？你是怎么知道或你憑什么說地球和其他行星都是圍繞太陽轉的？”哥白尼的回答必定是，“柏拉圖早就指出，可感的現象世界是變幻莫測的、是不真實、不可靠的，我們不能相信，而‘地心說’用80多個本輪和均輪來解釋有關天文現象，顯然不符合‘世界是簡單的’這一基本原則，是不可思議的，上帝也絕不可能動用80多個本輪和均輪來創造宇宙。用‘日心說’取代‘地心說’解釋有關天文現象，最符合‘世界是簡單的、和諧的、在數上是成比例的’這一原則，因此宇宙必定如此。”無獨有偶，大科學家愛因斯坦說得更清楚：“溫和的形而上學者相信：邏輯上簡單的東西不一定都在經驗到的實在中體現出來，但是，根據一個建立在一些具有最大簡單性的前提之上的概念體系，能夠‘理解’所有感覺經驗的綜合。”〔5〕672這意味著，科學家在進行科學探索時，幾乎一刻也離不開某種信念，而這一信念正是“自然的形而上學基礎或前提”。正如愛因斯坦所說，“相信世界在本質上是有序的和可認識的這一信念，是一切科學工作的基礎。這種信念是建筑在宗教感情上的。”〔5〕409他還說，“理論家的方法，在于應用那些作為基礎的普遍假設或者‘原理’，從而導出結論。”〔5〕111愛因斯坦在這里所說的“作為基礎的普遍假設或者原理”顯然就是指科學的形而上學基礎。

四、從形而上學到實證科學

第2篇

荊楚網消息 (湖北日報)（記者謝斌）武漢將向優秀的自然科學學術論文頒發政府獎和獎金，以表彰在自然科學基礎研究、應用研究和開發研究中作出突出貢獻的科技工作者。

記者昨從武漢市政府辦公廳獲悉，《武漢市自然科學優秀學術論文評選獎勵辦法》近日頒發。該市將每2年評選一次優秀學術論文獎，每屆授獎210篇，其中，一等獎10篇、二等獎50篇、三等獎150篇。

武漢地區科技工作者公開出版、發表或在學術會議上全文宣讀交流的自然科學基礎理論、應用科學、工程技術、交叉科學方面的學術論文；以及科技發展戰略研究、科技規劃、科技管理、科技咨詢論證和科技建議等軟科學方面的論文均可參評。

第3篇

英文名稱：自然科學進展(英文版)

主管單位：國家自然科學基金委員會雜志部

主辦單位：中國材料研究學會

出版周期：雙月刊

出版地址：北京市

語

種：英語

開

本：16開

國際刊號：1002-0071

國內刊號：11-3853/N

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發行范圍：國內外統一發行

創刊時間：1990

期刊收錄：

CA 化學文摘(美)(2009)

SCI 科學引文索引(美)(2009)

CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

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