资料来源：章进. 自然科学为什么必须以形而上学为基础. 自然辩证法研究，2014，30（8）：106-110

摘要：哲学的核心是本体论，即形而上学，它是人们的一种世界观，即人们对整个客观世界终极原因的一种看法或解释。亚里士多德的《形而上学》作为第一本纯粹意义上的哲学著作，其核心内容就是试图通过人类的理性思维揭示出客观世界的原因。在他看来，这是人类最高、最大的“智慧”。而自然科学的本质是人类对自然界具体的、精确的、分门别类的看法或解释，只不过这种看法或解释必须受人类经验的严格检验。因此，哲学或形而上学与自然科学之间的关系是抽象与具体、普遍性与特殊性的关系，作为人的思想观念它们两者是一致的。这就意味着，自然科学必须以形而上学为前提、为基础，没有形而上学作前提或基础，自然科学将成为空中楼阁。康德之所以写《自然科学的形而上学基础》，原因也正在于此。

科学作为理性知识，作为哲学的延伸，作为对自然界事物或现象的解释，与人们的思维方式、价值观、信仰信念等思想观念因素直接相关；而作为文化的核心组成部分的思维方式、价值观和信仰信念，显然是多元的；所以，科学其实是文化的一种，也是多元的。事实也是如此。我们现在学习、移植和引进的科学（西方科学）与具有明显中国文化特色，充满了中国人思维方式、价值观和信仰信念色彩的 中医学之间就存在本质差异。

正是由于我们过去和现在都完全是基于实用目的，即是在“师夷之长技以制夷”和“科技是第一生产力”的思想指导下才学习和移植这种科学的，所以我们对这种科学及其技术的目的、起源、本质、基础、研究方法、功能以及与人们的思维方式、价值观、信仰信念之间的关系等基本问题，几乎都没有搞清楚，甚至存在诸多误解。我们必须彻底搞清楚这些基本问题，而首先要搞清楚的就是康德的《自然科学的形而上学基础》的真正含义。

一、何为“形而上学”

“形而上学”（metaphysics）的原义是关于世界本原或事物发生发展的原因的学说，即关于世界本体论的学说。公元前 1 世纪亚里士多德吕克昂学园的第 11 代传人安德罗尼柯在编辑亚里士多德著作时，把亚里士多德的有关研究第一原因本身，即永恒的、非物质的、静止不动的存在的著作，放在研究世界运动变化的著作（physics）之后，取名为 metaphysics，直译应为“后物理学”。由于在 metaphysics 中，亚里士多德研究讨论的是事物的终极原因，世界为何存在和如何存在本身的问题（亚里士多德自己把它称为“第一哲学”），而这些问题在人类的经验范围内是无法感知的、超验的，是看不到摸不着的，所以我们中国人就借用《易经》上“形而上者谓之道，形而下者谓之器”一语，把 metaphysics 译为“形而上学”。

值得指出的是，按照中国《易经》中的意思把metaphysics 翻译成形而上学，并且按《易经》中的思想理解“形而上学”，其实与西方人自己对metaphysics 的理解是有较大差异的。差异之一是，中国人认为“形而上”的东西是虚无缥缈和难以捉摸的，比如说“道”“太极”“元气”等，所以人们也无法用语言把它们的真实含义明确地表达出来，要想真正把握它们，只有通过直觉、内省、觉悟，即通过“只可意会，不可言传”的方法去体会；但西方人认为，尽管事物的本原、原理和事物背后的原因（柏拉图称为“理念”世界）是人类的感官无法感知的，但人类可以用理性思维去把握它、认识它（这也是古希腊 人崇尚理性主义的重要原因）。差异之二是，中国人既然认为“形而上”的东西是难以把握的，因此就把“形而上学”看成是“玄学”（20世纪初有相当长一段时间metaphysics 就译为“玄学”），看成是一种“天道”，而“天道渊微，非人力所能窥测”（阮元《畴人传》卷 46）；但西方人认为，“形而上学”实质就是关于世界为何存在原因的学说，是世界存在本身或“第一存在”的学说，这种存在是其他所有存在的原因、前提或基础，因此，这种学说比其他任何学说都更高级、更基本、更实在、更富有智慧。

总之，所谓“形而上学”本质上就是关于世界为什么存在、如何存在的原因的学说，这种学说尽管没有什么实用价值，也不讨论有关现象世界或感性范围内的认识，因而在人类的经验范围内也不可能得到检验，但它却是现象世界或感性认识的基础，一点也不“玄”，甚至比看得到摸得着的客观事物更实在。正如亚里士多德所说，“有一门学问，它研究‘实是之所以为实是’，以及‘实是’由于本性所应有的秉赋。”[1]56 而“为这门学术本身而探求的知识总是较之为其应用而探求的知识更近于智慧，高级学术也较之次级学术更近于智慧；哲人应该施为，不应被施为，他不应听从他人，智慧较少的人应该听从他。”[1]4 那么，究竟什么是智慧呢？“智慧就是有关某些原理与原因的知识。”[1]5 因此，形而上学知识是最有智慧的学问，是最高级的学术。

二、自然科学为什么必须以形而上学为基础

亚里士多德在《形而上学》中曾明确指出：“凡为每一个有些理解的人所理解的原理必不是一个假设；凡为有些知识的人所必知的原理当是在进行专门进行研究前所该预知的原理。”[1]62 他还进一步指出：“一切事物悉加证明是不可能的（因为这样将作无穷的追溯，而最后还是有所未证明的）；假如承认不必求证的原理应该是有的，那么人们当不能另举出别的原理比现在这一原理更是不证自明了。”[1]63 很明显，亚里士多德在这里所说的“在进行专门研究前所该预知的原理”或“更是不证自明、不必求证的原理”正是探索宇宙奥秘的基础或指南。而康德说得更清楚、更直接：“按其本义来称谓的自然科学首先是以自然的形而上学为前提的。”[2]5 不用说，在亚里士多德和康德看来，进行科学研究或探索宇宙奥秘必须要以“形而上学”为基础、为前提。那么，究竟什么是自然科学的形而上学前提或基础呢？它们在自然科学中究竟居于何种地位或起何种作用呢？这当然是非常值得我们认真讨论的重要问题。

“西方科学的本质在于，它是对自然现象产生原因的一种猜测或解释。”[3]比如说，地球上所有人凭感官或凭经验都知道“天冷的时候，水会结成冰”；都知道“天热的时候，食物容易变质，不能再吃，吃了变质的食物，人就会生病”；都知道“月有阴晴圆缺”等等。但古希腊哲学家认为，人类不能以获得这些感性知识为满足，而应探究它们背后的原因。亚里士多德就明确指出：“研究原因的学术较之不问原因的学术更为有益；只有那些能识万物原因的人能教诲我们。”[1]4

然而问题是，人类可以凭感官感知到现象，但现象背后的原因却无法通过感官感知到，它只有通过猜测才能知道，这种猜测所依靠的就是“理性思维”，而理性思维的核心就是“合逻辑地推理”。所以说，对现象背后原因猜测的过程实际上就是合逻辑推理的过程。康德之所以提出“人的理性为自然界立法”的口号，之所以把“人的理性为自然界立法”看作是“自然科学成为可能”的基础，正是这个意思。

接下来的问题是，人类根据其理智法则进行合逻辑推理必须有一定的前提或基础，如果没有这些前提或基础，“合逻辑地推理”根本就无法进行。我们以阿基米德推导液体的浮力原理的过程为例进行分析说明。

“木头、树叶等物体肯定有重量，但在河里它们都浮在水面上，并没有沉到水底”，这显然是铁打的事实，是所有人都知道的自然现象或经验。但这一现象背后的原因是什么呢？阿基米德通过猜测或合逻辑地推理，认为最好、最合理的解释是，“木头、树叶这些物体肯定受到向上的托力（或浮力），而且这一托力或浮力必定是由水产生的”，这是猜测或推理的第一步。既然木头、树叶这些物体在水中受到水对之向上的浮力，那么其他所有物体在水中必定会受到同样的浮力，否则是不合逻辑的，是不可思议的，这是猜测或推理的第二步。既然水对浸没在其中的物体有向上的浮力，那么所有液体，象水银、酒、油等，对浸没在其中的物体必定也有向上的浮力，否则同样是不可思议的，是不符合人类理智法 则的，这是猜测或推理的第三步。这样一来，阿基米德在看到或观察到“木头、树叶等物体浮在水面上”的经验事实的基础上，通过一步步逻辑推理（即猜测），最终推导出了关于液体的浮力原理。笔者通过合逻辑地推理猜测，阿基米德当年“必定”是如此推演出浮力原理的。其实，普朗克也是在黑体辐射的所谓“紫外灾难”的实验结果的基础上，通过逻辑推理推导出“能量子”理论的；等等。 这充分说明，西方科学知识其实都是人类根据自己的理智法则，通过逻辑推理（包括数学推理，因为数学本质上也是逻辑）获得的。

不过，在这一系列严密的逻辑推理过程中，自始至终都必须有一个基本前提作为推理的基础，这就是“世界是统一的”：同一类事物的属性必然是相同的或一致的。而这一前提正是推导浮力原理的形而上学基础，没有这一基础，浮力原理将成为空中楼阁。

阿基米德认为，如果木头、树叶这些物体受到水对之向上的浮力，那么其他物体在水中必定也要受到同样的浮力，这从何说起？有何根据呢？假如自然界中水只对木头、树叶有向上的浮力，而对铁块、石头就没有向上的浮力，咋办？阿基米德凭什么就认定水对木头、树叶如果有浮力，那么对铁块、石头必定也有浮力？这基于什么理由？（其实，这一问题与“休谟问题”密切相关）

很显然，这一推理过程必须隐含一个前提：“世界是统一的”。这一形而上学前提对于浮力原理的 推理过程而言，是绝对不可或缺的。 如果没有这一前提，推理一步也不能进行，这样一来，人类对自然界的认识也就永远只能依赖于经验（这正是休谟所认为的）。实际上，西方科学的任何理论都有其相应的形而上学基础，正如康德自己所说，“只有那些其确定性是无可置辩的科学才能成为本义上的科学；仅仅只是具有经验性上的确定性的知识只能在非本义上称之为学问。”[2]3 或者说，“一切本义上的自然科学都需要一个纯粹的部分，在它上面可以建立起理性在其中所寻求的无可置辩的确定性。”[2]4 不言而喻，这个具有无可置辩确定性的纯粹部分正是自然的形而上学。大哲学家雅斯贝尔斯也明确指出：“一种纯粹的科学需要一种纯粹的哲学。”[4]

德布罗意之所以提出“物质波”理论，爱因斯坦之所以提出光量子论、统一场论，摩尔根之所以把关于果蝇的遗传规律推广到一切生物物种等等，同样也都是以“世界是统一的”这一形而上学命题为前提的；哥白尼之所以大胆否定“地心说”，提出“日心说”，爱因斯坦之所以提出相对论，是基于“世界是简单的”这一形而上学前提；西方科学所有学科之所以都热中于寻找现象背后的原因，是因为西方人坚信，客观世界中的任何事物或现象都是作为原 因的结果而存在的。为此，亚里士多德提出“四因说”对之进行解释。

作为中国人，我们通过学习对西方科学的内容几乎都能够掌握，但遗憾的是我们对西方科学从何而来，西方人为什么会提出近乎“荒唐”的大爆炸宇宙理论、能量子理论、物质波理论，为什么热衷于用数学、实验、分析、类比等方法研究探索自然界，尤其是对西方科学的形而上学基础等等，都知之甚少。

三、对《自然科学的形而上学基础》的深层理解

通过以上分析讨论我们终于搞清楚了，西方自然科学知识仅仅是人类理性思维的产物，这正是康德在《纯粹理性批判》中所阐述的核心思想：自然科学之所以成为可能，是因为“人的理性为自然界立法”；而人类在进行合逻辑推理的时候，必须以“自然的形而上学为前提、为基础”，而这正是康德的《自然科学的形而上学基础》的核心内容；那么“形而上学”又是什么呢？亚里士多德的《形而上学》对之进行了详细阐述。

我们完全可以这样设想，如果有人问哥白尼，“我们大家（包括你自己）都感觉不到地球在动，你哥白尼却说地球和其他行星都围绕太阳转，而且速度那么快，这从何说起？有什么证据？你是怎么知道或你凭什么说地球和其他行星都是围绕太阳转的？”哥白尼的回答必定是，“柏拉图早就指出，可感的现象世界是变幻莫测的、是不真实、不可靠的，我们不能相信，而‘地心说’用 80 多个本轮和均轮来解释有关天文现象，显然不符合‘世界是简单的’这一基本原则，是不可思议的，上帝也绝不可能动用 80 多个本轮和均轮来创造宇宙。用‘日心说’取代‘地心说’解释有关天文现象，最符合‘世界是简单的、和谐的、在数上是成比例的’这一原则，因此宇宙必定如此。”无独有偶，大科学家爱因斯坦说得更清楚：“温和的形而上学者相信：逻辑上简单的东西不一定都在经验到的实在中体现出来，但是，根据一个建立在一些具有最大简单性的前提之上的概念体系，能够‘理解’所有感觉经验的综合。”[5]672

这意味着，科学家在进行科学探索时，几乎一刻也离不开某种信念，而这一信念正是“自然的形而上学基础或前提”。正如爱因斯坦所说，“相信世界在本质上是有序的和可认识的这一信念，是一切科学工作的基础。这种信念是建筑在宗教感情上的。”[5]409 他还说，“理论家的方法，在于应用那些作为基础的普遍假设或者‘原理’，从而导出结论。”[5]111 爱因斯坦在这里所说的“作为基础的普遍假设或者原理”显然就是指科学的形而上学基础。

四、从形而上学到实证科学

亚里士多德的《形而上学》中的第一句话是“求知是人类的本性。”[1]1 求什么“知”呢？他指出：“古今来人们开始哲理探索，都应起于对自然万物的惊异；他们先是惊异于种种迷惑的现象，逐渐积累一点一滴的解释，对一些较重大的问题，例如日月与星的运动以及宇宙之创生，作成说明……所以我们认取哲学为唯一的自由学术而深加探索，这正是为学术而成立的唯一学术。”[1]5 很显然，亚里士多德把人类为了求知，为了满足好奇心，为了驱除愚昧，而探索自然界奥秘或自然现象背后原因的活动，叫做哲理探索或哲学。哲学就是“爱智慧”，而“智慧就是有关某些原理与原因的知识。”

所以在古希腊人看来，形而上学和科学（这一名词直到 17 世纪才出现）、自然哲学都是关于世界原理和原因的知识，它们本来是一家人。其实直到今天，西方人在许多场合下还仍然把纯自然科学理论称之为自然哲学。

不过，我们可以把“关于世界原理和原因的知识”分为两类：一类是用总体的、抽象的、思辨的原因解释世界，另一类是用分门别类、具体的、精确的原因解释世界。前者实际就是形而上学或哲学，而后者就属于科学。

有人可能会问，既然前者和后者之间有如此明显的差异，很容易厘清它们之间的关系，那么古希腊人为什么把它们放在同一家园中，都称之为自然哲学呢？这是因为，人类通过观察获得的经验不足以对理性的科学知识进行严格检验，这样一来，无论是自然哲学还是自然科学，无论是形而上学还是潜在的实证知识，都无法在人类经验范围内得到严格检验，所以本质上都属于“哲学”。

然而，由于形而上学（或哲学）压根儿在人类经验范围内就不可能得到检验或证实，自然科学本质上完全有可能在人类经验范围内得到严格检验或证实，所以当伽利略发明了实验方法后，人类就能够获得系统的、定向的、专业的、典型的、精确的经验对科学假说进行严格检验，从而把自然科学与自然哲学、实证知识与形而上学（世界本体论，哲学的核心或基础）知识彻底地分离开来，使自然科学走上了独立发展的道路。

结 语

自然科学知识作为对分门别类的自然现象背后原因的解释体系，与作为“求取世界总体或终极原因知识”的形而上学知识本质上是一致的，而形而上学作为关于“世界第一存在”的学说或关于“世界本体论”的学说，显然是哲学的核心。 所以，在古希腊自然科学与哲学同为一家人。

西方近代科学之所以在文艺复兴后从自然哲学母体中分离出来，走上独立发展的道路，仅仅归功于实验方法的诞生。唯理论者康德为了回击休谟的经验论及休谟问题，给西方科学奠定坚实的基础，写了《纯粹理性批判》，提出了西方科学之所以成为可能，是由于“人的理性为自然界立法”的观点。但是，人类在运用理智法则给“自然界立法”或进行合逻辑推理的时候，必须有一个坚实的基础或前提，否则仍然逃不出休谟问题的陷阱，而这一基础或前提正是自然的形而上学。为此，康德又写了《自然科学的形而上学基础》对之进行深入阐述。

既然自然科学必须以自然的形而上学为前提，那么随着形而上学的不同，自然科学也必然不同，这就是为什么在不同的哲学和文化土壤上会诞生出不同的科学形态的原因。这一观点对我们如何才能提高中国科学创新能力具有重大借鉴意义，即中国科学工作者进行科学研究时首先就必须改变自己的哲学思维方式。

参考文献（略）