《哲学阶梯》第37集——亚里士多德的物理学
原创通识课|《哲学阶梯》第37集——亚里士多德的物理学
哲学即哲学史——黑格尔
《哲学阶梯》第37集
之
亚里士多德的物理学
（视频版）
，时长29:30
（文字版）
亚里士多德的物理学
文/曾斌
巴门尼德否认时间的存在。他声称，只存在着一样东西，那就是不可分的整体。它没有时间，没有变化。他反对感觉证据，在他看来，感觉使我们产生变化和独立于唯一者的存在的幻象。他试图通过推理来证明他的观点。他反对变化的论证简单得令人吃惊：思想必须是关于某物的思想，因此，思考和研究不存在的某物是不可能的，思考“无”是不可能的，断言不再存在的某物也是不可能的。所有变化都意味着不再存在，因此变化是不可能的。
巴门尼德的观点，得到了芝诺著名的诡辩论证的更有力的支持。芝诺是巴门尼德的追随者，我们称作“诡辩”的他的那些论证，实际上是要证明他老师的学说的真理性。芝诺强有力的论证，使巴门尼德的观点在希腊风行一时。
这些观点与亚里士多德哲学的基本原则，甚至与他对于知识的分类正好相反。亚里士多德把知识分为理论的、实践的和生产的。理论知识与以自身为目的的理智有关，实践知识与善（good）有关；生产知识与美有关。理论知识又分为物理学、数学和神学。物理学处理独立存在且变化的事物；数学处理不变的和没有独立存在的事物；神是关于独立存在但不变化的事物（神）的知识。
(Pic/Google）
亚里士多德论自然的著作涉及变化的事物。《物理学》处理自然的基本的普遍原理。他的其他著作更关心自然的更具体的方面：恒星的运动、元素（本原）、生成、消灭。对亚里士多德来说，重要的是自然本质上包含着变化。“物理”意味着自然，而自然是自然物，即变化着的事物的总和。理解自然必须掌握自然变化原理。
在《物理学》第1卷，亚里士多德着手证明巴门尼德的观点为什么是错误的。他认为，巴门尼德关于变化的观点有内在的混淆。对变化的认识导致亚里士多德区分并系统地阐述了构成他形而上学和心智哲学核心的形式—质料。为了反驳芝诺反对变化的论证，亚里士多德发展了无限理论。
变化
为了获得理解自然和变化的基本原理，亚里士多德考察了早期希腊思想学派。他注意到，他们都承认第一原理包括对立物（如充实和缺乏，上和下）。亚里士多德同意这个观念，因为所谓第一原理，像对立物一样，不可能从对方产生，否则，它们将不是第一的。此外，所有其他事物必须从第一原理产生。
亚里士多德没有讨论基本原理实际上是什么，就认为基本原理必须至少有两个，因为它们必须包含对立物。然后他注意到对立物是描述性的，这等于假定了有一个它们所属的本体，或更确切地说是质料。因此，有三个自然变化的基本原理：质料，以及两个对立物。换言之，所有变化都包括三个要素：变化着的事物、它变化之前的状态，以及它变化之后的状态。亚里士多德得出结论说，变化需要对立物及变化背后的物的观念。
在第1卷第7章，他区分并论证了两种变化：
X变成Y；
Y产生于X。
第一种变化是发生在本体身上的改变。某人学习音乐，她成为音乐家，她从非音乐家变成音乐家。这样的改变包含三个要素：人、音乐、非音乐。
第二种变化指新事物的产生。这类变化称作本体的产生。与本体的变化不同，这类变化不是指一个先前存在的事物获得新状态，而是指一个新事物的产生。亚里士多德称，只有本体才有这种变化，它们通过质料获得形式而产生。例如，一个青铜铸像的产生就是青铜获得形式。这种变化需要形式—质料两个要素。
亚里士多德用他两种变化的观点反对巴门尼德。巴门尼德认为，存在不可能产生于非存在，因此变化是不可能的。亚里士多德批评说，巴门尼德的这个观点过于简单化了。
改变（第一种变化）是指非存在变成存在吗？从性质上来说，变化好像是从不存在开始的（如，不懂音乐的变成懂音乐的）。但是，从本体来说，变化的起点是存在（即，那个人，是她变成了懂音乐的）。由此看来，巴门尼德错了。
本体的产生（第二种变化）是指非存在变成存在吗？亚里士多德的回答同先前一样。你可以说变化是某物从非存在产生，但是，你也可以说不是。第二种变化的类型是说，一个新的本体或事物产生了。例如，一个婴儿的诞生。表面上看这好像是某物从非存在产生，然而在这种变化中某些东西一直保持存在着，这就是质料。质料获得了新形式，变成了先前不存在的事物。由此看来，巴门尼德也是错的。
为了使这一点更清楚，亚里士多德引进了潜能和现实区分的概念。在他看来，所有变化都是潜在的某物变成现实的某物。人变得懂音乐了，就是说他们先前就潜在地懂得音乐，现在这种潜能变成了现实。同样，种子是潜在的树。两种变化都是指潜能变为现实，巴门尼德疏于考虑的正是变化的这一方面。巴门尼德称作“非存在”的，实际上是潜在的存在。循此线索，亚里士多德通过分析两类变化，从质料和形式的区分角度向我们证明了巴门尼德的错误所在。
应当怎样准确理解形式和质料的不同是第6章的主题。但是，一开始我们可以把形式想象为自然物的结构或组织。例如，动物的形式就是它身体的质料如此这般地被组织起来的方式，这种组织方式使它的身体有能力生长、知觉和运动。这就是动物的本质。这个本性规定了它的运动能力。质料是所说的本体或事物由以组成的物质。没有形式，质料不可能存在。形式也需要质料。它们是任何个别事物的两个方面。
形式和质料的区分可以引申到不同层面。身体是人的质料，肌肉又是身体的质料。任何复合物的质料都是四元素，即火、气、土、水的其中之一种或几种。形式—质料的区分也可以用于这些要素本身。
亚里士多德并不认为物理学只应当研究质料，它是关于自然的研究，因此，它也应当研究事物的本性，即事物的形式。事物的形式规定着事物的发展及变化方向。此外，亚里士多德还认为，有时部分只能根据整体得到理解。简而言之，物理学需要我们理解自然，这就要求我们能够解释自然，但并非所有的解释都只与物质有关。
四因
为了理解自然事物，我们必须懂得怎样解释它们。为此目的，亚里士多德区分了四种不同的原因，或确切地说，四种解释事物的方式。
1.质料因：
“原因”一词在这里是指“事物由以产生，现在作为它的组成成分的东西”。我们可以通过指出事物是由什么做的来解释事物。例如，一个球体是由青铜制作的这个事实，解释了该球体的许多其他特性。
2．形式因：
“原因”一词也可以用来指“形式或事物之为事物的公式”。我们可以通过指出事物的本质来解释事物。例如，我们这样来解释许多事物，就像人们通过引用人是某种动物这个定义来解释人一样。通过说明某物是什么，我们能够解释为什么它是它现在这个样子。
3．动力因：
这是指“直接的运动和静止由之发生的东西”。例如，人的建筑是房子的原因。或者，人扔石头是窗户破的原因。
4．目的因：
原因也可以是所说事物的目的或目标。我们可以通过说明某物为什么被制造出来来解释它。例如，我们可以根据制造人造物的目的来解释人造物，也可以根据植物的器官和各部分的用途来解释植物。
最好把四因看作四种不同类型的解释。一般而言，亚里士多德认为事物同时具有四因或四种解释。然而要指出的是，虽然眼睛有它的目的，但眼睛的颜色却不用、也不可能用目的因来解释。此外，同一事物也可以用作不止一种原因，尤其是形式也可以用作目的因。尽管有这些例外，在研究自然时，我们还是应当寻求四因。这意味着，对亚里士多德来说，自然事物有终极原因或目的。这个主张似乎与我们的不同，我们认为，自然及其多样的形式只不过是物理法则作用的结果，与目的无关。在“物理学”第2卷第8章，亚里士多德反对纯粹机械的自然观，他的根据如下：
自然变化有其严格的规律。
根据定义，偶然发生的事物意味着没有规律。
非偶然发生的事物，其发生必有目的。
所以，自然变化有其目的。
当然，这个论证的缺陷在于，第三个前提没有考虑到事物可能由于自然因果律的作用而规律地发生这种情况。亚里士多德也论证了自然与人类艺术的类似。也许，两个论证的背后都暗含着这样的见解：关于事物纯粹机械的和物质的解释，都不足以说明事物的形式。
亚里士多德的意思并不是说石头有欲望，而毋宁是说所有自然物都有某种本性，那就是它们的形式，形式使它们趋向于发展。这种自然发展就是目的。因此，我们能够按照树的自然目的对树的生长作出目的论的解释，而无须断言树有欲望。这种目的论的解释，同时也就是形式的解释，因为它要求树的形式观念。亚里士多德认为，同样的解释也适用于无生命物。
运动
伽利略促成了我们关于世界的概念发生了两个主要变化。1632年，他出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。在其中，他论证了地球围绕太阳旋转。1638年，他出版了《关于两个新科学的谈话》，该书部分内容论及惯性定律。该定律说，真空中运动的物体，其运动将无限地继续下去，除非它受到相反的作用力。惯性是物理学发展中的一个非常重要的概念，它意味着速度变化也需要力（而不只是维持存在需要力）。没有它，牛顿就不可能提出他的运动定律。
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伽利略科学研究中的这两个观点，标志着亚里士多德在物理学（也在天文学和力学）领域统治地位的终结。我们可以明显地看到他们两人地位的变化。人们可能认为观察对亚里士多德有利，而对伽利略不利，因为我们并未感到地球在动，所以我们有理由作出结论：地球静止，太阳运动。此外，如果物体不受到外力，它就永远保持静止。伽利略的辩解和亚里士多德的失势取决于更复杂的观察。
根据亚里士多德的运动观，力对于保持物体运动是必要的。中世纪的思想家们在这方面追随他，正如在其他许多方面追随他一样。他主张，物体只能在推动者推动之后开始运动。意识到这一点，他提出了关于抛射物的问题。好比扔石头，当你扔出石头后，石头会持续运动一段距离。根据亚里士多德的见解，石头之所以持续运动，是由于运动影响了空气中的微尘，运动力通过微尘传送到物体。但是，运动力随着物体与推动者之间距离的增加而减少，石头最终回复静止，完全不依赖于任何相反的力或阻抗。
亚里士多德认为，所有变化必定开始于一个外部物体的作用。例如，在桶上凿洞，桶里的水就会流走。但是，他也认为所有自然物都有内在的运动趋向，否则，它们将不会运动。这既适用于无生命的自然物，也适用于生物。这就是它们作为自然物的自然所意味的东西——它们具有自然的运动趋向。亚里士多德认为，四因有其自然位置：火向上运动，地向下运动，它们在到达其自然位置后归于静止。它们的本性要求它们这样运动。人造物因其质料，因其所由组成的物质而非形式，只具有静止的趋向。概言之，变化需要内（形式和目的）外（推动力或外力）两种要素。亚里士多德说，无生命物有自身“被动的开始”，但没有“引起运动的开始”。
位置和时间是运动的前提。位置的存在由下列事实得到证明，即运动包括位移。例如，水蒸发为空气。这样的位移以空间为先决条件。位置是物体在其中存在的界限。有意思的是，亚里士多德认识到，这意味着虽然宇宙中的一切事物都有位置，但宇宙作为整体却没有位置。所以，唯一可以假定的宇宙运动方式就是旋转。
时间和无限
时间是令人困惑的问题。亚里士多德认为，时间与运动相连。但是，两者不可能完全一致，因为有许多运动，却只有一个时间。只有能运动的事物才可能有时间，永恒的和不动的事物没有时间。亚里士多德用这一点来证明，时间本身是永恒的——没有开始，也不会终结。这个结论，对于亚里士多德在《形而上学》中确立不动的推动者的本性至关重要。
对亚里士多德来说，关于时间的困难之一是，时间既可以计量，又是连续统。他把时间限定在运动的可以计量的方面。他的意思是，在运动中，我们可以看清许多阶段。计量似乎需要可分的计量单位观念。但是，亚里士多德也坚持认为，时间又是一个连续统，这意味着它不可分。时间似乎具有矛盾本性。
时间这个古老难题的解决，是亚里士多德著作的关键性问题，而解决它又需要他去回答芝诺的诡辩，后一工作有助于他反驳巴门尼德的立场。
无限
亚里士多德声称，无限是不可能的。每一物体必受表面的限制，无限不可能受这样的限制。他也证明，真实的无限既不可能是简单的，也不可能是复合的。因此，不可能存在这样的东西。
但是，他承认数学需要无限概念。例如，自然数的序列是无限的。他提出了现实的无限和潜在的无限的区分，否认现实无限的存在。作为一个连续统，线并不表现为无限可分的现实的点。线是无限可分的，但这样的分割实际上是永远不可能实现的。因此，线只是潜在的无限。
同样，时间也只具有潜在的无限性。时间可以无限地延长，没有最终的事件。时间也可以无限地回溯，不存在最初的事件。但是，这两种无限并不使时间成为现实的无限，因为连续的瞬间并不同时存在。对亚里士多德来说，时间的本性由现在或现在的瞬间所规定，是现在的存在。只有在与现在的关联中，我们才能够说明过去和将来。不同的时间并不同时共存。因此，时间本身不是现实的无限。它的无限性只是潜在的：对于任何瞬间来说，都可能发现它之前的瞬间和它之后的瞬间。
在否认现实的无限时，亚里士多德也追溯了传统的无限观。我们倾向于把无限想象为包罗万象的、绝对的事物。相反，亚里士多德说，无限绝非这样的绝对。
芝诺的悖论
芝诺的悖论实际上不是悖论。悖论是明显不可避免的矛盾。芝诺没有看到矛盾，他察觉到了论证。芝诺所谓的“悖论”实际“是诡辩论证，它的目的只是为了证明如下耸人听闻的结论：运动是不可能的，以便支持巴门尼德的主张——宇宙是一个完整的、单一的、不变的整体。
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芝诺列举了四个论证来证明他的结论，这四个论证是二分法、阿基里斯与龟、飞矢不动、竞技场。这些论证因亚里士多德的解释和批评而为人所知。尽管在这四个论证之间有重要的区别，但它们也有类似的形式。我们将集中叙述二分法和飞矢不动这两个论证。
二分法。想象你要穿过一块空地，你必须先走过它的一半，然后再走过剩下的一半的一半，再走过剩下的一半的一半的一半等等。你实际上永远也不可能穿过这块空地，你的旅行永远不可能完成。这同样适用于任何旅行。因此旅行或运动甚至不可能开始。
这个论证的形式如下：
任何运动的物体必须走完数量无限的距离。
走完数量无限的距离是不可能的。
所以，运动是不可能的。
第一个前提表明，运动需要完成数量无限的任务，因为空间是连续的，因而是无限可分的。这意味着在任何两点之间都存在着无数的点。反过来，这也意味着任何两点之间的运动都需要完成数量无限的步骤和任务。
第二个前提有时似乎表明，芝诺主张在无限的时间完成数量无限的任务是不可能的。但是，他的主张实际是，成无限的系列是不可能的，因为无限系列没有最后的部分。
这就是芝诺的论证。事实上，亚里士多德反对数量无限的任务观念。线并不表现为现实的无数的点，线是可以无限分割的连续统。因此，就第一个前提来说，运动着的某物不需要完成现实的无数任务。毋宁说，只是要走完的距离可以无限地被分割。
飞矢不动。想象一根射出的箭穿过空间。芝诺论证道：
在任何瞬间，箭都占据与它的大小相等的空间。
占据与其自身大小相等空间的某物，就是处在静止中。
所以，在任何瞬间，箭都是静止的。
以上结论被一般地用来证明运动不可能。
亚里士多德的回答是：“时间并不由若干不可分的现在构成，正如大小不由不可分的部分构成一样。”换言之，他反对某物在同一瞬间既静止又运动这样的观念。因此，上述论证的第一个前提因其短语“在任何瞬间”，而建立在一个错误的基础之上。时间的周期并不由现实的无限瞬间或现在构成，正如线并不存在于现实的无数的点。时间周期可以无限地被分割，但这只意味着潜在的无限而非现实的无限。
第一因；无第一事件
在《物理学》第8卷，亚里士多德认为，所有变化必定有第一因，第一因本身是永恒的和不变的。运动在时间上没有开始，然而在作为整体的宇宙中必定存在着运动的源泉。有第一因，但没有第一事件。
亚里士多德试图证明，变化总是已经发生和将要发生，事实上不存在第一变化。他的这个想法来自他关于变化的定义，也来自以下常识：任何变化都以能够变化的事物的存在为前提。
他的第一个论证是所有变化都需要解释。但是，解释必须总要涉及先前的事件。为了解释事物（能够变化的事物）的产生，我们必须假定先前某些其他的变化，否则将既无可解释，也无从解释。既然任何变化都需要解释它为什么发生，而且解释必须关涉先前的事件，所以不存在第一事件。
亚里士多德还提出另一个论证来证明这个结论。这个论证以时间的本性为基础。时间本身不可能开始或终结，它是永恒的。但是，时间正是变化的可能性。与时间一样，变化本身不可能开始和终结。所以，没有第一时间。
在《物理学》中，亚里士多德提出下列论证来说明需要不动的推动者和第一因：运动在每一瞬间都需要推动者，任何运动着的事物都必须由他物来推动。但是，宇宙运动的初始原因不可能是一个被动的推动者，因为这将导致无穷后退。所以，必定存在着一个不动的推动者。在《形而上学》中，亚里士多德宣称，不动的推动者必定是现实的。所有的运动都意味着潜能，但运动的原因必须是现实的某物。例如，为了把某物加热，必须用已经是热的东西。我们可以把这个观点概括为如下主张：潜在事物的现实化必须由本身是现实的事物引起。按照这个思路，亚里士多德试图证明，不动的推动者必须是完全现实的事物。这是证明不动的推动者应当称作“上帝”的第一步。欲知后事如何，请听下回分解。
