第四节 物理学（一）

86.当今物理学家或化学家对其专业在希腊历史阶段的发展状况的看法非常不同于数学家或天文学家。数学家或天文学家会认为其古代先驱正处于他们所走道路的初始阶段，而在物理学家或化学家看来，过去存在的只是一些徒劳的四处游荡，永远也不可能导向目标。这种区别显见于我们今天所学的基础课程：几何学仍然在本着欧几里得的精神被讲授；天文学入门教科书的前几章看起来仍然类似于盖米诺斯（Geminus）和克利奥梅蒂斯留传下来的古代天文学导论。而在物理学和化学中，思想方式和方法从一开始就与古代完全不同，在这里甚至没有仿效数学和天文学的可能，因为希腊科学文献中的教科书和手册虽然包含数学和天文学，却不包含物理学和化学。

亚里士多德某些著作的标题似乎与这种说法不符。事实上，它们包括《物理学》（φυσικήἀκρόασις）、《气象学》（Meteorology）、《论生灭》（On Generation and Corruption），这些标题难道不在暗示它们是一些自然科学论著吗？然而，如果理解了其中的内容，就会迅速打消这种印象。《物理学》主要包含关于空间、时间、运动、连续性和因果性的哲学思辨。即使在讨论纯物理主题，比如力的效应或下落与抛射现象时，也只是因为哲学论证引向了对它们的思考而附带提及，而不是为了物理学问题本身。提出元素说的《论生灭》也是以形而上学和哲学为导向，而不是今天所说的物理学或化学著作。虽然《气象学》主要关注物理学（特别是地球物理学）主题，但这里的整个讨论方式也同样受到了亚里士多德自然哲学的严重影响，以至于它与现代物理学家和化学家认为不可或缺的经验方法几乎没有什么关联。因此，今天的物理学家在这里同样无法看到一个大有希望的开端，而数学家或天文学家在阅读古代著作时却时常会有相反的美好印象。

87.其实，如果更深入地理解亚里士多德的科学著作，就会看出它们有更大的价值。只要不带偏见地阅读这些著作，就必定会承认，作为自然的研究者，亚里士多德拥有关于物理现象的广博知识，对解释它们有极大兴趣，并力求基于纯粹的物理理由给出这些解释。如果将他与柏拉图进行比较，便立即可以看出，《蒂迈欧篇》所传递的那种通过预想的原理构建一个想象中的自然的倾向，现在被一种纯经验的态度所代替，因为它基于这样一种认识，即真正的自然知识只有通过认真收集经验材料才能获得。

然而，与后世取得的成就相比，亚里士多德在物理学领域取得的诸多成就在量上依然不够多，在质上也有根本不同。为什么如此，这还需要进一步解释，但不宜诉诸单一的解释原则。要想理解古代物理学和化学为什么发展程度不高，必须考虑各种因素的影响。

88.首先，虽然亚里士多德认识到，经验在研究自然中起着至关重要的作用，感官必须提供材料供思想作进一步加工，但他和其他希腊思想家依然低估了收集可靠的经验知识以及对其进行解释所涉及的困难。对于亲眼所见或道听途说，他们缺少一种批判态度，没有意识到表面上极为简单的物理现象背后的极端复杂性。

然而，他们既没有对感觉证据保持一种健康的不信任，也不愿和没有能力验证在有意创造的条件下得出的结论，从而检验解释性的假说是否有效：对自然的经验态度尚未发展成为一种实验态度，虽然认识到了观察的重要性，但尚未得到实验的必要补充。

89.这一点应当如何解释？这个问题不仅涉及亚里士多德的著作，而且涉及一般的古代自然科学。我们同样无法给出单一的回答。首先，消除干扰因素（然而必须首先假定这些干扰因素的确存在，并对其进行规定），使自然现象在某些预定条件下发生，从而迫使自然回答某个清晰界定的问题，这种观念对于从小就学会将物理学和化学同实验观念联系起来的现代人来说也许是简单而自明的，但对古人来说却并非如此。科学史表明，普遍接受和实现这种观念需要漫长的时间；其次，即使认识到了实验的必要性，实验的实现一般也要求使用专门为此设计的仪器，因此，是否可以对科学进行实验研究是与技术的发展密切相关的；反过来，要想满足实验所提出的要求，技术的发展也必须能够依靠科学知识（比如改善真空泵，发展出玻璃吹制技术，对于近代物理学相当重要）；再次，实验的实现预设了理论的存在，理论提出了某些有意义的问题，导出了可以用实验检验的具体命题，使特定的测量成为必需。毕竟，实验不可能在没有任何理论指导原则的情况下随意进行，而没有实验的持续帮助和控制，这种指导原则也不可能得到发展；最后，正像纯粹的启发性实验对于科学的意义要低于确证性实验一样，纯粹定性的实验的重要性也无法与定量实验相比。定性实验只是为了显示某一现象是否会发生，而定量实验则是为了检验或寻求某些量的相互依存关系，并对这些量进行测量；对于科学来说，测量要比确立事实更重要。

90.现在应该很清楚，为什么科学中的实验方法在希腊物理学中没有什么生命力，那就是缺乏与技术以及一种卓有成效的理论的相互作用；此外，与毕达哥拉斯主义和原子论相反，亚里士多德的质的物理学虽然在理论上并不必然排除量的方法的使用（后来人们甚至还要学习使质成为可测量的），但它的确阻碍了这种应用，因为在进行测量的实验成为可能之前，必须先解决质能否测量以及如何测量这样的问题。

然而，即使是亚里士多德这位极具经验头脑的研究者，也没有形成一门独立的物理学，这其中的复杂因素仍然尚未厘清。我们还需要知道，为什么经验研究与理论之间、科学与技术之间应有的相互作用未能发生。

91.缺乏第一种相互作用显然表明，构成理论出发点的基本原理有什么地方出了问题。虽然大家对这一点可能都会赞同，但对于什么是这种源头的缺陷（vitium originis），却可能再次莫衷一是：这是由于亚里士多德体系中科学与一般哲学原理（特别是潜能与现实的理论）之间的紧密关联？还是由于对这一理论所基于的基本物理假设选择不当？在我们看来，第一种情况的阻碍效应似乎是偶然的而非本质的；一种把变化当作实在、力求使之可以理解的形而上学，不可能被认为从根本上不适用于科学理论；虽然我们已经指出，物理学由此获得的质的特征使定量实验研究的发展变得非常困难。

而第二个因素，即把四元素说以及它所基于的原初性质理论当作基本假设，必定会导致非常不利的影响。亚里士多德把这种只能得到少量经验支持的理论、连同元素数目与原初性质数目之间的准逻辑关联当作解释自然的基础，而对它的正确性从未产生怀疑。我们事后可以确定地说，他所走的道路使科学前景黯淡，而且充满危险。

92.仅仅凭借着某些表面的感觉经验（特别是触觉），他和前人就轻率地构造出一种如此一般的理论，而他的继承者也迫不及待和不加批判地接受了这一理论，这再次说明，他和一般希腊思想家都低估了研究自然的困难。无论是否对自然持经验态度，他们无一例外地高估了不加约束的思辨在自然科学中的力量；他们不了解那种往往迷失在琐碎细节中的艰苦费力的工作，而做不到这一点，就不可能获得对自然的任何理解。当爱奥尼亚哲学家们言之凿凿地谈及纷繁复杂的自然现象都能归于唯一的本原时，哲学才勉强开始致力于此。巴门尼德振振有词地宣称一切变化都是不真实的。柏拉图知道巨匠造物主如何创造了宇宙。基于极少的事实，原子论者也号称在没有质的原子和虚空中找到了适用于天地万物和灵魂肉体的充分的解释原则。

或许是被同样年轻的数学的巨大成功所激励，希腊人的早期科学思想沉迷于虚无飘渺的思辨。虽然其中无疑经常包含着真理的萌芽，但它们对实际现实关心太少，以致无法获得卓有成效的理论。年迈的埃及祭司在《蒂迈欧篇》中对梭伦（Solon）说，希腊人总如孩子一般，^注45这话并非毫无根据。