机械论

机械论

狭义的机械论自然观是指一种用力学解释一切自然现象的观点。它把物质的物理、化学和生物的性质都归结为力学的性质，并且自然界中的一切事物都完全服从于机械因果律，这种机械唯物主义观点最突出的代表是拉普拉斯决定论。拉普拉斯假设，如果有一个智能生物能确从最大天体到最轻原子的运动的现时状态，就能按照力学规律推算出整个宇宙的过去状态和未来状态，这种假设的智能生物称为拉普拉斯妖。广义的机械论自然观则是指在狭义的机械论自然观基础上发展而来的，一种服从绝对因果律的自然观，持这种自然观的科学家代表是爱因斯坦。

爱因斯坦的相对论继承了伽利略、牛顿的“大自然是用数学语言写成”的哲学思想，用公理化方法，把自然界世界描绘成空间、时间、物质及其运动的统一，把世界归结为一个四维时空连续区的统一场。他认为宇宙是有限无边的，宇宙客体的一切行为都取决于这个用几何描述的物理场,服从于完全的因果决定论,因而自然界不可能任意“掷骰子”，他在给波尔的信中表明了这样的立场：“在有比迄今为止更为有利的多的反对严格的因果性的证据之前，我不想轻易放弃严格的因果性。”反对把统计陈述作为物理学的终极规律。他相信独立于人类意识的外在世界的存在，相信它的和谐统一和可理解性。许多科学家持这种自然观。法国物理学家德布罗意提出间断粒子也伴有连续波的设想，并由此确定了一切微观粒子的波－粒二象性。奥地利物理学家薛定谔在他所提出的波动力学中解释了这种波－粒二象性，并基本上与爱因斯坦的统一场思想相一致，把这种既表现为粒子、又表现为波动的微观客体归结为“波场”，把这种具有多维空间的波场看作唯一的物理实在。他进而提出生命现象的物理基础，把生物有机体看作微观粒子的一定的组织状态,而服从于严格的量子力学定律,从而把连续场的思想推广到生物学。英国物理学家P.狄拉克所开创的量子电动力学是关于电磁场的量子力学，为后来基本粒子领域的统一场论开辟了道路。这个理论认为，所有的粒子都是相应的场量子，而且所有的物质都可以归结为统一的场。在这些理论的背后存在着这样的信念:自然界具有严格对称的统一的数学结构，其中蕴藏着深刻的“数学美”，科学在这种追求中能够获致巨大的成就。

系统论自然观机械论自然观有它的局限性，达尔文的进化论和热力学第二定律对“自然界具有严格对称的统一的数学结构”的思想提出了挑战，进化论揭示生物的发展是一个进化的过程，这种进化是一个观察的事实；热力学第二定律发现自然界的历史是不可逆的。20世纪中叶以来起发展起来的系统论学科在现代科学水平上发展了的一种系统论的自然观。

20世纪四、五十年代，控制论、信息论和系统论的兴起改变了人们看待世界的观点。控制论创始人维纳把偶然性看作宇宙本身结构的要素，看作宇宙组织固有的不完善性，他指出，宇宙将不可避免地趋于最大概率状态，达到最大的熵值。但在宇宙演化中也存在一些增熵“海

洋中的孤岛”，它们可以通过吸取外界的负熵流而暂时减熵。因此，从生命到自动机等控制系统都可以通过反馈调节保持某种稳态，或者过渡到新的稳态。系统论创始人贝特朗菲原则上把一切事物都看作由各种不同要素组成的有机系统，这们通过要素的相互作用以及与外部环境的相互作用，进行自我调节以实现其整体功能，并由此决定不同层次物质的不同组织性和目的性。他还指出，所有开放系统在时间进程中将不断变化发展,提高组织性程度而进化到更高质态,或者降低组织性而趋向崩溃。

20世纪六、七十年代又出现了耗散结构理论、协同学和混沌理论，进一步发展了这种世界观。比利时的普里高津提出的耗散结构理论着重说明，一切开放系统在远离平衡态的条件下可以从混乱中进行自我组织，建立某种有序结构。因此，这些系统即使开始时纯粹是偶然的小的扰动，也可以通过一定阶段的量的积累，从无序到有序，跃进到新的阶段，变成必然的发展趋势，使微弱的可能性转化为现实。这就表明，自然界在时间中总是不断发展的，新的可能性、新的事物总是层出不穷的。德国科学家H.哈肯建立的“协同学”又揭示出，系统即使在从有序到混乱的退化过程中,由于各种要素的协同作用,也可以出现某种稳定状态，形成某种有序结构，并具有一定的特异性能，适合于特定目的。这些科学家的研究成果充分说明，自然界正是由于这种自我调节、自我组织的作用，才能在随机变化的过程中，形成一个和谐统一的有机整体。

系统论自然观的代表应是普里高津，他在批评机械论自然观时，明确表达了这种新的自然观：“物理学基本定律所描述的时间，从经典的牛顿动力学到相对论和量子力学，均未包含过去与未来之间的任何区别。甚至对于今日的许多物理学家而言，这已是一种信念：就自然的基本描述而言，不存在什么时间之矢。然而，无论在化学、地质学、宇宙学、生物学或者人文学科领域，处处都可以见到未来和过去扮演着不同的角色。”“我们确实是时间之矢之子、演化之子，而不是其祖先。”“观测者可以通过观测在时间对称的宇宙中引入不可逆性。

再者，像在时间佯谬中一样，从某种意义上说，我们对宇宙的演化模式负有责任。观测者的这种作用，给量子力学涂上了主观色彩。”（《确定性的终结》引言）普里高津把这种新的自然观称为一种新的理性。