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摘要: 物理学作为一种高级的科学文化系统具有鲜明的层次性,分别表现为思想与理念、方法与原则、知识与技能,三者层层递进,整体贯通,形成完整规范的科学体系,其中物理思想与理念是物理学理论体系的核心。文章论述了物理学的基本思想与理念,并讨论了相应的人文观念启示。
关键词:文化;物理思想;人文观念
中图分类号:G4文献标识码:A文章编号:1812-2485(2010)03-0024-003
Humanist Implication of physics
Abstract: Physics as a high-level scientific and cultural systems have a distinct hierarchy, the performance of the ideas and concepts, respectively, methods and principles, knowledge and skills, the three layers of progressive, the overall link up to form a complete specification of the scientific system, in which the physical ideas and concepts are the core of the theoretical system of physics. This article discusses the basic ideas of physics and philosophy, and discussed the concept of the corresponding human enlightenment.
Keywords: culture; physical thought; human concept
文化是人类社会在历史实践过程中所创造的物质财富和精神财富的总和。人在追问人自身与社会价值的过程中形成了人文文化,在探究自然规律的过程中形成了科学文化。物理学是科学文化非常重要的组成部分,是一种高级文化形态。物理学的文化内涵在于求真、向善和臻美。物理学工作者在求之真的过程中,以客观事实为依据,崇尚理性的怀疑,执着于实践的检验,建构成完整科学规范的物理学理论体系,并凝练出物理学的思想方法与文化理念。物理学为人类社会的发展创造了高尚的物质文明,而且对人类的文化理念的变迁也产生了深刻的影响。
物理学作为一种高级的科学文化系统具有鲜明的层次性,分别表现为思想与理念、方法与原则、知识与技能,三者层层递进,整体贯通,形成完整规范的科学体系,其中物理思想与理念是物理学理论体系的核心。物理思想是物理学家在创立和发展物理学理论的过程中,对物理学的概念、定律、原理以及重要结论等基本内容进行概括而形成的科学认识,其对物理学新理论的创新具有思维导向作用,对物理问题的解决具有指导作用。物理理念是对物理学基本思想和认识的简练精准的概括,并形成一种精辟简约的理性概念,可以拓展启发创新思维。例如,人们通过对经典力学思想的深入思考,进一步认识到自然界物体的机械运动服从同一规律,从而形成规律性和统一性理念,即自然界的物质运动都应有内在的统一规律。物理学家在经典力学思想和理念的导引下,不断探讨物理学其它学科问题,从而创立了热力学、统计物理学和电磁理论等新的经典物理学科。
物理学在人类文明进步的过程中不仅展现出科学文化的灿烂,同时也显示出物理学思想与理念的人文光辉,细细品味便能从中感悟到其深厚的文化内涵,解读出物理学的人文意蕴,从心灵深处获得人文启示的润泽,化生出认识自然、教化人生、改造社会的创新智慧。
力学体系建立的科学图景,曾相映出非常灿烂的人文光辉。面对中世纪宗教的狂妄,以哥白尼和牛顿为代表的等众多物理学家,以观察与实验事实为依据,科学理性地探究自然规律,建立日心说,将天上与地下的物体运动规律科学地统一起来。牛顿关于自然运动存在自身规律的科学理念给人类提供了一个认知世界的崭新观念,同时也给人类在文化理念上奠定了一个新的价值观念,即规律性思想和理性思维。人们受这种全新的思想的影响,认为既然自然界有其自身的规律,人类社会也应有其自身的规律。牛顿的莫逆之交约翰·洛克大胆地发问,既然日心说表明不存在至高无上的神,授予君权的神理所当然也不存在。传统的君本位观念也应予以摒弃,人类社会应以人为中心,照应个人利益是治理社会的基础,任何政府唯一的宗旨就是保护人创造财富和享受自由。这种崭新的人文观念对英国的光荣革命、欧洲的启蒙运动、美国独立宣言、美国的宪法和法国大革命均产生了深刻的影响[1]。
在封闭系统中,不同微观状态的粒子占有的能量值不同,粒子的速度分布遵循热学的统计规律。热力学理论表明,热学系统的演化朝着概率大的的方向进行,麦克斯韦的粒子速度分布率就是系统演化结果的表现,是自然界中最可能实现的状态。我们可从中可解读出:系统的能量不是以均分的方式配给各个粒子的,也不是极少数粒子占有绝对多的能量。实际上,热力学系统中相对较小的一部分粒子占有相对较多的能量,相对较大部分的粒子占有相对较少的能量。这种运行机制对人类社会的运行有非常重要的人文启示意义。人类社会是由众多成员(粒子)构成的,社会的财富就是人类社会系统的能量。热学系统的演化机制决定了微观系统粒子能量分配特征,而社会系统的运行机制决定了社会成员的财富分配。人类社会中的财富是平均分配还是极少数人独占财富的状态应受到相应规律的制约[2]。人类社会是否也有自然系统运行类似的道理,值得我们深思。极少数人独富和平均分配似乎都不是社会稳定运行演化的模式,让一部分人先富起来,有利于社会建构良好的激励竞争机制和稳定的发展秩序。热学系统的自然规律启示人们,社会的稳定与发展需要出现相对恰当的贫富差距。
热力学理论用熵来阐述系统自发过程的不可逆性,揭示出热学系统演化的科学内涵。熵增加使系统的无序度增大,启示人们要慎重对待人类社会的发展与自然的和谐。人类社会若以高于自然本身转化速度摄取低熵物质能量,那么生态大系统的熵增长将使自然界难以承受,可能打破自然的动态演化平衡,反馈给人类的将是难以咽下的苦果。熵的文化理念告诫我们,应以与自然相和谐的方式来提取生活所需的物质能量,人不能违背自然的自在演化规律来创造人类的文明。人只是自然的一部分,不是自然的主人,自然的法则才是人与自然和谐共存的规则。过份地强调人类社会的超越发展意识,无视自然的许可能力去过度地索取,反而会使人类社会受到更大的伤害。
物理学的时空观念的演变同样也能给我们一种文化理念上的启示。从中国古代的天圆地方说,亚里士多德的地球中心说,再到哥白尼的日心说,以及现代宇宙无中心的思想的建立,都充满着人对自我地位认识的演变。天圆地方说实际上是以人之自我为中心标定了绝对的上下,而地球中心说则表明我所处的地球是宇宙的中心,日心说实际上仍然是称人所居住的太阳系是宇宙的中心,这些理念都认定自我具有超越自然的绝对尊贵地位,都没有跑出以自我为中心的优越感和对自我的绝对信任。人所居的星球在宇宙中并没有特殊中心的位置,实际上宇宙无中心,地球与太阳在宇宙中不存在特殊性。人以自我为中心的人文泛化将会异化出不健康的文化思潮,宇宙无中心的自然理念启示我们应认真思考社会的运行是否存在绝对的中心。世界的和平不应以某一个超级大国为中心,国家运行秩序不能以某一个民族为中心,一个集团的运作方式不能以个人为中心,这已是人类社会经过多少磨难所认识到的社会运行法则的真谛。现代社会强调多赢操作方式,向往形成我为人人,人人为我的和谐生活秩序。
非线性物理学揭示了孤子运动的独特稳定性。孤子的色散效应是一种发散效果,使孤子的波峰坦化;孤子的非线性作用是一种收敛效应,使孤子的波峰产生收缩,色散与非线性的互补制约确保孤子稳定运动。实际上发散性和收敛性构成了复杂系统发展变化的两个对立面。复杂系统的稳定往往是一种动态之中的平衡,在微扰作用偏离的情况下,具有自我恢复稳定的功能。系统内部多元群体的发散与收敛、互补协调是复杂系统自稳定的体现。这种敛散互补的稳定的机制在社会系统中随处可见[3]。如在经济系统中,通过市场与计划机制的调节,使其处在商品自由产供(散)与行政干预(敛)的互补平衡中运行,促进经济的稳定发展。在决策系统中,通过民主与集中的两种决策机制,使决策意见在充分表达(散)与优化统一(敛)中得到互补,确保决策的科学性。由此可见,孤子内在的生成机制与优良的稳定性态所依赖的物理成因具有人文层次上的意蕴,体现了自然与社会复杂系统动态稳定的本质内容。
物理学与哲学具有非常深厚的渊源,物理思想深刻地影响着哲学。很多伟大的科学家往往又是伟
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大的哲学家。石里克说过:“所有过去的哲学进步都是来自科学的知识和科学问题的研究。”[4]怀特海指出,在过去的几个世纪中,“科学方面所产生的宇宙观压倒了其他方面所形成的旧观点而独步一时。”[5]
电磁场的发现深化了人们对物质内涵及其存在形式的认识。相对论的创立更加深刻地表明时间、空间与物质不可分割的属性。这种新的物质科学理念与时空观念极大地丰富了哲学关于物质存在形式及其与时空运动关联的本体诠释。量子理论表明自然的运动法则存在或然决定论的运行模式,事物的发展秩序并不一定总是由此及彼地表现出线性分明的必然性,千篇一律地遵守严格决定论,实际上事物的因果关系存在或然性。量子理论的或然决定论思想对人们的认识观念产生了深刻的影响,启示我们面对人类社会有必要从文化理念上进行更深层次的思考。
物理学在认识、协调、变革自然的科学技术活动中,创造了伟大的物质文明,同时也因提供思想观念等重要精神理念而影响人文文化,伴生出崭新的人文理念,使人在自然界中赢得了生命的自信和价值认定。物理学基于人类生命意义上的创造活动及其伟大实践更换了人文文化的背景,充满着人文关怀,其科学文化深层结构中蕴涵的价值使人们的理念不断更新,在否定旧的传统观念过程中催生出新的解释,召唤出新的期望。物理学新的科学方法给人文文化注入取之不尽的活力,大大地丰富了人文学科的思维方式。物理学在对外物认识的同时,引导人们反过来认识人自己,深入地体悟人世,启示人们应以何种态度处理人世,人在认识自己与处理人世的过程中又会体悟到认识外物的重要性,从而使人能够自觉地以理性方式和科学态度去认识世界,协调人与自然的关系。
参考文献:
[1]袁正光.科学精神与人文精神[J].教育科学论坛,2004.11
[2]吴宗汉.文科物理十五讲[M].北京:北京大学出版社,2004
[3]李梅.梅素珍.孤子的实在特性与哲学意蕴[J].科学技术哲学(人大复印资料),2008.8
[4]莫里茨·石里克.自然哲学[M].上海:商务印书馆,1984.7
[5]A.N.怀特海.科学与近代世界[M].上海:商务印书馆,1959.3
关键词:文化;物理思想;人文观念
中图分类号:G4文献标识码:A文章编号:1812-2485(2010)03-0024-003
Humanist Implication of physics
Abstract: Physics as a high-level scientific and cultural systems have a distinct hierarchy, the performance of the ideas and concepts, respectively, methods and principles, knowledge and skills, the three layers of progressive, the overall link up to form a complete specification of the scientific system, in which the physical ideas and concepts are the core of the theoretical system of physics. This article discusses the basic ideas of physics and philosophy, and discussed the concept of the corresponding human enlightenment.
Keywords: culture; physical thought; human concept
文化是人类社会在历史实践过程中所创造的物质财富和精神财富的总和。人在追问人自身与社会价值的过程中形成了人文文化,在探究自然规律的过程中形成了科学文化。物理学是科学文化非常重要的组成部分,是一种高级文化形态。物理学的文化内涵在于求真、向善和臻美。物理学工作者在求之真的过程中,以客观事实为依据,崇尚理性的怀疑,执着于实践的检验,建构成完整科学规范的物理学理论体系,并凝练出物理学的思想方法与文化理念。物理学为人类社会的发展创造了高尚的物质文明,而且对人类的文化理念的变迁也产生了深刻的影响。
物理学作为一种高级的科学文化系统具有鲜明的层次性,分别表现为思想与理念、方法与原则、知识与技能,三者层层递进,整体贯通,形成完整规范的科学体系,其中物理思想与理念是物理学理论体系的核心。物理思想是物理学家在创立和发展物理学理论的过程中,对物理学的概念、定律、原理以及重要结论等基本内容进行概括而形成的科学认识,其对物理学新理论的创新具有思维导向作用,对物理问题的解决具有指导作用。物理理念是对物理学基本思想和认识的简练精准的概括,并形成一种精辟简约的理性概念,可以拓展启发创新思维。例如,人们通过对经典力学思想的深入思考,进一步认识到自然界物体的机械运动服从同一规律,从而形成规律性和统一性理念,即自然界的物质运动都应有内在的统一规律。物理学家在经典力学思想和理念的导引下,不断探讨物理学其它学科问题,从而创立了热力学、统计物理学和电磁理论等新的经典物理学科。
物理学在人类文明进步的过程中不仅展现出科学文化的灿烂,同时也显示出物理学思想与理念的人文光辉,细细品味便能从中感悟到其深厚的文化内涵,解读出物理学的人文意蕴,从心灵深处获得人文启示的润泽,化生出认识自然、教化人生、改造社会的创新智慧。
力学体系建立的科学图景,曾相映出非常灿烂的人文光辉。面对中世纪宗教的狂妄,以哥白尼和牛顿为代表的等众多物理学家,以观察与实验事实为依据,科学理性地探究自然规律,建立日心说,将天上与地下的物体运动规律科学地统一起来。牛顿关于自然运动存在自身规律的科学理念给人类提供了一个认知世界的崭新观念,同时也给人类在文化理念上奠定了一个新的价值观念,即规律性思想和理性思维。人们受这种全新的思想的影响,认为既然自然界有其自身的规律,人类社会也应有其自身的规律。牛顿的莫逆之交约翰·洛克大胆地发问,既然日心说表明不存在至高无上的神,授予君权的神理所当然也不存在。传统的君本位观念也应予以摒弃,人类社会应以人为中心,照应个人利益是治理社会的基础,任何政府唯一的宗旨就是保护人创造财富和享受自由。这种崭新的人文观念对英国的光荣革命、欧洲的启蒙运动、美国独立宣言、美国的宪法和法国大革命均产生了深刻的影响[1]。
在封闭系统中,不同微观状态的粒子占有的能量值不同,粒子的速度分布遵循热学的统计规律。热力学理论表明,热学系统的演化朝着概率大的的方向进行,麦克斯韦的粒子速度分布率就是系统演化结果的表现,是自然界中最可能实现的状态。我们可从中可解读出:系统的能量不是以均分的方式配给各个粒子的,也不是极少数粒子占有绝对多的能量。实际上,热力学系统中相对较小的一部分粒子占有相对较多的能量,相对较大部分的粒子占有相对较少的能量。这种运行机制对人类社会的运行有非常重要的人文启示意义。人类社会是由众多成员(粒子)构成的,社会的财富就是人类社会系统的能量。热学系统的演化机制决定了微观系统粒子能量分配特征,而社会系统的运行机制决定了社会成员的财富分配。人类社会中的财富是平均分配还是极少数人独占财富的状态应受到相应规律的制约[2]。人类社会是否也有自然系统运行类似的道理,值得我们深思。极少数人独富和平均分配似乎都不是社会稳定运行演化的模式,让一部分人先富起来,有利于社会建构良好的激励竞争机制和稳定的发展秩序。热学系统的自然规律启示人们,社会的稳定与发展需要出现相对恰当的贫富差距。
热力学理论用熵来阐述系统自发过程的不可逆性,揭示出热学系统演化的科学内涵。熵增加使系统的无序度增大,启示人们要慎重对待人类社会的发展与自然的和谐。人类社会若以高于自然本身转化速度摄取低熵物质能量,那么生态大系统的熵增长将使自然界难以承受,可能打破自然的动态演化平衡,反馈给人类的将是难以咽下的苦果。熵的文化理念告诫我们,应以与自然相和谐的方式来提取生活所需的物质能量,人不能违背自然的自在演化规律来创造人类的文明。人只是自然的一部分,不是自然的主人,自然的法则才是人与自然和谐共存的规则。过份地强调人类社会的超越发展意识,无视自然的许可能力去过度地索取,反而会使人类社会受到更大的伤害。
物理学的时空观念的演变同样也能给我们一种文化理念上的启示。从中国古代的天圆地方说,亚里士多德的地球中心说,再到哥白尼的日心说,以及现代宇宙无中心的思想的建立,都充满着人对自我地位认识的演变。天圆地方说实际上是以人之自我为中心标定了绝对的上下,而地球中心说则表明我所处的地球是宇宙的中心,日心说实际上仍然是称人所居住的太阳系是宇宙的中心,这些理念都认定自我具有超越自然的绝对尊贵地位,都没有跑出以自我为中心的优越感和对自我的绝对信任。人所居的星球在宇宙中并没有特殊中心的位置,实际上宇宙无中心,地球与太阳在宇宙中不存在特殊性。人以自我为中心的人文泛化将会异化出不健康的文化思潮,宇宙无中心的自然理念启示我们应认真思考社会的运行是否存在绝对的中心。世界的和平不应以某一个超级大国为中心,国家运行秩序不能以某一个民族为中心,一个集团的运作方式不能以个人为中心,这已是人类社会经过多少磨难所认识到的社会运行法则的真谛。现代社会强调多赢操作方式,向往形成我为人人,人人为我的和谐生活秩序。
非线性物理学揭示了孤子运动的独特稳定性。孤子的色散效应是一种发散效果,使孤子的波峰坦化;孤子的非线性作用是一种收敛效应,使孤子的波峰产生收缩,色散与非线性的互补制约确保孤子稳定运动。实际上发散性和收敛性构成了复杂系统发展变化的两个对立面。复杂系统的稳定往往是一种动态之中的平衡,在微扰作用偏离的情况下,具有自我恢复稳定的功能。系统内部多元群体的发散与收敛、互补协调是复杂系统自稳定的体现。这种敛散互补的稳定的机制在社会系统中随处可见[3]。如在经济系统中,通过市场与计划机制的调节,使其处在商品自由产供(散)与行政干预(敛)的互补平衡中运行,促进经济的稳定发展。在决策系统中,通过民主与集中的两种决策机制,使决策意见在充分表达(散)与优化统一(敛)中得到互补,确保决策的科学性。由此可见,孤子内在的生成机制与优良的稳定性态所依赖的物理成因具有人文层次上的意蕴,体现了自然与社会复杂系统动态稳定的本质内容。
物理学与哲学具有非常深厚的渊源,物理思想深刻地影响着哲学。很多伟大的科学家往往又是伟
(下转第29页)
(上接第25页)
大的哲学家。石里克说过:“所有过去的哲学进步都是来自科学的知识和科学问题的研究。”[4]怀特海指出,在过去的几个世纪中,“科学方面所产生的宇宙观压倒了其他方面所形成的旧观点而独步一时。”[5]
电磁场的发现深化了人们对物质内涵及其存在形式的认识。相对论的创立更加深刻地表明时间、空间与物质不可分割的属性。这种新的物质科学理念与时空观念极大地丰富了哲学关于物质存在形式及其与时空运动关联的本体诠释。量子理论表明自然的运动法则存在或然决定论的运行模式,事物的发展秩序并不一定总是由此及彼地表现出线性分明的必然性,千篇一律地遵守严格决定论,实际上事物的因果关系存在或然性。量子理论的或然决定论思想对人们的认识观念产生了深刻的影响,启示我们面对人类社会有必要从文化理念上进行更深层次的思考。
物理学在认识、协调、变革自然的科学技术活动中,创造了伟大的物质文明,同时也因提供思想观念等重要精神理念而影响人文文化,伴生出崭新的人文理念,使人在自然界中赢得了生命的自信和价值认定。物理学基于人类生命意义上的创造活动及其伟大实践更换了人文文化的背景,充满着人文关怀,其科学文化深层结构中蕴涵的价值使人们的理念不断更新,在否定旧的传统观念过程中催生出新的解释,召唤出新的期望。物理学新的科学方法给人文文化注入取之不尽的活力,大大地丰富了人文学科的思维方式。物理学在对外物认识的同时,引导人们反过来认识人自己,深入地体悟人世,启示人们应以何种态度处理人世,人在认识自己与处理人世的过程中又会体悟到认识外物的重要性,从而使人能够自觉地以理性方式和科学态度去认识世界,协调人与自然的关系。
参考文献:
[1]袁正光.科学精神与人文精神[J].教育科学论坛,2004.11
[2]吴宗汉.文科物理十五讲[M].北京:北京大学出版社,2004
[3]李梅.梅素珍.孤子的实在特性与哲学意蕴[J].科学技术哲学(人大复印资料),2008.8
[4]莫里茨·石里克.自然哲学[M].上海:商务印书馆,1984.7
[5]A.N.怀特海.科学与近代世界[M].上海:商务印书馆,1959.3