登陆注册
33386900000015

第15章 论质量(2)

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。

同类推荐
  • 新课改·高一地理备课素材(上)

    新课改·高一地理备课素材(上)

    本书主要以力、直线运动、牛顿运动定律、物体的平衡、曲线运动、万有引力定律、机械能等七个知识点为重点讲述内容。每一章都设置了知识连接、生活物理、史话拾遗、实验探究、前沿动态等版块。本书注重由课内向课外延伸,注重趣味性和知识性相结合;有利于教师帮助学生巩固知识,开拓视野,提高学生综合运用知识的能力。
  • 青少年一定要读的历史故事(青少年必读经典)

    青少年一定要读的历史故事(青少年必读经典)

    读史使人明智,所谓前车之鉴后车之师,历史故事可以让我们看清楚人世百态,学习人生哲理。
  • 语文新课标必读-童年

    语文新课标必读-童年

    高尔基(1868—1936年),前苏联无产阶级作家,社会主义现实主义文学的奠基人。出生在一个木工家庭,幼年丧父,11岁即为生计在社会上奔波,当过装卸工、面包房工人,贫民窟和码头成了他的“社会大学”的课堂。在社会底层饱尝人间的苦难,与劳动人民同呼吸共命运。
  • 中级财务会计

    中级财务会计

    本书是继《基础会计学》之后的又一专业教材,本教材既有一定的理论深度,又有较强的实用性和可操作性,可适应不同层次读者的需要。
  • 中学语文新课标必读:老人与海

    中学语文新课标必读:老人与海

    《老人与海》在细节描写方面除了上面提到的现实主义手法之外,也还经常采用象征、寓意、拟人化等表现手法。圣地亚哥那双眼睛跟那象征着厄运的破帆相对照,揭示出他绝不向命运屈服的性格特征。在故事情节发展中,圣地亚哥犹如童话中的人物跟动物交往一样,把鸟儿、大鱼、鲨鱼等动物当成懂得人情世故的有理性的生物看待,不断同它们谈心,向它们倾吐自己的想法。他对鱼讲的话庄严、刚毅,表现出内心的自豪感和坚强的毅力。他对鸟儿说的话则比较柔和,表现出他那由于孤独而产生的痛苦以及寻求支援的心情。作品中多次提到圣地亚哥梦见狮子。狮子是力量的表现,是强者的象征。老渔夫一再梦见狮子,象征着他对力量的追求、对强者的向往。
热门推荐
  • 囚禁我心

    囚禁我心

    一切都不及你,萧远山。我宋卿这一辈子爱过最深的人是你,伤我最深的也是你,你要我怎么办!我放下你了,都过去了。我不去求你,这是我最后的一丝尊严。我这一生,最爱的啊,是我爱而不得的人,谁也不懂我心碎的绝望。我尽量不提起你,不提你在我心里的地位,不提你对我来说有多么重要。
  • 吾病为娇之梦境异缘

    吾病为娇之梦境异缘

    你知道梦魇吗?它不同于鬼,没有魂体,只能存在于人们的梦境之中,潜移默化地影响着寄体。软萌小姑娘巫卿言在十岁的一场意外中成为了孤儿,也渐渐地发现了自己的特殊。为了真相,她踏上了成为一名除梦师的道路。巫卿言天不怕地不怕,就怕……没钱。于是她又在赚钱的路子上一去不复返。不过……有谁能告诉她,这个之前威胁过她还要她命的人,现在是什么情况……“学长,我们不可能的”,虽然你很有钱钱。“言,既然已经招惹了,待在我身边或者死在我手上,选一个”感受着腰间越来越紧的禁锢,巫卿言看着眼前充满危险气息的“人”。言:……他的颜又杀我。千年前的缘,是为了今生的再一次相见。【男女主1v1,(卖个小关子总之不是什么好人)男主VS外表软萌内心一点也不萌女主,剧情/感情线/女主都是成长型,不恐怖,小甜饼小甜饼,喜不喜欢多看几章就知道了】
  • 在边城等你来

    在边城等你来

    你有没有一个时刻,至死不想忘?有没有一个人,你想遇却迟迟没遇见?在这个二十一世纪一十年代的最后,我等的人至今没来,我不想忘的时刻,已经忘了许多。我用碎片拼起一个永远不曾到来的你,温暖没有你的我。愿时光温暖你的故事,长盛不衰,直到你踏马信步而来。
  • 晴时亦烟雨

    晴时亦烟雨

    穿书古文:青梅竹马的丈夫隐瞒婚史,接回寄养在好友家亡妻的两个孩子,还没等她这个后母恶毒起来,就被丈夫与亡妻的长女下毒害死了。含恨而终后,时烟发现自己竟然是一本书中开挂女主的早逝继姐,她私奔了以后,爹娘膝下无儿无女,悲伤之余收养了旁支没落小户一个和自己有七分相似的女孩,也就是这本书的女主时莺,代替她成为时家的大小姐,嫁给了爹娘早先为她定下的未婚夫世子,也就是这本书的男主,两人从相厌相知到相爱,最终携手走向人生巅峰。看完故事情节的时烟表示,自己可能就是一个给女主腾窝的炮灰……各位走过路过不要错过啊,欢迎入坑,作者君在码字后台等你们呦?(?^o^?)?
  • 刺客信条之澳洲传奇

    刺客信条之澳洲传奇

    我们在耶路撒冷的教堂中祈祷,在佛罗伦萨与威尼斯的高塔上仰望星空,在战火连天的美国土地上奔跑,在加勒比海与北大西洋上航行,在法国巴黎的巴士底监狱赎罪,在蒸汽漫天的伦敦神出鬼没。我们是刺客,“万物皆虚,万物皆允。”是我们的信条。现在,我们将在广阔的澳洲大陆,寻找散落的各地的伊甸碎片与圣器。本书灵感来源于《刺客信条·叛变》和《刺客信条2·文艺复兴》。本书为此系列第一部,后续会有更多。希望喜欢刺客信条的朋友喜欢。以此书致敬信仰永不叛变的圣殿骑士--谢伊·帕特里克·寇马克。
  • 浮生若梦,风云俱动

    浮生若梦,风云俱动

    浮生若梦,风云俱动是孤独?是无望?还是怒掌天下?吾将归来,尔等拜服。终有一人,执手相依。真心朋友,誓死相护。且看废物的浮生风华,斗恶姐,讽嫡母,揍渣男。帝国的脱颖而出,却又发现自己的离奇身世才刚刚浮出水面······
  • 逃跑新娘:总裁的童养媳

    逃跑新娘:总裁的童养媳

    别人家的总裁都是霸道温柔宠你宠到天上为什么我家的总裁又傲娇又爱吃醋还很小心眼青梅竹马,欢喜冤家傲娇总裁和逃跑小娇妻
  • 空间农场

    空间农场

    农场空间在手,农场主的生活乐悠悠——山村小子身怀神器,过悠闲生活,调戏妹子……出任CEO,赢娶白富美,走上人生巅峰……巅峰之后,故事更精彩……一个故事的结束就是另一个故事的开始……咳!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 网游之灭顶江湖

    网游之灭顶江湖

    3000年,世界联合组织开发一款全新脱离键盘游戏《灭顶江湖》。这款游戏可以让玩家真实的感觉到自己进入了游戏,游戏有百分之0到百分之30的疼痛感,无情的怪物,滑稽的NPC,让所有玩家流连忘返。游戏最大模拟度是可以让人真实的感觉到武器的特效,如火、水等,真的很相似。在《灭顶江湖》里,升级的同时也可以赚钱。打落下来的装备可以让玩家自行交易、丹药、宠物、技能书。我们的主角叫做:云生下来就是一个孤儿,但是他福大命大,一个人富豪收养了他。可惜,当云14岁时,这个富豪去世了。这个富豪终身未娶,把所有财产都留给了云。云:超过180的智商,虽然弱小,可是爆发力不容小看。林火托自己养父的关系,提前购买到了游戏头盔