陳嘉映：談?wù)効茖W(xué)概念
發(fā)布時(shí)間:2020-06-08 來(lái)源: 感恩親情 點(diǎn)擊： 
概念與語(yǔ)詞
要討論日常概念和科學(xué)概念的異同，必須對(duì)概念這個(gè)詞略加梳理。如很多大哲學(xué)家所坦承，概念這個(gè)概念很難把定。
最讓人頭痛的是一個(gè)看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題：概念和語(yǔ)詞是一回事還是兩回事？就我們平常的使用來(lái)看，有些詞我們從來(lái)不稱(chēng)為概念，例如秀蘭這樣典型的名稱(chēng)，例如哇這樣的感嘆詞，就此說(shuō)來(lái)，語(yǔ)詞和概念是兩回事；
另一些詞，我們很自然地稱(chēng)之為概念，例如民主、善良、植物，在這些情況中，語(yǔ)詞和概念似乎并無(wú)分別，我們既說(shuō)“民主這個(gè)詞”何如何如，也說(shuō)“民主這個(gè)概念何如何如”。
要澄清概念和語(yǔ)詞是一回事還是兩回事，我們不妨從專(zhuān)名和概念語(yǔ)詞的區(qū)別說(shuō)起。丘吉爾是個(gè)專(zhuān)名，首相是個(gè)概念語(yǔ)詞。兩者的第一個(gè)明顯區(qū)別是：名稱(chēng)沒(méi)有意義，概念有意義。我問(wèn)你首相的意思是什么，你可以講一通，我問(wèn)你丘吉爾的意思是什么，你會(huì)回答，丘吉爾是個(gè)名字，它沒(méi)什么意思。你可以給我講一通丘吉爾這個(gè)人何如何如，但你不是在講丘吉爾這個(gè)名字。
哲學(xué)家還從另一個(gè)角度來(lái)談?wù)撁Q(chēng)和概念語(yǔ)詞的區(qū)別：關(guān)于丘吉爾的知識(shí)是事實(shí)知識(shí)，而關(guān)于首相的知識(shí)是語(yǔ)義知識(shí)，萊爾說(shuō)，首相是議會(huì)多數(shù)黨領(lǐng)袖就是語(yǔ)義知識(shí)。這個(gè)區(qū)分是有道理的，不過(guò)，我們還可以追問(wèn)：首相是議會(huì)多數(shù)黨領(lǐng)袖不也是一個(gè)事實(shí)嗎？知道這一點(diǎn)不也是一個(gè)事實(shí)知識(shí)嗎？
的確，無(wú)論關(guān)于丘吉爾還是關(guān)于首相，我們所知道的事情都可以叫作事實(shí)。我們知道有關(guān)丘吉爾的很多事實(shí)，例如他長(zhǎng)得胖胖的，嘴里總叼著雪茄，他是二戰(zhàn)時(shí)的英國(guó)首相，二戰(zhàn)后提出了“鐵幕”這個(gè)說(shuō)法。我們也知道有關(guān)首相的種種事實(shí)，例如〔英國(guó)〕首相是議會(huì)多數(shù)黨領(lǐng)袖，首相是個(gè)很大的官兒，首相主要負(fù)責(zé)行政事務(wù)，經(jīng)常在重要的國(guó)際會(huì)議上代表本國(guó)政府發(fā)言，等等。但是這兩類(lèi)事實(shí)，關(guān)于丘吉爾的事實(shí)和關(guān)于首相的事實(shí)，有一個(gè)重大的區(qū)別。有關(guān)丘吉爾的事實(shí)是一些分散的事實(shí)，而有關(guān)首相的事實(shí)卻多多少少組成一個(gè)整體。丘吉爾長(zhǎng)得胖胖的，這和他愛(ài)抽雪茄沒(méi)什么聯(lián)系，他愛(ài)抽雪茄，和他成為二戰(zhàn)時(shí)的英國(guó)首相也沒(méi)什么聯(lián)系。關(guān)于首相的事實(shí)卻不是這樣。你是議會(huì)多數(shù)黨的領(lǐng)袖，所以在政府里會(huì)被委派一個(gè)很大的官兒，因?yàn)槟闶呛艽蟮墓�，所以才有資格代表你的國(guó)家發(fā)言。關(guān)于首相的事實(shí)互相之間有聯(lián)系，有內(nèi)在聯(lián)系，這些事實(shí)組成了一個(gè)整體。
正因?yàn)樗鼈兓ハ嗦?lián)系組成了一個(gè)整體，所以我們說(shuō)，首相是個(gè)概念。有些事實(shí)結(jié)晶在首相這個(gè)概念中，成了我們理解社會(huì)、理解政府建制的一個(gè)樞紐。關(guān)于首相還有很多其他事實(shí)，例如這個(gè)職位最早誕生于哪一年，最近三屆英國(guó)首相是哪些人，這些事實(shí)卻不屬于“首相”這個(gè)概念，我們關(guān)于這些事情的知識(shí)，仍然是“事實(shí)知識(shí)”，而不是語(yǔ)義知識(shí)。
很明顯，人們說(shuō)概念具有意義而名稱(chēng)沒(méi)有意義，是和上面所講的這些特點(diǎn)連在一起的。概念具有意義，這無(wú)非是說(shuō)，我們借助概念來(lái)理解，概念使得事物具有意義。我們借助驕傲、傲慢、勇敢、堅(jiān)韌、老牌帝國(guó)主義者這些概念來(lái)理解丘吉爾。我們對(duì)某種事物有個(gè)概念，就是有了理解。
你說(shuō)項(xiàng)羽勇敢我說(shuō)項(xiàng)羽魯莽，表現(xiàn)了你我對(duì)項(xiàng)羽有不同的理解。勇敢這個(gè)詞不是用來(lái)指勇敢的行為、勇敢的品格，而是用來(lái)把某些行為、某些品格理解為勇敢的。我們?cè)谶@個(gè)意義上談?wù)撚赂业囊饬x，但我們無(wú)法在這個(gè)意義上談?wù)擁?xiàng)羽的意義。專(zhuān)名之所以沒(méi)有意義，因?yàn)槲覀儾挥盟鼇?lái)定型我們的某種理解。反過(guò)來(lái)，如果一個(gè)專(zhuān)名定型了我們的某種理解，它就有意義，事后諸葛亮、詩(shī)壇拿破侖就是這樣使用專(zhuān)名的。這樣使用自然品類(lèi)的名稱(chēng)就更常見(jiàn)了，蠶食、千金就是現(xiàn)成的例子。自然品類(lèi)是東南西北的人、一代代的人都見(jiàn)到的，我們?nèi)菀子盟鼈兊奶攸c(diǎn)來(lái)形成概念。
蠶、金這樣的自然品類(lèi)名稱(chēng)同時(shí)也是概念詞，是“有意義的”，但這個(gè)意義卻不是這個(gè)自然品類(lèi)的定義，而是某種我們借以形成概念的特征。這一點(diǎn)，我們拿金和鉬相比就知道了。鉬和金有一樣多的屬性，但鉬卻沒(méi)有概念用法。
一個(gè)概念是一些經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的結(jié)晶。哪些結(jié)晶了哪些沒(méi)結(jié)晶，不僅在很大程度上是由歷史安排的，而且也沒(méi)有明確的界線(xiàn)。金黃色是否包含在金子中，白色是否包含在雪中？如果天上飄下血紅而滾燙的雪花狀的東西，我們?cè)摻兴﹩�？�?shí)際上，〔英國(guó)〕首相是議會(huì)多數(shù)黨領(lǐng)袖是首相的語(yǔ)義抑或是關(guān)于首相的事實(shí)知識(shí)，這一點(diǎn)并不清楚。萊爾太輕易地把它劃到了語(yǔ)義知識(shí)一邊。有的讀者可能不知道這個(gè)事實(shí)，然而這些讀者并非不了解首相的語(yǔ)義，他們對(duì)首相有個(gè)概念：首相是個(gè)很大的官兒，但比總統(tǒng)或總書(shū)記這種最大的官兒小一號(hào)，首相主要負(fù)責(zé)行政事務(wù)，等等。自然語(yǔ)言的概念不是一些四界分明清清楚楚的東西。
我們本來(lái)就是從世世代代處在身周的事物出發(fā)去理解整個(gè)世界的。我們盡可以劃分概念和事實(shí)、經(jīng)驗(yàn)，但不可忘記，我們的概念是在對(duì)事實(shí)的了解中形成的，我得知道皮特、丘吉爾、撒切爾這些人曾是英國(guó)的首相，他們都做了些什么，他們是怎樣跟英國(guó)王室跟外國(guó)元首跟本國(guó)人民打交道的，我才會(huì)形成首相的概念。
名稱(chēng)有種種不同的類(lèi)型，概念更有種種不同的類(lèi)型，我們這里只是通過(guò)概念和名稱(chēng)的對(duì)照，對(duì)概念這個(gè)概念稍加梳理而已。大致可以說(shuō)，概念是一些事實(shí)的結(jié)晶，結(jié)晶為一種較為穩(wěn)定的理解圖式，概念里包含著我們對(duì)世界的一般理解。
現(xiàn)在我們可以說(shuō)一說(shuō)語(yǔ)詞和概念的關(guān)系了。某些互相聯(lián)系在一起的經(jīng)驗(yàn)和事實(shí)是概念的內(nèi)容，這些內(nèi)容及其聯(lián)系我們稱(chēng)為概念。在〔概念〕語(yǔ)詞中，這些內(nèi)容和聯(lián)系“上升成為語(yǔ)詞”。概念語(yǔ)詞以明確的形式表達(dá)了某些經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的特定聯(lián)系。概念一端連結(jié)于我們的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、切身體驗(yàn)，另一端連結(jié)于概念語(yǔ)詞。在沒(méi)有“禮”這個(gè)字的時(shí)候，人們并不是完全沒(méi)有禮的概念，有了“禮”這個(gè)字，禮就是一個(gè)明確的概念�！哺拍睢痴Z(yǔ)詞是概念的最終形式或最明確的形式。
語(yǔ)詞是在實(shí)際經(jīng)驗(yàn)中形成的，不是從我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)中形成的，而是在一個(gè)語(yǔ)言共同體成千上萬(wàn)年的共同經(jīng)驗(yàn)成形的。說(shuō)到“我有個(gè)概念”，多多少少意味著，我從個(gè)人經(jīng)驗(yàn)中形成概念。但若概念要獲得明確的形式，就需要語(yǔ)詞的引導(dǎo)�！吧仙秊楦拍睢笔怯蟹较虻�，這個(gè)方向就是體現(xiàn)在語(yǔ)詞中的共同語(yǔ)族的理解。
弗雷格默認(rèn)了一個(gè)信條：兩個(gè)詞有區(qū)別，這個(gè)區(qū)別若不是指稱(chēng)有別就是意義有別。這個(gè)信條自此被廣泛接受。然而這是一個(gè)錯(cuò)誤的信條。啟明星和長(zhǎng)庚星，陶潛和陶淵明，鄧穎超和鄧大姐、天寶元年和公元742年、water和水、水和H2O、勇敢和魯莽，兩兩之間都有差別。這些差別形形色色。鄧穎超和鄧大姐這兩個(gè)稱(chēng)呼所體現(xiàn)的差別是說(shuō)話(huà)人社會(huì)身份的差別。water和水是兩種語(yǔ)言的差別。水和H2O體現(xiàn)的是自然理解和科學(xué)體系間的差別。兩個(gè)語(yǔ)詞之間可以有不同種類(lèi)的區(qū)別，只有一類(lèi)差別是概念區(qū)別，這就是我們對(duì)所言說(shuō)的事物具有不同的理解。陶潛和陶淵明這兩個(gè)詞的內(nèi)容是有區(qū)別的，否則它們就不是兩個(gè)詞了。但這里的語(yǔ)詞內(nèi)容的區(qū)別不是概念內(nèi)容的區(qū)別。把形形色色的差別統(tǒng)統(tǒng)叫作意義上的差別或語(yǔ)義差別，當(dāng)然容易引起混亂。一般說(shuō)來(lái)，概念內(nèi)容是語(yǔ)詞內(nèi)容中最重要的東西。人們往往不區(qū)分語(yǔ)詞內(nèi)容和概念內(nèi)容，相應(yīng)地不區(qū)分表示概念的語(yǔ)詞和概念，這通常是行得通的，但有時(shí)卻會(huì)造成麻煩。要澄清麻煩的來(lái)源，要對(duì)語(yǔ)詞、概念等等進(jìn)行哲學(xué)考察，我們就需要更精細(xì)的眼光。
弗雷格說(shuō)，啟明星和長(zhǎng)庚星指稱(chēng)相同而意義不同，然而，這里的“意義不同”不過(guò)寬泛地意味著語(yǔ)詞內(nèi)容不同，而不是概念區(qū)別。勇敢和魯莽這樣的差別才是概念內(nèi)容上的差別。順便說(shuō)一下，啟明星和長(zhǎng)庚星指稱(chēng)相同，那么，勇敢和魯莽這兩個(gè)詞的指稱(chēng)是否有差別呢？這是一個(gè)無(wú)法回答的問(wèn)題，不是因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題太難了，而是這個(gè)問(wèn)題沒(méi)有意義。
水和H2O的區(qū)別單是一類(lèi)區(qū)別，它們之間的區(qū)別不是既不是一般語(yǔ)詞內(nèi)容的區(qū)別，也不是一般概念內(nèi)容的區(qū)別，而是兩個(gè)不同層次的語(yǔ)言系統(tǒng)的區(qū)別。這種區(qū)別正是我們本文所要深究的。
日常概念與科學(xué)概念
我們的語(yǔ)言體現(xiàn)著理解。這主要是說(shuō)，我們的概念結(jié)晶了我們這個(gè)語(yǔ)族對(duì)世界的理解。概念雖然是人類(lèi)理解中最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，但我們的概念仍然處在不斷變遷之中。兵從指稱(chēng)武器轉(zhuǎn)到指稱(chēng)士兵，蟲(chóng)從指稱(chēng)大野獸轉(zhuǎn)到指稱(chēng)蟲(chóng)子。隨著我們的經(jīng)驗(yàn)世界的改變，隨著我們對(duì)世界的理解的改變，我們的概念結(jié)構(gòu)也發(fā)生零星的或系統(tǒng)的改變。但這些不是這里所關(guān)心的。我們關(guān)心的是隨著科學(xué)進(jìn)步、隨著世界圖景的整體轉(zhuǎn)變、隨著理論發(fā)展而發(fā)生的概念轉(zhuǎn)變。
在科學(xué)革命時(shí)代，隨著儀器的改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)的翻新，事實(shí)世界迅速膨脹。望遠(yuǎn)鏡里可以看到土星被一條光環(huán)圍繞，顯微鏡下可以觀(guān)察到植物的莖葉由細(xì)小的密室組成。新元素被發(fā)現(xiàn)或制造出來(lái)。我們需要新名稱(chēng)來(lái)命名新事物。大量的新名稱(chēng)涌現(xiàn)出來(lái)。上節(jié)我們區(qū)分了名稱(chēng)和概念。通常情況下，單純?cè)黾右恍┬旅Q(chēng)不牽涉我們對(duì)世界的理解，不會(huì)導(dǎo)致語(yǔ)言的深層變化。想一想超市里那些洗發(fā)液新品牌就可明了此點(diǎn)。語(yǔ)言的深層變化來(lái)自概念的更新。部分地由于我們的常識(shí)〔自然概念〕不足以理解我們經(jīng)驗(yàn)不到的、產(chǎn)生于儀器觀(guān)察和實(shí)驗(yàn)的大量新事實(shí)，更主要地由于我們被一種新的整體觀(guān)念所引導(dǎo)，思想家們開(kāi)始創(chuàng)造某種理論來(lái)重新描述世界。為了解釋新現(xiàn)象，為了建構(gòu)新理論，科學(xué)家必須改造舊概念，營(yíng)造新概念。天球的概念轉(zhuǎn)變?yōu)樘祗w的概念，空間從位置連續(xù)體轉(zhuǎn)變?yōu)榻^對(duì)空間，萬(wàn)有引力的概念被引入。從前，光和明晰可見(jiàn)連在一起，倫琴以來(lái)卻有了“可見(jiàn)光”和“不可見(jiàn)光”的區(qū)分。
科學(xué)的發(fā)展在很大程度上依賴(lài)于對(duì)我們的基本概念重新審視，加以重構(gòu)。伽利略、笛卡兒、牛頓對(duì)運(yùn)動(dòng)概念、重力概念、慣性概念的重構(gòu)是一些突出的例子。愛(ài)因斯坦對(duì)時(shí)空概念的思考更是無(wú)與倫比的實(shí)例。R.哈瑞說(shuō)：“和其他科學(xué)相比，物理學(xué)的發(fā)展遠(yuǎn)為突出地交織著對(duì)概念基礎(chǔ)的哲學(xué)分析與很多初看起來(lái)像是自行其是的科學(xué)研究綱領(lǐng)�！� 其他科學(xué)如化學(xué)、生物學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)可能不像物理學(xué)那樣突出，但要成為一門(mén)獨(dú)立的科學(xué)，它們也必定對(duì)某些基本概念進(jìn)行了重新規(guī)定。
新名稱(chēng)也往往是在一種新的理解指導(dǎo)下出現(xiàn)的�；瘜W(xué)元素的名稱(chēng)是一個(gè)典型的例子。煉金術(shù)士一開(kāi)始的目標(biāo)是怎樣使“土元素”變得純凈，而到了化學(xué)科學(xué)將要誕生的時(shí)期，這個(gè)問(wèn)題逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)實(shí)體的真正構(gòu)成要素是什么�！霸亍敝饾u洗去了中世紀(jì)煉金術(shù)的意味，似乎在向古代的含義回復(fù)，但同時(shí)又和近代的很多其他觀(guān)念聯(lián)系在一起。正是在這樣的觀(guān)念框架中，化學(xué)元素才被確立為今天意義上的元素，獲得系統(tǒng)的命名。如科恩所言，“依據(jù)新理論的更嚴(yán)密的邏輯而改變現(xiàn)有的名稱(chēng)，是科學(xué)革命的特點(diǎn)�！�
科學(xué)概念與自然概念之間的對(duì)比
自然概念是以人的日常生活為基準(zhǔn)的，科學(xué)概念則不受這種約束。對(duì)我們來(lái)說(shuō)，火是熱的，冰是冷的，但在科學(xué)話(huà)語(yǔ)中，冰同樣包含熱量。熱量是由分子的運(yùn)動(dòng)規(guī)定的，而不以我們的感覺(jué)為基準(zhǔn)。在日常話(huà)語(yǔ)中，地球是靜止的，并以大地為參照規(guī)定了什么在動(dòng)，什么靜止不動(dòng)。而在科學(xué)話(huà)語(yǔ)里，這個(gè)參照系被廢除了。飛鳥(niǎo)、游魚(yú)、走獸，我們通過(guò)這些自然形象來(lái)理解世界。魚(yú)作為自然概念在很大程度上是由“在水里游”界定的，生物學(xué)不受這種自然形象的約束，把鯨魚(yú)排除在魚(yú)類(lèi)之外，它從動(dòng)物的機(jī)體結(jié)構(gòu)、生殖方式等等來(lái)定義一個(gè)種屬。
自然概念以經(jīng)驗(yàn)為基準(zhǔn)，而經(jīng)驗(yàn)是互相交織的，與此相應(yīng)，自然概念是互相滲透的。在我們的自然理解中，圓和圓滿(mǎn)，正方和方正〔square〕是聯(lián)系在一起的，幾何學(xué)的圓這個(gè)概念和我們平常的圓的概念之間的區(qū)別在于：幾何學(xué)的圓不是通過(guò)感性?xún)?nèi)容和其他概念交織在一起，而是通過(guò)定義和其他概念聯(lián)系起來(lái)。換言之，幾何學(xué)的圓洗凈了圓這個(gè)自然概念的內(nèi)容，和圓滿(mǎn)、圓滑沒(méi)有任何關(guān)系。
在一個(gè)領(lǐng)域中最初發(fā)現(xiàn)的那些重要事實(shí)，通常并不只是一些新事實(shí)而已，它們改變我們對(duì)該領(lǐng)域的基本看法，改變我們的基本概念。即使我們用既有的語(yǔ)詞來(lái)描述它們，這些語(yǔ)詞的意義也不得不悄然改變�？諝馐怯兄亓康模@不僅是發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新事實(shí)，不僅是用我們既有的概念來(lái)描述一個(gè)新事實(shí)，空氣和重量這些概念本身經(jīng)歷了細(xì)微的轉(zhuǎn)變�？諝庥辛酥亓�，不再是完全的無(wú)物、空無(wú)。重量本來(lái)是我們能夠直接感覺(jué)到的，現(xiàn)在，這層約束被取消了，重量概念的這一擴(kuò)展相當(dāng)自然，在這個(gè)相當(dāng)自然的擴(kuò)展中，重量概念開(kāi)始從感知向測(cè)量?jī)A斜。概念轉(zhuǎn)變經(jīng)常來(lái)得細(xì)微而自然。即使像萬(wàn)有引力那樣顯得相當(dāng)突兀的新概念，至少在物理學(xué)理論界已經(jīng)為它做了不少準(zhǔn)備。
從日常語(yǔ)匯到科學(xué)語(yǔ)匯
夏佩爾對(duì)日常語(yǔ)匯和科學(xué)詞匯的連續(xù)性做了系統(tǒng)研究。他說(shuō)：“至少作為一種工作假說(shuō)，我們必須假定科學(xué)概念來(lái)自日常概念”。
夏佩爾具體研究了一些概念的發(fā)展，(點(diǎn)擊此處閱讀下一頁(yè))
借以解說(shuō)概念發(fā)展的連續(xù)性。例如，雖然我們對(duì)電子的理解經(jīng)歷了很多變化，但“電子”一詞前后各種用法之間存在著“推理之鏈的聯(lián)系”，正是這條連續(xù)的理由鏈?zhǔn)沟梦覀兘裉烊匀豢梢哉?dāng)?shù)卣務(wù)撾娮舆@個(gè)詞的概念、意義或指稱(chēng)， 雖然“電子”一詞今天的意義和最初的意義已經(jīng)大不相同�？臻g膨脹、 時(shí)間變慢這些概念是常識(shí)很難理解的，但夏佩爾提出，日常語(yǔ)詞的意義本來(lái)就有歷時(shí)的改變，會(huì)有所延伸，例如我們會(huì)說(shuō)，我們要把辦公室的空間擴(kuò)大兩倍，這堂課的時(shí)間過(guò)得真慢。
夏佩爾借此表明科學(xué)語(yǔ)匯與日常語(yǔ)匯的聯(lián)系，進(jìn)一步表明科學(xué)概念并不是什么特別的東西。
夏佩爾用理由鏈來(lái)取代一套永恒不變的充分必要條件。我們所需要的是考察一個(gè)概念的歷史演變，發(fā)現(xiàn)在這一演變中的理由的脈絡(luò)，而不是尋找某種共相，尋找一套永恒不變的充分必要條件。在我看，這無(wú)疑是個(gè)正確的方向，遠(yuǎn)優(yōu)于普特南和克里普克把科學(xué)定義凌駕于日常界說(shuō)之上的混亂理論。
但我覺(jué)得，盡管摸索科學(xué)概念和自然概念的連續(xù)性是極有意義的工作，但不可因此模糊了科學(xué)概念和自然概念的根本不同之處。
理由鏈也許可以解釋那些來(lái)自日常語(yǔ)詞的科學(xué)概念語(yǔ)詞，如力、運(yùn)動(dòng)、慣性、時(shí)間、遷躍、細(xì)胞， 但它無(wú)法解釋那些科學(xué)理論創(chuàng)造出來(lái)的科學(xué)概念。虛數(shù)、力矩、電離、夸克這些詞，并不來(lái)自日常語(yǔ)詞，而是直接由理論得到定義。此外我們還可以注意到，即使一個(gè)科學(xué)概念來(lái)自日常語(yǔ)詞，這個(gè)語(yǔ)詞即使是逐漸改變意義，最終也可能改變得面目皆非。日心說(shuō)的反對(duì)者中有人拒絕伽利略的邀請(qǐng)，拒絕從他的望遠(yuǎn)鏡里看一看天空。有的人看了，但不承認(rèn)他在望遠(yuǎn)鏡中所看到的。他們也許只是些老頑固。然而，用望遠(yuǎn)鏡看還是看嗎？我們多半會(huì)說(shuō)：當(dāng)然還是。用射電望遠(yuǎn)鏡看呢？當(dāng)天文學(xué)家聲稱(chēng)“看到了”銀河系中實(shí)際存在的黑洞，他們是怎樣“看”的呢？他們看到了一個(gè)黑黑的洞嗎？變化是逐步發(fā)生的，但在現(xiàn)代物理學(xué)中，“看”和“觀(guān)察”這些語(yǔ)詞的涵義已經(jīng)和它們的自然涵義相去很遠(yuǎn)了。
像力矩、電解質(zhì)這樣的純粹技術(shù)性術(shù)語(yǔ)，我們一望而知它們的意義是由某種特定的物理理論規(guī)定的。我們也許不懂得這些語(yǔ)詞，但它們并不造成混淆。帶來(lái)混淆的反倒是運(yùn)動(dòng)、加速度、動(dòng)機(jī)這類(lèi)語(yǔ)詞，它們來(lái)自自然語(yǔ)言，同時(shí)又是科學(xué)理論中的概念。我們外行很難擺脫這些概念的自然意義，然而，它們?cè)诳茖W(xué)理論中往往有很不相同的意義。最簡(jiǎn)單的例子是“魚(yú)”，在我們的日常理解里，鯨魚(yú)和海豚都是魚(yú)，而在動(dòng)物學(xué)里，它們不屬于魚(yú)類(lèi)。
作為科學(xué)理論概念，它們不受自然概念的約束，它們可能與自然概念大相徑庭，甚至互相沖突，例如慣性運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、不可見(jiàn)光、無(wú)意識(shí)動(dòng)機(jī)、空間膨脹、空間彎曲。我們從這些最基本的概念可以看到它們?cè)谧匀焕斫庵械暮x和在科學(xué)理論中的含義是多么不同。牛頓在建立絕對(duì)空間的概念時(shí)說(shuō)，空間各點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)是荒唐的，它們能在哪里運(yùn)動(dòng)？我們也會(huì)問(wèn)，空間向哪里膨脹？向哪里彎曲？
關(guān)鍵在于，即使那些來(lái)自日常語(yǔ)匯的科學(xué)術(shù)語(yǔ)，在一門(mén)成熟的科學(xué)中，其意義也是由科學(xué)理論規(guī)定的。運(yùn)動(dòng)、力、空間、時(shí)間、質(zhì)量、真空，在科學(xué)中的用法和日常用法都有或多或少的差異�？茖W(xué)規(guī)定自己的概念。我們平常怎樣使用這些詞，對(duì)物理學(xué)家沒(méi)有多少約束。
如果科學(xué)對(duì)運(yùn)動(dòng)、光等等的定義和我們對(duì)這些詞的日常理解相悖，科學(xué)干嘛還要使用日常語(yǔ)詞，說(shuō)它講的是“運(yùn)動(dòng)”和“光”呢？它為什么不給它所界定的東西另起一個(gè)名字，就像語(yǔ)素、夸克這類(lèi)與日常語(yǔ)言無(wú)關(guān)的語(yǔ)詞？科學(xué)所理解的光、運(yùn)動(dòng)、詞，并不是與日常理解的光、運(yùn)動(dòng)、詞完全無(wú)關(guān)的全新概念，它們是日常概念的某種變形、伸張、深入。在不斷的理論構(gòu)建過(guò)程中，它們最后的理論意義和日常概念脫離開(kāi)了，但它們構(gòu)成了自然理解和理論理解之間的橋梁。我們這些不懂科學(xué)理論的外行也能對(duì)這些理論有粗淺的、帶有或多或少誤解的理解，正是因?yàn)檫@些基本概念和我們的常識(shí)、和我們的日常概念有某種聯(lián)系。實(shí)際上，我們外行常見(jiàn)的科學(xué)語(yǔ)匯多半來(lái)自日常語(yǔ)詞，我們或多或少能夠理解這些橋梁概念，而像力矩、電解質(zhì)、語(yǔ)素、夸克這樣的概念，是由某種科學(xué)理論創(chuàng)造出來(lái)的，我們不掌握相關(guān)理論就完全無(wú)法理解。
僅僅指出日常語(yǔ)詞在用來(lái)建構(gòu)科學(xué)理論的過(guò)程中會(huì)一步步變得面目皆非還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。我愿強(qiáng)調(diào)的是這種轉(zhuǎn)變和語(yǔ)詞意義的自然改變是不一樣的。語(yǔ)詞意義的自然改變是就事論事的，而語(yǔ)詞意義在科學(xué)理論中的意義改變是系統(tǒng)的，服從于特定理論的需要，有固定的數(shù)學(xué)化傾向。
自然概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變雖然經(jīng)常是逐步進(jìn)行的，但這種轉(zhuǎn)變的方向則是穩(wěn)定的。下幾節(jié)將以運(yùn)動(dòng)、靜止、力、加速度等概念來(lái)表明了這一點(diǎn)。語(yǔ)詞在進(jìn)入科學(xué)理論體系之后的改變與它們的自然改變不可等量齊觀(guān)。像夏佩爾那樣用日常語(yǔ)詞的意義改變來(lái)類(lèi)比科學(xué)概念的發(fā)展模糊了這一根本差異。
日常概念的自然演化是在同一個(gè)平面上進(jìn)行的，新概念出現(xiàn)了，取代了舊概念�？茖W(xué)概念的產(chǎn)生卻不是這樣。盡管在科學(xué)理論中，地球圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，冰是有熱量的，鯨魚(yú)不是魚(yú)類(lèi)，但在我們的自然理解中，太陽(yáng)仍然升起西落，冰是冷的而火是熱的，鯨魚(yú)還是魚(yú)。科學(xué)概念原則上并不取代自然概念，而是構(gòu)造一個(gè)整體，形成一種新的語(yǔ)言，一種亞語(yǔ)言。
在一個(gè)成熟的科學(xué)理論中，科學(xué)理論概念逐步取代了自然概念或曰經(jīng)驗(yàn)概念，前者越來(lái)越少地依賴(lài)于后者，理論概念之間互相定義，逐步獲得理論嚴(yán)格性。也可以反過(guò)來(lái)說(shuō)，新理論的成熟和自治，其標(biāo)志即在于它建立了一套自己的概念，從而能夠提供一套新的系統(tǒng)描述事物的方式。
運(yùn)動(dòng)
在牛頓物理學(xué)中，新的運(yùn)動(dòng)概念取代了常識(shí)的運(yùn)動(dòng)概念。說(shuō)到科學(xué)營(yíng)造自己的概念，這是最突出的例子之一。
牛頓的第一運(yùn)動(dòng)定律說(shuō)，除非有外力施加作用，否則每個(gè)物體都保持其靜止、或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。第一運(yùn)動(dòng)定律也稱(chēng)慣性定律，因?yàn)椋缗ｎD在定義3中所表明，使一物體保持其現(xiàn)有狀態(tài)，無(wú)論是靜止還是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，是需要一個(gè)力的，這就是vis insita，慣性，物質(zhì)固有的起抵抗作用的力。
慣性定律是每一個(gè)學(xué)過(guò)初等物理的高小學(xué)生都學(xué)過(guò)的，它是我們普通人最基礎(chǔ)的科學(xué)常識(shí)，我們幾乎不覺(jué)察這一定律中的表述和日常話(huà)語(yǔ)中所含的常識(shí)是兩樣的，或沖突的。上節(jié)說(shuō)到，在日常話(huà)語(yǔ)中，大地是靜止的，我們以大地為參照來(lái)感受什么在動(dòng)，什么靜止不動(dòng)。運(yùn)動(dòng)和靜止有質(zhì)的區(qū)別。運(yùn)動(dòng)需要原因，需要力，靜止卻不需要原因，不需要力。直線(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)是運(yùn)動(dòng)的一種，需要一個(gè)力來(lái)維持，靜止卻是不需要力來(lái)維持的。放在我眼前的茶杯，停在紅燈前的汽車(chē)，無(wú)論如何不能說(shuō)成是正在運(yùn)動(dòng)。在牛頓體系里，大地這個(gè)參照系被廢除了。我們現(xiàn)在要想象的是一個(gè)無(wú)限廣袤的沒(méi)有參照系的絕對(duì)空間。在這樣一個(gè)絕對(duì)空間中，運(yùn)動(dòng)和直線(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)成了一回事。運(yùn)動(dòng)和靜止的感性差別在這里是無(wú)所謂的。
按照我們的常識(shí)，沒(méi)有生命的東西，如果不受外力作用，就靜止不動(dòng)。典型的例子是彈簧的運(yùn)動(dòng)或變化。生物有目的，有內(nèi)在的動(dòng)力，只有生物由自己發(fā)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。我們?cè)谌粘Ｉ钪胁畈欢嘀饕眠@個(gè)辦法來(lái)察看一樣?xùn)|西是不是生物。
一樣?xùn)|西的運(yùn)動(dòng)是有原因的，沒(méi)有原因它將靜止不動(dòng)，或者其運(yùn)動(dòng)將逐漸停歇下來(lái)。笛卡爾把問(wèn)題倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)：“我們應(yīng)該問(wèn)的是，它為什么不繼續(xù)永遠(yuǎn)活動(dòng)下去呢？”運(yùn)動(dòng)本來(lái)是要原因的，現(xiàn)在，運(yùn)動(dòng)中至少有一種，直線(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)，像靜止一樣，不需要原因就能持續(xù)，或者反過(guò)來(lái)，如果說(shuō)直線(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)需要一個(gè)力來(lái)維持，那么靜止也需要一個(gè)力來(lái)維持，而這個(gè)力，慣性，和我們平常所謂的“力”頗為不同。我們平�？偸钦f(shuō)“施加一個(gè)力”，慣性卻不是任何東西施加到物體上的。
在常識(shí)以及在亞理士多德那里，位移這種運(yùn)動(dòng)是變化的一種，是最簡(jiǎn)單的變化。運(yùn)動(dòng)的物體是有所改變的物體，靜止的物體卻不發(fā)生改變。物體在靜止時(shí)保持其本身，而在運(yùn)動(dòng)中則改變了本身，從而具有回復(fù)到本身的傾向，就像一根被壓緊或壓彎的彈簧那樣。所以，一般說(shuō)來(lái)，靜止是自然的，在本體論上有較高地位。運(yùn)動(dòng)、騷動(dòng)、動(dòng)亂則是一種擾亂，有待消除，以回復(fù)到平靜。伽利略、笛卡爾、牛頓改變了運(yùn)動(dòng)的意義，物體處在靜止?fàn)顟B(tài)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中，這兩種狀態(tài)和處在其中的物體是分開(kāi)來(lái)考慮的，運(yùn)動(dòng)并不改變運(yùn)動(dòng)的物體。運(yùn)動(dòng)不再是物體的變化、生成，而是相對(duì)于其他物體或絕對(duì)空間而言的。
與變化息息相關(guān)的時(shí)間概念也發(fā)生了轉(zhuǎn)變。時(shí)間本來(lái)是內(nèi)在于物體變化的，現(xiàn)在，時(shí)間變成了像空間一樣的外部框架。這一點(diǎn)突出體現(xiàn)在“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”這個(gè)用語(yǔ)里。Status或狀態(tài)是靜止的意思，不變的事物處在某種狀態(tài)之中，變化著的事物則不處在任何狀態(tài)之中。變化是從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)的過(guò)渡。因此，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)差不多是個(gè)不諧用語(yǔ)，近乎“不變的變化”。
我們記得，在亞里士多德那里，有些活動(dòng)是由外力迫使的，有些活動(dòng)則出自事物的本性。我用力把一根彈簧壓彎，這是用外力來(lái)造成一種變化。我一松手，彈簧回復(fù)到原來(lái)的樣子，這是彈簧出自本性的活動(dòng)，這種活動(dòng)使得彈簧回歸它本來(lái)的狀態(tài)，自然的狀態(tài)。關(guān)于活動(dòng)或運(yùn)動(dòng)的這一理解具有普遍性，使得各個(gè)領(lǐng)域中的活動(dòng)可得到連續(xù)的理解。你把刀架在我脖子上讓我給你500塊錢(qián)，或者我自愿資助你500塊錢(qián)，這是兩件根本不同的事情。現(xiàn)在，事物的活動(dòng)和事物本身分離開(kāi)來(lái)，事物本身不再對(duì)它所經(jīng)歷的活動(dòng)有什么影響，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)或變化的全部原因都被移到事物的外部來(lái)。對(duì)運(yùn)動(dòng)的這一理解，無(wú)論在力學(xué)上獲得怎樣的成就，卻與我們?cè)谄渌I(lǐng)域中對(duì)活動(dòng)、行動(dòng)、行為的理解不相協(xié)調(diào)，我們似乎很難取消自主行為與被迫行為之間的區(qū)分，很難設(shè)想行為的主體從來(lái)不是它的行為的原因，不是其行為的責(zé)任者。
或者反過(guò)來(lái)，在邏輯上推進(jìn)外部原因這一思路似乎不得不讓我們最終取消責(zé)任人的概念。我偷竊或吸毒，我自己對(duì)此沒(méi)有什么責(zé)任，原因在于我從小父母離異，在于社會(huì)沒(méi)有為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，等等。
我們多數(shù)人不曾意識(shí)到牛頓物理學(xué)的話(huà)語(yǔ)和日常話(huà)語(yǔ)的根本區(qū)別，但反觀(guān)科學(xué)史，這里涉及的每一個(gè)概念都經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期的準(zhǔn)備，經(jīng)歷了深入的討論或爭(zhēng)論。地球作為動(dòng)與靜的參照系，這一點(diǎn)在哥白尼那里就取消了。布魯諾提出了無(wú)限空間的觀(guān)念，提出運(yùn)動(dòng)并不低于靜止，兩者是同樣高貴的。不過(guò)，布魯諾還是在中世紀(jì)的思想框架中進(jìn)行泛泛的觀(guān)念之爭(zhēng)，而在笛卡爾那里，取消靜止和運(yùn)動(dòng)的區(qū)別具有了明確的物理學(xué)意義，直線(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)像靜止一樣，也是一種狀態(tài)，兩者處在同一本體論層面上，實(shí)際上已經(jīng)無(wú)法區(qū)分。誠(chéng)然，絕對(duì)運(yùn)動(dòng)不等于靜止，但只有上帝才能區(qū)分絕對(duì)運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)。伽利略則為牛頓準(zhǔn)備了新的慣性概念，在伽利略那里，慣性已被理解為物體抵抗加速度即速度變化的性質(zhì)。開(kāi)普勒也同樣把慣性理解為“對(duì)變化的抵抗”。而且伽利略還以相當(dāng)清晰的方式表述過(guò)第一運(yùn)動(dòng)定律。不過(guò)，在伽利略那里，第一運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容和慣性概念尚無(wú)明確聯(lián)系，沒(méi)有形成慣性運(yùn)動(dòng)的概念。
這里所發(fā)生的概念轉(zhuǎn)變遠(yuǎn)不止于引入了操作定義，仿佛我們只是為了方便把把靜止和直線(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)視作一事，在我們的真實(shí)理解中則仍然保持兩者的區(qū)別。這里發(fā)生的是基本理解的轉(zhuǎn)變。為方便計(jì)而引入操作定義是一回事，由于理解的轉(zhuǎn)變而不得不重新定義基本概念是另一回事。思想史上，只有第二種情況才值得說(shuō)到。新物理學(xué)家不是符號(hào)操作者，他們重新定義我們關(guān)于自然的基本概念，因?yàn)橹挥羞@樣我們才能更好地從數(shù)學(xué)上處理關(guān)于自然的問(wèn)題。
第一運(yùn)動(dòng)定律用一個(gè)數(shù)學(xué)物理的運(yùn)動(dòng)概念取代了一個(gè)老物理學(xué)即自然哲學(xué)的運(yùn)動(dòng)概念。新的運(yùn)動(dòng)概念在形式上極其簡(jiǎn)單，我們一旦掌握了它，就可以使運(yùn)動(dòng)計(jì)算變得十分簡(jiǎn)便。但它“很難被完全理解和把握”。
因?yàn)樗鄙俑行�，和我們的常識(shí)乖離。新的運(yùn)動(dòng)概念和日常經(jīng)驗(yàn)不合，這一點(diǎn)笛卡爾本人也注意到了。他用上帝的永恒來(lái)建立運(yùn)動(dòng)的守恒定律。但在牛頓那里，新的運(yùn)動(dòng)概念就不再需要上帝來(lái)提供持續(xù)的動(dòng)力，與常識(shí)的乖離由于其整體力學(xué)理論的成功得到補(bǔ)償。與新的運(yùn)動(dòng)概念聯(lián)系在一起的一系列概念構(gòu)成了一個(gè)新系統(tǒng)，其中的概念互相定義，標(biāo)識(shí)著物理學(xué)開(kāi)始擺脫自然概念的束縛。
力、加速度、質(zhì)量
牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律說(shuō)，要改變物體的靜止?fàn)顟B(tài)〔或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)〕，需要在與加速度相同的方向上施加與加速度成比例的力，比例常量是物體的慣性質(zhì)量。力等于質(zhì)量乘以加速度，或F=ma。
這里出現(xiàn)的三個(gè)概念，力、質(zhì)量、加速度，都很能說(shuō)明新力學(xué)的概念特點(diǎn)。
力是我們直接了解的概念。我們都有關(guān)于力的經(jīng)驗(yàn)，用力舉起一件重物，感受到某種壓力，心力交瘁，等等。力的概念在這些用法中有種種變形，研究這些變形是一般概念分析的任務(wù)。(點(diǎn)擊此處閱讀下一頁(yè))
牛頓的力不完全等同于自然概念中的力，它不涉及想像力、心力這些“力”。不過(guò)，在這一點(diǎn)上，牛頓所做的事情不超出一般理論都會(huì)做的，即排除一個(gè)概念的連綿不斷的延伸用法，把一個(gè)概念限制在某種明確的概念聯(lián)系之中。牛頓力學(xué)對(duì)力這個(gè)概念的更重要的改變?cè)谟冢ｎD的力用來(lái)改變物體運(yùn)動(dòng)的方向或速度， 維持直線(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)是不需要力的，這和我們的平常觀(guān)念不盡相合，也和亞理士多德物理學(xué)沖突。我們推一個(gè)手推車(chē)，要維持勻速前進(jìn)，也是要用力的。在這個(gè)意義上，可說(shuō)牛頓對(duì)力這個(gè)概念做了重新定義。
但顯然，牛頓的力和我們平常所說(shuō)的力并不是毫不相干的兩種東西，它差不多就是我們推動(dòng)一個(gè)物體或拉動(dòng)一個(gè)物體所需要的力氣。這些力氣即使不能精確測(cè)量也是可以大致衡量的。基于牛頓對(duì)力的定義和力的自然概念之間的聯(lián)系，我們能夠進(jìn)入牛頓體系，能夠逐步理解那些更嚴(yán)格的也是更狹窄的表述。而且，牛頓也會(huì)承認(rèn)維持手推車(chē)的勻速前進(jìn)是需要力的，只不過(guò)這個(gè)力是用來(lái)克服摩擦力的。而在亞里士多德體系中，即使不考慮摩擦力，維持物體的運(yùn)動(dòng)也是需要力的。
現(xiàn)在我們來(lái)看看加速度。一般意義上的速度增減是我們當(dāng)然常常經(jīng)驗(yàn)到。車(chē)開(kāi)得越來(lái)越開(kāi)，滾動(dòng)的小球滾動(dòng)得越來(lái)越慢，最后停了下來(lái)。不過(guò)，比較起力，牛頓的加速度與我們的自然概念離得更遠(yuǎn)。一個(gè)次要的差別是，在我們通常的理解里，越來(lái)越慢與越來(lái)越快有性質(zhì)上的區(qū)別，現(xiàn)在，這兩者被統(tǒng)一在同一個(gè)概念之下。不過(guò)這個(gè)轉(zhuǎn)變?cè)缇驮跀?shù)學(xué)中通過(guò)引入負(fù)數(shù)完成了。在負(fù)數(shù)概念中，數(shù)值與數(shù)的正負(fù)方向分離開(kāi)來(lái)，與此相仿，在加速度概念里，力的強(qiáng)度值和力的方向分離開(kāi)來(lái)。盡管強(qiáng)度和方向我們總是一齊經(jīng)驗(yàn)到的，但凡熟悉數(shù)學(xué)-科學(xué)的人都已習(xí)慣于這種分離。在中世紀(jì)、尤其在伽利略那里，已經(jīng)形成了近似于牛頓的加速度概念。
加速度概念中的難點(diǎn)在于，雖然我們是從越來(lái)越快或越來(lái)越慢開(kāi)始來(lái)領(lǐng)會(huì)加速度的，但伽利略的加速度概念卻不等于我們所領(lǐng)會(huì)的速度增加或減少。加速度這個(gè)概念是由速度相對(duì)于時(shí)間的變化率來(lái)定義的，而不是由距離相對(duì)于時(shí)間的變化率來(lái)定義的。速度越來(lái)越快并不意味著加速度越來(lái)越大。下落的物體越落越快，但自由落體的加速度是個(gè)常量。換言之，加速度這個(gè)詞的意思在牛頓力學(xué)中和在日常用法中根本不同。在實(shí)際生活中，我們通常只會(huì)經(jīng)驗(yàn)到速度的變化，我們從來(lái)經(jīng)驗(yàn)不到在一個(gè)恒定的力的作用下加速度不斷變化。手推車(chē)動(dòng)起來(lái)了，我們繼續(xù)用力，這個(gè)恒定的力只是維持小車(chē)的運(yùn)行，而不是增加小車(chē)的速度。由于伽利略的加速度概念和我們平常說(shuō)到的速度增加意思根本不同，由于我們平常沒(méi)有加速度變化的經(jīng)驗(yàn)，中學(xué)生會(huì)感到加速度概念相當(dāng)難解。實(shí)際上有不少中學(xué)生始終無(wú)法從概念上理解加速度，只能勉強(qiáng)記住加速度公式，用它來(lái)計(jì)算給定的應(yīng)用題。這個(gè)事實(shí)提示：這里出現(xiàn)了一個(gè)基本的概念方式轉(zhuǎn)換。
比力和加速度更有意思的是質(zhì)量概念。牛頓第一次區(qū)分了重量與質(zhì)量。在我們平常人眼里，質(zhì)量就是重量，兩者是一回事，而牛頓卻另立一個(gè)與重量相區(qū)別的質(zhì)量概念。兩者有什么差別呢？重量是可感的，質(zhì)量則是阻礙物體變化的一個(gè)抽象量，無(wú)法直接經(jīng)驗(yàn)到。所以，我們需注意，質(zhì)量和重量的區(qū)分不像人類(lèi)學(xué)家區(qū)分種族和民族，種族和民族的區(qū)分在于從兩個(gè)視角來(lái)分疏常識(shí)眼中合在一起的一族現(xiàn)象，兩者分開(kāi)之后，仍然各自領(lǐng)有自己的經(jīng)驗(yàn)內(nèi)容。而質(zhì)量概念卻是一個(gè)“純理論”概念，由定義1加以定義。
質(zhì)量是一個(gè)純理論的量，由牛頓為其力學(xué)體系的需要所創(chuàng)制。這個(gè)理論創(chuàng)新對(duì)牛頓力學(xué)的建構(gòu)具有決定作用，實(shí)際上，《原理》一書(shū)正是從對(duì)質(zhì)量的定義開(kāi)始的�？贫靼奄|(zhì)量概念稱(chēng)為牛頓所發(fā)明的“物理學(xué)的主要概念”。
就我們的考察來(lái)說(shuō)，這種單純?yōu)槔碚摻?gòu)的概念具有特別的意義，因?yàn)樗鼈兲貏e標(biāo)明了科學(xué)理論和常識(shí)的分界。
牛頓的術(shù)語(yǔ)更好地揭示了自然的真相嗎？這個(gè)問(wèn)題是下面這個(gè)大問(wèn)題的一個(gè)支問(wèn)題：科學(xué)是否更好地揭示了自然的真相？這里不專(zhuān)門(mén)討論這個(gè)問(wèn)題，只愿提到，并不是自然界的力原本是像牛頓定義的那樣，也不是自然界的力就像自然語(yǔ)言中的力所界定的那樣，而是，牛頓的術(shù)語(yǔ)適合于我們從一個(gè)特定的角度展示自然的真相，或者說(shuō)，適合于讓我們看到自然的某種真相。
新物理學(xué)給力下了一個(gè)明確的定義，幾乎完全重新定義了加速度，創(chuàng)造了慣性質(zhì)量的概念。我們?yōu)槭裁匆邮苓@些新定義和新概念？我們可以這樣回答：因?yàn)橐罁?jù)這些概念才能建構(gòu)起一種特定的力學(xué)理論。為了建構(gòu)一種有效的科學(xué)理論，科學(xué)家必須重新定義一些概念，或者創(chuàng)造某些概念。我們要不要接受這些新定義和新概念，端賴(lài)于這個(gè)新理論是否更好地解釋了力學(xué)世界。質(zhì)量概念是由牛頓造出來(lái)的，但質(zhì)量并不是一種任意的虛構(gòu)。牛頓力學(xué)需要質(zhì)量這個(gè)概念，就像我們的語(yǔ)言需要“重量”和“重要”這些概念一樣。就像自然語(yǔ)言中的語(yǔ)詞是由一個(gè)語(yǔ)言共同體的長(zhǎng)期言說(shuō)逐漸鍛造出來(lái)的那樣，物理學(xué)概念也是在物理理論的探索中逐步形成、定形的。物理學(xué)家反復(fù)調(diào)整、改進(jìn)其概念，甚至引進(jìn)全新的概念。這個(gè)過(guò)程與自然語(yǔ)言在語(yǔ)詞使用中磨練語(yǔ)詞頗為相似，兩者的差別在于，自然語(yǔ)言的演化在于適應(yīng)自然理解的需要，理論概念的演化和創(chuàng)生在于適應(yīng)理論的需要，在這一過(guò)程中，是科學(xué)家們代替普通人進(jìn)行這一項(xiàng)工作，科學(xué)家的概念改造工作是高度自覺(jué)的，整體科學(xué)理論對(duì)科學(xué)概念有著更明確的約束。科學(xué)概念的定義雖然也有一定的偶然性，但是其偶然性比較起自然語(yǔ)言概念大大降低。物理學(xué)家并非喜好文字游戲，他們沒(méi)有定義癖。是理論體系在為這些基本概念下定義�？茖W(xué)理論體系不是個(gè)別人在書(shū)房里想出來(lái)的，而是科學(xué)家共同體長(zhǎng)期探索日積月累造就的�？茖W(xué)家在這種探索過(guò)程中了解到怎樣定義一個(gè)概念才是有效的、有前途的。所有這些活動(dòng)圍繞著一個(gè)基本綱領(lǐng)，那就是對(duì)物理世界乃至對(duì)整個(gè)世界進(jìn)行外部研究。合乎這個(gè)綱領(lǐng)的成果被保存下來(lái)，被反復(fù)鍛造，臻于完滿(mǎn)，不合這個(gè)綱領(lǐng)的思考被排除在外，逐漸湮滅。伽利略敢于引入他的加速度概念，不怕他對(duì)非力學(xué)家造成的理解上的困難，因?yàn)檫@個(gè)新概念在理論體系中將給予充分的報(bào)償。自然語(yǔ)言要求我們對(duì)概念的理解比較自然，比較簡(jiǎn)便，而力學(xué)理論要求運(yùn)算比較簡(jiǎn)便。在伽利略那里，落體的加速度是常量，這將比用其他辦法來(lái)構(gòu)造概念使運(yùn)算簡(jiǎn)便得多。
科學(xué)新概念是一一營(yíng)造起來(lái)的，但是它們的力量〔可接受性〕來(lái)自整體理論。就像自然語(yǔ)言中的概念坐落在整個(gè)概念網(wǎng)絡(luò)之中，理論中的單個(gè)概念也無(wú)法獲得科學(xué)定義，每一個(gè)科學(xué)概念在與理論系統(tǒng)的其他概念的配適過(guò)程中不斷得到調(diào)整、修正。在F=ma這個(gè)公式里，力、質(zhì)量、加速度這幾個(gè)概念是互相定義的，它們具有嚴(yán)格的數(shù)理推導(dǎo)關(guān)系。這些概念互相定義，最后形成在很大程度上不受自然語(yǔ)言約束的一套亞語(yǔ)言，理論語(yǔ)言。這套亞語(yǔ)言不是自然語(yǔ)言的形式化或邏輯化�？茖W(xué)概念的功能是建構(gòu)理論，而不是為“模糊的自然概念”提供精確的界說(shuō)。我們無(wú)法靠細(xì)致分析運(yùn)動(dòng)、力、重量這些自然概念獲得它們的科學(xué)定義�？茖W(xué)概念不是自然概念的形式化，不是自然概念的梳理，延伸，而是按照一種新的籌劃進(jìn)行的整體改造。
數(shù)學(xué)取向
科學(xué)營(yíng)造自己的概念。這不完全是一個(gè)摸著石頭過(guò)河的過(guò)程。營(yíng)造是在一種總體規(guī)劃下進(jìn)行的�？茖W(xué)史家逐一追溯近代物理學(xué)中每一個(gè)新概念的專(zhuān)利權(quán)，這些概念最后在牛頓體系中配置成為一個(gè)整體，但牛頓之所以能夠具有這么偉大的綜合力量，原由于伽利略、開(kāi)普勒、笛卡爾以及其他很多科學(xué)家已經(jīng)在原則上選擇了一個(gè)共同的方向。這個(gè)方向就是科學(xué)的數(shù)學(xué)化。
伽利略從日常語(yǔ)匯中取用了力、阻力、運(yùn)動(dòng)、速度、加速度等等，為它們提供了新的定義。伯特這樣描述伽利略的定義方法：他“賦予它們以精確的數(shù)學(xué)意義，也就是致力以這樣一種方式來(lái)定義它們，以便于它們能夠在數(shù)學(xué)家們已經(jīng)熟悉的線(xiàn)、角、曲線(xiàn)、圖形等定義的旁邊取得其地位�！� 笛卡兒把自然的本質(zhì)規(guī)定為由長(zhǎng)寬厚組成的廣袤，他已經(jīng)從最根本的存在論上把世界的本質(zhì)規(guī)定為必須由數(shù)學(xué)通達(dá)的東西了。
為了進(jìn)行定量研究，首先必須對(duì)世界進(jìn)行測(cè)量。迪昂在說(shuō)到偏好模式的科學(xué)家時(shí)說(shuō)，他們不去單獨(dú)考慮和研究所涉的概念，而是利用這些概念的最簡(jiǎn)單的性質(zhì)，以便用數(shù)來(lái)表示它們。
柯瓦雷在《牛頓研究》中詳細(xì)分析了牛頓的三棱鏡實(shí)驗(yàn)，指出這一工作的一個(gè)典型特點(diǎn)是“進(jìn)行測(cè)量”，并說(shuō)明何以數(shù)學(xué)化使得牛頓具有格外的說(shuō)服力。
我們的自然概念不是為測(cè)量而設(shè)的，不妨說(shuō)，自然概念本來(lái)是些定性的概念�？茖W(xué)面臨的一個(gè)基本任務(wù)就是把這些自然概念轉(zhuǎn)變成可測(cè)量的概念。迪昂曾概括物理學(xué)理論的四個(gè)操作特征。其中第一個(gè)是，物理學(xué)概念要求它能夠令物理性質(zhì)的每一個(gè)狀態(tài)都和一個(gè)符號(hào)相應(yīng)，因此，這個(gè)概念標(biāo)識(shí)某種維度〔dimension〕。
新物理學(xué)逐步把它所借用的自然概念轉(zhuǎn)化為量度的維度。為建構(gòu)理論而新創(chuàng)的概念，例如質(zhì)量，則一上來(lái)就是維度概念�！敖茖W(xué)的歷史就是逐步……把關(guān)于光、聲、力、化學(xué)過(guò)程以及其他概念的模糊思想轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)量關(guān)系的歷史�！� 到今天，離開(kāi)了數(shù)學(xué)就無(wú)法正確陳述物理學(xué)的定律�！拔锢矶傻恼_陳述涉及一些很陌生的概念，而描述這些概念要用高等數(shù)學(xué)。”
數(shù)量化當(dāng)然不僅是把模糊轉(zhuǎn)變成為清晰，伽利略的加速度概念的主要功能不是把我們平常所說(shuō)的越來(lái)越快越來(lái)越慢變成確切的快多少慢多少，它把這個(gè)日常的描述說(shuō)法轉(zhuǎn)變?yōu)槟撤N近似于動(dòng)力學(xué)的概念；
更重要的是，通過(guò)加速度概念，不同類(lèi)型的現(xiàn)象獲得了齊一性，例如，加速和減速由同一個(gè)公式來(lái)表達(dá)，又例如，圓周運(yùn)動(dòng)和直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)之間的區(qū)別被消除了，它們之間的區(qū)別只在于角動(dòng)量的數(shù)值不同。
從而，曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)就服從于同樣的公式，成為可直接比較的。相反，自然語(yǔ)言中的概念必須安排在互相不能比較的多個(gè)客觀(guān)性平面〔planes of objectivity〕上。
事物、屬性、現(xiàn)象等等的可測(cè)量度不等。本體是不可測(cè)量的，性質(zhì)是多多少少可測(cè)量的；
長(zhǎng)寬高是最適合測(cè)量的。通過(guò)種種技巧，我們能夠測(cè)量重量、時(shí)間、溫度、壓力、動(dòng)量。郁悶、偏好、音色、神性、幸福，這些是不可測(cè)量或無(wú)法精確測(cè)量的。但若要對(duì)它們進(jìn)行科學(xué)研究，我們就必須想方設(shè)法把它們轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的概念。我們用體液的漲落來(lái)確定愛(ài)情的強(qiáng)度，我們用一系列指標(biāo)來(lái)確定某一國(guó)家人民是否幸福，GDP或GRP等等都是這種努力的一部分。我們要求每一個(gè)概念都必須具有測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，我們用論文的篇數(shù)、字?jǐn)?shù)、引用率以及很多更為復(fù)雜的指標(biāo)來(lái)確定一個(gè)思想家是否優(yōu)秀。
那些可以精確測(cè)量的概念成為最重要的概念，那些不可以精確測(cè)量的概念成為依附的概念，我們用前者來(lái)定義后者、解釋后者。于是我們就不難理解為什么事物的性質(zhì)取代事物本身占據(jù)了視野，為什么事物被理解為性質(zhì)的總和。而各種性質(zhì)又被區(qū)別為第一物性和第二物性，像伽利略所做的那樣，所謂第一物性恰恰就是那些可測(cè)量的性質(zhì)。我們也就不難理解為什么笛卡爾把廣延視作物質(zhì)世界最基本的屬性。它們最適合測(cè)量，這一特點(diǎn)使它們成為最終的解釋者。長(zhǎng)寬厚是本質(zhì)的東西，愛(ài)與恨是些副現(xiàn)象。
然而，挑選那些表示維度并因而可以測(cè)量的概念只是科學(xué)概念數(shù)學(xué)化的一個(gè)方面。另一個(gè)更加微妙也更加重要的方面是，通過(guò)把所使用的概念定義為數(shù)學(xué)表達(dá)式，作者就免除了該概念的自然含義的約束。牛頓在《原理》的定義8的解說(shuō)中說(shuō)明，吸引、推斥、〔趨向于中心的〕傾向這些詞，“我在使用時(shí)不加區(qū)分，因?yàn)槲覍?duì)這些力不從物理上而只從數(shù)學(xué)上加以考慮；
所以，讀者不要望文生義，以為我要?jiǎng)澐肿饔玫姆N類(lèi)和方式，說(shuō)明其物理原因或理由，或者當(dāng)我說(shuō)到吸引力中心或者談到吸引力的時(shí)候，以為我要在真實(shí)和物理的意義上把力歸因于某個(gè)中心（它只不過(guò)是數(shù)學(xué)點(diǎn)而已）�！�
實(shí)際上，牛頓一向用詞謹(jǐn)慎。他當(dāng)然知道這些語(yǔ)詞在實(shí)際用法中有不同意義，并且在選詞時(shí)頗費(fèi)斟酌，例如他一方面把向心力說(shuō)成是引力，另一方面又聲明“雖然從物理學(xué)嚴(yán)格性上說(shuō)它們也許應(yīng)更準(zhǔn)確地被稱(chēng)作推斥作用”。
把所涉的力稱(chēng)作推力〔impulse〕、引力〔vis attractive〕、拖曳力〔vis tractoria〕、重力〔gravity〕、活力〔vis viva〕還是物體的某種固有的傾向，體現(xiàn)了作者對(duì)世界的不同看法，對(duì)物理世界的不同理解。牛頓在這里所談?wù)摰木烤故峭屏�、引力、拖曳力還是物體的某種固有的傾向或努力〔conatu〕，它們是同一種力還是幾種不同的力，關(guān)于這些問(wèn)題，在牛頓之前、同時(shí)、之后一直存在劇烈的爭(zhēng)論。牛頓自己也一直在苦苦思索這些問(wèn)題。他最后決定暫時(shí)不再糾纏于這些概念的異同，干脆把它們視作一種數(shù)學(xué)表述。它們也許是不同的物理力，但它們?cè)跀?shù)量上是恒等的，所以從數(shù)學(xué)上考慮，它們都是一回事。他說(shuō)明，他使用“引力”這個(gè)詞來(lái)討論向心力，因?yàn)椤斑@些命題只被看作是純數(shù)學(xué)的，所以，我把物理考慮置于一旁，用所熟悉的表達(dá)方式，使我要說(shuō)的更易于為數(shù)學(xué)讀者理解�！�
牛頓在這里專(zhuān)門(mén)談到熟悉數(shù)學(xué)的讀者。但我們大多數(shù)人不熟悉數(shù)學(xué)。自然語(yǔ)言在對(duì)我們說(shuō)話(huà)的時(shí)候，我們實(shí)際上確實(shí)“望文生義”。很多科普書(shū)都會(huì)在“序言”里聲明：本書(shū)中一個(gè)數(shù)學(xué)公式都沒(méi)有，或者說(shuō)，我將盡量少用數(shù)學(xué)公式。這無(wú)非是表明，只有去掉數(shù)學(xué)公式普通人才能讀懂。然而去掉數(shù)學(xué)公式之后，就產(chǎn)生了牛頓在這里所說(shuō)的望文生義，很多科學(xué)概念就成了漫畫(huà)。我們有黑洞、空間彎曲、超弦這些概念，電視科普節(jié)目上說(shuō)到超弦，還特別閃出一個(gè)大提琴手演奏的鏡頭。然而，只要稍稍讀一點(diǎn)物理學(xué)，我們就會(huì)明白，這些概念都是數(shù)學(xué)概念，例如，超弦概念所依賴(lài)的超對(duì)稱(chēng)并不是直觀(guān)的對(duì)稱(chēng)圖形，超對(duì)稱(chēng)說(shuō)的是，“如果考慮到量子的自旋，諸自然定律就不多不少只還有一種對(duì)稱(chēng)在數(shù)學(xué)上是可能的”。
數(shù)學(xué)不是達(dá)到這些概念或解釋這些概念的輔助方法，而是這些概念的核心內(nèi)容。除非你通過(guò)數(shù)學(xué)方程來(lái)掌握空間彎曲或超弦，否則你就不可能正當(dāng)?shù)赜眠@些概念來(lái)進(jìn)行思考，你就不可能通過(guò)這些概念進(jìn)行正當(dāng)?shù)耐评怼?/p>
盡管關(guān)于牛頓的用詞以及他的真實(shí)想法，在牛頓之后又有很長(zhǎng)時(shí)間的討論和爭(zhēng)論，但漸漸的，這類(lèi)討論平息下來(lái)了。所爭(zhēng)論的問(wèn)題在數(shù)學(xué)上并無(wú)歧義，這就足夠了。但我們不能因此認(rèn)為，牛頓、惠更斯、萊布尼茨這些人都熱衷于字詞之爭(zhēng)。變化的是時(shí)代觀(guān)念，在一個(gè)以數(shù)學(xué)解決為答案的物理學(xué)中，關(guān)于引力抑或是推力的爭(zhēng)論變成了字詞之爭(zhēng)。
我們剛才說(shuō)到，和自然語(yǔ)言中的概念相比，科學(xué)概念較少偶然性。但畢竟，科學(xué)概念是在這個(gè)時(shí)代或那個(gè)時(shí)代形成的，是這個(gè)科學(xué)家或那個(gè)科學(xué)家定義的，我們無(wú)法保證科學(xué)語(yǔ)言具有唯一性。然而，數(shù)學(xué)化消除了科學(xué)概念最后殘余的偶然性。因?yàn)檫@些概念的最終有效性不在于它們具有何種理解的內(nèi)容，而在于它們能夠在數(shù)學(xué)上互相換算。
這種做法卻留下了一個(gè)問(wèn)題，那就是牛頓不得不放棄“真實(shí)的物理的意義”。盡管在用數(shù)學(xué)原理取代形而上學(xué)原理這個(gè)巨大轉(zhuǎn)折中牛頓起到了關(guān)鍵作用，但他仍不得不承認(rèn)“數(shù)學(xué)的”和“物理的”兩者之間的區(qū)分。即使今天，人們普遍接受了數(shù)學(xué)物理，這一區(qū)分仍隱隱對(duì)物理學(xué)的實(shí)在性提出質(zhì)問(wèn)。
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