质量的同一性含义

第三节　质量的同一性含义

1．对牛顿质量概念定义的分析

在古老的物质定义中，涉及到了存在物的一种不变性。即，一种与时间无关的性质，或一种不受相互作用的过程所影响的自我存在的同一性。在操作层面上而言，将质量的定义与物质的同一性联结，它就提供了确认物体（它作为被人所经验到的存在物）的一种方法。而在人类早期的物物交换的过程中，作为经验概念的质量也具有一种交换的等价性，依靠（质量）这种特性，使物的交换获得它的公平性。当质量能对这种公平性作出使人信服的评价时，质量似乎是表达了一种存在的不变性，即物体具有不随时空的变化而变的某种特征。在古人的思想意识中，这种特征的最主要方面在于它能向人提供一定的能量（如实际生活中的大麦饼）。其实，现代社会中的杆秤保留了能够对物体的质量进行度量的这种不变性特征。而牛顿所定义的质量，就是与物体相关的某种不随相互作用与时间－空间而变化的量。

对于牛顿在《原理》的定义1中的质量定义，在《牛顿自然哲学著作选》中的译文是：“物质的量是用它的密度和体积一起来量度的。”显然，这样的翻译并没有把牛顿的原义译完整。它只是一个操作性、运算性的翻译，而不是一个形而上学性的翻译。因为质量的“质”正是体现在与密度和（体积的）大小所表征的同一性上。而在王克迪译的《原理》中的译文是：“物质的量是物质的度量，可由其密度和体积共同求出”。虽然这个译文比前面的要进步了一些，但它也不是一个完整的翻译。从逻辑上讲，这样的译文也是不规范的。译文中的“物质的量是物质的度量”是一种毫无意义的同语反复，对于深刻无比的牛顿来说，他怎么会以如此庸俗的方式来做它的第一个定义呢？作为一个理想主义者，牛顿的写作是极为谨慎的：“他经常要反复地琢磨同一段话，有时要写上五六遍，才能使自己完全满意”。牛顿的《原理》是从先提出几个定义和运动三定律开始的，其中质量定义列于八个定义的首位。这不但说明质量概念对于《原理》来说，是后面一切命题、定理及其论证的出发点，而且说明质量概念是牛顿建立其动力学体系的最重要基石，因此，其意义十分重要。作为《原理》的第一个定义，必然是深思熟虑地表达了牛顿对于存在的某种深刻的信仰。事实上，这个信仰的物理含义就是：存在物具有一种不随时间、空间、作用而变化的自在性质。并且，牛顿在综合前人研究的基础上也发现，这一性质是可以通过一个特定的数量来表示的，而且这种表达方式是普适的，即对任何存在物来说是同一的。牛顿的这一信仰与现代理论物理学中所首先要对研究对象找寻的物理量的不变性信仰是一致的，这也是牛顿物理学到如今还保持它的活力的一个深刻原因。也就是说，在这一层意义上，现代物理学与牛顿的物理学在本体论上是保持一致的。在牛顿的对于自然哲学的同一性的表述中，已经隐含了现代物理学对于自然表述的形而上学隐义：不变性，协变性。而自然科学，正是专门与关于自然的同质思想有关的。“科学在对定律进行最根本阐述的过程中，寻找带有最大持久明确的简单性特征的对象。按照他们来表述其最终的定律”。

牛顿的这个质量定义不能形而下地将质量理解为由物质的密度和体积共同产生的东西。关于这一点被包括马赫在内的很多学者所误解。就连埃德温·阿瑟·伯特也没有深刻领会牛顿的愿意：“他选择用那些比较熟悉的项来定义质量，而不是把它作为物体的一个基本性质提出来……”。因为牛顿质量定义的属概念是“同一性的量度”，而种概念才是密度与体积共同产生的（东西）。以种概念限制属概念才构成合乎逻辑的定义。因此，这个质量定义在逻辑上是正确的，其关键在于指出了属概念同一性的量度。

那么，什么是“同一性的量度”？牛顿在手稿中指出：“同一性可理解为一切同种物体的质，这似乎是全部哲学的基础。人们没有别的办法从可觉察到的物体推导出觉察不到的物体性质。”这说明，“同一性的量度”是对相同一种物体性质的量度而言的。牛顿既然把这个概念推广到所有物质的质量定义，显然指所有物质都有同一种属性。那么，同一种属性指的又是什么？牛顿写道：“因为所有东西的物质是一样或同一样的，因自然的作用而嬗变成无数的形式……”。

牛顿的“同一性”是一个蕴意深刻而内涵丰富的概念，它在不同的场合有不同的意义。正像亚里士多德所言：“运动的同一可以是种上的，可以是属上的，也可以是数目上的。”在向心力的定义中，“同一性”是指形成它的原因与它所产生效果的相同性。牛顿在定义6中说：“向心力的绝对量是其同一性的量度，它正比于中心导致向心力产生并通过周围空间传递的作用源的功效。”。而在定义7中说；“向心力的加速量是其同一性的量度，它正比于向心力在给定时间里所产生的速度。在前一种情况下，同一性是指形成向心力的原因的同一性，而在后一种情况下则是指向心力引起的效果的同一性。”

牛顿又说：“不过我们可以由事物的属性、原因和效果把一事物与他事物的静止与运动、绝对与相对区别开来。”因而，综合起来可以认为，牛顿的同一性是与事物的属性、原因和效果相联结在一起的。

而在质量概念中，牛顿所表述的同一性意义主要体现在与事物的属性和原因这两个方面。并且，牛顿更重视的是前一种因数。牛顿对于质量的定义首先是从反映事物的内在属性而言来进行的，因而，牛顿才以物质的密度与体积来定义质量。因为这样的定义可以明确地表示：不同的物体在本性（质）上没有差异，而只有量的差异。同时，牛顿的同一性中也包含着不随时空而变的特征。而当牛顿说到惯性力或vis　insita时，他指的是在一切自然物体中体现出来的对于变革的天然抵抗的原因，因为事实证明，这种天然抵抗性不会随着具体物体的不同而产生或消失，而仅仅只有能力大小的不同。并且，无论这些物体处于何种运动状态，特定的物体对于外界的天然抵抗的能力总是一样的、不变的。

2．牛顿质量概念中“同一性”的历史渊源

从历史的角度而言，在事物性质的同一性问题上，是牛顿继承他的前辈的观点的结果。同一性的概念，早在古希腊的思想中就占据着一个非常重要的地位，泰勒斯早就认为，水是万物的本源。亚里士多德说：“在那些最初进行哲学思考的人们中，大多数都认为万物的本原是以质料为形式，一切存在着的东西都由它而存在，最初由它生成，在最终消灭时又回归于它。实体则处于底层，只是表面承受各种作用而变化，人们说这就是存在着东西的元素和本原。正是因为这个缘故，他们认为既没有任何东西生成，也没有任何东西消灭，因为同一本性永远持续着”。

牛顿在此也历史性地继承了柏拉图的美学理念。由于在柏拉图看来，我们的世界只是造物主依据永恒的理念所创造的一个摹本，而“永恒本身则始终为一。”因而，处于这个世界中的物体也必具有保持它自身稳定性（不变性）的性质。从形式上而言，造物主是通过创造时间来使这个世界的同一性与永恒的一体性来取得同一的。这也使我们可以理解，何以绝对时间的观念在牛顿的力学构架中具有与质量的同一性相当的根本性的形而上学意义。

牛顿在质量的定义中，表明了质量所揭示的物质的同一性含义，而在其后的附注中又明确的表达了他那著名的时空观。牛顿为什么要这样做？即使对于现代人来说，对这一问题进行一下思考也许不是无益的。牛顿在谈到绝对时间与相对时间的区分的时候说：“能用以精确测定时间的等速运动可能是不存在的。所有运动都可能加速或减速，但绝对时间的流逝并不迁就任何变化。事物的存在顽强地延续维持不变，无论运动是快是慢抑或停止”从这里，我们可以明显的看到，牛顿的“绝对时空”是存在物之同一性可被人的经验所认知的一个理论性的形而上学基础。时间延续的不变性或均匀性构成了描述事物不变性的操作平台。具体地而言，事物的这种不变性是由绝对时间与绝对空间对所构成的基本处所的不变性所构成的。诚如牛顿所说：“因为时间和空间是，而且一直是它们自己以及一切其他事物的处所。所有事物置于时间中以列出顺序；置于空间中以排出位置。时间和空间在本质上或特性上就是处所，事物的基本处所可以移动的说法是不合理的。”

牛顿质量概念中的同一性含义，又是对于亚里士多德物理学思想的继承、深化与发展。在亚里士多德看来，物理学的研究对象不是就偶性而产生的变化。因为那种不必然的、无确定性的东西的原因是无迹可寻的、不定型的。“只有诡辩术才投身于研究偶性”。而“一切科学都以恒久存在的或经常存在的东西为研究对象，这里决不包括偶性”。从而，“物理学所研究的是在自身内具有运动本原的东西”。亚里士多德又认为，从存在到存在的物体的运动只有三种形式：性质的运动、数量的运动和地点上的运动，而存在的其他范畴：实体、关系、动作和承受等，都不能运动，即他们是保持不变的、同一的。因而，在亚里士多德物理学的意义上，牛顿质量概念中所表达的不变性就是被运动物的实体不变性。而牛顿的运动定律则是表达了亚里士多德物理学意义上的运动关系、动作和承受的不变性。

当然，毫无疑问，牛顿质量概念中的同一性含义又是对于伽利略与笛卡儿物理学思想的继承。伽利略认为：“对可以在数学上表示的每种不同的活动，都存在着某个基本的原因或不可消灭的力，总是可以指望这个原因或这个力产生其后果。如果想定量地处理这些基本原因的后果，那么，它们的主要标志或主要特征便是同一性、均匀性和简单性，这些特点对它们来说是本质的。”在笛卡儿看来，与人（我在）的本质特征（我思）相联结的是一种时间的恒久不变性：“现在我觉得思维是属于我的一个属性，只有它不能跟我分开。有我，我存在这是靠得住的；可是，多长时间？我思维多长时间，就存在多长时间；因为假如我停止思维，也许很可能我就同时停止了存在。”因而，与人的存在特征相对应的物体的本质特征也将必然是时间不变性的：“凡是人们归之于物体性质的东西都很可能不过是梦或幻想。”而物体的真正特性是“一个刚才在那些形式之下表现而现在又在另外一些形式之下表现的物体”的性质。不仅如此，笛卡儿还深信物质在空间上也是保持同一的：“很容易推断出天空的物质和地球的物质没有什么两样；通常而言，即使世界有无限多个，它们也不可能不由同一种物质组成；因而不可能有多个世界而只能有一个世界：因为我们清楚地知道构成整个自然界的这种物质，作为一种广延的实体，一定已经完全占据了其他世界应该位于其中的所有可想象空间；而且，我们自身中根本没有其他任何种类物质的观念”。

其实，牛顿在对物体的内在特征的描述上同笛卡儿信仰同一个真理：我思故我在。只有在时间中的不变性才是真正的存在，只有经历了时间而不变的性质才是物理学所研究的对象。虽然牛顿在许多地方说：“我不杜撰假说”。但是，我们从牛顿的质量定义里可以清楚地看到，牛顿的宗教上的先入之见，以及他的那些美学－科学的假定，对他的物理学理论的建立产生了根本性的作用。同时，牛顿也继承了巴罗对于自然不变性公设的宗教兴趣，他相信，“大自然本身是很一致的，并且是很简单的”。当然，“在运动变化是不规则的或独特的地方，问题往往没有解决，这不是因为手头上没有对它们进行完备处理的工具，而是因为它们不值得人们去进行化简”。而物理学，它所研究的对象也是仅仅自然变化的不变性，即变化的恒久性联系，也即人对自然的几组感觉特性之间的关系的不变性。我们常认为，质量是物体的特性。但以其这样还不如说，牛顿引入质量正是锁住了物体的内在（的同一）性质，从而使人可以直接地来研究物体的位置运动。

从最终的本源而言，牛顿追从笛卡儿的将世界中运动量的永久性学说依赖于上帝的不变性的观点，认为与存在相联结的质量的同一性也具有一个同样先验的、思辨的证明、上帝的保证：“这样，在上帝宣告关于创世的任何东西之前（如果在他尚未创世时曾有过时间），物质之量、星数和所有其他东西是不确定的，一旦世界被创造了，它们就确定了”。而自然的运动与变化则最初是由于创世主的直接插手，此后则永远是由于自然的力量所致。当然，从经验的角度来看，很可能牛顿对质量的发现在某种程度上受到玻义耳在压缩气体方面的实验的影响。玻义耳已经发现，在任何气体的情形中，压力与体积之积总是一个常数，现在，在与其他物质的惯性的比例关系中，正是这个常数成为气体的质量。与玻义耳的这个关系是由一个事实提示出来的，那就是，牛顿在《原理》的第一段中是按照密度和体积来对质量进行操作性的说明的。总之，牛顿处于这样一个时代：“这个时代的特征是一个特殊的总观点的形成，这个总观点的中心是自然界的绝对不变性这样一个见解”。牛顿正是在综合前人工作的基础之上，通过对于质量概念在描述物体的运动与相互作用的过程中所具有的不变性的突破，从而把物体在惯性运动、加速运动及引力中所表现的属性统一起来，明确建立了物理学的质量概念，并进一步把质量概念视为物理学的基本概念，从而在这个基础上有系统地建立了他的力学体系。

可见，在牛顿的质量定义中，具有一个非常宏伟的形而上学的框架：从物质的内在特征上而言，它是以原子论为根据的，而从物质的外在形态、关系的可感性上而言，又是与他的绝对时空观为关联的。而最终，牛顿又把物质的同一性的这种内在与外在根据归结为一个总的根源：上帝。但牛顿始终否认我们具有关于对于任何事物的终极本质的知识，他将与质量有关的根本属性看成是上帝所赋予存在的性质。牛顿正像玻义耳所认为的那样：对这个世界根本上要从宗教上来得到解释。因而，“上帝最初创造了质量，并使之运动；同样，他通过他的出现和连续的存在构成了质量运动的时间和空间。他对事物结构中的这种有理性的秩序和有规律的和谐负责，而正是这种秩序和和谐使事物成为严密知识和虔诚沉思的对象”。

3．质量的同一性含义是形成质点概念的基础

实在的点是一种复杂的存在物，由于它产生于经验观察范围的收缩：“我们尽力正确地感知到的东西，是从很远处趋向某种抽象集——它属于作为抽象要素的容积——的小事件”。因而，在它的内涵中包含了内在性质的不可分割性及与其他存在物关系的逻辑构想。

而所谓抽象的数学上的“点”，就是没有部分，没有大小。牛顿第一运动定律是不需要对物体的内在性质作任何假定的，因为它的实质是对于存在物所处的时空特征的表达。因而，质点的概念只有在对物体进行的运动学与动力学的描述中才需要得到规定，它既有点的规定性又有质的规定性。运动学所描述的质点，具有时间与空间的不变性的规定，从而，物体被描述为时空中的位置；而动力学所描述的质点则具有性质的同一性的规定。因而，诚如怀特海所说，“点有三个特征，即它在整个瞬时空间中的位置，它的外在特征和它的内在特征”。而质点又比数学点具有更严格的规定，它将数学点的内在性质放在动力学的外在关联中。它是依存在作为“一”而存在的，而存在的样态又作为与“一”的“同一”而存在为基础的。

在经典力学中，通过“质点”概念的引入，对存在物作为个体的质的差异性进行了“悬置”，从而对于物体存在行为的描述仅仅限定于量的规定。也就是说，正是质量概念的存在论的规定，决定了质点概念的对于物体的存在方式的规定。这样，从技术上而言，牛顿的以量的描述为特征的理论就完全不同于亚里士多德的以实体及其性质的一体性来展开的理论。在经典力学的创始人看来，认识最重要的特征是对于事物同一性的意识。“认识主要不是理智的比较行为，认识在本质上仅仅处在感觉－意识中：感觉—意识具有在我们面前断定自然中的不流变因素的能力”。因为人的认识是生命的一种投资行为，其目的指向是生命之存在的更多的回报。认识即是对于生命自身的维护，认识即是生命的“自卫”。从而，在认识的过程中，映射与伴随着对于认识对象的完整性的维护：“于是，在某些环境下的感知中，被识别的事件维护了它们自己的完整保持的关系”。

牛顿的质量概念是作为动力学的研究对象所具有的本质特征，“没有流变的自然因素被叫做对象”。而人的认识则是对于对象——它不分有自然流变的某种因素的意识。在认识的生成过程中，对象的不变性构成了描述流变的自然关系的基础：“日常的物理对象向我们显示的是一直不变的对象，我们习惯上假定科学对象如电子是一直不变的”。

质点是对象与事件作为认识极限的抽象，“于是，抽象要素具有唯一的抽象力，是来自事件的思维的产物，它表示一个明确的内在特征：这一特征是通过运用范围缩小收敛到简单性的原理而达到的极限”。经典力学通过质点概念对于观察对象的抽象，使自然对人的理性展示为两种分裂的、具有各自同一性的对象的性质与对象的事件。因而，物理学的内容既可以是同一性性质的不同事件，也可以是同一性事件的不同性质。前者将性质的关系“悬置”了起来，而后者则将事件的关系“悬置”了起来。牛顿力学的根本假定是对象的性质的不变性，牛顿的一生中在炼金术上所化的大量精力充分表明了他对于物质之性质的迷恋重于他对于物体运动过程关系的兴趣。而爱因斯坦相对论的根本假定是对象的事件的不变性。牛顿的物理学是一种对于实在的物理学，而爱因斯坦的物理学是纯粹地关于过程的物理学。但无论如何，没有对象的质量同一性这个形而上学的前提，也就不会存在对于对象的描述方式。

4．质量的同一性意义又是形成牛顿绝对时空概念的基础

由质量的同一性可以推知，牛顿的物体总是一个在性质上同一的物体，从而，它的存在是一种永恒的存在。但是，这一永恒的存在也恰恰是一个当下的存在，因为这个存在时时处处相同，它始终是一个确定不移的对象，它总是一个不被破坏又不被生成的存在。因而，在牛顿看来，当下即是永恒，此处就是那处，他们之间并没有本体论上的区分。物体的这样一种存在性质，必然导致两方面的意义：不同材料的所有物体，只要建立在质的同一性基础之上的量相同，它们就在位置运动的特征上具有相同的意义；而对于个体对象的质量，它也不会随着绵延的展开而发生的运动关系的变化而变化。而正是前者衍生了空间的绝对性，后者衍生了时间的绝对性。

空间和时间仅仅是表达某种关于事件之间关系的真理的方式。它们是从事件中抽象出来的。牛顿的“绝对的时间”与“绝对的空间”是质量的同一性含义在时空描述中的形而上学迁移。而在经验上，它首先是自然存在物存在特征的外在展示，然后才构成了对存在物存在样态特征的表征。绝对时空观构成了牛顿力学的操作平台，但这个平台是质量内在性质的外在生成与扩延。事件中的时空关系，仅仅是物体性质对于当前与此处认识方式的展开。

“我们观察的‘现在’是我们称之为‘绵延’。它是在我们的直接观察中被理解的全部自然。因此，它有一个事件的性质，但是拥有特殊的完满性，这种完满性延是自然中固有的特类事件”。而感知事件总是与现时绵延相连的此刻：“我们把自然作为在即刻的现在——是同时的而不是瞬时的现在——扩延的东西来观察”。“总之，绵延和感知事件本质上包含在每一自然观察的一般特征中，感知事件是带有绵延的完整保存”。因为“绵延”仅仅是某种具有同时性的性质来限定的自然整体。“由于这一绵延，事件活动的过去实际上是正确观察界限内的完整保存者”。而绝对时间系统正是通过这一完整保存者所具有的内在特征在感知事件中来显现的。

“地点的概念标志着自然中的存在物在感觉—识中的显露，这些存在物仅仅是通过它们与被识别存在物的空间关系而被认识的。它是可识别物借助与被识别物的关系而产生的显露”。但是，这种看似实体间关系的空间关系首先是对象的一种属性间的关系。而这些对象“仅仅是我们表达事件的物理特征的相互关联的方式”。即在我们所描述的所谓事件中，对象的性质首先地进入了事件，没有对象进入事件，就不可能有事件也不可能有对象。尽管存在这样的事件：其构成成分的对象躲避我们的认识。因为所谓对象，就是“某一事件的特征中的成分。事实上，事件的特征只是对象；对象是事件的特征中的成分，事件的特征是对象借以进入事件的方式”。

并且，正是由于质量的同一性，才使得物体在运动中没有质的差别，而只有运动可观察量的不同，才能可以确定对象之间的运动学关系：“静止的概念是从完整保存的概念中派生出来的，运动的概念是从没有完整保存的绵延之内的包含概念中派生出来的”。“于是运动完全与运动着的物体无关；对无论在运动或在静止的物体本身来说，它正在运动或静止都没有什么区别，也不会产生什么变化。就是说，物体对运动和静止都是无所谓的。”因而，虽然“空间—间测量是独立于对象的物理特征的”。但是，倘若没有对象的内在特征在变化中的同一性，也就不存在离开物体性质的时空测量的意义。

经典物理学始终认为，物体之间的性质决定了物体之间的相互关系：“对象进入事件是该事件的特征借助该对象的存在来形成自己的方式”。也就是说，只有通过对于对象的内在特征的界定，才能使对象在经验事件中所处的“场所”，思辨地进入到理性的“位置”。并进而才能对对象的“位置”进行正确的推理：“现在，我假设一个自明之理：科学不是神仙故事。它不从事用任意的性质来妆扮不可知存在物的活动。那么，如果科学影响了重要的事情的话，它在做什么呢？我的回答是，它确定所知事物的特点，即显现自然的特点”。“思想的目标是存在物，这些存在物首先具有纯粹的个体性，其次具有在思想的过程中被归结于它们的特性和关系”。只有规定了均匀性与对称性，才能再来规定时间与空间：“你认识它。你不可能认识一个事件，……然而，事件的特征可以被认识”。“每一事件被认为拥有被排斥在外的事物的性质——这一事实表明，被排斥在外的事件像被包含在内的事物一样是一种肯定关系”。

牛顿的质量概念，是一个综合的概念。它来自于牛顿对于存在物的存在特性与存在关系特性的归纳。在此，我们有必要领悟牛顿的一再提示：“我不杜撰假设”。也就是说，形成牛顿的动力学的根本基础是经验性的。牛顿的绝对时空观仅仅是将经验的归纳通向对于物体进行运动分析的途径，而不是一个先于物体存在特征的先验假定，它只属于认识的方法论而不属于认识的本体论。就这一点而言，康德的时空先验性理论是对于牛顿理论的一种歪曲。因为康德先验论使我们失去了对牛顿时空观的形成作出经验分析的可能性，而在作者看来，这种可能性必然存在。

牛顿质量概念中所隐含的同一性意义不仅构筑了牛顿对于运动可进行分析的绝对时空理论，不仅是其物理定律普适性的内在理论基础，而且也形成了物理学之实验方法论的基础。因为物理实验要依赖于这样一种条件的假定，即研究对象的性质及其所表现的行为不会随着时间、空间与其他物体性质的影响而有所改变。同亚里士多德的物理学一样，牛顿的物理学也深深地根植于经验的泥土。就牛顿物理学的形成而言，它首先是经验的，其次才是理论的；首先是综合的，其次才是分析的；首先是实在的，其次才是过程的；首先是性质的，其次才是关系的。离开了牛顿力学的这种区分，就不能够真正地理解构成它的本质要素。