科学史(上)-第31章
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时也促进了形态学的进步，例如对于芽的真正性质的认识便是。约翰·雷最
先看到把植物胚胎中的单子叶与双子叶加以区别的重要性，又利用果、花、
叶和其他特性，首创植物分类的天然系统，并指出许多植物的纲目，至今仍
为植物学家使用。此后他转而研究动物的比较解剖学，又促进了自然的分类，
如将动物分为兽、禽和昆虫便是。约翰·雷常与维路格比（Francis
Willugbby）一块出外旅行，研究植物和动物，足迹遍于全球。约翰·雷不以
古人的见解为最后权威，而将现代的自然历史建立在观察的稳固基础之上。
牛顿与哲学
牛顿工作的两个最大的结果是，（1）证明地上的力学也能应用于星球；
（2）从自然科学的大厦中排除掉不必要的哲学成见。希腊与中世纪认为天体
具有特殊的和神圣的性质。这种见解已经部分地被伽利略的望远镜所解除
了，但牛顿则更进一步加以摧毁。
那时哲学与科学仍是混淆不清。连笛卡尔在为天文学建立一种力学理论
时，也把它放在经院哲学的相反的观点和认为物质的本质是广延性的形而上
学见解的基础上。牛顿摆脱了这些先人之见，实在是一种真正的进步。他对
他的研究成果的解释，叉包含了多少新的形而上学，我们将要在下面再加以
说明。
他的工作的意义，在他的直接弟子们看起来究竟怎样，可以从科茨（Roger
Cotes）所写的《原理》第二版的序言中看出。在这里，科茨把残存的经院哲
学和它固有的与不能解说的特性，笛卡尔想要在充满旋涡的实体空间的基础
上建立自然界机械体系的、为时过早的尝试，以及牛顿只承认与观测符合的
假设的方法，加以比较。科茨说：
研究自然哲学的人可以大致分为三类，有些人把一些具体的神秘的性质归于几类
物体，他们又断定某些物体的作用不可思议地决定于这些性质。亚里斯多德和逍遥学派
所传下来的各学派的学说，一齐都包括在这里面。他们断言物体的若干效果是由于那些
物体的特殊性质而产生的，但那些物体从何处得到这些性质，他们却不告诉我们，因此
实际上他们没有告诉我们什么。他们只是致力于给事物起名称，而不探索事物本身。我
①
John Ray ，by C。E。Raven，Cambridge1943。
①
特别看牛顿《原理》中的序和附言，以及《光学》中的疑问。并看：A。J。Snow，Matter and Gravity in
Newtons．Physical philosophy，Oxford，1926；E。A。Burtt，The MetaphysicaI Foundation5 of Modern Science，
New York， 1925。
们可以说他们发明了一种富于哲学味道的说话方式，并没有把真正的哲学告诉我们。
因此，另外一些人就撇开大堆无用的词句，想使他们的勤劳收到较好的效果。他
们假定一切物质是纯一的，物体所表现的多种多样的形式，是由于组成它的质点具有极
平常而简单的亲合力所造成的；他们达种由简单物走到复杂物的方法当然是正确的，只
要他们不在自然赋予质点的基本亲合力的性质之外，另外再给这些亲合力添上一些性
质。但是当他们任意想象未知的图形与大小以及各部份的不能肯定的情况与运动的时
候，当他们还设想有一些169神秘的流质，自由弥漫于物体孔罅之中，具有无所不能的
微妙性，带着神秘不测的运动的时候，他们这时就已经进入梦幻的境界，而忘记了物体
的真正结构；这种结构，我们凭借最精确的观测还很难达到，凭借谬妄的猜度就更没有
希望达到了。有些人把假设当作构造他们的玄想的基础，也许的确能形成一部奇妙的传
奇，但也仍然不过是传奇而已。
剩下的还有倡导实验哲学的第三类人。这些人诚然要从可能的最简单的原理中去
寻找万物的原因，但他们从不把未经现象证明的东西当做原理。他们从不构造假说，也
不把假说放进哲学里去，除非把它当做真实性还可以商榷的问题。他们所用的方法，有
综合与分析两种。从一些选择出来的现象，他们用分析的方法推出自然界里的力以及力
的简单定律；又从这里用综合的方法推证共他的结构。这是哲学探讨的无可比拟的最好
方法，我们的著名作者最先最正确地掌握了这个方法，并且认为只有这个方法才值得他
用他的卓越的劳动去加以发扬光大。在这方面，他给我提供了一个最光辉的范例，那就
是根据重力理论极美满地推出来的对于世界体系的解释。
牛顿的动力学与天文学的基础，建立在绝对空间与绝对时间的观念上。
牛顿说他“他不给时间、空间与运动下定义，因为它们是人人都熟悉的”，
但是他却把我们的感宫根据自然物体和运动所量度的相对空间与时间，同不
动地存在着的绝对空间，和“不管外界情形如何”，均匀流动着的绝对时间
区别开来。“流动”观念带来了时间的流动性，作为它的必要组成成份，因
而这个时间的定义里包含循环的因素，不过，这个定义已经很够牛顿用了①。
伽利略的球在地球上依直线运动。但地球既绕地轴旋转，又围绕太阳运行，
而太阳与行星更在恒星间前进。牛顿的结论是物体总是在绝对空间里作等速
直线运动，除非为外力所改变。1883 年马赫指出把这个推理推到恒星的参照
座标以外，是不恰当的。再从现代知识看来，我们可以更清楚地看出绝对时
间与绝对空间的观念，是一些不一定可以从物理现象得出来的学说，虽然在
十七世纪这些观念也许是从一般经验的事实中得出的很好的假设。事实上，
彻底的相对论者，要免除使用绝对旋转的观念，也仍然是有困难的。
170 惠更斯与莱布尼茨责难牛顿的工作是非哲学的；因为他对于万有引
力的根本原因并未加以说明。牛顿最先清楚地了解到如果这个说明是需要或
有可能的话，它必定是后来的事。他从已如的事实出发，想出一个符合于事
实而又能用数学表达的理论，从这个理论得出数学的和逻辑的推论，又把这
些推论与观测和实验得来的事实比较，并发现其完全符合。引力的原因不一
定必须知道；牛顿看来，这是一个次要而无关的问题，在当时只达到适于猜
想的阶段。我们现在可更进一步说，知道这样一个引力实际存在也并无必要。
只要晓得复杂的行星运动就好象太阳系里每一质点都按质量及平方反比的定
律被另一质点吸引着似的，这在数理天文学家看来已经够了。
牛顿的吸引质点，不一定就是原子，但它们显然很可以起原子的作用。在他的化
①
G，Windred，“Hlstory of MatliLuLnatlcaI Time”，lsis，No，19， 1924，P，121 alldNo 。58，1933，p．192。
学研究中，牛顿又回到质点的问题。他对于物质本性的意见见于他的《光学》书末尾人
们常常引用的一段话中：在考虑了达一切以后，我觉得好象是这样的：上帝在开头把物
质造成固实、有质、坚硬、不可贯穿、而可活动的质点，它们的大小、形状以及其他性
质与其对空间的比例，都最适合于上帝创造它们时所要达到的目的。原始的质点既属固
实，就比用它们造成的有孔物体，要不可比拟的坚硬：它们坚硬到不能损坏或分割；寻
常的力量不能分开上帝在最初创造时所造成的单体。。我还觉得这些质点不但有一种
惯性以及由此自然产生出来的被动的运动定律，它们并且为一些主动的原理所推动，如
象万有引力、发酵的原因以及物体的内聚力等。这些原理，我不着做是由物体的特殊形
式得来的神秘性质，而看做是自然界里决定物体形式的普遍定律；它们所具有的真实性
通过现象显现在我们面前，虽然它们的原因还没有发现。因为这些是明显的特性，它们
的原因才是奥秘的。亚里斯多德派并不把明显的特性叫做奥秘的性质，而仅把他们认为
隐藏在物体中、成为明显效应的未知原因的一些性质，叫做奥秘的性质；这些明显的效
应有重力、碰、电的吸引原出，发酵的原因等，只要我们假定这些力或作用是由未知而
且是不能发现或弄明白的原因所造成的。这样的奥秘性质阻碍了自然哲学的进步，所以
近年以来被人摈弃了。告诉我们每一物种有其天赋的特殊奥秘性质，因而它才能起作用
或产生可见的效果，这等于什么也没有告诉我们。但如果你能从现象中发现两三个普遍
性的运动原理，然后再告诉我们一切有形体的物体的性质与作用都是由这些明显的原理
中17 产生的，那在哲学上就是一个大进步，虽然这些原理的原因还没有发现出来。所
以我毫不迟疑地提出以上所说的运动原理——因为它们的范围是很广泛的——而让别
人去发现它们的原因。
自从牛顿时代以来，虽然经过很多人的努力，还没有人能对万有引力提
出圆满的机械解释，而且从爱因斯坦的研究看来，这个问题已经转移到非欧
几里得几何学的领域去了。这一事实证明牛顿的小心谨慎的真正科学精神是
非常明智的。牛顿在《原理》中说，“到现在为止我还不能从现象发现重力
的那些性质的原因，我也不愿建立什么假说。”他仅用问题的形式，在他的
《光学》书中发表了一项意见，在那里他假设行星际间有以太存在，并假设
其压力离物质愈远而愈密，因而压迫物质使其互相接近。但在他对事实进行
归纳研究的时候，在他从他的理论中得出数学推论的时候，猜度是没有地位
的。
现在回到他比较确定的意见。他对于自然界的见解，见于《原理》的序
言中①：
哲学的困难好象在这里——从运动的现象去研究自然界的力，再从这些力去验证
其他现象；书中第一、第二卷的一般命题就致力于这个目标。在第三卷中我们阐明了世
界体系，作为这方面的一个例子。因为根据第一卷里用数学证明的命题，我们在第三卷
里由天象推出把物体吸向太阳和几个行星的重力。我们又从这些力，使用其他数学的命
题，推演出行星、彗星、月球和海水的运动。我希望我们可以用同样的推理，从机械的
原理中推演出其余一切自然现象：因为我有许多理由疑心它们可能全部取决于某些力，
物体的质点就靠了这些力，由于一些迄今未知的原因，而互相吸引，粘着成有规律的形
状，或互相排斥，而彼此离散；这些力既不可知，哲学家在自然界里追求，至今仍然徒
劳无功；但我希望这里所阐述的一些原理能帮助说明这一点或某种比较合乎真理的哲学
方法。
在这里，牛顿所指的显然是按照物质与运动，用数学方式解释一切自然
①
见A，Motte 英文译本，1803 年版p，X。
现象的可能性，虽然“自然现象”一词是否包括生命和心灵现象，他没有说
明。但就其他事物而论，他接受首先由伽利略阐明的机械观点，而认为这是
可能的。
172 他还接受了伽利略对于第一性性质和第二性性质所作的区别：所谓
第一性性质，有广延性与惯性等，是可用数学处理的，第二性性质，有色、
味、声等，不过是第一性性质在大脑里所造成的感觉①。人的灵魂或心则应置
在脑或感觉中枢里，运动由外界物体通过神经传达到这里，又由这里传达到
肌肉里去②。
伯特教授认为这一切说明：虽然牛顿采取经验主义态度并且坚持处处都
需要有实验的证明，虽然他反对把一切哲学体系当做科学的基础，并且在建
立科学时摈斥不能证明的假设，但由于需要，他却暗暗地采用了一个形而上
学的体系，这个体系正因为没有明白说出，所以才对思想发生了更大的影响
①。
牛顿的权威丝毫不差地成为一种宇宙观的后盾。这种宇宙观认为人是一个庞大的
数学体系的不相干的渺小旁观者（象一个关闭在暗室中的人那样），而这个体系的符合
机械原理的有规则的运动，便构成了这个自然界。但丁与弥尔顿的富于光辉的浪漫主义
情趣的宇宙，在人类想象力翱翔于时空之上时、对人类的想象力不曾有任何限制，现在
却一扫而空了。空间与几何学领域变成一个东西了，时间则与数的连续变成，一个东西
了。从前人们认为他们所居处的世界，是一个富有色、声、香，充满了喜乐、爱、美，
到处表现出有目的的和谐与创造性的理想的世界，现在这个世界却被逼到生物大脑的小
小角落里去了。而真正重要的外部世界则是一个冷、硬，无色、无声的沉死世界，一个
量的世界，一个服从机械规律性、可用数学计算的运动的世界。具有人类直接感知的各
种特性的世界，变成仅仅是外面那个无限的机器所造成的奇特而不重要的效果。在牛顿
身上，解释得很含混的、没有理由再要求人们从哲学上给予严重考虑的笛卡尔的形而上
学，终于打倒了亚里斯多德主义，变成现代最主要的世界观。
无疑，这一段流利的文字真实地代表了那些不喜欢新科学观点的人们的
反应。但在牛顿和他的直接弟子们看来，这是很不公平的论调。在他们眼里，
牛顿赋予世界画面的惊人的秩序与和谐所给我们的美感上的满足，超过凭借
任何天真的常识观点或亚里斯多德派范畴的谬误概念，或诗人们的神秘想象
所见到的、万花筒式的混乱的自然界，而且这种惊人的秩序和和谐还更明白
地告诉他们，全能的造物主有什么至善的活动。颜色、爱情和美丽的世界仍
然在那里，可是象天国一样它存在于人的灵魂中，存在在一个受到上帝精神
感召的灵魂中。这个灵魂使万物保持着庄严的繁复性，173 它所了解的万物
的美比人目所看到的更多，而且它认定这个世界是非常之好。
牛顿的真正态度，在爱迪生（Joseph Addison）的有名诗句中，得到今
人钦佩的表现：
高高苍天，
蓝蓝太空，
群星灿然，
宣布它们本源所在：
①
Opticks， 3rded。p。 108。
② 上引书P。 328。
①
E。A。Burtt，The MetaphysiCal Fouhdations of Modern Science，NewYork， 1925，p。236。
就算全都围绕着黑暗的天球
静肃地旋转，
那又有何妨？
就算在它们的发光的天球之间，
既找不到真正的人语，也找不到声音，
那又有何妨？
在理性的耳中，
它们发出光荣的声音，
它们永久歌唱：
“我等乃造物所生”。
事实上，只要对爱迪生的意思有丝毫的误解，就可以说他给了伯特博士
一个先知的答复。
我们必须承认，牛顿的科学后来被人拿来当做机械哲学的根据，但这并
不是牛顿或他的朋友的过错。他们使用了对他们来说十分自然的神学语言，
尽力使人明白他们的信念：牛顿的动力学，不但没有否定，而且加强了唯灵
论的实在观。如果他们明白地把笛卡尔的形而上学的二无论哲学和牛顿的科
学融为一治，也许还要安全些，因为笛卡尔的二无论哲学给心灵和灵魂明白
地留下一席之地，虽然是更狭小的一席之地。不过在他们看来，有神论是具
有根本意义的东西，是不发生问题的东西，因此他�
