哲学思想作指导

毛泽东曾经说过，“哲学是自然科学和社会科学的概括和总结”。哲学是关于世界观的学问，有什么样的世界观，就会产生什么样的哲学。哲学在我们每个人的日常生活当中无处不在，在科学研究和探索的各个领域中也无处不在，它潜移默化地在影响和左右着人们对科学的探索研究。从历史上科学家成功的经验来看，如果自觉地按照正确的哲学思想作指导，那么他们的科学探索就会事半功倍，反之亦然。哲学和科学一样，也是用概括和逻辑的形式来反映世界的。但是，哲学对现实的反映更概括、更具有普遍性。哲学在全部意识形态中起着方法论的作用，一切意识形态都不可能离开哲学思想的影响，不与唯物主义哲学的观点相联系，就要与唯心主义哲学的观点相联系。

钱学森除了大力倡导系统工程和工程控制论的研究和应用外，还非常重视哲学与系统科学的研究。钱学森把系统科学看成是与自然科学、数学科学、社会科学具有同等地位的一门学科，认为这门学科还应该包括系统学，把运筹学和控制论、信息论结合起来的理论。他对系统科学又做了新的归纳。他把科学体系分成四个台阶，从低到高依次是：工程技术、技术科学、基础科学、哲学。系统科学体系包括这四个台阶的内容，系统观是关于系统的一般哲学、方法论观点。工程技术由各门系统工程、通信技术、自动化技术等技术构成；技术科学由运筹学、控制论、信息论和其他技术科学构成；基础科学由数学、物理、化学、天文学、地理、生物等诸多基础科学及系统学构成。由以上这些系统科学加上社会科学、数学科学、自然科学、系统科学、人体科学和思维科学构成哲学体系，然后再由此上升到人类认识的最高层次——马克思主义哲学。这是人类获得正确的、科学的、符合客观世界规律的认识的唯一途径。由此可见，哲学思想对于人类能否获得成功起着至关重要的作用。

从近代科学技术史与哲学史来看，自从确立了热力学第二定律以来，关于物理系统与生命系统的关系问题，即这二者之间除了差别以外是否还存在统一性的问题，一直是科学家与哲学家所共同关心的一个重大理论问题。控制论实质上是要探索这种统一性，并试图用功能模拟的方法来处理这个问题。同时，与控制论有密切联系的信息论所提出的信息量作为负熵与热力学熵的内在联系，也给人们提供了一种深刻的启示，不同学科的科学家为探索这一问题做了很大努力。尤其是协同论、突变论、耗散结构论和超循环理论等，不仅定性地而且定量地探索了由物理系统向生命系统进化的一些内在机制，揭示了自组织系统的一些客观规律性，并从科学上提供了世界的一幅系统的轮廓，这对哲学与方法论的发展有着重大意义。

爱因斯坦创立的狭义相对论，源于他具有正确的哲学思想作指导。当时，著名物理学家洛仑兹、彭加勒均走到了狭义相对论的大门口，但最终未能进入这座神圣的殿堂。这不是因为他们的科学素养不如爱因斯坦，他们也是当时世界上首屈一指的科学家，科学素养与爱因斯坦不相上下。但在哲学上，他们则要逊色多了。洛仑兹固守形而上学的机械观，不敢越雷池一步，甚至抱怨为什么没有在矛盾尚未暴露、经典物理学的大厦看起来固若金汤的美好日子里死去。彭加勒虽然扬言要建立“崭新的力学”，却把科学看成是纯粹的“约定”，否定科学的客观基础，并且不能摆脱牛顿绝对时空观的束缚和羁绊。爱因斯坦在学习研究和探索物理学的同时，广泛涉猎了各派哲学，博采众长，为其所用。在哲学上，他主要是接受来自两方面的影响，一是渗透在赫姆霍兹、玻尔兹曼等人著作中和某些通俗科学读物中的自然科学唯物主义，以及斯宾诺莎的唯物论。唯物论的熏陶，使他坚信客观世界的存在。另一方面是笛卡尔、斯宾诺莎和莱布尼茨的理性主义，以及休谟、马赫的怀疑批判精神。这使他能够破除对牛顿力学教条式的束缚，并且非常重视理论思维的作用。

正是出于科学创造的需要，才使爱因斯坦重视哲学的作用，在哲学启示他发现了同时性的相对性，使他把哲学与科学巧妙地紧紧地结合在一起，超越了同时代许多一流的科学家，创立了狭义相对论。但这仅仅是爱因斯坦科学生涯的一个良好开端。在此基础上，爱因斯坦又创立了广义相对论。这是在正确的哲学思想指导下，对狭义相对论的逻辑推广。而恰恰就是这一点，却是其他任何一位科学家所不能做到的。

爱因斯坦分析了牛顿力学与麦克斯韦电磁理论的矛盾，指出“牛顿力学的弱点在于他的引力理论是以瞬时超距作用为基础的”，即认为引力以无限大的速度来传递，这同狭义相对论相抵触，因此有必要对牛顿力学加以改造。更重要的是爱因斯坦把相对性原理推广到非惯性系。他用了10年时间发现了等效原理，把相对性原理推广到非惯性系，打破了绝对时空观、同时性的绝对性、超距作用、静止以太等绝对真理的神话，成功地建立了狭义相对论之后，又建立了广义相对论，使人类时空观发生了一场革命性的变化，他又向统一场论进军了。

所有这一切，都是爱因斯坦在世界统一性的哲学思想支配下进行的。在他看来，世界不是杂乱无章的，而是简单的、和谐的、有规律性的。一些普遍规律和原理是世界统一性的重要表现，找到了这些基本规律或原理，就能对自然界加以统一的描述。物理学家的最高使命就是得到那些普遍的基本规律，由此，世界体系就能用单纯的演绎法建立起来。爱因斯坦之所以能够自觉探索客观世界的统一性并取得巨大成功，乃是得益于他良好的正确的哲学素养。他指出，哲学是“全部科学之母”。他正是从古希腊哲学、笛卡尔、康德、马赫、彭加勒等人的哲学著作中吸取了正确的哲学思想的营养，才更加明确了探索客观世界统一性的大目标。

爱因斯坦后半生致力于建立统一场论的研究探索，但收效甚微。这不能说他的哲学思想不正确，而是因为在20世纪，我们对自然界存在的强相互作用力、弱相互作用力、电磁相互作用力和引力的认识还不十分清楚。到现在为止，科学家们已经建立了一种新的规范场，即建立了强、弱、电三种相互作用的大统一理论，用这种理论已经取得了一些实际进展。但距离这四种力的真正大统一还比较遥远，但人们都相信自然界的四种相互作用力的超统一最终一定能够实现。统一场论的发展，说明战后物理学正是沿着爱因斯坦所指引的大统一方向前进，从而显示出了爱因斯坦世界统一性思想的伟大。世界统一性的思想从古希腊的毕达哥拉斯、柏拉图开始形成，他们从世纪的简单性、数的和谐、数学的美的角度去探索世界的统一性，中间经过哥白尼、开普勒、牛顿、麦克斯韦发展到爱因斯坦，达到了我们时代的高峰。这也是爱因斯坦能够成为20世纪物理学界乃至整个科学界的领袖和旗手的根本原因。

由前所述我们可以看出，爱因斯坦的科学成就同他的哲学思想是密切相关的。关于哲学同科学的关系，他曾说过：“物理学当前的困难迫使物理学家比其前辈更深入地掌握哲学问题”，“认识论要是不同科学接触，就会成为空架子，科学要是没有认识论——要是这是可以设想的——就是原始的混乱的东西”。这是他一生科学研究和创造活动的经验总结，也是他一直坚持的方向。他不仅开创了20世纪物理科学的新天地，留下了巨大的精神财富，也留给了我们非常丰富和深刻的哲学思想。

门捷列夫在建立元素周期表的过程中，也自觉地运用了质量互变规律的哲学思想。在1869年以前，已发现了化学元素63种。为了探索元素周期之间的规律，许多化学家进行元素分类研究，其中杜培莱纳的“三元素组”和纽兰兹的“八音律”，在一定深度和角度上说明了元素之间的某些联系。但并未揭示出元素之间的内在联系，因此也未得出正确的分类原则。

门捷列夫在前人研究的基础上，批判地继承了前人工作的成果，又对新掌握的资料进行比较和研究，确信各种元素的性质存在着周期性的变化规律。他根据元素的性质进行各种分类、比较、综合、归纳，终于从杂乱无章的迷宫中理出一个头绪。1829年二三月间，门捷列夫发表了元素周期律的图表和《元素属性和原子量的关系》的论文，阐述了周期律的基本观点：

1.按照原子量大小排列起来的元素，在性质上呈现明显的周期性；

2.原子量大小决定因素的特征，正像质点的大小决定复杂事物的性质一样；

3.从周期表中留下的一些空位，应该预测到许多未知元素的发现，例如“类铝”“类硼”“类硅”；

4.当我们知道了某种元素的同类元素后，有时可以修正元素的原子量。

根据门捷列夫的元素周期表和科学预言，他预见的类铝、类硼、类硅等元素相继被发现。元素周期表的发现，具有伟大的科学意义和哲学意义。它使化学研究仅限于个别的零散事实做无规律的罗列中摆脱出来，奠定了现代化学的基础。它把原来认为是彼此孤立的和互不依赖的各种元素看成是有内在联系的统一体，它表示元素性质发生变化是由量变到质变的过程。恩格斯曾高度评价了门捷列夫元素周期律的发现，指出：“门捷列夫不自觉地运用黑格尔的量转化为质的规律，完成了科学上第一个勋业，这个勋业可以和法国天文学家勒维耶计算当时尚未发现的海王星的轨道勋业居同等地位。”

元素周期律本身奥妙的推测引起了人们对原子构造秘密的研究，成了打开原子构造大门的一把钥匙。它还导致了核子物理这门新学科的建立，并且帮助以后的科学家去揭示原子能的秘密和利用这种能源。

1854年，法国生物学家巴斯德担任里尔大学理科系主任。里尔盛产葡萄和葡萄酒，但时间长了，酒质就会变酸，损失很大。当地酒厂老板纷纷请巴斯德给他们解决这个问题。

酒质变酸的原因是什么？生物能否在短时间内从无生命世界中自然产生？这是自古以来人们就感兴趣的话题。有一种观点认为：从自然界腐败的动物和植物中可以产生有生命的物质，这是自然发生说。另一种观点认为：自然界中无生命物质不能在短时间内转变成生物，生物只能通过生物是繁殖产生，这是生源说。巴斯德相信生源说。在这个思想指导下，他在显微镜下仔细观察比较了变质的酒和未变质的酒。发现两者当中都有微生物，但形状不同。他发现酒质变酸是由一种微生物引起的，于是他建议把酿好的酒缓慢加热到大约摄氏50℃，杀死微生物，从此解决了酒的变质问题。这种方法被人们成为“巴氏消毒法”，这种消毒法在牛奶厂也广泛应用。

巴斯德关于微生物引起腐败变质原因的发现，不仅给酿酒业和牛奶业带来了巨大利润，而且更重要的是他驳斥了自然发生说。这就充分说明，一个自然科学家具有正确的认识论是多么重要。牛顿在建立力学三定律和万有引力定律的贡献，是相信绝对时空观思想。但当人们问起他地球和太阳究竟因何而运动时，他认为是来自上帝最初的第一次推动，把自然界这一有规律性的活动归结到虚无缥缈的上帝身上。在他的后半生用大部分时间来研究上帝，成了上帝虔诚的信徒，以至在科学研究上收获甚微。即使是像牛顿这样伟大的科学家，如果缺少了正确的哲学思想的指导，也只能是一事无成。如果一个科学家能够自觉地进行哲学思维的训练和修养，增强物质客观实在性的哲学概念，他的成就就会更大。

马克思说过，“任何真正的哲学都是这个时代精神的精华”，“是文明的活的灵魂”。哲学之所以区别于各门具体的科学，就在于它所研究的是整个世界（包括自然界、人类社会和思维）的本质和发展变化的一般规律。因此，哲学比起其他任何科学来，视野都要广阔得多，目光也深邃得多。在科学史上，自然科学家在进行科学研究探索过程中，特别是在思考基本概念、基本关系时，在新旧思想交替的关头，哲学思维起着举足轻重的作用。

缺少哲学素养的人可能成为一个工匠式的技师，但很难成为一个富有创造性的一流的科学家。只有那些既是科学家又是哲学家的人，才能做出引起科学产生巨大革命和飞跃的贡献。凡是具有较深厚哲学素养的科学家，都承认客观世界是独立存在的，是不以人们意志为转移的，物质是客观存在的主体。爱因斯坦、玻尔、普朗克、海森堡、维纳、普利高津等人，都是这样的科学家。20世纪的数学大师罗素走在数学的前沿，又转向哲学研究，成为20世纪最伟大的数学家和哲学家之一。罗素指出：“哲学之所以应当学习，并不在于它能对于所提出的问题提供任何确定的答案……而是在于这些问题……可以扩充我们对于一切事物的概念，丰富我们心灵方面的想象力。”

因此，正确的哲学思想不仅给科学研究和探索以启发和指导，而且常常起到解放思想、开拓思路的作用。哥白尼对统治长达两千年之久的托勒密地心说敢于提出挑战，起源和得益于他在意大利求学时所受到的古代哲学思想和文艺复兴的人文主义思想的熏陶。他曾通读了所能了解到的古希腊的哲学著作，并深受同时代科学巨人达·芬奇和老师诺瓦拉的影响。他得知，古代早已有人提出过日心说思想。正是因为他受到了哲学思想的启示，首先将自己的思想从宗教神学的束缚中解放出来，大胆地对托勒密地心说提出疑问，然后经过认真观察研究和写作，终于完成了《天体运行论》这部伟大的科学著作。尽管他踌躇了36年不敢发表，但一旦问世便震动了科学界和整个世界，也宣告了自然科学的独立。

如果轻视辩证法，往往会囿于成见，固执己见，鲜有远见，毫无创新，甚至在真理碰到鼻子也会让它溜走，失之交臂。英国化学家普里斯特利已经从氧化汞加热实验中析出了氧气，但他深受“燃素说”的束缚，失去了首先发现氧气的权利和荣誉。而拉瓦锡则不然，他相信客观物质的实在性，不相信“燃素说”。他说：“如果有燃素的话，要把它分析出来看看。再说天平也会去发现它。”拉瓦锡做了一系列实验，在大量科学实验事实的基础上，提出了科学的氧化燃烧理论，推翻了在化学上统治一个世纪的“燃素说”，开创了近代化学实验和研究的先河。拉瓦锡氧化燃烧学说的建立，生动地说明了科学的自然观对于科学发现的重大意义。

20世纪伟大的数学家希尔伯特，思想深刻，眼光犀利敏锐，在1900年提出了充满智慧和科学辩证法的23个数学问题。这本源于他高度的哲学修养。在学生时代，希尔伯特曾是康德哲学的忠实信徒。经过多年的数学研究，他坚决地否定并批判了康德哲学的先验论和不可知论。康德认为科学在探查构成宇宙天体的化学成分的秘密时，绝不会成功。希尔伯特指出：“照我的想法，康德之所以找不出解决问题的真正原因是：事实没有不可解的问题。”他认为：“这种相信每个数学问题都可以解决的信念，对于数学工作者是一种巨大鼓舞。在我们中间常常听到这样的声音，这里有一个数学问题，去找出它的答案。你能够通过纯思维找到它，因为在数学中没有不可知。”正是在这种“世界是可知的”哲学思想指导下，希尔伯特提出了20世纪的诸多重大问题，推动了数学的发展和进步。

物质是无限可分的，其内部结构具有层次性。这也是科学家们赖以取得成功的一个重要的基本哲学思想和信念。中国古代就有了“一尺之棰，日取其半，万世不竭”的思想。无论从宇宙这样大的宏观世界还是粒子这样小的微观世界，都是如此。当质子、光子、中子、正电子、负电子、µ子、J粒子、π介子、中微子、K介子等性质各异的微观粒子被相继发现后，科学家们不得不放弃了原子是最小物质基元的观点，但又将这些新发现的微观粒子作为基元物质，称之为“基本粒子”。然而基本粒子并不基本。日本物理学家坂田昌一自觉地将恩格斯的《自然辩证法》作为自己的科学研究工作的指导思想。在这个辩证法思想指导下，他反对把基本粒子看作是“物质的终极”，他把当时已有的基本粒子分成两部分，一部分是基础粒子，另一部分是复合粒子，复合粒子由基础粒子所组成，这两类粒子是结构上属于同一层次。又根据基础粒子的同位旋、自旋、奇异数和重子数等几个条件，最后确定质子、中子和超子是基础粒子，把这3个粒子叫作“坂田粒子”，所有的强子都是这3个坂田粒子和它的反粒子的复合体。坂田昌一正是在唯物辩证法思想指导下，成功地提出了基本粒子内部结构的复合理论模型，打破了基本粒子没有内部结构的传统观点，使物质结构存在无限层次的观点具体化，开创了基本粒子研究的新领域。在坂田模型的基础上，又出现了基本粒子结构的层子模型和夸克模型。

伽利略在自然科学方面的众多建树，都是在古希腊、中世纪乃至文艺复兴等各个时期的哲学著作、科学成果的丰沃土壤上培育出来的。他在1585—1589年间钻研了古希腊的哲学和科学著作，在阿基米德、柏拉图、苏格拉底等科学家和哲学家的思想影响下，形成了自己的研究方法和风格。伽利略指出：“哲学是写在宇宙这样巨大的书本上，它对我们始终是打开着的。可是除非一个人首先学会它所写成所用的语言，学会读懂它写成时所用的文字，否则就不能理解这部著作。它就是用数学这种语言写成的，它的特性就是三角形、圆和其他几何图形，没有这些图形，人们几乎徘徊在黑暗的迷宫之中。”

当时许多先进的学者对亚里士多德的落体定律——重物体比轻物体下落得更快的说法进行批判，伽利略产生了怀疑。他认真地阅读并研究了中世纪哲学家布里丹的“原动力理论”、罗马哲学家卢克莱修的《物性论》、海特布里德·威廉表述的“默顿定理”、尼古拉斯·奥列米斯《关于欧几里德的〈几何原本〉的一些问题》等科学家和哲学家的著作，对物体下落的理解和研究有了新的认识。他发现自己思想中的错误，根据前人的积累和自己的哲学思维，运用逻辑方法构思了一个自由落体定律的模型。首先是逻辑上的矛盾法证明亚里士多德的落体定律是错误的。那就是：如果把重物体和轻物体绑在一起令其下落，按照亚里士多德的观点，其下落的时间可以有两个：一是等于重物体与轻物体总重量之和的下落时间，二是等于重物体与轻物体各自下落时间的平均值，而这两个值肯定不相等。从而亚里士多德的落体定律是错误的，因为下落的时间肯定只有一个。

然后，伽利略定义了匀速运动，又做了著名的比萨斜塔自由落体实验和一系列严格的数学推导，最后建立了自由落体定律。当代美国著名科学哲学家夏佩尔、库恩、法国科学史家科瓦雷等，在他们的著作里都对伽利略的成功进行了深入细致的研究，肯定了伽利略的逻辑思维和哲学思维对他所建立的自由落体定律所起的巨大作用。

我们生活的自然界处在各种矛盾之中，客观的物质世界是由多种多样的具体物质构成的。相信各种具体的物质及其运动形式之间存在着普遍联系和相互作用，并具有内在的统一性，是科学家成功的一个非常重要的基本哲学思想和信念。纵观科学家成功探索科学奥秘的历史，如果科学家具有高度的科学素养，能够主动自觉地运用哲学思维来指导科学研究工作，那么他成功的概率就会增大直至取得成功，反之就会减小甚至失败。这也正如恩格斯明确指出的那样：“理论思维仅仅是一种天赋的能力。这种能力必须加以发展和锻炼，而为了进行这种锻炼，除了学习以往的哲学，直到现在还没有别的手段。”