科学，到底是什么？（22）_风闻

一

最后说机械化。

现代世界图景的机械化，有两个意思，一个是通过机械类比或隐喻来理解世界，一个是用力学方式来解释世界。近代早期，力学与机械学还没有分开。而等到牛顿力学成为现代物理学公认的基础之后，机械化更多指的是（牛顿）力学化。

在古希腊，机械与自然相对；在现代，机械与有机体相对。

机械的本义是人工制作的东西，用以克服自然，资助人力。机械总是预设了一个制作者。

正因如此，把宇宙设想为一架机器，存在逻辑上的矛盾---整个宇宙要么永恒不变，要么自我生长。各民族的创世故事，都采纳的是“自我生长”的有机体模式。古希腊神话如此，中国神话也是如此。

把整个宇宙看成一架机器的机械类比概念，是基督教所独有的。基督教的创世理论破除了上面的逻辑矛盾：上帝创造了世界，但他并非世界的一部分。不过早期很少有人这样类比。

12世纪学术复兴之后，唯名论者如奥雷姆明确提出宇宙的钟表隐喻。

作为机械类比的机械自然观在16、17世纪兴起，有两大背景。

第一个背景是，中世纪机械技术革命，为欧洲人造就了丰富而多样的机械技术经验。古希腊、罗马时期，机械很少。而16世纪时，印刷机、风车、杠杆、滑轮、钟表、独轮车等等，成为常见之物。而从11世纪开始，凸轮、发条、踏板、齿轮、曲轴、连杆、调速器等等，都被欧洲人发明出来。

不难发现，这些东西，为蒸汽机的发明打下了坚实基础，甚至距离蒸汽机，可以说只有一步之遥。

第二个背景是，亚里士多德物理学正在瓦解之中，新的实验科学要求对自然界进行干预和控制而不是听任自然。干预和控制通过两种路线进行，一是炼金术和自然魔法，二是机械力学。

在机械论哲学家看来，上帝是一个钟表匠，宇宙是一台大钟表。

科学革命时期最为显著的机械类比是宇宙的钟表隐喻。机械钟表是中世纪机械技术革命最优秀的成果，其制作之精密，是一切机械之冠。

二

笛卡尔把机械类比的思想全面贯彻到由宇宙到人体的各个层面，明确提出身体即精致的机器。他的《哲学原理》是机械自然观的第一部权威文献。笛卡尔明确宣布，亚里士多德意义上的人工物与自然物的对立是不存在的，机器作为人工物与树作为自然物，本质上是一样的。

宇宙的机械类比，有助于机械力学被确立为物理学的核心学科。如果自然界一切事物本质上都是机器，那么，采纳力学方法对它们进行研究就是必然的要求。

笛卡尔的力学（机械学）的一般原理是：自然界除了物质与运动之外一无所有；物质的本质是广延（空间）；运动的本质是位置变化，因而可以表示为空间与时间的函数；物理学是关于运动的研究，因而本质上是关于空间与时间的数学。

笛卡尔机械论的细节受到了这样那样的质疑，但他的一般原则影响很大，得到普遍认同。

惠更斯把笛卡尔的宏大构想具体落实到光学和重力研究的细节上，把机械论哲学推向17世纪顶峰。

牛顿把力学公理化、系统化，补充、完善了若干新概念，并且将新物理学的原则成功地运用到行星运动、潮汐运动、落体运动等一系列特征运动之中，为新科学奠定了基础，提供了示范。

但是，牛顿的理论有两个方面与机械论哲学有重大区别。

第一，他引入了万有引力这种超距作用的概念，以统一解释行星和落体的运动，明确否定了笛卡尔的以太涡旋假说。引力这种主动的本原的引入，与机械论哲学的严格被动原则相悖。

第二，作为虔诚的基督徒，牛顿对机械论哲学保持一定的警惕，因为彻底的机械论最后必定导致这样的问题：即便是上帝创造的机器，在被发动之后，是否就不再需要上帝干预了？所以，他反复强调上帝随时干预的必要性，反复强调单纯的力学体系不足以解释世界上的一切。然而，后来的历史表明，牛顿的护教方案是徒劳的：力学越成功，上帝越无用武之地。

三

尽管如此，我们仍然要说，牛顿继承和光大了笛卡尔机械论的更本质的方面，让机械论以新的版本发挥了更大的影响。由于牛顿力学的巨大成功，18世纪之后的物理学乃至整个科学，都走上了牛顿所指引的道路。

牛顿引入了“力”的概念，使力学的基本范畴，由17世纪的物质和运动，变成了物质和力。力学由机械学变成了（中文语境中）名副其实的“力”学。牛顿的机械论世界观，可以改称为力学论世界观。

18世纪以后，物理学的发展，即是发展出各种各样的力学，如天体力学、流体力学、热力学、电动力学等等。通过对不同领域的力学化，物理学保持了它的统一性。

从伽利略到牛顿，力学论世界观还有两个一以贯之的要点值得提出：一是外在化，二是还原论。

外在化一是指人与世界相互外在，即把世界看成是一个独立于人的客观对象；二是指自然界的每一个物体之间都相互外在，它们之间没有任何内在的有机联系。

力学还原论至少可以在4个层面进行表述：质还原为量，宏观还原为微观，整体还原为局部，复杂还原为简单。

质还原为量，这是数学化本身所必然要求的还原。后面4个层面的例子有原子论、解剖学等等。

除了物理学之外，其他学科也要遵循力学世界观的基本原则---数学化、外在化、还原论。从某种意义上讲，全部自然科学（以及社会科学）都是机械论的，现代世界图景都是力学化的。

不过，世界图景的力学化，也是现代性危机的深层根源之一，因为它培养了无生命的意识，让孤立、静止、片面的思维方式居支配地位，消解了宇宙间无处不在的普遍联系。