世纪自然科学和辩证唯物主义自然观

三、19世纪自然科学和辩证唯物主义自然观

19世纪，机械唯物主义自然观受到了来自光学、电磁领域的挑战。其中法拉第和麦克斯韦提出的“场”概念，明确“场”完全是一种独立的物理存在，沉重打击了机械唯物主义者，标志着自然界新的图景的出现，即以马克思和恩格斯为代表的辩证唯物主义自然观。

（一）19世纪自然科学发展的历史背景和重要成就

18世纪中叶，伴随着瓦特发明的蒸汽机，英国爆发了近代以来的第一次技术革命——工业革命。工业革命，也称产业革命，它以珍妮纺纱机的出现为起点，以蒸汽机的发明为标志，通过机器代替人力，大规模工厂化取代个体工场手工业，导致资本主义生产从工场手工业向机器大工业过渡，因此历史学家称这个时代为“机器时代”。工业革命对19世纪科学发展产生了重要的影响。工业革命前，科学家大部分为贵族或富人的子女，工业革命后很多工业发达地区和工人阶级的子弟也成了科学家；工业革命前，科学研究很少运用于实践，工业革命后，蒸汽机和避雷针的应用让人们认识到了科学的巨大力量；工业革命初期，自动纺织机器主要是由没有受过教育的工匠借助经验完成的；工业革命中期，蒸汽机的发明却需要大量科学研究者的参与。因此，工业革命为科学的进一步发展提供了物质基础，拓宽科学研究的群体和领域，制造出许多能运用于工业实践的科学工具，促进了社会生产力的提高。

到了19世纪，自然科学的组织方式和研究方法也发生了变化。科学研究的组织方式呈现正规化的特点，并日渐成为一种重要的社会活动，如化学、地质学、天文学等，均有各自的学会和期刊。同时，这一时期的科学研究方法，开始从分门别类地搜集和分析材料转变为深入归纳、总结材料和综合的理论概括。因此，恩格斯说：“事实上，直到上一世纪末，自然科学主要是搜集材料的科学，关于既成事物的科学，但是在本世纪，自然科学本质上是整理材料的科学，是关于过程、关于这些事物的发生和发展以及关于联系——把这些自然过程结合为一个大的整体——的科学。”^[7]在自然科学正规化组织方式和科学研究方法的引导下，19世纪的自然科学在天文学、地质学、物理学、生物学等领域，取得了丰硕的成果。这一时期自然科学发展的主要成就有：

1.天文学——星云假说

1755年，31岁的康德发表了《宇宙发展史概论》一书，提出了太阳系起源于星云的“星云假说”。星云假说认为，在遥远的过去年代，宇宙中充满了细小的、分散的、密度很小的物质微粒，这些物质微粒不停地运动着，凭借引力从其周围的一个天空区域里把密度较小的物质聚集起来，它们自己又同所聚集的物质一起，聚集到密度更大的质点所在的地方，而所有这些又以同样方式聚集到质点密度更为巨大的地方，这样就逐步凝成大的团块。而同时，微粒之间又有相互排斥的力。力的运动“好像是自然界的永恒生命”。太阳系的中心天体——太阳，就是一个这样的引力中心，它吸引着周围的微粒，与此同时，斥力又使得微粒做圆周运动，这样，团块就变成一个巨大的旋涡，这个过程的结果，使得巨大的旋涡中的物质都集中到垂直于其转动轴的平面上，形成圆盘状的结构，即太阳系，旋落的小质点，形成较小的团块，最后生成行星。康德把他的原始星云形成太阳系的理论推广到恒星世界，并推论：满天的恒星必然各是自己的行星系统的中心，而巨大的恒星系统——银河系，也是由于相同的力学规律形成的。康德断言：宇宙间天体正不断生成，不断毁灭，宇宙正处在生生不息的发展变化之中。

“星云假说”的提出具有重大的意义。首先，它用宇宙的自身运动否定了神创论。其次，“星云假说”用预展物质本身存在的引力和斥力说明宇宙物质的运动，否定了牛顿的片面引力的观点。再次，“星云假说”论证了宇宙的生生不息。恩格斯曾对康德所提出的“星云假说”给予了高度评价，说它是在传统僵化的自然观上打开的“第一个缺口”，而且称它“包含着一切继续进步的起点”，即为其他学科带来了方法论的启示，其他学科“如果立即沿着这个方向坚决地继续研究下去，那么自然科学现在就会进步得多。”

2.地质学——渐变论

1830～1832年，英国学者赖尔把许多分散的地质学知识综合起来，1833年出版《地质学原理》，提出了地质学中的渐变理论。赖尔认为，自然力的缓慢进化和作用，会导致地球、地球表层及地表动植物的变化。

赖尔的地质渐变论从地质学的角度为辩证唯物主义自然观的产生提供了依据，主要表现为：首先，用地质自身的缓慢渐进否定了形而上学的静止的观点，取代了造物主的创造，把上帝从地质学中赶了出去。其次，用地质自身有的“水”“火”两类因素解释地质的发展变化，把地质变化的原因归于地球内部的矛盾运动。恩格斯曾经赞扬说：“只是赖尔才第一次把理性带进地质学中，因为他以地球的缓慢的变化这样一种渐进作用，代替了由于造物主的一时兴发所引起的突然革命。”^[8]

3.化学成就

化学在近代后期也有了巨大的发展。其中，最有代表性的是：燃烧理论、化学原子论、人工制成尿素和元素周期律。

1777年，拉瓦锡在英国化学家普利斯特列和自己的实验事实的基础上，向巴黎科学院提交了一篇题为《燃烧概论》的报告，他在报告中揭示了燃烧现象的本质，即燃烧是物质与氧的作用，建立了燃烧理论。全面否定了假想的燃素的存在，完成了划时代的“化学革命”。

19世纪，英国科学家道尔顿提出了原子分子论。道尔顿认为，一切物质都由微小的不可再分割的质点组成，这些质点就是原子；同一元素的所有原子在质量及性质上都相同；不同元素的原子，在质量及性质上都不相同；两种不同元素的原子以简单数目的比例相结合，就形成化学中的化合现象，构成化合物。道尔顿的原子论合理地解释了当时的化学现象和经验定律（当量定律、定组成定律及倍比定律），实现了化学发展上的第一次综合，从物质结构组成方面揭示了自然界的物质统一性。恩格斯说：“化学中的新时代是随着原子论开始的。”^[9]

1828年，德国化学家维勒写成了《论尿素的人工制成》一文，总结了他在化学研究中获得的大量材料，证明用普通的化学方法，将氰酸铅和氨水反应、氯化铵溶液和氰酸银反应等可制成有机物尿素。他写道：“这是个特别值得注意的事实，因为它提出了一个从无机物中人工制成有机物并确实是所谓动物体上的实物的例证。”人工尿素的合成，打击了生命力论，即有机物中会有生命力，无机物中没有，有机物与无机物之间不能转化，用化学语言揭示了自然界的普遍联系和物质的相互转化。

1869年，俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律。元素周期律的发现，揭示了物质属性与化学结构的关系，恩格斯给予元素周期律的发现以很高的评价，他说，门捷列夫“不自觉地应用黑格尔的量转化为质的规律，完成了科学上的一个勋业”。^[10]元素周期律解释了化学元素的多样性和统一性，同时也为辩证法的质量互变规律提供了有力的证据。

4.物理学成就

物理学领域的主要成就有能量守恒定律和电磁场理论。19世纪40年代，德国医生迈尔、英国啤酒商焦耳通过各自的途径发现了能量守恒和转化定律。能量守恒和转化定律表明，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。能量守恒和转化定律是物理学发展史上的一次大综合，揭示了自然界中多种能的统一，揭示了多种不同运动形式之间的相互联系。马克思、恩格斯称能量守恒和转化定律是十九世纪中叶最伟大的定律。

1820年，奥斯特发现电流的磁效应，1831年，法拉第发现电磁感应现象。1865年，英国物理学家麦克斯韦出版《电磁场的动力学理论》，通过电荷、电流、电场、磁场的基本微分方程组，揭示了电、磁和光的统一性。电磁场理论，加速了机械唯物主义自然观的衰落。

5.生物学成就

生物学领域的成就主要以细胞学说和生物进化论为代表。细胞学说是1838～1839年间由德国植物学家施莱登和动物学家施旺所提出的。1838年，施莱登发表《关于论植物起源的资料》，指出植物的构成因素为细胞；1839年，施旺发表《关于动植物的结构和生长的一致性的显微研究》，指出动物也由细胞构成。细胞学说的提出，揭示了动植物结构的统一性。这一发现为比较解剖学、生理学、胚胎学和病理学的发展奠定了基础。从生物学角度揭示了自然界的物质统一性和内在联系。

1859年，达尔文在《物种起源》中提出了生物进化论。生物进化论，否定了生物由神创造的说法，以自然选择学说为中心，从遗传、变异、人工选择、生存斗争和适应等方面论证了物种的起源。达尔文的自然选择生物学是人类研究历史上的新的里程碑，推翻了唯心主义、形而上学的物种不变论、目的论和灾变论。

知识链接

达尔文与《物种起源》

达尔文（Charles Robert Darwin）1809年2月12日出生在英国的一个小城镇的医学世家。他的祖父和父亲都是当地很有名望的医生，达尔文16岁时便被父亲送到爱丁堡大学学医，并希望他将来继承祖业。在爱丁堡大学学医的达尔文对医学不感兴趣，经常到野外采集动植物标本。他父亲认为达尔文不务正业，决定把他送到剑桥大学学神学，希望达尔文能在基督教义的约束下，能收心成为一个“尊贵的牧师”。

1831年，达尔文从剑桥大学毕业后，在老师的推荐下参加了“贝格尔”号的环球旅行。这次不同寻常考察的见闻和采集的标本对达尔文以后的学术思想具有决定性的意义。对采集的标本和各地的动植物的仔细比较和观察中，达尔文发现了大量的物种变异的事实，这使得他对《圣经》的关于物种起源的说法产生了怀疑，进而形成了“物种是可变的”的观点。由此，他逐步摆脱了神创论的束缚，坚定地走上了相信科学和追求真理的道路。

1859年11月3日，达尔文的科学名著《物种起源》出版了。这一天，伦敦街头的几家书店门前，人声鼎沸，挤满了许多前来购买这本刚出版的新书的读者。初版的1250册新书，当天就被争购一空。

在《物种起源》中，达尔文第一次把生物学建立在科学的基础上，用科学的论据和演化思想推翻了“神创论”和“物种不变”的理论，让西方科学从神学的理论束缚下，用科学的方法重新审视人类自己和科学的本原，是人类的思想在科学领域的第一次解放。达尔文在书中提出：生命由一个共同祖先演化而来，从简单到复杂，从低级到高级，是在自然选择作用下逐渐演化的过程。《物种起源》发表后，物种可变的演化思想和“物竞天择，适者生存”的演化论已为学术界、思想界公认为19世纪自然科学的三大发现之一。经过150年的发展，演化论已经深入渗透生物学的各个领域。

1859年12月，恩格斯给马克思写信表扬达尔文写得好极了，是一本非常有意义的著作。恩格斯认为，这本书可以一举击倒目的论，“至今还从来没有过这样大规模地证明自然界的历史发展的尝试，而且还做得这样成功。”

19世纪在天文学、化学、物理学和生物学等方面的成就，打破了形而上学机械唯物主义自然观的一个个缺口，为辩证唯物主义自然观的形成提供了一个又一个的理论依据。

（二）辩证唯物主义自然观的基本思想及特征

马克思和恩格斯科学地总结了当时自然科学的最新成就，继承了古希腊自然观中的辩证法观点，克服了机械唯物主义自然观的形而上学性质，批判地吸取了德国古典自然哲学特别是黑格尔的辩证法思想，创立了辩证唯物主义的自然观。

1.辩证唯物主义自然观的基本思想

（1）物质观。马克思和恩格斯认为自然界是物质的，物质是万物的本原和基础，自然界除了运动着的物质及其表现形式之外，什么也没有。

（2）运动观。物质是运动的，运动在量上和质上都是不灭的；自然界是普遍联系和永恒发展的，其运动发展的根本原因在于事物内部的矛盾性。

（3）时空观。时间和空间是运动着的物质的存在方式，时空是无限的。

（4）发展观。自然界的一切事物和现象都是矛盾的统一体，它们既是对立的，又是统一的，并且在一定条件下相互转化，由此推动着自然界的运动和发展。

2.辩证唯物主义自然观的基本特征

马克思与恩格斯提出的辩证主义自然观，有着有别于传统朴素唯物主义自然观和机械唯物主义自然观不同的特征。

（1）辩证唯物主义自然观是唯物论和辩证法的有机结合。辩证唯物主义自然观，一方面承认自然界的物质性，以此作为人类研究的前提，划清了与唯心主义的界限；另一方面，辩证唯物主义自然观认识到物质之间的对立与统一性，克服了机械唯物主义的机械性、形而上学性和不彻底性。

（2）辩证唯物主义自然观是自然史和人类史的统一。辩证唯物主义自然观认为，“历史可以从两方面来考察，可以把它划分为自然史和人类史。但这两方面是不可分割的；只要有人存在，自然史和人类史就彼此相互制约。”^[11]因此，辩证唯物主义自然观克服了机械唯物主义自然观中割裂自然界和人类历史发展联系的局限，将自然界和人类社会看作有机的统一体。

（3）辩证唯物主义自然观是天然自然和人化自然的统一。辩证唯物主义自然观，不仅重视对天然存在的自然界进行考察，而且努力寻找人适应、改造过的人化自然规律。这种天然自然和人化自然的统一的自然观，强调人的主观能动性，重视人的参与作用，是人类对自然界认识的重大飞跃。

（三）辩证唯物主义自然观创立的重大意义

辩证唯物主义自然观的创立，在吸收了前人的研究成果的基础上，科学地总结了自然界中存在的新现象、新发展和新成果，对于马克思主义哲学的完善，当代自然科学和社会科学的发展均具有重大影响和意义。

第一，辩证唯物主义自然观的创立，是人类自然观发展史上的一次革命。它的产生经历了从古代朴素的辩证法到近代的机械论和形而上学，再复归到马克思主义辩证法的否定之否定过程，是对古代朴素辩证法自然观和近代前期机械唯物主义自然观的扬弃，它既克服了古代自然观由于缺乏科学的认识基础所造成的直观、思辨、模糊性等局限，又批判了机械唯物主义自然观的机械论和形而上学观点，在一个新的起点上继承、发扬了唯物论和辩证法的基本观点。

第二，辩证唯物主义自然观的创立，是对马克思主义哲学体系的完善。自然观和历史观的统一是马克思主义哲学的一大特点，唯物主义是马克思主义哲学的基本前提，辩证法是马克思主义哲学认识世界的基本方法。因此，辩证唯物主义自然观是马克思主义哲学不可或缺的一个重要组成部分。

第三，辩证唯物主义自然观的创立，为自然科学的发展提供了正确的指导。辩证唯物主义自然观是以近代后期自然科学对自然界认识的新成就为依据，将唯物论和辩证法统一在更加牢固的科学基础上，从而更客观、更正确地反映了自然界的本来面目。它的这些特点使它能比古代自然观和近代前期的自然观更好地适应自然科学发展的需要，成为推动自然科学发展的有力的思想武器。

第四，辩证唯物主义自然观的创立，实现了自然科学与人文社会科学的科学有机融合。辩证唯物主义自然观的自然史和人类史的有机统一，必然导向自然科学和社会科学的统一。马克思说，“自然科学往后将包括关于人的科学，正像关于人的科学包括自然科学一样：这将是一门科学”。^[12]因此，自然科学和社会科学相互连接，相互渗透，将成为一门统一的科学，即人的科学。