19世纪的物理学危机所引发的思考

革命前夕的物理界

物理学发展史上，物理学理论的三次大综合。

一、英国物理学家牛顿把物体的运动规律归结为三条基本运动定律和一条万有引力定律，由此建立起一个完整的力学理论体系。牛顿力学到了十九世纪中叶，显示出无比强大的威力。1846年年海王星的发现，证实了根据牛顿理论所作的预言。四十年代能量守恒定律的发现，揭示了各种物质运动形式不仅可以相互转化，而且在量上还有确定的关系。

二、力学、热学、化学甚至生物学贯通在一起，使牛顿力学成为各门物理科学的理论基础。气体动理论就是这次大综合的产物。气体动理论是用牛顿理论研究大量的分子运动，这是人类第一次进入微观领域进行定量描述。由此，大至日月星辰，小至分子原子，无不为牛顿理论体系所包罗。

三、法拉第、麦克斯韦电磁理论的建立，把电学、磁学和光学合成一体，完成了物理学第三次伟大的综合，并为现代人类文明开辟了道路。物理学的巨大成功，使当时不少物理学家认为，物理理论已接近最后完成，今后只能在细节上作些补充和发展，物理学已发展到顶峰。著名理学家开尔文就说：“19世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这所大厦。”

危机的产生

1、危机的产生：关于“以太”的争议。1887年，著名的迈克尔。莫雷否定了以太的存在，并且告诉人们：没有绝对运动或绝对空间。这一实验结果动摇了经典物理学的基础。

2、危机的扩大：到了十九世纪末，X射线（1895年），放射性元素（1896年），电子（1897年）以及镭（1898年）的发现，在世纪交替时，经典物理学领域中，几乎所有的原理、基本概念都受到怀疑和重新审查，如物质的不灭性、能量守恒性、原子的不可分割和不变性、时空的绝对性、运动的连续性等。

3、电子和各种放射性现象的发现,第一次冲开了原子的大门,深刻揭

示了能和一般运动过程的非连续性,动摇了以前一向认为“原子是物质的最小单位”、“不可再分割”了的旧结论;以经典物理学为基础的关于能和一般运动过程是连续性的传统观念,受到了巨大冲击,从而标志着物理学革命的开始。在新发现的事实面前,由于物理学家们一时还得不出合理的解释,使物理学界产生了深刻分歧,即所谓“现代物理学危机”。

此次危机对哲学的冲击

1、三大发现猛烈地冲击着原子不可分、不可变的形而上学观点。

2、X 射线的发现严重地冲击了“原子是坚硬的、不可入的最小实体”的机械唯物论的观念。

3、电子的发现打破了“原子不可再分”的形而上学观点，电子就是比原子更小的实物粒子，它是原子的组分部分。

4、放射性的发现，展示出由一种元素的原子衰变为另一种元素的原子的事实，对“原子永恒不变”的绝对观念直接发难，使原子失去了形而上学的“不变性”和“固定性”。

危机中产生的新理论

1、爱因斯坦狭义相对论（1905）和广义相对论（1916）的创立及其发展，在狭义相对论中，时间、空间都变成了相对的量，它们都随物质的运动而变化，时间和空间也是相互联系在一起的，根本不存在绝对不变的时间和空间。广义相对论所提示的物质同时空的关系更为深刻，因为时空的性质不仅取决于物质的时空观。

2、量子力学的创立，使物理学的研究从宏观领域进入到微观领域。它不仅把粒子和波作为物理学所研究的物质实在统一起来，而且改变了对微观客体运动的描述，同时也就抛弃了经典力学的机械决定论。这说明科学革命在引起自然科学基础理论、基本观念和研究方法的转变的同时，不能不深刻地触动在旧理论基础上形成的哲学思想，从而不可避免地要在自然科学领域中引起哲学论战。

危机所引发的哲学思考

1、形而上学/机械唯物主义--------辩证唯物主义。

元素蜕变的事实推翻了原子绝对不变的形而上学物质观，深刻揭示了一切事物都处于运动变化之中的辩证法。

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，即永恒不变。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。物理学关于时间和空间的基本观念经历一次又一次的变革和转变，为辩证唯物主义时空观提供了新的科学根据。相对论以严密的数学公式提示了物质、运动、时间和空间的内在统一性，极大地丰富了辩证唯物主义时空观的内容。物理学本身危机所派生的哲学危机,主要指机械唯物主义面临全线加溃的危机.要使物理学摆脱危机,人们认识到仅仅像爱因斯坦等人那样变革经典物理学理论是不够的，还要以辩证唯物主义代替机械唯物主义以及形形色色的唯心主义哲学,使物理学在正确的哲学路线指引下健康发展。

2、预设主义——相对主义。

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。（电子的出现打破了“原子不可分”的传统观念,打破了预设主义不变的东西。元素的擅变理论:放射性原子是不稳定的,直到变为稳定的原子为止提出后，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。因此,人们认识到作为科学研究前提的假定、科学方法、推理规则等不可能独立于科学变化,而是随科学发展不断改变的。）

相对主义往往与预设主义作对。相对主义认为,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。

3、唯物主义——唯心主义；不可知论——可知论

唯心主义哲学派别和信仰主义(神学)者企图利用“危机”和分歧来全面批判科学,裹挟物理学中少数人的唯心主义倾向,复活哲学唯心主义。少数新物理学家,在近年来伟大发现所引起的旧理论的崩溃的影响下”,“由于不懂辩证法”¼而陷人唯心主义与不可知主义。列宁还指出，唯能论排除了物质作为能量的承担者，就必然要引出唯心主义的东西，从而造成思想混乱。但是，在物理学的新发现与旧理论的矛盾面前，有些物理学家则陷入了思想混乱，不能抵挡唯心主义思潮的侵袭，最后滑进了唯心主义的泥坑。镭的永恒发热和强放射性的发现推翻了能量守恒定律，电子电磁质量随速度变化的发现推翻了质量守恒定律，以太漂移实验的否定结果推翻了伽利略相对性原理，最后，物理学唯心主义者得出结论说：各个基本原理的“崩溃”，证明了自然科学不是自然界的复写、映像，不是对意识之外的客观实在的摹写，而只是人们意识的产物，是人为了“方便”和“思维的经济”而创造的符号和记号。例举：英国唯心主义数学家、哲学家毕尔生在《科学入门》一书中说，科学规律与其说是外部世界的因子，不如说是人心的产物。法国唯心主义哲学家哈特曼进一步宣称：原子、电子、以太是简单的符号和“作业假说”；必须以心理的东西普遍代替整个物质自然界。

4、马克思主义哲学的发展壮大

19 世纪中期, 物理学的三大发现导致哲学领域开始发生根本性变革。代表哲学发展主流的马克思主义哲学已经创立，但并非主流。从整个体系上来说, 它还处在初创阶段, 只是有了基本原则和基本框架,