自然科學(xué)論文范本

　　自然科學(xué)反映客觀世界普遍而不然的聯(lián)系。 下面是小編為大家精心推薦的自然科學(xué)論文范本，希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>

　　自然科學(xué)論文范本篇一

　　以現(xiàn)代自然科學(xué)觀點看道家之“道”

　　摘 要：隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，人們對自然本源的認識越加困惑，卻找不到合適的哲學(xué)思想加以詮釋。然而，道家思想?yún)s是個特例，它不但沒有隨科學(xué)的發(fā)展而變得蒼白，反而因科學(xué)的發(fā)展而愈發(fā)生動。道家認為“道”是萬物之本，而現(xiàn)代自然科學(xué)正可予“道”一個很好的注解。以現(xiàn)代自然科學(xué)觀點來看“道”的本質(zhì)、“道”的性質(zhì)、“道”的運動和發(fā)展，以及人所持之道，既是新的視角，又是新的發(fā)展。

　　關(guān)鍵詞：道家;道;自然科學(xué)

　　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(xué)家，尤其是物理學(xué)家，十分關(guān)注道家思想。他們往往把自己的研究領(lǐng)域或科學(xué)發(fā)現(xiàn)同老子的“道”相聯(lián)系，并稱從道家思想處獲益匪淺。例如，著名英國科學(xué)技術(shù)史家李約瑟在其《中國科學(xué)技術(shù)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。并在其引言中說：“道家思想中屬于科學(xué)和‘原始’科學(xué)的一面， 在很大程度上被忽略了。”[1]1949年度諾貝爾物理學(xué)獎的日本科學(xué)家湯川秀樹也曾聲言，“他正在對三十多種基本粒子背后的基本物質(zhì)到底是什么而為難”時，由于想到《莊子・應(yīng)帝王》中關(guān)于“日鑿一竅，七日而渾沌死”的寓言時才想到這基本的物質(zhì)可能就類似于混沌。“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(xué)獎的美籍華裔物理學(xué)家丁肇中教授則指出：“中國古代對物質(zhì)結(jié)構(gòu)有兩種不同的看法，第一種看法認為最基本的結(jié)構(gòu)是粒子，粒子是可以數(shù)得出來的;另外一種看法是宇宙中最基本的結(jié)構(gòu)是連續(xù)性的。粒子的觀念起源就是陽和陰。連續(xù)觀念的起源是公元前600年道家的創(chuàng)始人老子，他認為最基本的東西是永遠摸不清的。”[2]

　　那么，為什么會有如此之多的自然科學(xué)家(尤其是物理學(xué)家)鐘情于道家思想呢?以筆者之見，正如英國當(dāng)代大物理學(xué)家史蒂芬・霍金所言：“哲學(xué)已經(jīng)跟不上科學(xué)的發(fā)展。”[3]現(xiàn)代科學(xué)，尤其是現(xiàn)代物理學(xué)的突飛猛進，一方面向人類揭示出更多令人瞠目結(jié)舌的自然奇觀，另一方面也讓大多數(shù)原有的哲學(xué)思想變得蒼白無力。特別是現(xiàn)代物理學(xué)，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?yún)s是個特例，它對“道”的闡述不但神奇地可以與科學(xué)前沿相掛搭，而且“道”的影子也隨著科學(xué)的發(fā)展而愈發(fā)清晰。這不得不令我們驚嘆于古人對自然哲學(xué)的偉大成就。以下筆者試著以自然科學(xué)的觀點，對道家的“道”進行闡述。

　　一、什么是道

　　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(chǔ)。然而，縱有一萬個人讀《道德經(jīng)》，恐怕也會有一萬種對“道”的理解。有的學(xué)者認為“道”就是老子抽象出來表示產(chǎn)生萬物的精神力;還有的學(xué)者認為“道”就是“道理”，類似于朱熹的“理在事先”，即產(chǎn)生物質(zhì)的是唯心的“理”。“唯心論”或許有一定道理，但若以現(xiàn)代科學(xué)的邏輯，“唯心論”卻是說不通的。為什么呢?我們先從科學(xué)之“理”來說起。

　　首先講什么是科學(xué)。《現(xiàn)代漢語詞典》里的解釋是：“指發(fā)現(xiàn)、積累并公認的普遍真理或普遍定理的運用，已系統(tǒng)化和公式化了的知識。”以霍金的解釋，科學(xué)其實就是人企圖通過一系列規(guī)律及定律來解釋世界。這與宗教有本質(zhì)區(qū)別，因為科學(xué)之理超脫于神而存在。說上帝創(chuàng)世“只是增加了上帝由誰創(chuàng)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(xué)說。愛因斯坦曾經(jīng)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(xué)的基礎(chǔ)。”[5]而對于道家，至少有兩個論點是貫穿始終的：第一，對于“道”這一世界規(guī)律存在和可理解性的堅信，否定宇宙由神權(quán)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(nèi)在的聯(lián)系和一致性、統(tǒng)一性[9]。也就是說，道家與科學(xué)的觀點一樣，都主張自然之本是通過客觀規(guī)律對世界進行支配的。

　　那么，“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：“天下萬物生于有，有生于無。”“道生一、一生二、二生三，三生萬物”。由此，既然生萬物的是道，有生于無，而不管“一”、“二”、還是“三”，都是“有”，那么“道”只能是“無”。

　　在一些人看來，“無”就是什么都沒有，這似乎與道是“物”的觀點相矛盾。但是，若以現(xiàn)代物理學(xué)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(nèi)的所有分子，那么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(nèi)的所有物質(zhì)，那么這個容器內(nèi)的空間依然會不斷地出現(xiàn)不?；ハ噤螠绲恼摿Ｗ樱?ldquo;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云，但如果你真能實地探查一番的話，必定會發(fā)現(xiàn)那里什么也沒有，因為那里物質(zhì)的密度比我們能在地球上制造的最空的“真空”還要低。第二，現(xiàn)代科學(xué)，尤其是現(xiàn)代物理學(xué)認為“無中生有”并非不可能?；艚鹫J為，宇宙很可能就是起源于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(xiàn)在的宇宙，宇宙起源于更高維“膜”上，“膜”的相互作用產(chǎn)生了物質(zhì)[3]。多重的宇宙本來應(yīng)該是無限，然而它們卻并不為實體所見，正是有無相生關(guān)系的最好注解。由上，“道”雖然是“無”，但它依然是物質(zhì)，好比數(shù)字零表示“沒有”，但作為一個字符，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(jīng)有了“路”的意思。筆者認為，老子的“道”正是取的“路”的意思。那么，“無”也會有“路”嗎?以現(xiàn)代物理觀點，答案是肯定的。在量子力學(xué)中有一個很難解的效應(yīng)，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(yīng)被愛因斯坦稱為“幽靈”。現(xiàn)在來看，這種“幽靈”不正是一種無形的“路”嗎?而這種“路”存在于不確定性主導(dǎo)的量子領(lǐng)域，正如老子所言：“繩繩兮不可名，復(fù)歸于無物， 是謂無狀之狀、無物之象，是謂恍惚。”何況現(xiàn)代物理還認為萬物的信息都儲存在超維“全息圖”中，即使物體落入黑洞信息也不會丟失[3](霍金為此打賭還輸了一本百科全書)。如此，這樣的“全息圖”還真是通往萬物奧秘之“路”，正所謂“玄之又玄，眾妙之門”。 　　二、道的性質(zhì)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(jīng)》中的數(shù)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(shù)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(jīng)過一系列的數(shù)理變化，也就是“道”通過“理”來實現(xiàn)自己的作用。所以我們現(xiàn)在說的“道理”，應(yīng)該是“道之理”，而不是“道即是理”(事實上，《道德經(jīng)》中將道的功能稱為“德”)?！兜赖陆?jīng)》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(xué)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(xué)。這個公式表明：一方面，科學(xué)是人對客觀世界的“可道”，并不是客觀世界本身;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(lián)系上文提到的公式，也就是說科學(xué)可以認識世界卻又不能訂立普適穩(wěn)恒的道理。老子似乎認為人的認識有一個限度，科學(xué)也一樣，它不是全能的。相對于愛因斯坦畢生都致力于尋找可以解釋萬物的“大統(tǒng)一理論”，量子力學(xué)領(lǐng)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(shù)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(xué)的哥本哈根解釋告訴我們還不曾被測量的量子系統(tǒng)處于一個真正不確定的狀態(tài)，說它處于一個特殊的未知狀態(tài)是沒有意義的。也就是說，在量子力學(xué)領(lǐng)域，沒有什么是確定的，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(xué)獎的李政道博士說：“從哲學(xué)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(xué)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(jié)果。用海森堡的話來概括就是：“在我們與自然的科學(xué)關(guān)系中，當(dāng)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(xué)家和哲學(xué)家覺得無所適從，甚至陷入到主觀唯心的怪圈當(dāng)中。事實上，中國傳統(tǒng)哲學(xué)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(xiàn)的尤為明顯。因而在人與外在世界的關(guān)系這一問題上，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，前后相隨，恒也。”人類世界里存在美與不美、善與不善、難與易、長與短、高與下等相對事物，對此我們都習(xí)以為常，但老子卻認識到這些現(xiàn)象的本質(zhì)。假設(shè)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?nèi)匀粫崒嵲谠诘卮Ａ⒃诘孛嫔?，不會發(fā)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(chǎn)生影響，然而當(dāng)我們用高和矮去認識它們時情況就發(fā)生了變化。盡管“高樓房”與“矮平房”仍然客觀地存在于原來的處所，與它們被認識之前相比沒有發(fā)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(nèi)，而且人本來就是一種“測量工具”，何況我們觀測時往往要借助各式各樣的精密儀器，這就注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。然而后面幾句“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。那么，這個“大”、“逝”、“遠”、“反”又分別代表什么意義呢?筆者認為，既然有“字之曰道”一句，那么后一句必然是老子給“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，獨立于天地而延展至無限，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(dāng)，實非不得已，故稱：“強為之”。后面好幾個“曰”字，應(yīng)該可以理解為邏輯遞進，但不是時間上的先后關(guān)系。考慮到道是“天地母”“先天地生”，所以這句應(yīng)該說的是道的本質(zhì)，道的邏輯衍生關(guān)系。“大”這個詞，本來形容的是物質(zhì)與空間，從現(xiàn)代自然科學(xué)角度來理解，宇宙的本初基質(zhì)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(zhì)，是無限的“大”。不過，光有空間卻是無意義的。自愛因斯坦發(fā)現(xiàn)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，時間又有什么意義呢?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，永恒發(fā)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(fā)展，于是我們遇到了“反”。

　　什么是“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(zhì)屬性卻滋生了事物演化的動力。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，任何物質(zhì)都會向從有序到無序、由低熵向高熵發(fā)展。現(xiàn)代宇宙學(xué)也認為，宇宙初始階段是低熵有序，而終結(jié)于高熵?zé)o序，兩者互為反面。這正是任何事物都會向其反面發(fā)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(fù)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(jīng)》，處處都體現(xiàn)著對立統(tǒng)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”卻并非平級。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(yīng)自然規(guī)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(guī)律，順應(yīng)客觀規(guī)律，正是科學(xué)的精神。 　　回過頭來，我們或許會問：為什么先要法地、法天，然后才能法道呢?古人不比現(xiàn)在能掌握非常豐富的科學(xué)知識，他們不知道地球外還有什么。但是，身處農(nóng)耕社會的古人會更深刻地意識到人對于土地的依賴，而且在低污染的環(huán)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(xiàn)代名詞“生物圈”，可以看成古人對生態(tài)系統(tǒng)的意像?，F(xiàn)代生態(tài)學(xué)研究的是生物及其環(huán)境之間的關(guān)系，它主張生物與環(huán)境是協(xié)同進化的關(guān)系;生物與生物間，生物與環(huán)境間通過能量流動與物質(zhì)循環(huán)保持動態(tài)平衡;破環(huán)生態(tài)系統(tǒng)其中一環(huán)，就會引起整個系統(tǒng)的響應(yīng)。同樣，身為生物圈一員的人類，如果不尊重這些規(guī)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，那么人就必須依存于生物圈，人就必須遵守生態(tài)學(xué)規(guī)律。所以“人法地”，人必須先順應(yīng)自己所處的大地，然后才是“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(xiàn)的全球變化問題就是活生生的例子。

　　那么，人類未來應(yīng)該怎樣做，才是“順天應(yīng)道”呢?道家主張人應(yīng)當(dāng)“返璞歸真”。莊子曰：“圣人法天貴真，不拘于俗。”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(yīng)該擺正自己的位置，守住自己的本真，不強求妄為。那么，人究竟應(yīng)該怎樣守衛(wèi)“本真”呢?美國著名人類學(xué)家莫里斯認為：“科技進步的速度已經(jīng)遠遠超過人類進化的速度，以至于人類根本來不及去適應(yīng)它。”[8]莫里斯指出，人類的行為已經(jīng)隨現(xiàn)代環(huán)境而改變，但這種改變并不適應(yīng)于我們經(jīng)過千百萬年進化的機體。于是，無怪乎現(xiàn)代人多半處于亞健康狀態(tài)，因為我們的本性并不適合坐辦公室看電腦，并不適合坐在鐵皮里開車……我們的身體更適合山野間奔跑，叢林間采果……總之，我希望人類未來的發(fā)展能更多照顧我們的自然屬性，實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。作為個人，我們應(yīng)該無論如何都不能脫離自然母親，因為那里有我們的“本真”。

　　綜上，以現(xiàn)代科學(xué)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(xiàn)代自然科學(xué)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，并在當(dāng)今科學(xué)大發(fā)展的時代發(fā)揚“道”之精神。因為“道可道”正是科學(xué)的真諦。

　　參考文獻：

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　　〔2〕董光壁.當(dāng)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(shè)計[M].湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2011.

　　〔4〕史蒂芬・霍金.果殼中的宇宙[M].湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

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

　　〔6〕周德豐，陸信禮.中國傳統(tǒng)哲學(xué)歷史觀的理論成就及其當(dāng)代價值[J].國內(nèi)哲學(xué)動態(tài).1985，(11).

　　〔7〕海森堡.物理學(xué)與哲學(xué)：現(xiàn)代科學(xué)中的革命[M].科學(xué)出版社，1974.

　　〔8〕德斯蒙德・莫里斯.裸猿[M].復(fù)旦大學(xué)出版社，1994.

　　〔9〕呂錫琛.論道家思想中的科學(xué)精神[J].哲學(xué)研究，2000，(4).

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

　　〔11〕丁原明.道家對于科學(xué)的價值[J].人文雜志，2006，(4).

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