自然科學論文範本

　　自然科學反映客觀世界普遍而不然的聯絡。下面是小編為大家精心推薦的，希望能夠對您有所幫助。

　　篇一

　　以現代自然科學觀點看道家之“道”

　　摘要：隨著現代科學的發展，人們對自然本源的認識越加困惑，卻找不到合適的哲學思想加以詮釋。然而，道家思想卻是個特例，它不但沒有隨科學的發展而變得蒼白，反而因科學的發展而愈發生動。道家認為“道”是萬物之本，而現代自然科學正可予“道”一個很好的註解。以現代自然科學觀點來看“道”的本質、“道”的性質、“道”的運動和發展，以及人所持之道，既是新的視角，又是新的發展。

　　關鍵詞：道家;道;自然科學

　　中圖分類號：B223 文獻標識碼：A 文章編號：1673-2596***2013***03-0028-03

　　很多自然科學家，尤其是物理學家，十分關注道家思想。他們往往把自己的研究領域或科學發現同老子的“道”相聯絡，並稱從道家思想處獲益匪淺。例如，著名英國科學技術史家李約瑟在其《中國科學技術史》第二卷中對道家思想不吝筆墨，僅《道家與道家思想》這一章就約15萬字。並在其引言中說：“道家思想中屬於科學和‘原始’科學的一面，在很大程度上被忽略了。”[1]1949年度諾貝爾物理學獎的日本科學家湯川秀樹也曾聲言，“他正在對三十多種基本粒子背後的基本物質到底是什麼而為難”時，由於想到《莊子・應帝王》中關於“日鑿一竅，七日而渾沌死”的寓言時才想到這基本的物質可能就類似於混沌。“它可以分化為一切基本粒子，但事實上還沒有分化”。而獲得1976年諾貝爾物理學獎的美籍華裔物理學家丁肇中教授則指出：“中國古代對物質結構有兩種不同的看法，第一種看法認為最基本的結構是粒子，粒子是可以數得出來的;另外一種看法是宇宙中最基本的結構是連續性的。粒子的觀念起源就是陽和陰。連續觀念的起源是公元前600年道家的創始人老子，他認為最基本的東西是永遠摸不清的。”[2]

　　那麼，為什麼會有如此之多的自然科學家***尤其是物理學家***鍾情於道家思想呢?以筆者之見，正如英國當代大物理學家史蒂芬・霍金所言：“哲學已經跟不上科學的發展。”[3]現代科學，尤其是現代物理學的突飛猛進，一方面向人類揭示出更多令人瞠目結舌的自然奇觀，另一方面也讓大多數原有的哲學思想變得蒼白無力。特別是現代物理學，過去100年間將原有的理論大廈推倒又重蓋，對“萬物之理”的研究越深入，對自然本源的困惑也越多，然而卻找不到可將其加以詮釋的思想武器。但是，道家思想卻是個特例，它對“道”的闡述不但神奇地可以與科學前沿相掛搭，而且“道”的影子也隨著科學的發展而愈發清晰。這不得不令我們驚歎於古人對自然哲學的偉大成就。以下筆者試著以自然科學的觀點，對道家的“道”進行闡述。

　　一、什麼是道

　　老子曰：“有物混成，先天地生。寂兮寥兮，獨立而不改，周行而不殆，可以為天下母。”莊子曰：“道者，萬物之所由也。”很明顯，道家認為，“道”是天地萬物的根源和基礎。然而，縱有一萬個人讀《道德經》，恐怕也會有一萬種對“道”的理解。有的學者認為“道”就是老子抽象出來表示產生萬物的精神力;還有的學者認為“道”就是“道理”，類似於朱熹的“理在事先”，即產生物質的是唯心的“理”。“唯心論”或許有一定道理，但若以現代科學的邏輯，“唯心論”卻是說不通的。為什麼呢?我們先從科學之“理”來說起。

　　首先講什麼是科學。《現代漢語詞典》裡的解釋是：“指發現、積累並公認的普遍真理或普遍定理的運用，已係統化和公式化了的知識。”以霍金的解釋，科學其實就是人企圖通過一系列規律及定律來解釋世界。這與宗教有本質區別，因為科學之理超脫於神而存在。說上帝創世“只是增加了上帝由誰創造的問題而已”。在西方，一般認為最早企圖為自然立法的是愛奧尼亞人***屬古希臘文明***[3]。而中國則早在5000年前就有了陰陽八卦等樸素唯物主義學說。愛因斯坦曾經說過：“相信有一個離開知覺主體而獨立的外在世界，是一切自然科學的基礎。”[5]而對於道家，至少有兩個論點是貫穿始終的：第一，對於“道”這一世界規律存在和可理解性的堅信，否定宇宙由神權支配;第二，天地萬物和人類雖然紛繁萬端，但皆以“道”為最大共性和本源，存在著內在的聯絡和一致性、統一性[9]。也就是說，道家與科學的觀點一樣，都主張自然之本是通過客觀規律對世界進行支配的。

　　那麼，“道”是不是“理”呢?筆者認為不是。老子曰：“有物混成，先天地生。”注意，老子認為道是“物”，而且“先天地生”。老子又說：“天下萬物生於有，有生於無。”“道生一、一生二、二生三，三生萬物”。由此，既然生萬物的是道，有生於無，而不管“一”、“二”、還是“三”，都是“有”，那麼“道”只能是“無”。

　　在一些人看來，“無”就是什麼都沒有，這似乎與道是“物”的觀點相矛盾。但是，若以現代物理學觀點來看，則不難找到解答。第一，“無”本來就是個相對的概念。就算我們能抽走一個密閉容器內的所有分子，那麼容器中依然會有各式各樣的輻射和能量，還有無孔不入的中微子;就算我們能抽走這個容器內的所有物質，那麼這個容器內的空間依然會不斷地出現不停互相湮滅的正負粒子，即“真空漲落”。另一個例子，我們在地球上能用天文望遠鏡望見色彩斑斕的獵戶座星雲，但如果你真能實地探查一番的話，必定會發現那裡什麼也沒有，因為那裡物質的密度比我們能在地球上製造的最空的“真空”還要低。第二，現代科學，尤其是現代物理學認為“無中生有”並非不可能。霍金認為，宇宙很可能就是起源於一個膨脹超過臨界點的混沌粒子[4]。以M理論為例，宇宙的可能性不止一個，事實上有無限多種可能性“合成”了現在的宇宙，宇宙起源於更高維“膜”上，“膜”的相互作用產生了物質[3]。多重的宇宙本來應該是無限，然而它們卻並不為實體所見，正是有無相生關係的最好註解。由上，“道”雖然是“無”，但它依然是物質，好比數字零表示“沒有”，但作為一個字元，它依然是“有”，不可忽略。

　　我們再回過頭來看這個“道”字，在老子生活的時代，道已經有了“路”的意思。筆者認為，老子的“道”正是取的“路”的意思。那麼，“無”也會有“路”嗎?以現代物理觀點，答案是肯定的。在量子力學中有一個很難解的效應，即兩個分出自同一粒子的粒子，對其中一個粒子施加作用會影響到另一個粒子，而不論兩者的距離――即使是相距上百億光年也一樣。這種“不可理喻”的效應被愛因斯坦稱為“幽靈”。現在來看，這種“幽靈”不正是一種無形的“路”嗎?而這種“路”存在於不確定性主導的量子領域，正如老子所言：“繩繩兮不可名，復歸於無物，是謂無狀之狀、無物之象，是謂恍惚。”何況現代物理還認為萬物的資訊都儲存在超維“全息圖”中，即使物體落入黑洞資訊也不會丟失[3]***霍金為此打賭還輸了一本百科全書***。如此，這樣的“全息圖”還真是通往萬物奧祕之“路”，正所謂“玄之又玄，眾妙之門”。　　二、道的性質與運動

　　老子曰：“道生一、一生二、二生三，三生萬物。”這句話令筆者想起了《易經》中的數理變化***二的零次方是一……二的三次方是八，即八卦***，如果沒有“道生一”這句，確實頗有畢達哥拉斯“數即萬物”的意味。由上我們可以看出，道家認為道是萬物本源，然而要形成萬物，還要經過一系列的數理變化，也就是“道”通過“理”來實現自己的作用。所以我們現在說的“道理”，應該是“道之理”，而不是“道即是理”***事實上，《道德經》中將道的功能稱為“德”***。《道德經》開篇就是“道可道，非常道”，如果我們將外在世界看作是“道”，也即“常道”，將科學看作“可道”，我們可以得出這樣一個公式：道=客觀世界;可道=科學。這個公式表明：一方面，科學是人對客觀世界的“可道”，並不是客觀世界本身;另一方面，這種同時包含了客觀與主觀屬性的“可道”又是人對客觀世界進行認識的必然方式，除此以外別無他途[10]。

　　道既“可道”，而又非“常道”。聯絡上文提到的公式，也就是說科學可以認識世界卻又不能訂立普適穩恆的道理。老子似乎認為人的認識有一個限度，科學也一樣，它不是全能的。相對於愛因斯坦畢生都致力於尋找可以解釋萬物的“大統一理論”，量子力學領域則接受了微觀世界的不確定原理。海森堡不確定性原理指出：“一個微觀粒子的某些物理量***如位置和動量，或方位角與動量矩，還有時間和能量等***，不可能同時具有確定的數值，其中一個量越確定，另一個量的不確定程度就越大。”量子力學的哥本哈根解釋告訴我們還不曾被測量的量子系統處於一個真正不確定的狀態，說它處於一個特殊的未知狀態是沒有意義的。也就是說，在量子力學領域，沒有什麼是確定的，粒子的行為只能以概率描述。不確定性原理正符合了道家“道法無常”理念。難怪曾在1957年獲得諾貝爾物理學獎的李政道博士說：“從哲學上講，‘測不準定律’和中國老子所說‘道可道，非常道，名可名，非常名’的意思頗有符合之處。”[6]

　　量子力學另一個顛覆性的理論是其主觀性，也就是說，觀測者可以影響到客觀實驗的結果。用海森堡的話來概括就是：“在我們與自然的科學關係中，當我們必須處理只有用最精巧的工具才能深入進去的那部分自然時，我們本身的活動就變得很重要了。”[7]對此，很多科學家和哲學家覺得無所適從，甚至陷入到主觀唯心的怪圈當中。事實上，中國傳統哲學自始至終都沒有陷入物我兩分的僵化境地，這點在道家體現的尤為明顯。因而在人與外在世界的關係這一問題上，道家往往可以給今人以深刻啟示。老子曰：“天下皆知美之為美，斯惡已;皆知善之為善，斯不善已。故有無相生，難易相成，長短相形，高下相盈，音聲相和，前後相隨，恆也。”人類世界裡存在美與不美、善與不善、難與易、長與短、高與下等相對事物，對此我們都習以為常，但老子卻認識到這些現象的本質。假設有一座十層樓房與一座平房，無論是否有人看到過它們，它們仍然會實實在在地矗立在地面上，不會發生任何變化。從這種意義上說，人的認識不會對外在世界或稱作實在的客觀性產生影響，然而當我們用高和矮去認識它們時情況就發生了變化。儘管“高樓房”與“矮平房”仍然客觀地存在於原來的處所，與它們被認識之前相比沒有發生任何變化，但“高”與“矮”卻是認識主體在認識過程中附加其上的主觀因素[10]。人作為自然界的一部分，本來就在“道”之內，而且人本來就是一種“測量工具”，何況我們觀測時往往要藉助各式各樣的精密儀器，這就註定我們不可能純粹客觀地反映客觀事物。這大概就是“名可名，非常名”的真諦吧。

　　老子說“獨立而不改，周行而不殆”，也即是，道不隨任何主客觀事物而改變，它不斷運動而永不停息。然而後面幾句“吾不知其名，字之曰道，強為之名曰大，大曰逝，逝曰遠，遠曰反”，看起來晦澀難懂，而且隨各人理解不同譯法不一。那麼，這個“大”、“逝”、“遠”、“反”又分別代表什麼意義呢?筆者認為，既然有“字之曰道”一句，那麼後一句必然是老子給“道”下的定義，也就是“強為之名曰大”。上文說過，道雖是“無”卻無所不包，獨立於天地而延展至無限，所以說“大”，一點都不為過。但是，道“無狀之狀、無物之象”，用形容詞來命名“物”，不太恰當，實非不得已，故稱：“強為之”。後面好幾個“曰”字，應該可以理解為邏輯遞進，但不是時間上的先後關係。考慮到道是“天地母”“先天地生”，所以這句應該說的是道的本質，道的邏輯衍生關係。“大”這個詞，本來形容的是物質與空間，從現代自然科學角度來理解，宇宙的本初基質就是空間，上文提到空間貌似無物而實際上卻也是一種無所不包的物質，是無限的“大”。不過，光有空間卻是無意義的。自愛因斯坦發現廣義相對論以來，人們知道時空是不可分割的一體。試想，如果沒有空間事物的變化，時間又有什麼意義呢?子曰：“逝者如斯夫。”“逝”字明顯指的是時間，有了空間的變化，才會有時間的意義。時空一體，永恆發展，延伸至無窮，故曰“遠”***“遠”字既可以形容空間也可形容時間***。時空無限發展，於是我們遇到了“反”。

　　什麼是“反”?老子曰：“反者，道之動。”也就是說，“反”是道的動力。任何事物都有其兩面性，而這事物的本質屬性卻滋生了事物演化的動力。根據熱力學第二定律，任何物質都會向從有序到無序、由低熵向高熵發展。現代宇宙學也認為，宇宙初始階段是低熵有序，而終結於高熵無序，兩者互為反面。這正是任何事物都會向其反面發展的例證之一。同時，“反”在古文中有“返”的意思，也就是說，道的運動是周而復始，再加上上面提到的正反“箭頭”，道便成了螺旋狀行進的力量。縱觀整部《道德經》，處處都體現著對立統一的辯證法思想。

　　三、人之道

　　老子曰：“故道大，天大，地大，人亦大。域中有四大，而人居其一焉。人法地，地法天，天法道，道法自然。”老子肯定人在自然界的地位，也就是“四大”之一，但是這“四大”卻並非平級。其中，“四大”最高一級的是“道”，上文說過，道是萬物本源，所以萬物必須循道而行，人自然也不例外。老子曰：“是以萬物莫不尊道而貴德，道之尊也，德之貴也，夫莫之命而常自然。”“以輔萬物之自然而不敢為”，“尊道”而“不敢為”，不是無所作為，而是順應自然規律，不強作妄為，以求達到“無為而無不為”的效果[9]。而尊重客觀規律，順應客觀規律，正是科學的精神。　　回過頭來，我們或許會問：為什麼先要法地、法天，然後才能法道呢?古人不比現在能掌握非常豐富的科學知識，他們不知道地球外還有什麼。但是，身處農耕社會的古人會更深刻地意識到人對於土地的依賴，而且在低汙染的環境下會體會到其它生物對大地的依賴。筆者認為，老子的“地”，可以看成現代名詞“生物圈”，可以看成古人對生態系統的意像。現代生態學研究的是生物及其環境之間的關係，它主張生物與環境是協同進化的關係;生物與生物間，生物與環境間通過能量流動與物質迴圈保持動態平衡;破環生態系統其中一環，就會引起整個系統的響應。同樣，身為生物圈一員的人類，如果不尊重這些規律，隨意破壞，則必然會遭到自然界的強烈反彈。人改變不了自己的生物屬性，那麼人就必須依存於生物圈，人就必須遵守生態學規律。所以“人法地”，人必須先順應自己所處的大地，然後才是“天”***氣象、天文等***，因為“天”的影響，是通過“地”***生物圈***引起的。近代出現的全球變化問題就是活生生的例子。

　　那麼，人類未來應該怎樣做，才是“順天應道”呢?道家主張人應當“返璞歸真”。莊子曰：“聖人法天貴真，不拘於俗。”又說：“無以人滅天，無以故滅命，無以得殉名，謹守而勿失，是謂反其真。”也就是說，人應該擺正自己的位置，守住自己的本真，不強求妄為。那麼，人究竟應該怎樣守衛“本真”呢?美國著名人類學家莫里斯認為：“科技進步的速度已經遠遠超過人類進化的速度，以至於人類根本來不及去適應它。”[8]莫里斯指出，人類的行為已經隨現代環境而改變，但這種改變並不適應於我們經過千百萬年進化的機體。於是，無怪乎現代人多半處於亞健康狀態，因為我們的本性並不適合坐辦公室看電腦，並不適合坐在鐵皮裡開車……我們的身體更適合山野間奔跑，叢林間採果……總之，我希望人類未來的發展能更多照顧我們的自然屬性，實現人與自然的和諧發展。作為個人，我們應該無論如何都不能脫離自然母親，因為那裡有我們的“本真”。

　　綜上，以現代科學思想的角度來重新審視道家思想，道家這個古老的思想體系就會以嶄新的面貌展示出來。以現代自然科學的觀點來看道家之“道”，會讓我們以全新的方式來理解“道”之精髓，體味“道”之奧妙，並在當今科學大發展的時代發揚“道”之精神。因為“道可道”正是科學的真諦。

　　參考文獻：

　　〔1〕李約瑟.中國科學技術史***第2卷***[M].科學出版社，上海古籍出版社，1990.

　　〔2〕董光壁.當代新道家[M].華夏出版社，1991.

　　〔3〕史蒂芬・霍金，列納德.蒙洛迪諾.大設計[M].湖南科學技術出版社，2011.

　　〔4〕史蒂芬・霍金.果殼中的宇宙[M].湖南科學技術出版社，2001.

　　〔5〕愛因斯坦.愛因斯坦文集***第1卷***[C].商務印書館，1977.

　　〔6〕周德豐，陸信禮.中國傳統哲學歷史觀的理論成就及其當代價值[J].國內哲學動態.1985，***11***.

　　〔7〕海森堡.物理學與哲學：現代科學中的革命[M].科學出版社，1974.

　　〔8〕德斯蒙德・莫里斯.裸猿[M].復旦大學出版社，1994.

　　〔9〕呂錫琛.論道家思想中的科學精神[J].哲學研究，2000，***4***.

　　〔10〕韓吉紹，張魯君.愛因斯坦、量子力學與道家[J].青海社會科學，2009，***3***.