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二十世紀即將結,二十一世紀即將來臨,二十世紀是光輝燦爛的一個世紀,是個類社會發展最迅速的一個世紀,是科學技術發展最迅速的一個世紀,也是物理學發展最迅速的一個世紀。在這一百年中發生了物理學革命,建立了相對信紙和量子力學,完成了從經典物理學到現代物理學的轉變。在二十世紀二、三十年代以后,現代物理學在深度和廣度上有了進一步的蓬勃發展,產生了一系列的新學科的交叉學科、邊緣學科,人類對物質世界的規律有了更深刻的認識,物理學理論達到了一個新高度,現代物理學達到了成熟的階段。
在此世紀之交的時候,人們自然想展望一下二十一世紀物理學的發展前景,探索今后物理學發展的方向。我想談一談我對這個問題的一些看法和觀點。首先,我們來回顧一下上一個世紀之交物理學發展的情況,把當前的情況與一百年前的情況作比較對于探索二十一世紀物理學發展的方向是很有幫助的。
一、歷史的回顧
十九世紀末二十世紀初,經典物物學的各個分支學科均發展到了完善、成熟的階段,隨著熱力學和統計力學的建立以及麥克斯韋電磁場理論的建立,經典物理學達到了它的頂峰,當時人們以系統的形式描繪出一幅物理世界的清晰、完整的圖畫,幾乎能完美地解釋所有已經觀察到的物理現象。由于經典物理學的巨大成就,當時不少物理學家產生了這樣一種思想:認為物理學的大廈已經建成,物理學的發展基本上已經完成,人們對物理世界的解釋已經達到了終點。物理學的一些基本的、原則的問題都已經解決,剩下來的只是進一步精確化的問題,即在一些細節上作一些補充和修正,使已知公式中的各個常數測得更精確一些。
然而,在十九世紀末二十世紀初,正當物理學家在慶賀物理學大廈落成之際,科學實驗卻發現了許多經典物理學無法解釋的事實。首先是世紀之交物理學的三大發現:電子、X射線和放射性現象的發現。其次是經典物理學的萬里晴空中出現了兩朵“烏云”:“以太漂移”的“零結果”和黑體輻射的“紫外災難”。[1]這些實驗結果與經典物理學的基本概念及基本理論有尖銳的矛盾,經典物理學的傳統觀念受到巨大的沖擊,經典物理發生了“嚴重的危機”。由此引起了物理學的一場偉大的革命。愛因斯坦創立了相對論;海林堡、薛定諤等一群科學家創立了量子力學。現代物理學誕生了!
把物理學發展的現狀與上一個世紀之交的情況作比較,可以看到兩者之間有相似之外,也有不同之處。
在相對論和量子力學建立起來以后,現代物理學經過七十多年的發展,已經達到了成熟的階段。人類對物質世界規律的認識達到了空前的高度,用現有的理論幾乎能夠很好地解釋現在已知的一切物理現象。可以說,現代物理學的大廈已經建成。在這一點上,目前有情況與上一個世紀之交的情況很相似。因此,有少數物理學家認為今后物理學不會有革命性的進展了,物理學的根本性的問題、原則問題都已經解決了,今后能做到的只是在現有理論的基礎上在深度和廣度兩方面發展現代物理學,對現有的理論作一些補充和修正。然而,由于有了一百年前的歷史經驗,多數物理學家并不贊成這種觀點,他們相信物理學遲早會有突破性的發展。另一方面,雖然在微觀世界和宇宙學領域中有一些物理現象是現代物理學的理論不能很好地解釋的,但是這些矛盾并不是嚴重到了非要徹底改造現有理認紗可的程度。在這方面,目前的情況與上一個世紀之交的情況不同。在上一個世紀之交,經典物理學發生了“嚴重的危機”;而在本世紀之交,現代物理學并無“危機”。因此,我認為目前發生現代物理學革命的條件似乎尚不成熟。
雖然在微觀世界和宇宙學領域中有一些物理現象是現代物理學的理論不能很好地解釋的,但是這些矛盾并不是嚴重到了非要徹底改造現有理認紗可的程度。在這方面,目前的情況與上一個世紀之交的情況不同。在上一個世紀之交,經典物理學發生了“嚴重的危機”;而在本世紀之交,現代物理學并無“危機”。因此,我認為目前發生現代物理學革命的條件似乎尚不成熟。客觀物質世界是分層次的。一般說來,每個層次中的體系都由大量的小體系(屬于下一個層次)構成。從一定意義上說,宏觀與微觀是相對的,宏觀體系由大量的微觀系統構成。物質世界從微觀到宏觀分成很多層次。物理學研究的目的包括:探索各層次的運動規律和探索各層次間的聯系。
回顧二十世紀物理學的發展,是在三個方向上前進的。在二十一世紀,物理學也將在這三個方向上繼續向前發展。
1)在微觀方向上深入下去。在這個方向上,我們已經了解了原子核的結構,發現了大量的基本粒子及其運規律,建立了核物理學和粒子物理學,認識到強子是由夸克構成的。今后可能會有新的進展。但如果要探索更深層次的現象,必須有更強大得多的加速器,而這是非常艱巨的任務,所以我認為近期內在這個方向上難以有突破性的進展。
2)在宏觀方向上拓展開去。1948年美國的伽莫夫提出“大爆炸”理論,當時并未引起重視。1965年美國的彭齊亞斯和威爾遜觀測到宇宙背景輻射,再加上其他的觀測結果,為“大爆炸”理論提供了有力的證據,從此“大爆炸”理論得到廣泛的支持,1981年日本的佐藤勝彥和美國的古斯同時提出暴脹理論。八十年代以后,英國的霍金[2,3]等人開始論述宇宙的創生,認為宇宙從“無”誕生,今后在這個方向上將會繼續有所發展。從根本上來說,現代宇宙學的繼續發展有賴于向廣漠的宇宙更遙遠處觀測的新結果,這需要人類制造出比哈勃望遠鏡性能更優越得多的、各個波段的太空天文望遠鏡,這是很艱巨的任務。
我個人對于近年來提出的宇宙創生學說是不太信的,并且認為“大爆炸”理論只是對宇宙的一個近似的描述。因為現在的宇宙學研究的只是我們能觀測到的范圍以內的“宇宙”,而我相信宇宙是無限的,在我們這個“宇宙”以外還有無數個“宇宙”,這些宇宙不是互不相干、各自孤立的,而是互相有影響、有作用的。現代宇宙學只研究我們這個“宇宙”,當然只能得到近似的結果,把他們的延伸到“宇宙”創生了初及遙遠的未來,則失誤更大。
3)深入探索各層次間的聯系。
這正是統計物理學研究的主要內容。二十世紀在這方面取得了巨大的成就,先是非平衡態統計物理學有了得大的發展,然后建立了“耗散結構”理論、協同論和突變論,接著混沌論和分形論相繼發展起來了。近年來把這些分支學科都納入非線性科學的范疇。相信在二十一世紀非線性科學的發展有廣闊的前景。
上述的物理學的發展依然現代物理學現有的基本理論的框架內。在下個世紀,物理學的基本理論應該怎樣發展呢?有一些物理學家在追求“超統一理論”。在這方面,起初是愛因斯坦、海森堡等天才科學家努力探索“統一場論”;直到1967、1968年,美國的溫伯格和巴基斯坦的薩拉姆提出統一電磁力和弱力的“電弱理論”;目前有一些物理學家正在探索加上強力的“大統一理論”以及再加上引力把四種力都統一起來的“超統一理論”,他們的探索能否成功尚未定論。
愛因斯坦當初探索“統一場論”是基于他的“物理世界統一性”的思想[4],但是他努力探索了三十年,最終沒有成功。我對此有不同的觀點,根據辯證唯物主義的基本原理,我認為“物質世界是既統一,又多樣化的”。且莫論追求“超統一理論”能否成功,即便此理論完成了,它也不是物理學發展的終點。因為“在絕對的總的宇宙發展過程中,各個具體過程的發展都是相對的,因而在絕對真理的長河中,人們對于在各個一定發展階段上的具體過程的認識只具有相對的真理性。無數相對的真理之總和,就是絕對的真理。”“人們在實踐中對于真理的認識也就永遠沒有完結。”[5]
現代物理學的革命將怎樣發生呢?我認為可能有兩個方面值得考試:
1)客觀世界可能不是只有四種力。第五、第六……種力究竟何在呢?現在我們不知道。我的直覺是:將來最早發現的第五種力可能存在于生命現象中。物質構成了生命體之后,其運動和變化實在太奧妙了,我們沒有認識的問題實在太多了,我們今天對于生命科學的認識猶如亞里斯多德時代的人們對于物理學的認識,因此在這方面取得突破性的進展是很可能的。我認為,物理學業與生命科學的交叉點是二十一世紀物理學發展的方向之一,與此有關的最關于復雜性研究的非線性科學的發展。
2)現代物理學理論也只是相對真理,而不是絕對真理。應該通過審思現代物理學理論基礎的不完善性來探尋現代物理學革命的突破口,在下一節中將介紹我的觀點。
三、現代物理學的理論基礎是完美的嗎?
相對論和量子力學是現代物理學的兩大支柱,這兩大支柱的理論基礎是否十全十美的
呢?我們來審思一下這個問題。
1)對相對論的審思
當年愛因斯坦就是從關于光速和關于時間要領的思考開始,創立了狹義相對論[1]。我們今天探尋現代物理學革命的突破口,也應該從重新審思時空的概念入手。愛因勞動保護坦創立狹義相對論是從講座慣性系中不同地點的兩個“事件”的同時性開始的[4],他規定用光信號校正不同地點的兩個時鐘來定義“同時”,這樣就很自然地導出了洛侖茲變換,進一步導致一個四維時空(x,y,z,ict)(c是光速)。為什么愛因勞動保護擔提出用光信號來校正時鐘,而不用別的信號呢?在他的論文中沒有說明這個問題,其實這是有深刻含意的。
時間、空間是物質運動的表現形式,不能脫離物理質運動談論時間、空間,在定義時空時應該說明是關于什么運動的時空。現代物理學認為超距作用是不存在的,A處發生的“事件”影響B處的“事件”必須通過一定的場傳遞過去,傳遞需要一定的時間,時間、空間的定義與這個傳遞速度是密切相關的。如果這種場是電磁場,則電磁相互作用傳遞的速度就是光速。因此,愛因斯坦定義的時空實際上是關于由電磁相互作用引起的物質運動的時空,適用于描述這種運動。
愛因斯坦把他定義的時間應用于所有的物質運動,實際上就暗含了這樣的假設:引力相互作用的傳遞速度也是光速c.但是引力相互作用是否也是以光速傳遞的呢?令引力相互作用的傳遞速度為c'。至今為止,并無實驗事實證明c'等于c。愛因斯坦因他的“物質世界統一性”的世界觀而在實際上假定了c=c'。我持有“物質世界既統一,又多樣化的”以觀點,再加之電磁力和引力的強度在數量級上相差太多,因此我相相信c'可能不等于c。工樣,關于由電磁力引起的物質運動的四維時空(x,y,z,ict)和關于由引力引起的運動的時空(x',y',z',ic't')是不同的。如果研究的問題只涉及一種相互作用,則按照現在的理論建立起來的運動方程的形式不變。例如,愛因斯坦引力場方程的形式不變,只需把常數c改為c'。如果研究的問題涉及兩種相互作用,則需要建立新的理論。不過,首要的事情是由實驗事實來判斷c'和c是否相等;如果不相等,需要導出c'的數值。
我在二十多年前開始形成上述觀點,當時測量引力波是眾所矚目的一個熱點,我曾對那些實驗寄予厚望,希望能從實驗結果推算出c'是否等于c。令人遺憾的是,經過長斯的努力引引力波實驗沒有獲得肯定的結果,隨后這項工作冷下去了。根據愛國斯坦理論預言的引力波是微弱的,如果在現代實驗技術能夠達到的測量靈敏度和準確度之下,這樣弱的引力波應該能夠探測到的話,長期的實驗得不到肯定的結果似乎暗示了害因斯坦理論的缺點。應該從c'可能不等于c這個角度來考慮問題,如果c'和c有較大的差異,則可能導出引力波的強度比根據愛因勞動保護坦理論預言的強度弱得多的結果。
弱力、強力與引力、電磁力有本質的不同,前兩者是短程力,后兩者是長程力。不同的相互作用是通過傳遞不同的媒介粒子而實現的。引力相互作用的傳遞者是引力子;電磁相互作用的傳遞者是光子;弱相互作用的傳遞者是規范粒子(光子除外);強相互作用的傳遞者是介子。引力子和光子的靜質量為零,按照愛因斯坦的理論,引力相互作用和電磁相互作用的傳遞速度都是光速。并且與傳遞粒子的靜質量和能量有關,因而其傳遞速度是多種多樣的。
在研究由弱或強相互作用引起的物質運動時,定義慣性系中不同的地點的兩個“事件”的“同時”,是否應該用弱力或強力信號取代光信號呢?我對核物理學和粒子物理學是外行,不想貿然回答這個問題。如果應該用弱力或強力信號取代光信號,那么關于由弱力或強力引起的物質運動的時空和關于由電磁力引起的運動的時空(x,y,z,ict)及關于由引力引起的運動的時空(x',y',z',ic't')
有很大的不同。設弱或強相互作用的傳遞速度為c'',c''不是常數,而是可變的,則關于由弱或強力引起的運動的時空為(x'',y'',z'',Ic''t''),時間t''和空間(x'',y'',z'')將是c'的函數。然而,很可能應該這樣來考慮問題:關于由弱力引起的運動的時空,在定義中應該以規范粒子的靜質量取作零時的速度c1取代光速c。由于“電弱理論”把弱力和電磁力統一起來了,因此有可能c1=c,則關于由弱力引起的運動的時空和關于由電磁力引起的運動的時空是相同的,同為(x,y,z,ict)。關于由強力引起的運動的時空,在定義中應該以介子的靜質量取作零(在理論上取作零,在實際上沒有靜質量為零的介子)時的速度c''取代光速c,c''可能不等于c。則關于由強力引起的運動的時空(x'',y'',z'',Ic''t'')不同于(x,y,z,ict)或(x',y',z',ic't')。無論上述兩種考慮中哪一種是對的,整個物質世界的時空將是高于四維的多維時空。對于由短程力(或只是強力)引起的物質運動,如果時空有了新的一義,就需要建立新的理論,也就是說需要建立新的量子場論、新的核物理學和新的粒子物理學等。如果研究的問題既清及長程力,又涉及短程力(尤其是強力),則更需要建立新的理論。
1)對量子力學的審思
從量子力學發展到量子場論的時候,遇到了“發散困難”[6]。1946——1949年間,日本的朝永振一郎、美國的費曼和施溫格提出“重整化”方法,克服了“發散困難”。但是“重整化”理論仍然存在著邏輯上的缺陷,并沒有徹底克服這一困難。“發散困難”的一個基本原因是粒子的“固有”能量(靜止能量)與運動能量、相互作用能量合在一起計算[6],這與德布羅意波在υ=0時的異性。
現在我陷入一個兩難的處境:如果采用傳統的德布羅意關系,就只得接受不合理的德布羅意波奇異性;如果采納修正的德布羅意關系,就必須面對使新的理論滿足相對論協變性的難題。是否有解決問題的其他途徑呢?我認為這個問題或許還與時間、空間的定義有關。現在的量子力學理論中時寬人的定義實質上依然是決定論的定義,而不確定原理是微觀世界的一條基本規律,所以時間、空間都不是嚴格確定的,決定論的時空要領不再適用。在時間或空間的間隔非常小的時候,描寫事情順序的“前”、“后”概念將失去意義。此外,在重新定義時空時還應考慮相關的物質運動的類別。模糊數學已經發展得相當成熟了,把這個數學工具用到微觀世界時空的定義中去可能是很值得一試的。
1)在二十一世紀物理學將在三個方向上繼續向前發展(1)在微觀方向上深入下去;(2)在宏觀方向上拓展開去;(3)深入探索各層次間的聯系,進一步發展非線性科學。
2)可能應該從兩方面去控尋現代物理學革命的突破口。(1)發現客觀世界中已知的四種力以外的其他力;(2)通過審思相對論和量子力學的理論基礎,重新定義時間、空間,建立新的理論
3)由于現代物理學尚未發生“危機”,因此目前發生現代物理學革命的條件也許還不成熟,物理學的發展和物理學革命都有賴于在物理實驗和對客觀物質世界的觀測中獲得新的結果,實驗和觀測是發展物理學的量重要手段,這是我們要關注的首要問題。然而,科學的發展和物理學的發展有本身的邏輯,符合客觀規律的、有真知灼見的思維也是一個關鍵。
關鍵詞:創新能力;思想;科學方法;課堂討論
在為培養創新人才而實施的研究性教學中,課堂教學仍然占有主導地位,而創新能力的培養則應成為課堂教學的主旋律。在理科的課堂教學中怎樣培養大學本科生的創新能力呢?筆者通過自己多年的教學與教學督導實踐,提出以下幾點思考供各位同仁參考,不當之處,請批評指正。
一、思想是課堂教學的主線
創新是一個民族進步的靈魂。創新人才的基本素質是具有創新意識、創新精神和創新能力。因此培養學生的創新意識、創新精神和創新能力是教學的首要任務。任何一門學科都是人類數千年文化思想發展與繼承的結晶,現代科學特點之一是發展神速,呈現了知識量激增和知識更新,新陳代謝加速的形勢。以此出發,知識的學習是無窮盡的,學習并掌握一門學科或一堂課的基本內容只是走了一個臺階,而形成這些內容或問題(定義、定律、規律、原理……)的歷史背景,提出或解決問題的出發點、觀點和方法則是教學中的精髓所在,這些東西能使學生進入一個更新、更高的境界,這也就是我們的先輩早就說過的“與其給人以魚,不如授人以漁”。正是在此意義上,我們說思想是課堂教學的主線,或者說,思想是課堂教學的龍骨。為此,在課堂中教師要帶領學生一道去分析、研究、探索、發現,一道跟隨歷史發展的足跡去類比、歸納、演繹、綜合、假定……在引入新課時,也要從歷史發展的角度提出所要討論問題的實驗材料、各種矛盾或困難,可以這樣向學生表述:“這就是當時擺在科學大師面前的難題,也是現在呈現在我們面前的問題,請大家和我一道思考。”例如,在物理和化學專業的量子物理(或量子力學)、結構化學課中,電子自旋的本質是一個尚待解決的問題,我們在課堂上對學生說:“自旋的本質至今仍是一個謎,諾貝爾獎的桂冠正等待著勇于攀登者去探索!”正是這種誘導與啟發,讓學生自己去“發現”與研究問題,能激發學生強烈的興奮感與探本求源的積極性,這種親歷探究,是讓學生真正體驗科學魅力的最佳途徑。
任何科學的發展都離不開人,任何科學的內涵都有不少有關人的豐富的內容。每一個科學規律,每一個科學發現不僅伴隨著這些智者長年累月的艱苦探索,也幾乎都伴隨著無數次失敗或失誤,從成功與失誤的對比中,更能使學生得到啟迪,更利于培育他們的創新精神。英國著名化學家戴維就曾感觸至深地說:“我的那些最重要的發現是受到失敗的啟發而獲得的。”為此,要求教師能有機地、恰如其分、不喧賓奪主地結合課程內容闡述科學史。已故北大化學家付鷹教授說得好:“一門科學的歷史,是那門科學中最寶貴的一部分,科學只能給我們知識,而歷史卻能給我們智慧。”因此在理科教學中,我們可以選擇一些典型事例(如物理學中熱的本質、光的本性、化學中的電離學說……)進行分析,從成功與失誤,正確與錯誤,一個觀點或另一個觀點的對比中傳授知識,引導學生跟蹤歷史的步伐去探索與判斷。在“結構化學”課量子力學基礎中講愛因斯坦關于光量子假設時,我們用幾分鐘講了普朗克的悲劇:到19世紀末,經典物理學已發展到了很完善的地步,以至不少物理學家公開聲稱,物理學的基本定律已被發現完了,剩下的事僅僅是解方程,“玩弄”數字符號罷了。可是隨著人們實踐的不斷發展,經典物理學的天空出現了兩朵烏云。其一就是黑體輻射的規律,維恩和瑞利?金斯的理論都只能解釋部分現象,如果按照瑞利?金斯公式,在紫外波段能量將發散,這就是艾倫費思特所說的紫外災難。1900年當時已年過40的普朗克運用內插法將維恩與瑞利?金斯的兩個公式結合成一個新的公式,能完全與實驗吻合,這就是大名鼎鼎的普朗克公式。在這個公式中他不得不提出一個假設:E=hv――“能量子”,普朗克也因此獲1918年諾貝爾物理獎。但是由于傳統觀念的束縛,他日夜操勞:或者把能量子假設納入經典理論的軌道,或者尋找回避這一假設的途徑。就這樣整整花了十五年,力圖放棄這一革命的假設。他有一次和兒子散步時,甚至說:“我現在做的事或者毫無貢獻,或者可能成為牛頓以后物理學上最大的發現。”就在舊的傳統觀念禁錮普朗克思想的時候,1905年當時年僅26歲的愛因斯坦,接過并推廣了由普朗克提出幾乎又被他扼殺的能量子假設,提出了新的“光量子”假設,建立了愛因斯坦的光量子說,同年,愛因斯坦還用能量子假設探討了固體的比熱。可是就在此時,普朗克還認為愛因斯坦“在其思辨中有時可能走得太遠了”。普朗克的這個悲劇是發人深省的。
在自然科學的發展史中,人類對真、善、美的追求,文化藝術的熏陶也是激發科學家創新思維的原動力。數學中的一個重要分支――群論,在物理和化學中占有重要的地位,它源于“對稱性”這一基本概念,而對稱性又源于人類對美的追求。在古希臘、古埃及、我國殷商時期出土的大量文物中,從花鳥蟲魚、飛禽走獸到飛天的,無不呈現為各種各樣的對稱圖案。正是這種對稱性,導致了一系列守恒定律,其中由左右對稱導致的宇稱守恒律,它們都被認為是永恒的顛不可破的絕對真理。至20世紀50年代,在亞原子領域,種種實驗表明:θ介子與τ介子具有相同的質量、電荷與壽命,應為同一種κ介子,但在衰變中卻顯示它們的宇稱不相同,與其他實驗矛盾,這就是著名的之θ~τ謎。堅信宇稱守恒的絕大多數物理學家對此迷惑不解,而深受中國古老文化熏陶的兩位年輕的中國科學家李政道、楊振寧,也許受了陰陽太極圖的啟示,敢于“冒天下之大不韙”,提出在弱相互作用中宇稱不守恒及實驗驗證的建議。可是當時另一位很著名的以理論思維極強、發現錯誤見長的物理學家泡利卻揚言:“我不相信上帝是一個軟弱的左撇子,我可以跟任何人打賭,做出來的結果一定是左右對稱的。”以中國女科學家吳健雄為首的實驗小組證實了這一發現。李、楊因此獲1957年度諾貝爾物理學獎。可見,具有一定的文化藝術素養對于理科生也是有益的。事實上,許多著名的科學家都有很好的文化素養,有的甚至可以說是多才多藝。如:愛因斯坦不僅是一位大物理學家,也是一個造詣很深的哲學家,一個很優秀的小提琴手。相對論量子力學的奠基人著名物理學家狄拉克的文學水平很高,楊振寧稱贊他的文章是“秋水文章不染塵”,沒有一點渣子,他的筆是神來之筆。我國科學家楊振寧、李政道、錢學森、蘇步青的文采都令人稱羨。因此,在課堂中,結合教學內容花3~5分鐘,用三言兩語“打侃”,對學生的啟迪與激勵遠遠超過知識的傳授。
在科學發展的漫長歷程中,人們對于自然規律的認識是逐漸深化的,絕對真理少之又少,現今廣泛呈現在各學科中的定理、定律或理論都只是相對真理。隨著生產力水平與科技水平的提高,這些相對真理或則被,或則會被修改、被完善。因此,在教學中一定要以辯證
的發展的觀點講解這些內容,要講它們的局限和不足。要使學生不僅對定理、定律不迷信、不僵化,反而有敢于挑刺、敢于質疑的叛逆精神。教師還可結合自己的科研向學生簡介自己的構思,引導學生去創造。例如,我們在結構化學中,對闡釋分子結構中的兩種理論分子軌道理論與價鍵理論進行了對比分析,指出其不足與發展前景,也簡介我們自己的工作。這樣不僅破除了大二學生對科研的神秘感,也激起了學生對科學研究的熱情。
二、科學方法――培養創新能力的基本途徑
科學方法是人們發現真理和改造自然的橋梁與手段。一般地說,科學方法包括歸納、演繹、觀察、實驗、假定、類比、推斷、分類、理想模型、思想實驗等方法。在課堂中結合科學史進行科學方法的教育,就不僅可以讓學生學到作為知識活動結果的結論,還可以學到如何運用這些科學方法來進行創造,發展科學。
在科學發展史中,運用科學方法進行科學創造,取得重大成果的例子比比皆是。眾所周知,抽象的邏輯思維與演繹是數學家發展數學的最基本方法,數學領域的絕大部分輝煌成果都由此而得。類比法是古今中外物理學家最常運用的思維方法,類比使物理學家取得重大突破的例子不勝枚舉:庫侖定律把靜電相互作用與萬有引力類比;盧瑟福將原子結構與太陽系進行類比;德布羅意將微觀粒子與光子類比;薛定諤將物質波與機械波類比……歸納法是使化學家取得重大發現的主要方法之一,人們熟知的元素周期律就是門捷列夫在分析當時已發現的六十余種化學元素的性質與原子量的關系后歸納得出的。在當代,對有機合成具有重要指導意義的“分子軌道對稱守恒原理”也是以大量有機化學實踐為基礎,正確運用歸納、類比、綜合等方法而得出的,這一規律的發現者之霍夫曼因此獲1981年諾貝爾獎。在天文學、地學、生命科學等學科中也可舉出許多類似的例子。
在教學中,教師不僅要通曉本學科的科學發展史,更要善于精心組織教學內容,運用科學方法進行教學活動。尤為重要的是教師若能在講授中邏輯思維縝密、推理演繹嚴格、講授語言簡練準確,娓娓道來、滔滔不絕,這種示范作用將使學生折服,受益終身。我國著名科學家吳有訓兩支粉筆講完一堂課的完美形象,使同樣是著名科學家的錢偉長在進入耄耋之年后仍念念不忘。
三、課堂討論――激發創新火花的催化劑
在以學生為主、學習為主的開放式、研究性教學實施時,由教師根據教學內容精心組織適量的課堂討論,是激發創新火花的催化劑。上世紀中葉以著名物理學家玻爾為首的哥本哈根學派培養了一大批諾貝爾獎獲得者,他們以各種形式進行的學術討論會對科學創造或發現所帶來的推動作用是舉世聞名的。
【關鍵詞】 熱力學;統計物理;教學方法
一、引言
熱力學與統計物理是理論物理的五大分支之一,具有與其它四個分支(經典力學、電磁學、相對論、量子力學)同等重要的科學與工程地位。熱力學與統計物理課程是本科教學中物理學及相關專業的一門重要基礎理論課程,它以大量微觀粒子組成的宏觀物質系統為研究對象,基于熱力學理論和統計物理理論,揭示熱運動規律以及與熱運動有關的物性及宏觀物質系統的演化。許多工程科學都是由熱力學所衍生的或與其密切關聯,例如傳熱學、流體力學、材料科學等,該課程也是學習量子力學、固體物理的基礎。熱力學的應用范圍很廣,主要包括:引擎、渦輪機、壓縮機、發電機、推進器、燃燒系統、冷凍空調系統、能源替代系統、生命支援系統及人工器官等。
通過熱力學與統計物理課程的教學,可以培養學生的形象思維和邏輯思維能力,提高學生的物理修養,使學生深入認識熱力學與統計物理理論,能從熱力學和統計物理學角度闡述熱運動的規律及熱運動對物質宏觀性質的影響,能基于熱力學和統計物理學理論解決實際熱力學問題。熱力學理論和統計物理學理論的統一性的教學,可使學生樹立物質世界是分層次的、宏觀現象與微觀本質緊密聯系、量的積累引起質的變化等物理學基本觀點。然而該門課程抽象性強,教學難度很大,因此教學過程中必須有針對性的采用科學的教學方法以保證良好的教學效果。
二、重點突出物理思想和物理方法教學
科學思想和方法是物理科學的重要內容。美國著名物理學家費恩曼曾經說過:對學習物理的人來說,重要的不是如何正規嚴格地解方程,而是能猜出它們的解并理解物理的意義。清華大學著名物理學家葉企孫教授也曾強調指出: 物理教學不僅要給學生以知識,更要給學生科學思想和方法。可見物理思想和物理方法在物理教學中的重要性。物理知識的認識和發展是依賴于物理思想的發展和建立于科學的物理方法的基礎之上的。物理知識的傳授是“授人以魚”,物理思想和物理方法的傳授則是“授人以漁”。僅僅傳授物理知識容易使學生對掌握的結論確信無疑,這將限制學生的創造性和個性發展。而物理思想和物理方法的傳授不僅是為學生提供必要的知識儲備外,也是為他們提供能力儲備。
在熱力學統計物理課程的教學中,除了物理思想和物理方法自身具有的重要地位之外,授課學時少和授課內容多的矛盾、化繁為簡提高教學效果的要求也需要將物理思想和物理方法的傳授放在一個重要位置。把握該課程的物理思想和基本方法,對授課內容和知識結構進行優化和調整,是解決授課學時少和授課內容多的矛盾的根本方法。熱力學統計物理課程對學生數學基礎要求也較高,涉及到大量繁復的公式數學推導和變換,導致學生在學習該課程的過程中很容易將注意力停留在物理公式的數學形式上而忽略了其中的物理意義、物理思想和物理方法,最終結果是導致學生思維混亂、滿頭霧水。因此,在熱力學統計物理課程中應該盡量簡化物理公式的數學推導和數學變換方面的教學,而將教學的重點放在物理公式的物理意義、物理思想和物理方法方面,幫助學生從物理角度對授課內容進行深入理解。
三、排除學生心理障礙
熱力學與統計物理課程的特點是比較抽象,學生理解困難和難以建立相應的物理圖像。較大的學習阻力會影響學生學習該課程的興趣和愛好,導致學生存在接受熱力學與統計物理的物理思想和相關理論的心理障礙。上述在把握課程的物理思想和基本方法的基礎上對授課知識結構進行優化調整和將授課內容化繁為簡是排除學生心理障礙的一個有效方法,此外好的課題引入對于排除心理障礙從而激發學生學習興趣也會起到十分重要的作用。如教學實踐證明,課程緒論由熱力學發展史引入,從“熱”本質的爭論到焦耳、克勞修斯、開爾文、能斯脫、麥克斯韋、玻爾茲曼、吉布斯等科學家的豐功偉績進行逐步闡述,可以有效激發學生學習統計物理的興趣和增強學生的學習信心。恰當地運用熱力學統計物理發展史能夠提高學生的創新思維水平,提高學生整合信息、發現問題的能力。[1]同時也有利于激發學生的自我意識[2]和有助于學生理解物理知識,有助于學生體驗物理學的批判精神和形成整體性的物理知識觀。[3]再如在統計理論部分的課題引入時,重點突出物理思想,突出宏觀系統由大量微觀粒子組成的特點,使學生真正清楚統計物理學的研究對象及方法,理解統計物理與熱力學的不同之處和統一之處,也可以有效消除學生學習統計物理的形成心理障礙。總之,通過好的課題引入,激發學生的學習興趣和調動學生的學習積極性,消除學生的畏難情緒,對排除學生學習熱力學統計物理的心理障礙不無裨益,這也是保證學生在熱力學統計物理課程學習過程中始終保持學習主動性的關鍵。
四、詳細闡述熱力學與統計物理兩種方法的關系
熱力學方法與統計物理方法是熱力學與統計物理研究大量微觀粒子組成的宏觀物質系統的熱現象的兩種基本方法,兩種方法的有機結合是熱力學統計物理理論的一個基本特征,應幫助學生很好地把握該基本特征。熱力學的基本任務是研究熱運動的基本規律,是研究熱現象的宏觀理論,它不涉及物質的微觀結構,而是從能量轉化的觀點出發,依據在大量實踐中總結出來的幾條基本宏觀定律,運用嚴密的邏輯推理而形成的一整套完整的熱現象理論。統計物理學的基本任務是揭示熱現象的本質,是研究熱運動的微觀理論,它從物質的微觀結構出發,依據微觀粒子所遵循的力學規律,再用概率統計的方法求出系統的宏觀性質及其變化規律。熱力學理論的發展先于統計物理學的發展,其起源可追溯至十七世紀末開始的長期而激勵的“熱”本質爭論,到19世紀中頁在焦耳測定熱功當量的工作基礎上熱力學第一定律得以建立了“熱質學”,奠定了熱力學的發展基礎,并在克勞修斯、開爾文、能斯脫等人的進一步努力下建立了熱力學第二定律和第三定律,使熱力學理論更臻完善。熱力學能解決宏觀熱現象的一些問題,但仍未能對熱現象的本質作出解釋。在熱力學發展的同時,分子運動論也開始發展起來。克勞修斯從分子運動論的觀點出發導出波意耳-馬略特定律。麥克斯韋應用統計概念研究分子的運動,得到了分子運動的速度分布定律。玻爾茲曼給出了熱力學第二定律的統計解釋。最后吉布斯發展了麥克斯韋和玻爾茲曼的理論,建立了系綜統計法。至此統計物理學形成了完整的理論。可見熱力學理論和統計物理理論的發展雖有先后之分,但是發展過程卻緊密聯系,對應的兩種研究方法各有優缺點又有機結合,二者的區別和聯系如下表所示:
基礎 方法 優點 不足
熱力學方法 由大量現象總結歸納的熱力學基本定律 數學演繹、邏輯推理 高度的普適性、可靠性 無法解釋漲落現象、無法揭示熱現象本質
基礎 方法 優點 不足
統計物理方法 物質微觀結構、宏觀量與微觀量的關系、等概率原理 概率統計方法 可求具體物質的熱性質、解釋漲落、揭示熱現象本質 近似性
可見,熱力學方法和統計物理方法共同來自于人們對宏觀熱現象的明確認識和微觀熱運動特征的準確把握,二者相輔相成,互為補充,是一個有機統一體,缺一不可。課程教學過程中,應在詳細闡述熱力學與統計物理學的概念定義、發展歷史的基礎上講授二者的有機統一關系,使學生對兩種方法有一個整體的認識,準確把握課程的基本特征,這有利于學生理解熱力學統計物理的物理思想和建立相應的物理圖像。
五、幫助學生建立課程理論框架
學生在學習熱力學與統計物理的過程中,難以理解相關的物理思想、定理定律和無法建立清晰的物理圖像,很大程度上是由于沒有很好地把握課程的知識要點和理論主線。熱力學與統計物理課程有機結合思維方式截然不同的熱力學和統計物理兩種方法,分別從宏觀和微觀兩個層面對物質系統的熱運動規律進行研究,同時數學推導和變換繁復,因此學生在學習的過程很難捕捉到課程的知識要點和提煉出課程的理論主線,這就要求教師有意識的幫助學生把握課程的整體理論框架。
汪志誠的《熱力學·統計物理》教材為例,[4]可以建立如下課程基本理論框架:課程分為熱力學和統計物理兩個部分。熱力學部分包括熱力學基本定律部分(核心)、均勻熱力學系統的熱力學公式、熱力學基本定律和熱力學公式的應用三部分,前兩部分為熱力學的基礎理論,第三部分包括基礎理論在均勻單元系、均勻多元系以及非均勻系中的應用。統計物理部分包括平衡態統計理論、漲落理論和非平衡態理論,平衡態統計理論為核心部分,又包括最概然統計理論和系綜理論。在授課學時日漸縮減的情況下,可將最概然統計理論作為本科教學中統計物理部分的講授主體。該部分可以分為系統微觀構成的描述和基本統計規律、基本統計規律在不同微觀系統中的應用兩部分,后者包括了基本統計規律在玻爾茲曼系統、波色系統和費米系統中的應用。這樣的一個簡明的整體理論框架的建立,有助于學生對相關定理定律的融會貫通和對課程的物理思想和物理方法的整體理解,從而幫助學生建立完整的熱力學統計物理圖像,達到該課程的最終教學目的。
六、結論
熱力學統計物理是本科物理學及相關專業的一門重要基礎理論課程,具有抽象且數學知識要求高的特點,教學難度很大。在該課程的教學過程中通過重點突出物理思想和物理方法教學、排除學生心理障礙、詳細闡述熱力學與統計物理兩種方法的關系、幫助學生建立課程理論框架等科學的教學方法的應用,可以有效提高教學質量,幫助學生深入理解相關的物理思想和掌握相關的物理方法,建立完整的熱力學統計物理圖像。
【參考文獻】
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[4] 汪志誠.熱力學·統計物理[M].北京:高等教育出版社,2003.
【關鍵詞】應用物理學;發展
1 應用物理的起步和發展
在古時候,雖然人們對自然界中事物的認識只依靠直覺和思辨性猜測,但是此時已經有了物理知識的應用。從刀耕火種之中就能看到物理力學的基本應用,由此可見應用物理在生活中的普遍性,以及應用物理發展的必然性。這個時期,得到較大發展的是與生產實踐密切相關的力學,諸如靜力學中的簡單機械、杠桿原理等在農業和狩獵之中有廣泛的應用。在該過程中很多的經典物理理論得到實踐。而后的時期中更是有了電磁學在實際生活中的應用和發展,指南針就是電磁學方面應用于實際生活的重要代表作。聲學方面,唐朝的編鐘聞名世界,優美的音律讓人們能更好的享受生活。自古時候到近代,總可以在現實生活中看到物理學的應用,這就是最初期的應用物理的起步和發展。在應用物理沒有成為專門化的學科時,它早已經融入了人們生活的點點滴滴,貫穿于生活的每個角落。
2 應用物理在經典物理學時期的發展和貢獻
15世紀末,在資本主義生產關系發展的過程中,生產和技術得到了更大的發展。近代自然科學在該時期特定歷史需求下誕生了。物理學增加了系統的觀察實驗和嚴密數學演繹相結合的研究方法。引發了17世紀在物理天文學和力學方面的大發展。牛頓建立力學體系,開啟了近代物理學的大門。到了18世紀時期,應用物理在資本主義生產關系中有了突破性的進展,瓦特改良的蒸汽機大大的提升了工業革命的進程,出現了發明和使用機械大時代。如爾頓于1814年英國人史蒂芬孫發明蒸汽機車;玻爾茲曼,吉布斯等創建了統計物理學,使得熱機的效率得到了很大的發展,結束了二類永動機的輝煌時期。在18世紀應用物理的發展也使機械論的自然觀成為當時物理學的主導思想。19世紀,物理學得到了快速和重大的進展,不同領域之間的聯系不斷被挖掘出來。如新數學方法與物理研究不斷聯系,并建立了熱力學、分子運動論、波動光學、經典電磁場理論等完整的理論體系。從奧斯特發現在實驗中發現了電流的磁效應,到安培提出分子電流假設,再到電磁感應定律的發現,最終麥克斯韋總結出的位移電流假定,創建一套完整的電磁理論體系。同期的應用物理也取得了重大的發展,從第一臺電動機的制作,到電力工程、電磁通訊的迅速發展。無疑是應用物理在歷史中的逐步登臺,應用物理正從現在中的平民角色變為更為人們熟知的明星形象。應用物理的重要性正在不斷的凸顯,在歷史的科技生產和日常生活中占有了更加重大的地位。
3 物理應用指出了近代物理的不完備性
18世紀在統計力學和熱力學及麥克斯韋電磁場理論的建立后,經典物理學發展達到一個歷史的至高點。經典物理學取得了比之歷史看來十分突出的成績,令不少當時的物理學家萌生了一種錯誤的認知:物理學的知識已經完備,物理學最基本的、核心的問題都得到了應有的解決,只有需要更深層次細化和需要深入研究的問題在細節上需要作出一小部分的補充和修整,從而令已有的公式更加的貼近最真實的物理本質。但在19世紀,生產技術的發展,隨著各種精密、大型儀器的制作,研究對象由宏觀到微觀、從低速到高速,并不斷的觸及到神秘的宇宙和物質內部的結構。讓人們對宏觀世界的認識,發生了巨大的轉變。在物理應用于現實的過程中,在進行科學實驗時發現了一些不能用當時經典物理學解釋的現象。從開始的電子、X射線和放射性現象被人們所發現。到黑體輻射的“紫外災難”和無結果的“以太漂移”。此類與經典物理學的基本理論和基本概念有強烈的沖突的實驗,使傳統的經典物理學觀念受到了重大的質疑,這正是物理應用引起的物理學的一場新的歷史進程。在矛盾被提出后愛因斯坦提出了相對論;相繼的薛定諤、海林堡等物理學家提出了量子力學的觀點,由此結束了經典物理學深受質疑的局面,將理論物理學提升到了一個新的高度。在該物理學理論性提升的過程中,物理應用起著不可忽略的作用。正是將理論付諸于應用才將理論深層次的不完備性挖掘出來,進一步推動物理學的理論化進程。
4 應用物理專業化的正式確立
4.1 正式確立
在十九世紀末期,二十世紀初期隨著物理學的不斷發展,核技術的逐步崛起,此時應用物理作為一個領域從整體物理中被專門挑選出來,相對于更加注重結合數學的理論研究的物理專業而言,應用物理更注重理論在現實生活中的實際運用。確立了應用物理的地位,表明了對應用物理態度的改變。是應用物理正式走向專業化的標志。在20世紀以來應用物理在航空航天、電子電信、聲、光等基礎開發和應用中取得了巨大成就。
4.2 獨立化意義
應用物理在現在的應用面不斷拓寬,在醫療、宇航、新能源開發等方面都有廣泛應用,在人們生活水平不斷提高的當代,在發展新型能源的今天,人們對醫療條件和能源供應有了更深層次的要求。應用物理的重要性日益明顯,只有不斷發展應用物理才能滿足當代人們的生活需求。曾經的蒸汽機極大程度的解放了勞動力,電子通信的發展拉近了人們的距離,讓一個個新興娛樂產業萌芽,極大的加速了經濟的發展。在現有的科技水平上不斷的發展應用物理才能加速一個時代的進步。
5 應用物理學未來發展展望
就應用物理的發展來說在這里引用物理學家、諾貝爾獎得主楊振寧前輩的一句話來說:“今后二十物理學的成就會遠遠不及100年前,每一門學科的發展都是有起伏的。未來相當一段時間,物理學不會在理論上有大的突破,此時的物理學很多新領域出現了,為我們打開了很多門,每一個門走進去都能大有作為。”無疑應用物理就是這樣的一個新領域,在理論無法取得重大突破的現在,應用物理在各方面取得的成績是可喜的。在物理理論近乎停滯的近些年,各國相繼在應用物理的指導下將各種航天器送入太空,不斷的探索宇宙的奧秘。在信息傳遞方面不斷的革新,將信息的傳遞變得簡單化和便捷化。從巨型的計算機到mini iPad,每一次的進步都帶來了更大的驚喜。應用物理的研究方向是順應歷史需求的,就應用物理今后的進程很多學者有自己的理解,就當前時代的需求:對宇宙的開發。新型航天器的研發將會是每一個國家努力的方向。再次應新時代能源的需求,核反應進一步的可控化也將是一個研究的大方向,同時新型能源開發必不可少。
6 總結語
本文通過分析應用物理學的發展歷程,總結了應用物理學發展過程中出現的比較重要的幾個時期,我們要不斷的回顧和總結應用物理學的發展歷史,從歷史中吸取發展經驗,為應用物理學的日后發展提供經驗。
【參考文獻】
[關鍵詞]科學革命;哲學思維;常規科學;科學危機;范式轉換
在近代自然科學從哲學中分離出來之前,一切學問或學術可以說都在哲學這一母體內孕育和成長。那么,當自然科學以及其他學科逐步從哲學這一母體分娩并走上自身發展道路之后,包括自然科學在內的各門科學,能脫離哲學及其思維方式而獨立發展嗎?或者說各門科學與哲學之間那個連接胎兒和母體的“臍帶”真的能被剪斷或真的被剪斷了嗎?這是一個過去和當代任何一門學科或科學的形成和發展都必須面對并要加以認清的問題,否則任何一門學科或科學的形成和發展都難以實現。本文力求從自然科學發展中的科學革命及其思維過程角度來探索這個問題。
一、科學革命及其實質
所謂“科學革命”,是指“一種整體性的革命,這既可以針對整個科學而言,也可以針對某一學科而言。至于某一學科內部某個理論體系中的個別科學觀念的變化,我們一般不稱其為科學革命,而把它視為科學觀念的局部變革(也有人稱之為‘局部革命’或‘小型革命’)。這種變革雖然也是科學觀念的部分質變,但并未引起整個科學觀念的根本質變和整體質變”。這里所說的“科學革命”,“其最極端、最易于識別的形式可以用哥白尼主義、達爾文主義和愛因斯坦主義的出現作為例證——在這種事件中,一個科學共同體放棄一種長期看待世界、探索科學的方式,轉而支持另一種往往不相容的探索這個科學的進路”。例如,拉瓦錫的氧化說取代燃素說所帶來的化學革命,物理學中牛頓革命和愛因斯坦革命及其所帶來的相應的整個科學革命,等等。
最早明確提及科學革命的思想家也許是彭加勒。在1905年,他就敏銳地洞察到物理學危機和革命的征兆,并對它進行了系統的分析和論證。李醒民把彭加勒關于科學革命的基本觀點概括為:(1)由于新實驗與舊理論的尖銳沖突,物理學已處于危機之中;(2)危機能加速物理學的根本變革,是物理學進入新階段的前兆;(3)要擺脫危機,就要在新實驗事實的基礎上重新改造物理學。由此,可以得出結論:(1)科學革命是新的科學理論代替舊的科學理論,并且新理論與舊理論有根本的不同,是理論的根本變革,即科學理論發生根本的質變和飛躍;(2)科學革命前有一個危機時期,它是新實驗與舊理論的尖銳沖突,即舊理論處于危機之中。
繼承并發揮了彭加勒科學革命思想中科學理論質變和飛躍思想的科學革命論者是波普爾。他把科學看做人類心靈的探險事業,認為科學的本質就在于永無止境的探索。他把問題作為整個科學探索的起點,運用“證偽”或“否證”概念,把科學看做四階段的發展:P,(問題1)TT(試探性理論)E(消除錯誤)P2(問題2)。科學探索和發展就是這樣一個周而復始、永無止境的過程。
然而,庫恩不滿意波普爾把理論看做科學變革實體的思想,認為波普爾“過分集中注意了科學理論的革命性變革”,“只是盯住科學發展中的非常規事件或革命事件”,“把科學事業中非經常性的革命部分的特點賦予了整個科學事業”;應該更強調常規科學的作用,因為“正是常規科學而不是非常規科學,最能把科學同其他活動區別開來”。當然,庫恩也繼承和發揮了彭加勒的科學革命前有一個危機時期即舊理論處于危機之中的思想。在這一點上,彭加勒、波普爾和庫恩是一致的,“都強調新理論拋棄并取代了與之不相容的舊理論的革命過程”。
可以說,庫恩的科學革命思想是對彭加勒科學革命思想的具體展開和深化。他對科學的發展提出了更為動態、細致的描述模式:前科學一常規科學一危機一科學革命一新的常規科學一十……在庫恩的描述模式中,常規科學就是有確定的范式并在范式指導下的有固定套路和方法的解題活動;危機是出現反常——原有范式下不能解決的實驗和現象,是隨著反常的增多而產生的對原有范式的懷疑和動搖;革命是新理論的產生并取代舊理論而成為新的范式;因而革命是范式的轉變——新范式取代舊范式。其中,常規科學中出現的反常以及所引發的危機是科學革命不可或缺的前奏。
庫恩對科學革命與常規科學、反常、危機之間的辨證發展關系進行了詳細的闡述。在庫恩看來,在常規科學時期,“科學家不是革新者,而是解決疑難的人,他所集中注意的疑難,恰恰是他相信在現有科學傳統范圍中既能表述、也能解決的”。“然而——問題就在這里——受這種傳統束縛的研究工作,最終的結果還是一定會改變這個傳統。幾次三番地連續致力于闡述公認的現行傳統,最終還是會在基本理論中、在問題領域以及在科學標準中出現一種變換,即我以前所說的科學革命。”可是,常規科學研究為什么“更能產生打破傳統的新事物”?“這是因為,任何其他類型的工作都不能這么容易通過注意力的長期集中而找到困難的所在和危機的原因,而基礎科學最根本的進展正是依賴于對這種困難和危機的認識上”。庫恩認識到,當“理論碰到了麻煩……科學家需要徹底依附于一種傳統,但要取得完全成功又必須與之決裂。部分是由于科學家常規研究的問題性質,要求這樣的依附。我們已看到,這通常都是一些深奧的疑難,疑難的挑戰性并不在于解答所揭示的內容,而在于為提出任何解答都有待克服的技巧上的困難。人們只有確信的確存在一種可以由創造能力揭示的解,才能研究這些問題,也只有現有的理論才有可能保證這種信心。只有理論給大多數常規研究題目以意義。懷疑理論,往往也就是懷疑構成常規研究的復雜的專門疑難是否真有一個解”。因而,在庫恩看來,常規科學研究的目的“在于完善現有范式,而非發明新范式。只有當這種完善工作失敗后,科學家才會遭遇第三類現象,即公認的反常現象,其特征是無法被現有范式同化。只有這類現象才會促成新理論的發明”。而且“反常只在范式提供的背景下顯示出來。范式越精確,涵蓋面越廣,那么它作為對反常的一個指示器就越靈敏……范式不會太輕易地被拋棄,科學家將不會輕易地被反常煩擾,因而導致范式改變的反常必須對現存知識體系的核心提出挑戰……常規科學具有強烈的傳統性質,也標志著這種傳統的追求為常規開展自身的變化徹底地鋪設了道路”。
從常規科學到科學危機再到科學革命,其間有不可分離的張力和辨證推進的發展過程,可以說,沒有常規科學研究的推進就不可能有科學危機,而沒有科學危機也就不可能有科學革命的發生。因此,“富有成果的科學家也必須是個傳統主義者,他很樂于用已有規則玩復雜的游戲,以便成為一個發現用來玩游戲的新規則和新棋子的成功的革新家”。庫恩還用發散和收斂之間的相互補充及其張力來形象地描述常規科學與科學革命之間的關系。他說:“科學發現和發明本質上通常都是革命的。因此,它們確實要求思想靈活、思想開放,這是發散式思想家的特點……如果不是大量科學家具有高度思想靈活和思想開放的特性,就不會有科學革命,也很少有科學進步。”然而,“常規研究,甚至是最好的常規研究,也是一種高度收斂的活動,它的基礎牢固地建立在從科學教育中獲得的一致意見上,這種一致意見又在以后專業研究的生活中得到加強。可以肯定,在典型情況下,這種收斂式的或者說受一致意見制約的研究工作終將導致革命……收斂式研究的持久時期正是革命轉換所必不可少的準備。”從庫恩的描述可以看出,收斂式的常規科學研究是革命發生的不可或缺的準備,沒有持久的常規科學研究,也就不可能發現和應對反常和危機,也就不可能有科學革命和科學的進步。“科學研究只有牢固地扎根于當代科學傳統之中,才能打破舊傳統,建立新傳統。這就是為什么我要談到一種隱含在科學研究之中的‘必要的張力’。”
顯然,庫恩的核心問題是科學革命,但他著墨的重點卻在常規科學上,強調常規科學研究的持久和堅定所導致的物極必反的效力——舊范式的突破而導致科學革命。因此,在庫恩的思想中,不論是常規科學、反常、危機還是科學革命,都是圍繞范式而展開的。常規科學是范式不變并在范式指導下的解題活動;危機是范式的動搖;科學革命是范式的轉換。
總之,科學革命是新理論取代舊理論,是新范式取代舊范式的范式轉換,這是一個從常規科學到出現反常再到危機并最終實現科學革命的持續發展的過程。
二、哲學思維貫穿科學革命始終
上述分析表明:從形式上看,科學革命是有與舊理論根本不同的新理論的產生,是有不同于舊范式的新范式的產生和確立。那么,新理論與舊理論的根本不同到底在什么地方呢?它是怎樣產生的呢?
對此,李醒民在總結諸多科學哲學家關于科學理論的要素和結構的論述基礎上,認為“成熟的或高級的科學理論是由科學公理(基本概念和基本假設)、導出命題或科學定律、科學事實(感覺經驗和觀察資料的科學陳述)三大要素組成的嚴密的邏輯演繹體系。”其中,科學公理是科學理論的邏輯前提或概念框架,是科學理論大廈的建筑基礎,離開它們,科學理論就失去賴以立足的基礎和進一步展開的依據,就根本無從建立起來。也就是說,科學理論的更新是基本概念和基本假說的更新,是創建出比原有科學理論的基本概念和基本假說更適合于自然對象、具有更大解釋力的新的基本概念和基本假說的過程。因此,要進行科學革命,必然要有新的基本概念和基本假說的創立,這是前提,也是最為關鍵之點。也可以說,建立在新的基本概念和基本假說基礎上而形成的新理論及其被科學共同體所接受,就實現了科學革命。在李醒民看來,科學的概念基礎和基本假設是科學理論賴以立足的本體論和邏輯基礎。“在科學理論的更迭中,特別是在科學史上為數不多的科學革命中,摧毀的正是這個基礎,而不是別的”;“在科學革命中,科學家用新的基本概念和基本假設取代了舊的科學公理,比如用牛頓力學的公理基礎取代亞里士多德的概念框架和分類范疇,用相對論的基本概念和基本假設取代牛頓力學的公理基礎,這就是所謂的范式轉換”。對此,愛因斯坦也認為,在面臨科學革命時,“整個物理學的基礎可能需要從根本上加以改造”;“我們關于物理實在的觀念絕不會是最終的。為了以邏輯上最完善的方式來正確地處理所知覺到的事實,我們必須經常準備改變物理學的公理基礎”。
那么,什么樣的科學家才能擔當此任(改變科學理論的公理基礎)呢?答案是:只有那些有意識地對科學所遇到的疑難問題進行哲學思維、在哲學思維的層面上工作的少數科學家。事實上,具體的科學理論都有特定的哲學世界觀為其基礎,要建立新的科學理論就必須找到新的哲學世界觀作為其基礎;而新的哲學世界觀的形成,必須在比科學理論層次更高的、哲學世界觀的層面上來思考問題,它不再是科學層面上的問題,而是更高、更抽象的哲學思維層面上的問題了。
在哲學思維層面上,范式不僅包括科學理論的公設,而且也包括關于這些公設必須適合的世界的預設,關于它們應該如何適合那個世界的預設,關于試圖使它們適合的恰當步驟和判斷何時是成功的或不成功的標準的預設,這些都與哲學世界觀層面上的基本概念和基本假說相聯系。這依賴于人的整體論(wholism),“整體論導致與傳統觀點的巨大差異。所謂的整體論,我意指下述觀點:組成部分融入這樣的統一體,以至于即使部分本身的性質也受到那個統一體的影響。整體的性質在某種意義上是部分本身的性質的決定因素。庫恩的整體論奠基于整體論的感知理論和整體論的(或融貫論的)意義理論。”對此,馬根瑙(H,Margenau)進行了具體的闡述:在頂端一級,我們遇到所謂的原始經驗(protocol experience),即感覺材料、觀察,它們無凝聚力,本身沒有秩序,需要用在原始領域沒有直接給出的輔助概念(supplementary con—cepts)來“說明”或理論化;說明包含著概念化的程序,處于原始經驗之下的一級結構;在底部,每一門科學都顯示出十分普遍的命題,它們被稱為公理或公設;無論給定的科學在給定時刻的公理是什么,它們都通過演繹的形式分析導出高一級的即較少的普遍的命題,通常稱它們為定律或定理;由定律或定理還可以推出比較特殊的推論;這些推論借助對應規則與經驗資料聯系,以決定其去留。
關于此,庫恩有經典的闡述:“在公認的危機時期,科學家常常轉向哲學分析,以作為解開他們領域中的謎的工具。科學家通常并不需要當哲學家,也不想當哲學家。的確,常規科學通常與創造性的哲學保持一段距離,而且這可能有充分的理由。在常規研究工作中能夠利用范式作為模型進行時,就無須使規則和假定弄得很清楚明白……由哲學分析所找出的整套規則,甚至也并不非要不可。但這不是說,尋找假定(甚至是不存在的假定)不可能是削弱心理上的傳統束縛、并為新傳統提供基礎的一條有效途徑。17世紀牛頓物理學的突現,20世紀相對論和量子力學的突現,并不是偶然事件,而是兩者都以相同時代研究傳統的基本哲學分析為先導和相伴隨的。在這兩個時期,所謂的思想實驗在研究的進步中起到如此重要的批判作用,也不是偶然的。”在此,庫恩表達了這樣幾層意思:(1)在常規科學時期,科學與哲學保持距離,科學家不做哲學家的事,也不想當哲學家;(2)在危機時期,科學家常常轉向哲學分析,并且這種哲學分析是擺脫舊傳統建立新傳統的有效工具和途徑;(3)牛頓物理學、相對論和量子力學等的科學革命,都說明了這一點。
當然,這種哲學層面上對問題的分析,也必須結合原有科學理論背后的哲學世界觀問題來進行,即挖掘并揭示原有科學理論與其背后的哲學世界觀的深層關系。這一點,庫恩也進行了闡述,認為“在成熟科學中,新理論以及越來越新奇的發現不能從頭誕生。相反,它們是從舊理論中涌現的,是關于世界應包含什么現象和不應包含什么現象的舊信念的母體中涌現的。通常這種新奇事物太過于奧妙莫測,引不起未受很多科學訓練的人的注意。即使受過相當的訓練……更為可能的是,即使敢于闖進這些領域的科學家,僅僅依賴于他接受新現象的能力以及對新的組織模式的靈活性,也將一事無成。倒不如說他會使他的學科退回到意見尚未一致或自然狀態的歷史階段。”
通過上面的分析,我們可以看出,科學革命實際上是形成科學理論基本概念、基本假說、評價標準、思維方式的變化,是哲學世界觀的改變。因此,科學革命是一場科學觀念和思維方法的徹底重建。當然,科學革命并沒有拋棄已有的經驗材料和經驗知識,只是改變理解原有材料和知識的方式和規則:“科學革命打碎的只是科學理論的舊框架,摧毀的只是科學的舊基礎。”
因此,從本質上看,如何實現科學革命——基本假設的革命即世界觀和方法論的變革,這是一個哲學問題,只是在自然科學中它是由科學家來表述、刻畫和解決的。純粹的哲學家很難解決這些專業內的科學問題。但是,專業的科學家如果還在原有范式指導下工作而不進行哲學創新思維,也是不能實現科學中的革命的(這并不是說,在科學危機時期,科學家要接受哲學家的指導而從事科學研究;而是說,如果科學家在該學科中不進行本體論和方法論的思考和創新,從而打破原有范式的本體論和方法論禁錮,是不可能實現科學理論創新即科學革命的)。所以,在科學革命中,科學家就是在做哲學的工作。科學家和哲學家都提出某種本體論和方法論,但哲學家要對這種本體論和方法論進行展開和論證,而科學家的工作是把新的本體論和方法論即科學基本概念和基本假說具體化為新學科的理論并用實驗加以檢驗。這恰如查爾默斯所說,“對基本原則進行持續的批判,最恰當地說,是哲學而非科學所具有的特征”。而對基本原則進行持續的批判,只能是少數的具有哲學思維能力的科學家所進行的工作。科學家“經常不能”完成新舊范式的轉變,而且,即使那些有哲學思維能力的科學家,如果科學不處于危機中,他們也不能進行或完成科學革命。因而,“替論的發明恰恰是科學家們很少做的,除非在其科學發展的前范式階段和在其后演變期間非常特殊的場合”。在一個學科內,如果像波普爾“猜想和反駁”的方法所表征的那樣,不斷地對基本原則提出質疑,那么該學科就不可能取得重大進步。這是因為那些原則沒有足夠長的不受到挑戰的時間使專門的工作得以完成。雖然愛因斯坦憑借他所具有的創造性和勇氣對物理學的一些基本原則進行了挑戰并取得了重大進展,但是我們不應忽視這一事實:正是經過在牛頓范式框架內200年的逐一的具體工作,以及在電磁學理論內100年的工作,才揭示出愛因斯坦將會認識到并且用他的相對論來解決的問題。
因而,“在科學革命中,科學家用新的基本概念和基本假設取代舊的科學公理”。在波普爾看來,科學革命就是一個科學理論被另一個科學理論所取代,就是一組主張被另一組不同的主張代替;同樣,庫恩也認為,一場科學革命不僅涉及一般定律的變化,也涉及看待世界的方式的變化,還涉及在那些評價理論時所要持有的標準的變化。
總之,科學革命是一個量變到質變的過程,革命包含在危機及解決危機的艱難的探索過程之中,沒有對危機和解決危機的探索,就沒有科學革命。這一過程,必須打破原有常規科學時期的科學觀念,并創立新的科學觀念,即新的基本概念和基本假說并建立新的理論范式,才能最終實現。而“獲得新范式、做出這些基本發明的人,幾乎總是非常年輕的人,或者新進入一個其范式將由它們所改變的領域的人,也許對此不需要再做更明確的說明,因為很明顯,他們很少在以前的實踐中受常規科學傳統規則的束縛,他們特別有可能看出,那些規則已經不再適用了,并且去設計出另一套規則代替它們。”
即使在有不同理論競爭對手的威脅時,科學家的哲學思考也是必要的。由于常規科學時期科學家接受訓練的方式以及他們若想有效地工作就必須接受的訓練的方式,他們對他們在其中工作的范式的確切性質,將是一無所知的,也無法加以闡述;但當一個范式受到某個競爭對手的威脅時,他們就必須努力清楚地說明一個范式中所包含的普遍定律以及形而上學原則和方法論原則,以便保護它們免遭有威脅的新范式中的那些替代者的傷害。庫恩總結說,“科學家面臨反常或危機,都要對現在范式采取一種不同的態度,而且他們所做研究的性質也將相應地發生變化。相互競爭的方案的增加,做任何嘗試的意愿,明確不滿的表示,對哲學的求助,對基礎的爭論,所有這一切都是從常規研究轉向非常規研究的征兆”。當人們認為反常正在給某個范式提出嚴重問題時,一個“明顯的無專業安全感”的時期便來臨了。此時,常規科學家開始進行哲學和形而上學的爭論,并且試圖依據哲學論據為他們的創新辯護。
三、哲學與科學的關系
事實上,科學革命不但沒有改變科學與哲學之間原有的生成關系,從某種程度上看反而在這個過程中強化了這種生成關系。從這方面看,具體科學不但是從哲學這一母體中生發出來的,而且在它獨立后的每一次的科學革命中,都要回到哲學思維的層面才能得以完成。可以說,具體科學的每一次重大發展(科學革命)都是借助于哲學思維(哲學世界觀的改變而形成新的基本概念和基本假說)來完成的。
其實,理論思維,就是確立基本概念和基本假說,然后形成判斷、推理的過程;沒有這種從概念到判斷、再到推理的過程,就沒有理論及其理論思維。科學理論的發展就是基本概念的邏輯展開,就是圍繞基本概念和基本假說的建構而進行的。從這個意義上說,科學理論的關鍵和核心就是確立并描述各種范疇如何圍繞基本概念而展開并得出結論的。可以說,由基本概念構成的理論的邏輯基礎決定著這個理論的本質以及它在認識對象上可能達到的程度。概念是科學理論大廈的基石,基本概念及其關系構成了科學理論的邏輯基礎。而哲學思維是科學革命的酵母,無論是在科學的創立之時還是在科學危機以及科學革命時期,哲學思維都起到關鍵性的作用。按照馬克思從“抽象到具體”的上升方法,科學理論的邏輯展開必須不斷地與現實對象接觸;從理論的抽象的一般到它的任何一個具體形態,都必須有中間環節作為對應原理,即科學理論的結構形式是由抽象一般、經驗具體和中間環節構成的演繹的邏輯體系。
于是,科學和哲學的關系,可以具體地表述為:一切科學的最基礎部分、也是最深處,都是哲學問題,都必須進行哲學思考。有人把哲學看做概念思維,是很準確的。哲學就是形成對認識對象的基本概念和基本假說,而推理、演算和驗證就成了具體科學的事了。因而,在哲學和科學之間永遠保有切不斷的“臍帶”,科學借助這一“臍帶”從哲學母體中不斷獲得新生的根基和養分;哲學通過這一“臍帶”,從各門豐富發展的科學理論中不斷獲得重生的形式。按庫恩的說法就是:“恰恰是拋棄批判性對話才是轉變到科學的標志。一個領域一旦轉變成為科學,只有在基礎搖曳的危機時刻才會出現這種批判性對話。只有對相互競爭的理論必須進行選擇時,科學家的行動才像是哲學家。”
更一般地說,哲學是回答為什么(why)的問題,而科學是回答怎么樣(how)的問題。前者是講道理、講原理的學問,后者是講機制、講理論的學問;機制、理論來自于道理和原理,沒有道理和原理就沒有機制和理論。就像地基和大樓的關系一樣,有什么的地基才能建起什么樣的大樓,大樓是由地基決定的;但從思考建什么樣大樓的角度看,也可以說,要想建造什么樣的大樓,就要思考打造什么樣的地基的問題。一個是大樓與地基的原理關系問題,一個是如何造大樓的機制問題。一般情況下,我們并不一定要認識為什么的問題,才能回答怎么樣的問題;但解決了怎么樣的問題,一定包含著對其中為什么問題的正確的原則性理解,即隱含了對為什么問題的原理的理解,雖然我們并不一定知道其中的具體的原理是什么。在科學革命中,科學家從怎么樣的問題回到為什么的問題,即從建什么樣的大樓回到要建什么樣的地基的問題;而在常規科學中,科學家面對的是在一定的地基上如何具體建造大樓的問題。在這個意義上,一般地說,哲學家做的是打地基的工作,而科學家做的是在一定的地基上如何建大樓的工作;但在不得不推倒舊大樓而建造更高的新大樓時,問題首先還得回到建造合適的地基問題上,雖然這時的工作還得由科學家來做,但科學家必須在哲學家工作的意義上展開工作,否則他將一事無成。并且這樣的工作,也只能由少數的、有哲學家頭腦的科學家來完成。
【關鍵詞】有機體/過程/生成/過程哲學/懷特海
【正文】
在現代西方哲學家中,英國著名哲學家阿爾弗雷德·諾思·懷特海(AlfredNorthWhitehead,1861~1947)可謂是個興趣廣泛、思想獨特,且在多種學科中頗有建樹的大師級人物。這一點突出地表現在,他把數學家的嚴密與哲學家的智慧天才地融為一體,同時又在自然科學,尤其是理論物理學方面造詣頗深,有資格對愛因斯坦的相對論作出評論,甚至提出不同的見解,從而把數學家、邏輯學家、哲學家、半個科學家、科學史學家、教育家和社會學家集于一身,這在19世紀后半期至20世紀中葉的現代西方哲學家和思想家中是極為少見的。因此,日本懷特海研究專家田中裕稱之為“七張面孔的思想家”——數理邏輯學家、理論物理學家、柏拉圖主義者、形而上學家、過程神學的創始人、深邃的生態學家和持教育家立場的文明批評家。(注:[日]田中裕,2001年,第3頁。)
用今天的眼光看,懷特海一生盡管寫了許多著作,然而毫不夸張地說,《過程與實在》是其一生哲學思想精華之集大成,是其名符其實的代表作。用當代美國著名哲學家、美國加州克萊蒙特大學過程研究中心教授小約翰·B.科布和大衛·R.格里芬的話說,這本著作是“最近兩個世紀以來最重要的哲學著作之一”,“是歷來最為復雜并最富創見的哲學論著之一”。(注:小約翰·B.科布和大衛·R.格里芬,1999年,《過程神學》,曲躍厚譯,中央編譯出版社,第177頁。)
縱觀西方哲學發展史,《過程與實在》不僅是現代西方哲學的主要哲學著述之一,而且就整個西方哲學著述而言,該書絕對可以入圍最佳哲學著作之列。盡管由于20世紀以來分析哲學和各種形式的實證主義公開宣揚“拒斥形而上學”的巨大影響,同時,也由于懷特海本人在這部論著中使用了大量晦澀難懂的新概念和新范疇來表述其新思想,從而使這部高揚形而上學的著作在現代西方哲學的百花園里似乎有點受人冷落,不少人對這部著作敬而遠之,認為其中提出的思想似乎與現代西方主流哲學有些格格不入,然而“是金子遲早要發光的”。隨著分析哲學的式微及其與人本主義哲學相融合的趨勢,懷特海在《過程與實在》中所闡述的過程哲學或機體哲學思想,已經日益受到越來越多的東西方有識之士的青睞。該書自問世以來,圍繞其所探討的諸多問題,已經(借用過程哲學的術語來說)“生成”許多二手的研究性和闡釋性著作,并在美國逐漸“生成”一個過程哲學學派或有機哲學學派,出現了專門的研究機構——“過程研究中心”(設在美國加州克萊蒙特大學)。該書中所闡述的過程哲學思想已經日益深入人心,被越來越多的人所接受。特別是隨著環境問題和生態問題的日益突出,以及宗教哲學研究在當代西方世界逐漸興起,懷特海的過程哲學和有機體思想更加被人們所重視,從而成為當代西方哲學中的熱門話題之一。
一、過程哲學的基本思想和觀點
從基本內容和特征來看,《過程與實在》可以說是一部張揚形而上學思辨理性的哲學杰作,是一部獨辟蹊徑、磨礪辯證發展過程思想的別開洞天的哲學著述,也可以說是懷特海集數十年(這本書是他在66歲以后開始撰寫的)數學、邏輯、歷史、科學和哲學的潛心思考,為我們精心熬制的一道高蛋白、高濃度的哲學靚湯。
《過程與實在》全書共分5編。第一編闡述了過程哲學的所謂方法問題,并且概要地闡述了過程哲學的基本范疇,以及過程哲學的宇宙論據以構成的觀念圖式。第二編則試圖運用這些觀念圖式來揭示構成文明思想之復雜結構的諸觀念和問題,如“事實與形式”、“自然秩序”、“機體與環境”、“主體性原則”、“符號參照系”、“命題”和“過程”等。為了獲得與哲學問題有關的人類經驗的合理說明,他還考察了一組屬于17、18世紀的哲學家,尤其是笛卡兒、牛頓、洛克、休謨和康德的哲學觀點。他認為,這些哲學家中的任何人在闡述經驗的基礎時都是片面的,但是,從總體上看,他們所給出的一般陳述則支配著后繼哲學的發展。第三和第四編則根據以上方法和觀念構造出一種機體哲學或過程哲學的宇宙學圖式,從而對傳統哲學中的時間、空間、因果性和認識論諸問題提出了一種全新的解釋。用懷特海的話說,建構過程哲學的宇宙論圖式的宗旨,是闡述一種嚴密的宇宙論觀念,通過直面各種有關的經驗話題發展這些宇宙論觀念的意義,并且最后詳細闡述所有具體話題都可據之而發現它們的相互聯系的某種恰當的宇宙論。第五編則涉及到如何看待宇宙學難題的終極方法的最終解釋問題,并試圖回答“萬物最終歸結于什么?”這一問題。懷特海明確指出,這里的觀點接近于布拉德雷的觀點是不言而喻的。
在學術界看來,雖然懷特海在《過程與實在》中總是以“機體哲學”來指稱自己闡述的新哲學,并明確地指出該書致力于闡述的哲學理論叫做機體哲學,(注:參見懷特海,2003年,《過程與實在》,中文版,楊富斌譯,中國城市出版社,“作者前言”。)然而,用“過程哲學”來概括懷特海在該書中所闡述的基本思想和觀點,似乎更為確切。
根據筆者的理解,懷特海在《過程與實在》一書中所闡述的過程哲學的基本思想和觀點,主要有如下幾點:
首先,過程哲學明確地把自身設定為某種抽象的和思辨的形而上學理論,并認為形而上學對于人類的經驗和認識具有其他學科不可替代的特殊作用。這使懷特海的過程哲學與當代西方哲學,尤其是各種形式的實證主義明確地“拒斥形而上學”的價值取向形成鮮明的對照。
在懷特海看來,“哲學是對抽象的說明,不是對具體的說明”。(見懷特海:《過程與實在》中譯本,楊富斌譯,中國城市出版社,2003年,第34頁。以下凡引此書,只注明頁碼)“形而上學范疇不是對顯而易見的東西所作的獨斷性陳述,而是對各種終極性的普遍原理所作的試探性的系統陳述。”(第13頁)對具體的經驗現象的說明,是實證科學的任務,而對抽象和普遍的說明,才是形而上學的任務,因此,形而上學必然要創立一系列一般概念。形而上學創立一般概念的最終目的,不是要建立一個抽象的理性王國,而是要幫助人們更好地理解自然和宇宙。用懷特海的話說,“通過提供一般概念,哲學應當使人們對潛藏在自然母腹中的那些尚未變為現實的無數具體實例的認知變得更容易。”(第29頁)除此之外,形而上學所具有的現實目標之一,是精確地分析各種命題。不僅要分析形而上學的各種命題,還要分析諸如“今天吃飯有牛排”和“蘇格拉底是不朽的”這類極為普通的命題。盡管每一種哲學都會依次遭受被其他哲學所取代的命運,但是,由各種哲學體系所組成的總體,則表達了關于宇宙的各種各樣的普遍真理,并期待著對各種有效性領域進行協調和分工。(參見第12、19頁)
懷特海還具體分析了建構形而上學體系所要堅持的原則和手段。他說:“在恰當的形而上學體系中,當我們還沒有精確地定義關于各種存在物的范疇圖式時,哲學爭論的每一個前提都是可以存疑的。”(第13頁)因此,他特別推崇笛卡兒的懷疑方法,并以此為前提,首先精確地定義了其形而上學的基本范疇圖式(共27種范疇),以此為基礎批判性地考察和分析了自古希臘哲學以來,特別是近代以來西方哲學各主要派別的基本思想。他還明確地指出,每一門科學都必定會設計自己的工具,而哲學所需要的工具是語言。(參見第18頁)然而,哲學又不能原封不動地照搬日常語言的原有用法,而是要賦予其特殊的涵義,使其成為哲學特有的專業語言。“哲學之所以使用自己的專業語言,表達了各種思想流派所具有的這樣一種意圖,即它們都試圖清晰地表達經驗事實所預設的那些普遍觀念。由此可以推知,形而上學學說的任何創新,都展示著與流行的哲學文獻中所存在的那些事實陳述具有某種程度的不一致性。這種不一致性標志著形而上學方面的分歧程度。”(第21頁)
通常認為,形而上學理論作為哲學中最抽象的基本理論,是遠離人們現實的社會實踐活動的。然而懷特海則認為,形而上學與實踐具有密切的關系。他明確指出:“在‘實踐’中所發現的任何東西,必定都存在于形而上學的描述范圍之內。當這種描述不能包含這種‘實踐’時,這種形而上學就是不恰當的,需要進行修正……形而上學只不過是對適合于全部實踐細節的那些普遍性所作的描述而已。”(第21頁)并且強調檢驗形而上學理論之真偽的標準是實踐及其效用,當然,用他的話說,“任何形而上學體系都不能完全地期望滿足這些訴諸實踐的檢驗。這種體系充其量只是對所尋求的那些普遍真理的逼近。”(第22頁)
懷特海還明確地講道,每一種哲學理論中都有一種基本原則。在過程哲學中,“這種基本原則叫做‘創造性’。”過程哲學“拋棄了思想的主詞—謂詞形式,迄今為止就其前提而言,這種形式是對事實的終極特征的直接體現。結果,那種‘實體—性質’概念被排除,并且以動力學過程描述代替了那種形態學描述”。(第11頁)在這里,懷特海一方面堅持用創造性原則來說明宇宙及其過程,另一方面明確地提出了他的形而上學原理所采用的基本方法是以流變和生成為基本特征的動力學方法,而不是靜態的形態學描述方法。
那么,如何論證形而上學理論的正確性呢?對此,懷特海清醒地認識到:“哲學的主要危險在于證據選擇的狹隘性。”(第611頁)所以,懷特海盡力從各門自然科學(主要是現代物理學,特別是相對論和量子力學)、數學、邏輯、語言學和符號學等學科中廣泛地選擇證據,尤其是以近代科學的發展(代表作就是其《科學與近代世界》一書)來說明和闡述其過程思想和機體哲學。
在談論哲學和形而上學的性質和功能時,懷特海還涉及到西方哲學的一般方法論問題。他認為:“歐洲哲學的興起在很大程度上是由數學發展為一門抽象的普遍性科學所造成的。但是,在哲學后來的發展中,哲學方法一直深受這種數學樣板之害。數學的主要方法是演繹法,哲學的主要方法是描述性的概括法。在數學的影響下,演繹法被強加給哲學,作為其標準方法……對哲學方法的這種誤解,掩蓋了哲學在提供一般觀念方面的巨大功績,而這種一般觀念增加了我們對經驗事實理解的清晰性。”(第17頁)這些論述對于我們今天深刻理解西方哲學方法論具有啟發意義,其內在意蘊尚需我們進一步作深入系統的研究。
其次,在本體論上,過程哲學堅持過程就是實在,實在就是過程。整個宇宙是由各種事件、各種實際存在物相互連接、相互包涵而形成的有機系統。自然、社會和思維乃至整個宇宙都是活生生的、有生命的機體,處于永恒的創造和進化過程之中。構成宇宙的基本單位不是所謂原初的物質或物質實體,而是由性質和關系所構成的“有機體”。有機體的根本特征是活動,活動表現為過程,過程則是構成有機體的各元素之間具有內在聯系的、持續的創造過程,它表明一個機體可以轉化為另一個機體,因而整個宇宙表現為一個生生不息的活動過程。因此,懷特海有時也把自己的這種實在論叫做“有機實在論”,認為“用物理學的語言來說,從唯物論向‘有機實在論’的這種轉化——正如這種新的觀點可以被稱呼的那樣——是用流動的能量概念取代靜止的質料概念”。(第564頁)
懷特海明確地反對傳統西方哲學的實體實在論觀點,認為構成世界的最終的基本單位既不是亞里士多德哲學意義上的“第一實體”,也不是笛卡兒哲學意義上的“實體”,更不是什么絕對的“精神實體”。
那么,什么是實際存在物呢?懷特海明確回答說:“實際存在物的本性惟一地在于,它是某種正在被攝入的事物。”(第73頁)何謂攝入?他說,實際存在物與宇宙中的每一項都有某種完全而確定的聯系。這種確定的聯系,就是它對那一項的攝入。所謂攝入有兩種類型,一種是積極的攝入,一種是消極的攝入。消極的攝入是把宇宙中的某一項從積極的促成作用中確定地排除,而積極的攝入則是對進入積極的促成作用中的那一項的確定的包含。這種積極的進入叫做對那一項的“感受”,其他存在物則被要求來表現任何一項是如何被感受到的。現實世界中的所有實際存在物,相對于某種作為“主體”的既定實際存在物而言,必然要被那個主體“感受到”,盡管一般來說這種感受是模糊不清的。(參見第73頁)
有時,懷特海也從實際存在物與主體的關系角度來界定實際存在物。在《過程與實在》中他曾明確地講道:“實際存在物既是從事經驗活動的主體,又是其經驗的超體。這就是主體—超體,而且這種描述中的任何一半都須臾不能離開我們的視野。當考察實際存在物自身的實在的內在構造時,在多數情況下將會使用‘主體’一詞。但是‘主體’永遠應當被理解為‘主體—超體’的縮寫形式。”(第50頁)有時,他又從實際存在物與事實的關系角度談到,“終極事實就是實際存在物,一切概莫能外;并且這些實際存在物就是經驗的沉淀物,既錯綜復雜又相互獨立。”(第31頁)
懷特海認為,每一種實際存在物都可以用無數方法來分析。把實際存在物分析為各種“攝入”,是一種展示實際存在物的本性中最具體的成分的分析方式,這種分析方式可叫做“區分”。每一種攝入都能在其自身中再現實際存在物的各種普遍特征:它與外部世界是有關聯的,因而它具有某種“矢量特征”,它涉及到情感、意圖、評價和因果性。(第32頁)
與笛卡兒的二元論不同,懷特海的過程哲學試圖以某種單一類型的實際存在物為圖式,對宇宙進行富有洞察力的哲學描述。(第33頁)懷特海認為,實際存在物由于彼此攝入而相互關涉。實際存在物的這種共在事實叫做“聯結”。“那些直接的現實經驗的終極事實就是這些實際存在物、攝入和聯結。對于我們的經驗來說,所有其他一切都是派生的抽象物。”(第33頁)
對于實際存在物,不僅可以作形態學的分析,還可以進行發生學的分析。正是在發生學意義上,懷特海明確地把實際存在物看作一個過程。在他看來,實際存在物是變動不居的,它處于不斷流變的世界之中。根據過程哲學的觀點,“實際存在物完成之日,就是它毀滅之時。”(第150頁)這種創造物在不斷地毀滅,因而成為不朽的。“這個過程從發生學上說可以被分析為一系列預設了它們的先行者的那些次狀態。”(第281頁)因此,實際存在物是一個過程,這里存在著從狀態到狀態的生長;存在著整合與再整合的過程。(第517頁)這樣一來,整個宇宙,包括自然、社會和人的生命,都是由各種實際存在物的發展過程所構成的一條歷史軌跡,它在相當程度上是前后相承的。
總之,從本體論角度看,過程哲學“試圖把世界描述為那些個體的實際存在物的產生過程,每一種實際存在物都有其自身絕對的自我造就能力”。(第109頁)整個宇宙就“是一種面向新穎性的創造性進展”,而不是一種穩定的形態學意義上的宇宙。(第407頁)
當然,關于實際存在物一直處于流動世界之中的觀念,并不完全是他的首創。懷特海指出,早在柏拉圖《蒂邁歐篇》中就有關于事物永遠處于生成和消滅過程之中的思想,因而其提出的過程觀念只不過是這種思想的延續和擴展而已。然而,他也批評道:“整個近代思想都在暗中預設了非進化的物質觀。直到最近幾年,惟一的選擇還是:要么物質性的宇宙是永恒的,它一直保持現在這種類型的秩序;要么它根據耶和華的命令而誕生和走向滅亡。”(第174頁)因此,他致力于根據近代科學成果來系統地和明確地闡述早在《蒂邁歐篇》中就已經包含的過程思想。需要強調的是,懷特海從本體論上把“過程”看做是實在,把實在看做是過程,這與傳統的過程思想是有本質區別的。同時,懷特海還詳細地考察和論證了宇宙的過程性,并把這種過程明確區分為宏觀過程和微觀過程,分別對其作了詳細說明,這也是具有開創性貢獻的。懷特海明確指出:“過程有兩種類型:宏觀過程和微觀過程。宏觀過程是從已獲得的現實性向獲得之中的現實性的轉化;而微觀過程是各種條件的變化,這些條件純粹是實在的,已進入確定的現實性之中。前一過程造成了從‘現實的’向‘純粹實在的’轉化;后一過程造成了從實在的向現實的增長。前一過程是直接生效的,后一過程是目的論的。未來是純粹實在的,沒有成為現實;而過去是由諸現實性所組成的一個聯結。諸現實性是由它們的實在的發生狀態所構成的。現實是目的論的過程的直接性,實在是通過這種直接性而成為現實的。前一過程提供了那些實際上支配著獲得的條件,而后一過程提供了現實地所獲得的種種目的。‘有機體’概念以雙重方式同‘過程’概念相結合。由種種現實事物構成的共同體是某種有機體。但是,它不是一種穩定的有機體。它是某種處于產生過程之中的未完成物。因此,就種種現實事物而言,宇宙的擴展是‘過程’的首要意義;而宇宙在其擴展的任何階段上都是‘有機體’的首要意義。”(第392頁)
再次,在認識論上,過程哲學也提出一些獨特看法。我們知道,近代哲學研究的中心問題就是認識論,而認識論的基本問題是主體與客體的關系問題,并認為主體與客體相區分是認識發生的前提。懷特海則認為,認識論問題和實在論問題若相互孤立起來,就不可能得到恰當的解決。認知者和被知者、知識與對象、觀念與事物的二元論,正是他認為近代哲學乃至整個西方哲學所具有的弊端。因此,他試圖用攝入概念來消解這種二元對立
以攝入思想為基點,懷特海所提出的一個重要觀點是,作為主體的自我是在過程之中出現的突現物。傳統的西方哲學認為,在實際進行認識和取得知識之前,必須先有認識者。而懷特海的觀點則與此相反。他認為,執行攝入功能者即主體是攝入活動的產物。用懷特海的話說,感受者(feeler)是從自己的感覺活動中出現的統一體。同時,根據過程哲學的基本觀點,懷特海指出,傳統哲學中的“主體”一詞容易引起誤解,認為最好使用“超體”一詞來表達有關的思想。因為“這種作為主體的超體正是產生那些感受的過程的目的。各種感受不能與它們所要達到的目的相割裂;這種目的就是感受者。各種感受以感受者為目標,作為它們的目的因。各種感受就是其所是,以便使它們的主體可能是其所是”。(第406頁)
關于認識的客體,懷特海也不同意傳統西方哲學認識論的基本觀點,即把認識客體當作外在于認識活動和認識者的自在對象。相反,懷特海認為,任何東西只要在主體身上能夠喚起某種特定的活動,它就構成認識的客體。也就是說,客體也是在認識的過程中生成的,是與主體現實地發生關系的客觀對象,或者說是主體的認識活動所指向的對象。
就主客體的關系來說,懷特海認為,每一種實在的經驗場合都是一個主體,場合的主體性隨場合的存在而存在。實際存在物從主觀性上永遠消失,在客觀性上卻是不朽的。消失中的現實性得到了客觀性,同時卻失去了其主觀的直接性。打個比方說,我們那些死去的祖先,作為直接的主體他們無疑已經死去了,然而作為客體卻始終存在,永垂不朽仍受到我們的理解,并對我們產生著現實的影響。因而懷特海寫道,客體是自然中永遠不會消逝的元素。
如此看來,在認識過程現實地發生之前,根本無所謂主體和客體之分。主體和客體是在實際存在物的相互作用過程中逐步生成的,主體與客體的關系以及主體對客體的認識也是一個逐步生成的過程。正是在這個意義上,懷特海明確地批評近代以來在西方哲學中占主導地位的主客二元對立的思維方式,指出:“全部近代哲學都是圍繞著如何根據主詞和謂詞、實體和性質、殊相和共相而描述世界的困難為轉移的。其結果永遠與我們的直接經驗相抵觸”。(第89頁)他認為,這種傳統哲學只能把我們引到某種孤立的實體之中,不能使我們更清晰地認識現實世界。而實際上,一種實際存在物被另一種實際存在物“攝入”或“感受到”,是一種完全的相互作用。而且主體的“意識是以經驗為先決條件的,而不是經驗以意識為先決條件”。(第95頁)這同近代哲學所強調的認識主體必須具有自我意識為前提才能進行認識的觀點形成鮮明對照。他還強調,某物要成為現實的認識對象,就必定意味著所有現實事物都同樣要成為客體,同時還意味著,全部現實物都要成為主體,每一個主體都要攝入它由此產生的宇宙。
就身心關系而論,在懷特海看來,“物質活動和精神活動難解難分地相互交織在一起。”這同笛卡兒明確堅持的身心二元論及洛克的有關論點也大相徑庭,因為在他們看來,物質世界與精神世界是相互獨立的兩個世界,盡管這兩個世界具有難以說清的偶然聯系。(參見第594頁)過程哲學則把物質和精神、身體和心靈看做是同一個過程中的兩個要素,認為兩者不可分割地聯系在一起,這對我們深刻理解身心關系具有重要啟發作用。
在過程哲學中,知識被當做過程之中的中介狀態,認識屬于一種主觀的形式,這種主觀形式或者被客觀內容吸收到滿足的主體性之中的那種功能所承認,或者不被其承認。(參見第293頁)對于“感受”,過程哲學也有自己的獨特理解。它把“感受”歸之于整個現實世界,而不僅僅是主體的感受。懷特海指出,“感受”可從以下幾個方面來考察:(1)所感受到的實際場合;(2)所感受到的永恒客體;(3)所感受到的各種感受;(4)它自身的主觀的強度形式。在這種合生的過程中,這些不同的感受會繼續達到更寬廣的整體感受的普遍性。(第386頁)“從所有方面看,感受都是確定的,具有確定的主體、確定的原初材料、確定的否定性攝入、確定的客觀材料和確定的主觀形式。”(第405頁)感受是主體內在地包含的一個方面,因此,“感受不能從包含著它的實際存在物中抽象出來。這種實際存在物叫做感受的‘主體’。正是借助于其主體,感受才成為一種事物。”(第406頁)這方面的深刻蘊意,也有待于我們進一步挖掘。
懷特海還考察了語言、命題的本質及其作用。他說,每一種實際存在物都是一種經驗博動,包含著經驗范圍內的現實世界。他認為,過程哲學中的判斷理論既可以被很好地描述為一種符合論,也可以被描述為一種融貫論。而實際上它是一種符合論,因為它把判斷描述為關于某種命題與客觀化的聯結之間的一致性或不一致性綜合攝入的主觀形式。(第347頁)在懷特海看來,判斷是主體在過程之中的某種感受。就這種主體而言,它有可能是正確的,也有可能是不正確的,而命題則是對判斷的分析。判斷是一種綜合感受,是感受的某種決定,而命題則是所感受的內容,而且只是被感受到的材料的一部分。(第351頁)懷特海對判斷和命題所作的這種區分和界定,也值得我們從認識論上進一步研究。
懷特海還把過程哲學與康德的先驗哲學作了對比。他認為,過程哲學是對康德哲學的顛倒。他說,《純粹理性批判》描述了主觀材料進入客觀世界的現象之中的過程,而過程哲學則試圖描述客觀材料如何進入主觀的滿足之中,以及客觀材料中的秩序如何提供主觀滿足之中的強度。在康德看來,世界是從主體中顯現出來的;而在過程哲學看來,主體是從世界中顯現出來的——世界是“超體”而不是“主體”。(第162頁)對于“主體是從世界中顯現出來的”這一觀點,也值得我們進一步思考與分析。
對于認識結果的檢驗問題,懷特海提出一個非常重要的思想:“恰當的檢驗不是最終的檢驗,而是過程的檢驗。”(第24頁)這在現代西方哲學中可謂獨樹一幟。眾所周知,科學理論的檢驗問題是現代西方科學哲學中的一個熱門話題,也是一個難題。“過程檢驗”論也許是一個值得進一步探討的新途徑和新方法。
此外,從認識論角度看,過程哲學還試圖建構一種對純粹感受的批判。(第207頁)為此,懷特海詳細考察了感覺、知覺、判斷、直覺、因果觀念、審美體驗和符號等在認識過程中的作用,并且考察了有意識的知識的正確性何以保證的問題。
最后,從方法論上看,過程哲學所使用和所推崇的方法是所謂發生學方法。與過程思想相一致,懷特海試圖以動態原則和過程原則來重建哲學,并以一系列新范疇和新闡釋來系統闡述其過程哲學的基本主張,力求避免對自然的二重化、簡單位置的謬誤和誤置具體性的謬誤等。
二、過程哲學對我們的啟示
要對懷特海過程哲學思想作出全面而科學的評價,尚需進行全面系統的研究,至少需要用一部專著來作解釋。這里僅就其對我們的啟示,作一些初步概括。
我們知道,人類思想中最寶貴、最重要、最有用的屬性之一,是它有能力一般性地揭示并解釋現實世界的構造。不管我們是否同意或是否完全同意懷特海提出的過程哲學的基本思想和觀點,我們必須首先看到和承認,過程哲學是懷特海對現實世界的構造所提出的一種解釋方式、一種概念圖式、一種新的理論范式。盡管這種解釋方式和概念圖式不是最終的和絕對的,懷特海就明確反對把任何解釋圖式和方式看做是最終的和絕對的,并稱之為獨斷式的教條,但必須承認,這是現代西方哲學家提出的一種新的解釋方式和圖式。這種解釋方式明顯地不同于傳統西方哲學的解釋方式。總體上說,以往的西方哲學家都是以某種實體為出發點去考察世界,因而要么把這種實體歸結于某種物質實體,要么歸結于某種精神實體。近些年來,又有人以“場”和“系統”等為視角來解釋世界。其實,這些解釋方式都是以實體思維方式為出發點的,因而歸根到底不可避免地會以不同形式的靜態的形態學分析方法和思維方式去看待世界。而過程哲學則完全是一種新視角和新范式,它堅持過程就是實在,實在就是過程。由此看來,不論是從物質實體、精神實體,還是從場和系統出發去解釋世界,本質上都是一種靜態的形態學分析,這種分析的結果不符合活生生的現實世界。相反,若從過程角度來看,一切存在物都不是靜止不動的,也不是一成不變的,而是處于永不停息的生成和發展過程之中(個體存在物還有一個衰退過程),這種過程性就是它們的本真狀態。顯然,這種過程實在論同傳統的實體實在論具有明顯的和本質的區別,它所蘊含的生成和發展理念同傳統的實體實在論所蘊含的靜止不變的理念是針鋒相對的。
可能有人會說,在西方哲學史上,許多具有辯證思維的哲學家,不是早就指出了事物是不斷發展變化的嗎?古希臘哲學家赫拉克利特就已經明確指出“人不能兩次踏進同一條河流”;其他哲學家也強調過事物的發展變化和變動不居的思想,尤其是德國古典哲學大師黑格爾集西方哲學辯證法之大成,系統論述了世界是發展過程的基本思想;經典作家恩格斯在《費爾巴哈論》中更是明確地講過“世界不是一成不變的事物的集合體,而是過程的集合體”(注:《馬克思恩格斯選集》,1975年,人民出版社,第244頁。)等等。
但是,不管是西方哲學史上的辯證法大師也好,經典作家也好,他們都不是從本體論上談論現實世界或實在世界的過程性的。眾所周知,德國古典哲學家黑格爾所講的是絕對觀念自我運動、自我發展的過程,而自然、社會和思維的運動、變化和發展過程,只不過是這個絕對觀念的外化而已。恩格斯所講的“世界是過程的集合體”的思想,也是在堅持“世界的物質統一性”的前提下,在堅持“世界的真正的統一性在于它的物質性”這個本體論前提下,談論物質的運動、變化和發展的。反過來說,恩格斯并非是在本體論意義上談論世界的過程實在性,這同懷特海的過程哲學的基本出發點是不一樣的。不管我們是否同意懷特海的這種“過程即實在”的基本觀點,都必須首先承認和弄清其過程哲學的這種基本理論取向。
所以我們認為,懷特海自覺地建立這樣一個以過程為實在的形而上學體系,并自覺地以這個體系為概念圖式或理論范式,批判一切其他與此相悖的哲學觀點,包括在西方哲學史上長期占主導地位的預成論觀點、主客二元對立觀點等,并試圖以過程為基點建立一種新哲學,這是一種全新的嘗試。正是在這個意義上我們可以說,過程哲學是超越傳統西方哲學中的實體實在論和主客二元對立的思想方式的新嘗試,從而有可能成為現代西方哲學的生長點之一。
當然,正如某些批評家所說,懷特海在所有這些爭論點上都只是提出了問題,并試圖解決之,然而最后卻沒有成功,因而他的思想只具有過渡性質。譬如,他一方面批判機械唯物論將自然分解成靜態的物體和變化的特征,他自己卻又將自然分解成相反的形態:動態的物體(事件、過程)和靜態的特征(永恒客體)。他一方面認為實際存在物是最終的實在,同時又承認上帝是最終創造者,(第201頁)其他一切都是創造物。他一方面堅持過程就是實在,同時又承認永恒客體也是實在等等。
此外,作為一位數學家和邏輯學家出身的哲學家,他本應對“過程”概念給予科學的和嚴格的界定,然而,縱觀《過程與實在》,他似乎并未給出一個涵義清晰明白、沒有歧義的“過程”定義。因此,對于他所說的過程究竟是什么,出現了仁者見仁、智者見智的不同解釋。
最后,尚需指出的是,懷特海一方面批判一切唯物論的實體觀點,同時,又在暗中偷用唯物論的客觀實在概念。作為一位對黑格爾哲學缺乏研究的哲學家,他也沒有對馬克思的辯證唯物論哲學給予多大關注,因此,馬克思和恩格斯通過引進科學的實踐觀而在哲學上所實現的革命性變革,特別是馬克思和恩格斯在改造黑格爾哲學的基礎上所論述的“世界不是事物的集合體,而是過程的集合體”的唯物辯證的過程哲學思想,根本不可能進入他的視野。
懷特海的過程哲學之所以出現這些問題,可能與其長期作為數學家,在他身上烙下了太深的理性主義理想和習慣有關,以至于使他雖然銳意重建西方哲學,也難以割舍西方哲學傳統的理性主義靜態邏輯觀點。同時,由于他只看重靜態邏輯,而對自黑格爾以來直到馬克思和恩格斯所繼承發展的辯證邏輯不甚了解,這樣,當他試圖借助靜態邏輯去重建動態的實在時,便遇到了不可克服的理論困難。所以,美國學者巴姆批評懷特海說:“機體哲學極性不夠,不夠層次論,不夠辯證法,因而不夠有機性。從‘感受’、‘攝入’、‘想象’的意義上說,機體論哲學也過于唯心論,這些術語都采自經驗的心理方面,偏重于表達存在界的極限特征。”(注:[美]阿爾奇·J.巴姆,1998年,第342頁。)還有些批判者說,懷特海“本可以繼續發揮一種妥協的方法以自己的術語去處理過程,而以自己的術語研究過程就意味著試圖在過程之中發現一種功能結構,而不是在過程之外去發現一種永恒絕對的‘實在’”。(注:[美]阿爾奇·J.巴姆,1998年,第338頁。)這種批評的另一種說法是,他雖然反對自亞里士多德以來的邏輯中所鑲嵌的主語—謂語觀念,然而,當他論述他的哲學時,卻仍然在運用主語—謂語式的語言進行思維,這樣,他通過其形而上學體系的論述,在他所反對的前提下,卻讓這種語言盤踞得更加頑強。因此,在他的著作中所貫穿的基本思想,不是借助于過程思想使邏輯動態化,而是借助于永恒客體使邏輯靜態化,這類似于從亞里士多德的哲學回到了柏拉圖的哲學,因而難怪懷特海認為,歐洲哲學傳統最可信賴的一般特征是:它是由柏拉圖的一系列注腳所構成的。此外,根據巴姆的看法,懷特海哲學中還存在著一種雙重還原主義傾向,這就是說,他將實際場合的存在還原成了轉瞬即逝的流變,又把實際場合的本性還原成了永恒客體。其實,實際場合只要達到有機狀態,就會作為一種功能結構狀態持續地發揮作用,而實際場合的本性也不是一成不變的永恒客體,而是不斷生成和變易的存在物。
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[14][美]菲利浦·羅斯,2002年,《論懷特海》,李超杰譯,中華書局。
A. 人類社會是物質世界長期發展的產物
B. 人類社會在本質上是是一個客觀的物質體系
C. 意識是物質的產物
D. 世界的本質是物質
為了更好的了解外太空情況,美國航天局1977年發射了旅行者一號探測器,該探測器目前在太空已經飛行了36年,獲得了大量珍貴數據。據此回答2~3題。
2. 旅行者一號探測器曾到訪過木星及土星,第一次提供了它們衛星的高分辨率清晰照片,為人類更好地了解木衛、土衛情況提供了直接證據。人類對星系空間的探測,進一步佐證了( )
A. 人類對外太空的遐想是推動有關太空認識的直接動力
B. 航天科技手段的進步推動了有關太空認識的深化
C. 人類太空探索的意識促進了實踐的發展進步
D. 物質是不依賴于人的意識的客觀實在
3. 一段時間以來,旅行者一號上的傳感器顯示,探測器所在的環境發生了變化。 去年10/11月和今年4/5月的來自旅行者一號的等離子體波儀表的數據,終于說服了科學家們,該探測器已經到了星際空間。 當科學家們把來自旅行者一號儀器的新數據集中后,得出了該探測器是去年離開太陽系的結論。科學家得出探測器去年離開太陽系的結論表明( )
A. 意識是人腦的產物和反映
B. 科學家的結論來源于探測器獲得的數據
C. 意識是通過實踐環節進入人腦、并在人腦中加工改造的結果
D. 結論的形成不僅離不開人腦,還必須有被反映的主觀印象
4. 科學家認為,“靈感”實質上是人類思維活動中的一種特殊狀態。當人們處在這種特殊狀態時,大腦會產生強烈的情感振蕩,涌現出鮮明的意象、清晰的概念和順暢的推理,使長期緊張探索的某種關鍵環節突然得到了釋放,靈感就此產生,但又會轉瞬即去,它具有突發性和短暫性的特點。這表明( )
A. 靈感是人腦的機能,物質的反映
B. 靈感具有反映特性,是社會發展的產物
C. 靈感不依賴于意識,能為人的意識所反映
D. 靈感來源于人腦,是對人腦刺激反應產生的
5. 2013年8月16日,湖北省政府正式印發《湖北省低碳發展規劃(2011-2015年)》(以下簡稱《規劃》)。《規劃》在認真研究分析我省低碳發展工作現狀、借鑒國際國內經驗、綜合考慮我省實際的基礎上,提出了“十二五”時期低碳發展的指導思想和基本原則,明確了發展目標、主要任務、重點工程和保障措施,涵蓋了生產、生活和流通等領域,是指導當前和今后一個時期湖北低碳發展的總體藍圖和行動綱領。這說明了( )
A. 意識具有目的性和計劃性
B. 意識具有主動創造性和自覺選擇性
C. 意識是物質的產物和反映
D. 意識具有無限性、反復性和上升性
6. 上題中湖北省政府制定的《規劃》強調注重體現湖北實際,同時充分學習和借鑒了國內外先進的低碳發展理念和經驗。從辯證唯物論的角度看,規劃體現了( )
①具體問題具體分析的方法論要求
②物質決定意識一切從實際出發
③矛盾普遍性和特殊性是相互聯結的
④意識對物質具有反作用
A. ①② B. ③④
C. ①③ D. ②④
7. “人工湖泊”是人們有計劃、有目的挖掘出來的一種湖泊,是非自然環境下產生的,用于攔洪蓄水和調節水流的水利工程建筑物,可以用來灌溉、發電和養魚,是人工影響自然的產物,體現了人類利用和改造自然的智慧。材料表明了( )
A. 規律是客觀的,不以人的意志為轉移
B. 人們在尊重規律的基礎上正確發揮主觀能動性
C. 規律是事物運動過程中固有的本質的必然的穩定的聯系
D. 人們可以認識規律,改造規律為人類服務
8. 企業文化是文化和經濟相結合的產物,也是社會化大生產和現代管理的客觀要求,企業文化對于一個企業的成長來說,是最持久的因素,是企業精神和靈魂,成功的企業歸功于優秀的企業文化,失敗的企業首先表現為企業文化的失敗。因此,企業文化對于企業的生存和發展具有十分重要的意義。企業重視企業文化建設從意識的能動作用角度分析在于( )
①意識能夠能動的認識世界
②意識能夠能動的改造世界
③意識對人的生理過程有著能動的反作用
④優秀文化可以豐富人的精神世界
A. ①② B. ③④
C. ②③ D. ①④
9. 我黨對生態文明的建設與探索經歷一個逐步發展的過程。十五大報告提出實施可持續發展戰略,十七大報告進一步明確提出了建設生態文明的新要求,十報告首次把生態文明建設擺在總體布局的高度來論述。我黨對生態文明建設與探索的過程體現了( )
①認識活動具有目的性和能動性,可以不受客觀對象的束縛
②認識總是在實踐的基礎上不斷深化,具有上升性
③認識是一個循環往復周而復始的過程,具有無限性
④事物本質的暴露是一個過程,認識需要在發展中不斷超越自身
A. ①② B. ②③
C. ③④ D. ②④
列寧指出:“物質是標志客觀實在的哲學范疇,這種客觀實在是人通過感覺感知的,它不依賴于我們的感覺而存在,為我們的感覺所復寫、攝影、反映。”根據這一論斷,回答10~11問題
10. 根據列寧對物質的定義,可以得出( )
①物質是客觀實在的反映
②物質是不依賴于人的意識的客觀實在
③物質具有可知性
④只有人的感覺感知到的才是物質
A. ①③ B. ①④
C. ②④ D. ②③
11. 下列符合“物質”這一范疇的是( )
A. 階級社會歷史中的階級斗爭
B. 中國的火星探測計劃
C. 中國特色社會主義理論體系
D. 世界的本質是物質
12. 國務院總理9月18日主持召開國務院常務會議,審議通過《城鎮排水與污水處理條例(草案)》。會議指出,排水與污水處理的“短板”和“欠賬”,已成為一些城鎮運行之殤。要放寬市場準入,鼓勵和支持社會力量參與,加快相關設施建設和改造,另一方面要抓緊完善法規制度,加大依法建設和管理力度。國務院出臺有關城市污水治理的政策,體現了( )
A. 人的意識活動具有主動創造性
B. 人們錯誤的實踐活動沒有意識支配
C. 實踐是有目的、有意識的能動性活動
D. 意識能夠反映事物的本質和規律
13. 20世紀以來,隨著現代物理學的發展,牛頓經典力學的局限性暴露出來,其定律一般只適用于宏觀物體低速運動時的近似定律。而量子力學則是近代物理學家們對于自然宇宙中無法解釋現象的一種猜測和解釋,它與相對論一起構成了現代物理學的理論基礎,為人類打開了一個全新的未知世界。這說明( )
①真理是具體的、有條件的
②只有拋棄舊真理才能發展新真理
③真理的基本屬性是客觀性
④真理都是理論與實踐的具體的歷史的統一
A. ①③ B. ①④
C. ②③ D. ②④
14. 恩格斯說:“物、物質無非是各種物的總和,而這個概念就是從這一總和中抽象出來的。”對這句話理解正確的是( )
①物質概念就是各種物的總和
②物質的唯一特性是客觀存在性
③物質概念概括了一切事物的共同本質
④物質與物質具體形態是共性與個性的關系
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
15. 意識活動是通過人腦對外界刺激的一系列反射活動實現的,意識作為人腦的機能,是人腦在第一信號系統和第二信號系統基礎上進行的精神活動,是在第一和第二信號系統基礎上產生的反映。這段話主要表明意識是( )
A. 主觀的
B. 物質世界發展的產物
C. 人腦特有的機能
D. 客觀存在的反映
16. 在太陽系行星之中,火星也是除了金星以外,距離地球最近的行星。大約每隔26個月就會發生一次火星沖日,地球與火星的距離在沖日期間會達到極近值,通常只有不足1億千米,而在火星發生大沖時,這個距離甚至不足6000萬千米。火星沖日意味著這時可以使用較小花費將探測器送往火星,所以人類的火星探測活動通常也會每隔26個月出現一次。人類對火星進行的科學探測活動表明( )
A. 意識是人類大腦的特有機能
B. 發揮主觀能動性,就能把握規律
C. 意識是對客觀存在的正確反映
D. 規律具有客觀性,可以認識利用
17. 人們都知道如果身上癢,通常抓幾下就能解決問題。但這究竟是何原理?美國科學家通過科學實驗,揭開了“抓癢”的奧秘。原來抓癢能讓向大腦傳遞刺激的神經細胞變得“遲鈍”,從而減輕癢感。這一事實表明( )
①思維和存在不具有同一性
②人具有對外界刺激作出感應的特性
③實踐是認識的來源
④規律的存在和發生作用不以人的意識為轉移
A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ②④
18. 只要能算出太陽、月球和地球這三者在某時刻的相對位置,就能準確預報日、月食。這說明( )
①物質運動是有規律的
②人的認識是無限發展的
③意識活動具有自覺選擇性
④人能夠能動地改造世界
A. ①② B. ②④
C. ②③ D. ①④
19. 意識的能動性不限于從實踐中形成一定的思想、目的、計劃、藍圖等觀念的東西,更重要的還在于以這些觀念的東西為指導,通過實踐把觀念的東西變為現實。但是,意識的能動作用無論如何巨大,歸根到底,它仍然受客觀物質世界所決定和制約。下列能說明這一觀點的是( )
①正確的意識能促進事物的發展
②人的意識只能在物質運動及其客觀規律所允許的范圍內發揮能動作用
③意識能動作用的產生、大小及發揮,離不開物質運動及其客觀規律的決定作用
④正確的意識是人腦對客觀事物及其規律的正確反映
A. ①② B. ②④
C. ②③ D. ①④
20. 下圖是中國月球探測工程形象標識,它以中國書法的筆觸,抽象地勾勒出一輪圓月,一雙腳印踏在其上,象征著月球探測的終極夢想,整體圖形由一弧兩點巧妙形成中國古文“月”字,寫意的筆觸旨在傳達一種探索的信念。從哲學上看,該標識的創意表明( )
A. 藝術創作是一種主觀想象,不需要客觀基礎
B. 藝術創作是對客觀事物直觀的反映
C. 意識的內容來源于客觀世界
D. 意識的能動作用就是意識的反作用
21. 地震預報是世界公認的科學難題,在國內外都處于探索階段,實踐表明,目前所觀測到的各種可能與地震有關的現象,都呈現出極大的不確定性;所作出的預報,特別是短臨預報,主要是經驗性的。這說明( )
①客觀條件總是制約著認識,人類追求真理的過程不是一帆風順的
②地震的復雜性和人認識能力的有限,決定了人不可能預測地震的發生
③認識是推動實踐發展的動力
④科學預測地震離不開對地震規律的把握
A. ①③ B. ③④
C. ①④ D. ②④
22. 我國是一個地質災害頻發的國家,因此,采取科學的防災減災措施對經濟社會發展極為重要。這里包含的哲理有( )
①發揮意識的能動作用就可以防災減災
②順從自然適應自然是防災減災的最好辦法
③自然界的形成與發展有自身的規律
④要把高度的革命熱情與嚴謹踏實的科學態度有機地結合起來
A. ①② B. ①④
C. ②③ D. ③④
23. 雅安產業結構單一,產業基礎薄弱,在地震災后的重建上,有關專家表示,用“舉全國之力來對口援建的‘汶川模式’并不適合蘆山災后重建。”必須因地制宜、打破常規。專家建議所體現的唯物論哲理有( )
①物質決定意識,要堅持一切從實際出發
②矛盾具有特殊性,要具體問題具體分析
③解放思想、實事求是
④矛盾的主要方面決定事物的性質,要看主流
A. ①② B. ①③
C. ③④ D. ②④
24. 據統計,今年全國高校畢業生總人數再創新高,達到699萬,被稱為“史上最難求職季”,但畢業生面試爽約率卻達75%再創新高。90后畢業生對工作環境的舒適度、發展性和體面程度等均在其考量范圍,他們對工作的態度、對薪酬的期許相比以往都有了顯著的變化。職場專家建議應屆畢業生不妨調整心態,務實擇業,可以在工作中不斷修正自己的職業觀。專家的建議從辯證唯物論角度看,體現了( )
A. 意識能指導實踐活動的開展,要樹立正確的意識
B. 意識對人體心理具有調節和控制作用,要有高昂的斗志
C. 堅持做到從實際出發,做到客觀符合主觀
D. 社會存在決定社會意識,要求轉變就業觀念
25. 今年世界無車日圍繞“綠色交通?清新空氣”活動主題,無車日所倡導的環保理念深入人心,目前我國無車日活動的承諾城市達到了153個。綠色環保理念為廣大人們自覺接受,這必將對全球節能減排事業作出巨大貢獻。這說明( )
①意識具有能動作用,正確的意識促進客觀事物的發展
②實踐是人們在認識指導下改造主觀世界的能動性活動
③實踐具有社會歷史性
④實踐是人類對環境的適應性活動
A. ①② B. ①③
C. ②③ D. ③④
26. 據比利時環保部門監測,在無車日里,布魯塞爾的噪音降到了平時的1/6到1/8,空氣中的微粒和二氧化氮降到了平時的1/3到1/4,其它有害物質也大幅減少,城市空氣更清新了。比利時推行無車日的事實啟示我們( )
A. 物質決定意識要求一切從實際出發
B. 外地的經驗并不一定適合我國的實際情況
C. 實踐是有意識有目的的能動性活動
D. 樹立正確的環保理念有利于人與自然和諧相處
27. 2013年5月15日,楊振寧、莫言、范曾齊聚北京大學,為上百名青年學子獻上了一場名為“科學與文學的對話” 思想盛宴。在談到科學與文學的關系時,莫言指出:“同樣一個事物在文學家和科學家的眼睛里可能就不一樣。”這表明( )
A. 意識是人的心理感受,心理不同,對事物的認識也就不同
B. 意識是主觀的,它不是對客觀事物的真實反映
C. 受主觀因素的影響,不同的人對同一事物的反映往往有差別
D. 意識的內容是主觀的,形式是客觀的
28. 《莊子?秋水》:“井蛙不可以語于海者,拘于虛也;夏蟲不可以語于冰者,篤于時也。”從哲學角度看,導致井蛙、夏蟲局限性的原因是( )
①認識受實踐水平的限制
②認識是實踐的根本目的
③物質決定意識
④新事物必然代替舊事物
A. ①③ B. ②③
C. ①② D. ③④
29. 9月12日第十二屆全運會閉幕。本屆會徽設計說明圖案給人留下了深刻的印象,三位設計者在談到有關會徽創作點滴的故事時說,“我們的設計過程,就是從激情開始,到否定自己、推倒重來的一個周而復始、痛并快樂的過程”、“靈光乍現的那一刻,爆點被點燃那一刻,就是我們期待已久的幸福”。會徽設計過程表明( )
A. 藝術創作來源于創作者的靈感
B. 藝術創作并不需要客觀依據
C. 人的意識活動具有主動創造性
D. 意識的內容并不都是來自客觀世界
30. 許多研究發現,植物色彩具有舒緩疲勞、使人平靜的效應。日本東京農業大學的測試發現,長時間使用電腦者若能經常注視綠色植物,可以達到消除視力疲勞的作用。這說明( )
A. 植物具有刺激反應特性
B. 生物的反應形式是人類意識產生的前提
C. 意識是自然界長期發展的產物,更是社會發展的產物
D. 人腦對客觀事物的反映對人體生理活動具有調節控制作用
31. “你永遠不能控制大自然”,布拉斯說,“最好的方法就是去了解大自然如何工作,然后讓它為我們所用”。這蘊含的哲理是( )
A. 發揮主觀能動性與尊重客觀規律具有辯證統一性
B. 自然是客觀的,人必須尊重和服從自然
C. 物質決定意識,意識對物質具有反作用
D. 科學精神與人文精神是統一的
32. 隨著我國城鎮化進程加快和人口自然出生率下降,農村中小學普遍出現了生源不足現象,農村學校布局調整勢在必行。近年來,在大規模展開的農村學校布局調整進程中,也出現了過急、過快,一刀切的傾向,不僅引發輿論關注,也引起了有關部門的高度重視。這啟示我們( )
A. 物質第一性,意識第二性,物質決定意識
B. 物質運動規律是客觀的,不以人的意志為轉移
C. 要堅持一切從實際出發、具體問題具體分析
D. 要堅持客觀與主觀相符合,實事求是
33. 在中央黨校春季學期第二批入學學員開學典禮上作了重要講話。明確指出,目前我們一些黨員和干部還存在一些必須引起注意的問題。比如,有的常年坐在辦公室,很少下基層,很少接觸群眾,對下情若明若暗,接“地氣”不夠;有的一切從本本出發,唯上、唯書、不唯實;有的固步自封、因循守舊,思想和工作落后于客觀形勢的要求;有的不按客觀規律辦事,急功近利,急于求成以至蠻干、瞎干;有的為了迎合或滿足某種需要,說假話、大話、空話,甚至弄虛造假……。這些問題雖然不是主流,但如果不重視、不警惕、不糾正,其消極影響和后果不可低估。
從辯證唯物角度分析,我們黨員干部中存在的一些問題違背了什么哲學道理,應怎樣克服。
34. 企業是國民經濟的細胞,小型和微型企業是經濟發展的基石,在促進經濟增長、增加就業、科技創新與社會和諧穩定等方面具有不可替代的作用。針對當前一些小型、微型企業經營困難,融資難和稅費負擔偏重等問題,政府出臺了一系列支持小型和微型企業發展的金融、財稅政策措施,如加大信貸支持,減半征收所得稅、提高增值稅和營業稅起征點等,引導和幫助小型、微型企業根據市場變化要求調整產業結構、穩健經營、增強盈利能力和發展后勁。在國家政策的扶持下一部分企業恢復了生產,一些企業逐漸走出困境。
結合材料,請運用辯證唯物論知識,說明國家制定相關政策幫助小型和微型企業走出困境的必要性。
35. 文化體制改革的首要價值是實踐、豐富、深化了中國特色社會主義文化的理論體系。通過改革開放以來的文化建設實踐,我們逐漸形成了建設中國特色社會主義文化的基本理論和基本政策,這就是:發展面向現代化、面向世界、面向未來的民族的、科學的、大眾的社會主義文化,以不斷豐富人們的精神世界,增強人們的精神力量;其次文化體制改革價值還在于深化了人們對于文化生產力的認識。文化是生產力,是綜合國力的重要組成部分,這是從黨的十五大以來的明確認識,而這兩年文化體制改革的試點,深化了人們的認識。同時,也是對過去很長時期把文化簡單地等同于意識形態的認識的一種超越,一種進步;2012年黨的十報告進一步提出必須走中國特色社會主義文化發展道路,扎實推進社會主義文化強國建設。實踐證明社會主義文化大發展大繁榮對我國家綜合實力起到了極大的推動作用。
上述材料中有關文化體制改革價值的探討是如何體現“實踐是認識的基礎”的?
36. 快速城鎮化在顯著改善人民生活水平的同時,也帶來了一系列的環境問題,如城市生態的多色效應:紅色的熱島效應、綠色的水華效應、灰色的灰霾效應、黃色的擁堵效應、白色的采石禿斑效應和雜色的垃圾效應等。2013年9月28日,南京市長就未來15年的生態文明建設計劃向國內外知名專家咨詢。幾位專家建議,從規劃設計入手,將城市運轉的能源消耗和碳排放控制到最低,甚至可以做到無碳排放,做到人與自然和諧相處。
運用所學哲學知識說明城鎮化建設過程中為什么要樹立生態理念,做到人與自然和諧相處。
37. 閱讀材料,回答問題。
材料一 2013年9月29日,中國疾控中心召開流感等呼吸道傳染病疫情形勢媒體通氣會指出,從病原學角度推測,今年秋冬季節人感染H7N9禽流感卷土重來的可能性較大。從病原學的角度講,一個病毒不會突然消失,病毒對于禽類是易感的,但是禽類感染了這一病毒之后并不發病,這使得病毒得以存在下去,從禽到人的傳染路徑導致一旦人接觸了感染該病毒的禽類,秋冬季節這一病毒還是會卷土重來。提醒市民應做好預防措施,避免跟禽類接觸,發生接觸后也應立即洗手,徹底消毒,避免病毒感染。有關部門正密切監視病毒流行情況,并加緊病毒疫苗的研制。
材料二 著名國際醫學雜志《自然》(Nature)發表文章,分析認為H7N9病毒是由三種來自鳥類的禽流感病毒,經基因“洗牌”變種而成。我國于今年3月底在上海和安徽兩地率先發現H7N9新型禽流感,同時組織相關專家進行了大量的調查研究,發現H7N9禽流感病毒基因來自于東亞地區野鳥和上海、浙江、江蘇雞群的基因重配。該病毒與以往的禽流感病毒
隨著對h7n9病毒研究的深入,發現該病毒既能與季節性流感病毒受體結合,又易與禽流感病毒受體結,還能在人體中掀起“細胞因子風暴”,導致感染者病情危重。該病毒感染者均在早期出現發熱等癥狀。國家衛生和計劃生育委員會根據病毒感染癥狀,有針對性的制定并公布了相應的禽流感診療方案。