薦書|探自然之理，究生成之道

《深層生成論：自然科學的新哲學境界》，魯品越著，人民出版社2011年3月出版，定價：75元

一

進行原創性科學探索，時常面臨浩瀚的文獻、錯綜復雜的實驗數據、無數復雜的研究思路，使科技學人常常宛如在大海的一葉扁舟之上，茫然不知方向。如果我們能夠從當代最重要的自然科學發現中領悟其深層的哲學境界，受到掩藏在這些科學發現背后的哲學理念的啟迪，說不定會“山重水復疑無路，柳暗花明又一村”，找到破解難題、走出困境的思路。

相對論、量子力學、分形幾何、系統動力學、現代自組織理論等都屬于這類科學。探索這些科學成就背后共同的哲學境界，可以說是世紀難題。

上海財經大學資深教授魯品越所著的《深層生成論：自然科學的新哲學境界》，正是用馬克思主義哲學解答這些難題的一部著作。

書中分析了20世紀以來的自然科學革命所蘊含的各種悖論與危機的本質，展示了深藏于這些科學新發現背后的哲學思想，使這些深奧的科學成就從哲學上有了根本性理解。由此將辯證唯物主義哲學滲透到當代自然科學之中，提出了“深層生成論”的思想。

其核心思想具體來說是：孤立自在的物質實體及其屬性是不存在的，世界一切事物及其幾何屬性與物理屬性都在各個不同層次事物之間的內在聯系中生成和發展，總體系統生成和決定各個部分，同時各個部分也在不斷地生成總體。而事物之間內在聯系的不確定性產生了世界的量子性與層次性，由此形成層層嵌套的層展結構。

各個層次的事物不僅是由該層次“最小單元”之間相互作用構成的總體系統，同時也是由各個不同層次的“生成元”反復迭代而生成的總體過程。人對客觀世界的認識過程不是“原像-鏡像”的函數對應過程，而是主體與客體之間在實踐中相互生成與相互展示的過程。

追求概念清晰、形式邏輯推理嚴密的理工科學人，在看待世界時常常會陷入機械唯物主義還原論的困境，以為世界上一切事物的性質與運動，最終都可以歸結為原子和分子的運動，因而分子、原子的物理化學過程可以解釋一切復雜現象。所以，世界上不同事物本質上都是相同的。

有人開玩笑說鉆石和石墨本質上都是由碳原子組成的，沒有區別；還有人認為人類是由原子組成，人的思想和情緒都由基因與激素所決定。其實這些都是機械唯物主義的錯誤觀點，會讓人陷入重重無法避免的邏輯悖論。

二

本書首先分析了20世紀科學思想的危機及其哲學根源，指出這些危機的本質不是唯物主義本身的危機，而是以牛頓力學為基礎的機械唯物主義本身就包含的悖論與危機。

這種機械唯物主義把世界理解為一個個同時并存的既成事物的集合體，每個事物每一時刻都占據一定的位置，因而本質上是孤立的和靜止的，事物之間的聯系是外在聯系，事物的運動是一個靜止狀態的更替。由此必然導致各種邏輯悖論，尤其是“飛矢不動”悖論，最后必然導致“萬物在某一時刻同時消滅又在下一瞬間重新誕生”的“柏格森悖論”。

用這樣的世界觀來理解世界，必然會遭遇到各種危機，因此20世紀初出現了經典物理學無法理解的“兩朵烏云”（光速測量結果與黑體輻射的“紫外災難”）也就不足為怪了。這是由自然科學界占統治地位的膚淺的機械唯物主義世界觀本身的缺點所致。

世界需要得到更深層次的理解。因此，一種以新的哲學境界為基礎的自然科學革命必然地拉開了序幕，這就是為了解釋這“兩朵烏云”而出現的相對論和量子力學。

新的自然科學理解呼喚新的哲學境界，這種新哲學境界不是對世界采取不可知論態度的邏輯實證主義哲學，而是從事物之間深層內在聯系來理解事物的辯證唯物主義世界觀。

其次，本書研究了狹義與廣義相對論背后的新哲學境界：時間與空間在物質內在聯系過程中的生成。

以牛頓力學為代表的經典物理學認為時間和空間是獨立于物質而存在的永恒實體，它們本身的量度與物質過程無關，即使全世界物質都消失了，絕對時空依然存在。其哲學背景是機械唯物主義的世界圖景，即自然世界是由永恒的物質所組成的，這些物質在本來一無所有的空間并存與移動。

而相對論的提出證明了“絕對時空”是不存在的，時間和空間都是不能脫離物質而存在的，物質的時間與空間的量度及其幾何性質是在事物之間以電磁力和引力為媒介的內在聯系中生成的，同一物質在不同的相互作用中顯示出不同的時空幾何尺度及其性質。

物質密度分布狀態決定了空間的幾何彎曲，而這種幾何彎曲決定著物質的引力運動。這就是相對論中物質的時空相對性的產生原因。

最后，本書研究了量子論的哲學：微觀客體在相互作用中生成。

量子力學的誕生所導致的經典物理學危機，實質上是機械唯物主義世界圖景所必然遭遇的危機。邏輯實證主義哲學用認識論上的不可知論來回避這種危機，無助于科學思想的發展，科學發展呼喚對量子現象作出新的唯物主義解釋。

經典力學認為物理量是無限可分連續量，物質在每一時刻都有其唯一的確定狀態。因此，一切事物的運動圖像可以用這些質點的連續性軌道曲線來描述。而量子力學的“波粒二象性原理”使這種觀念不能成立。

量子力學的核心概念是事物在相互作用過程中，確定某種物理量會造成另一物理量的“不確定性”，這就是所謂“測不準原理”。所謂“量子”實質上就是對象物質的物理量在相互作用中不可分辨的范圍，由此構成該物理量不可再分割的“最小單元”，形成物質的“粒子性”。

而這種粒子在相互作用中的運動不確定性，導致其用波函數來描述，而不是用確定的軌道來描述，由此形成其波動性。所以，量子現象是事物之間的相互作用所生成。

三

在筆者看來，本書難能可貴的是，將量子力學背后的哲學境界與系統科學背后的哲學境界相互貫通，構成物質世界普遍的辯證發展圖景。這就是“層展論”與“過程論”相統一的圖景。

由于事物之間相互作用的層次不同，從而形成不同層次的整體系統。每個層次都有該層次不可分割的最小單元，它們之間相互作用形成了該層次的系統。

例如，對于社會內部的相互作用來說，個體生命是不可分割的最小單元。而這個最小單元（個體生命）在下一層次又是可分割的，其內部有更深層次的不可分割的最小單元（如個人的各個生理系統，直至細胞），它們之間的相互作用又構成下一層次系統的性質。將兩個相互作用層次隔開的“最小單元”使不同層次之間的性質具有“魯棒性”，即下一層次中的相互作用在一定范圍內不影響上一層次事物的穩定性。

由此形成層層嵌套的“層展論”物質圖景，是辯證唯物主義的相互聯系規律和量變、質變規律生動的科學體現。

與層展論相匹配，作者分析了分形幾何和非線性系統科學背后的哲學境界。與形而上學把世界看成是“既成事物的集合體”不同，唯物辯證法把世界看成“過程的復合體”，而這個過程由“生成元”的復合而形成，它表現為非線性系統方程的反復迭代。

這就使得唯物辯證法成為把世界看成一個不斷發展過程的哲學思想，在自然科學領域獲得了可計算的復雜的運動形式。

而作者提出的深層生成論，正是將上述以各層次相互作用構成的“層展論”和由各層次生成元反復迭代構成的“過程論”結合起來的理論。書中涉及物理學、數學、生命科學、信息科學等領域。

書中所闡述的深層生成論的哲學思想能夠有效指導我們進行宏觀復雜系統的研究，這種宏觀復雜系統不僅包括自然科學領域，如凝聚態體系、生命演化過程、混沌體系等，也包括人文社會科學領域，如經濟、政治、文化、社會、生態體系等。這有助于我們科技學人打開思路，找到自然科學與人文社會科學相結合的思路。

《中國科學報》 (2024-04-26 第3版 讀書)