吴国盛 | 物质是无限可分的吗？（下）
▲吴国盛
作者 吴国盛 （本号主编，清华大学科学史系教授）
责编 许嘉芩 刘愈
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田松按：
一篇长文章分成两半，还是一篇文章，两半需要联起来看。上一半按语中说到，文章开篇先进行词语分析，建构了一套概念框架，相当于一个坐标系，然后，把直接讨论或间接涉及物质是否无限可分的思想和观点都放在这个坐标系里。如果把三个坐标轴看做三把尺子，则相当于把古往今来的思想和观点都用这三把尺子量一下。一把尺子是关于物质模型的，看你是连续体模型还是离散体模型？一把尺子是关于可分割的，看你说的是物理上可分割，还是数学上可分割，一把是关于可分辨的，看你说的是物理上的可分辨，还是思维上的可分辨。这三把尺子也相当于三把刀子——锋利的语言如刀，所以话能伤人——对前人和今人的思想重新切割。
这篇文章的上一半，衡量、分析、切割的是主要是前人，历史上的种子论、原子论、单子论等；在这一半里，衡量、分析、切割的是今人，当时学术界争论中的出现各种观点。
文章最后，吴国盛对于物质是有限可分还是无限可分，并没有提出很强很明确的观点。但是他提出了明确的主张——哲学思辨要建立在物理学之上，会比较靠谱。
按照今天时下里的要求，可以问，这篇文章的创新点在哪里？这篇文章论证了什么？
文章结尾部分提出来的主张“哲学思辨应该建立在物理学之上”，其实并不是文章讨论的主体内容，也没有经过论证，基本上就是直接拿出来了。而这篇文章的主体部分，无非是把从前现在的相关论点拿出来，重新说了一下，岂不是相当于一个综述？
其实不然，此文最大的创新点，就是文章开篇建构的坐标系，几把尺子。所以这篇文章不是一个综述，而是用新刀子切一个老土豆。但是，问题又来了。这个坐标系，也没有经过论证，就是直接拿出来了！——仿佛这个东西是天经地义的似的，仿佛这个坐标系早就在哪儿了。
的确，这几本尺子看似很不起眼儿，貌似没有什么了不起的嘛！吴国盛似乎也没有把这作为很重大的发现，就是说出来，直接用了。——按照当下的论文习惯，应该对这件事儿浓墨重彩，作文献综述，作论证，论证为什么这个坐标系是成立的、是可行的才对。比如，可分，除了可分割、可分辨，就不能做别的解释了吗？这事儿需要论证啊！但是没有，他就这么任性地、悄无声音地用了。读者不明就里，不由自主地就进入了他的概念框架，去看第一章了。
如果把这篇文章作为一篇好文章，那么，这篇好文章告诉了我们两个道理：
1，重要的创新不是论证出来的，是直接呈现的；
2，重要的想法看起来是简单的。
在这篇文章里，最重要的部分，最大的哲学原创，最艰难的工作，是文章的引言。至于正文洋洋洒洒的长篇大论、广征博引，在前互联网时代，属于苦力活，在今天的数据库时代，是个不怎么严重的苦力活。尤其是时人之论，几乎是个关键词选择问题了。
关于“物质无限可分”的思辨谬误
既然物质无限层次结构观是一个完全空洞的理论，那么由之导出的也只能是一个同样空洞的物质无限可分理论。但是，如果最终导出的是一个具体的基本粒子结构观，例如认为夸克是禁闭的或不是禁闭的，那么，这中间就必然存在大量错误的直觉、想象和猜测，我统称之为思辨谬误，这些谬误分布在关于“物质无限可分”所进行的论证、论争和批判之中，下面分别述评。
1
论证谬误
李春生论证说[1]：“（一）自然界的任何物质层次都有内部结构，物质结构的层次是无限的”，如何标志层次呢？他说：“自然界的多种多样的物质形态，按其质量的大小和空间尺度的不同，可区分为不同的物质层次”，又说：“任何物质层次都占有一定空间，都有空间结构，具有可入性。”这正是我前面已经加以评述过的新原子论观点，首先，它把质量和空间广延这两个连续量数学上的无限可分性，等同于物理上的可分性，不懂得在微观领域这两个量不再是连续量；其次，它完全处在德谟克利特的水平，靠引入“虚空”的空间，使物质具有可入性，实际上，突破直接的可感性，空间也是场，也是物质，不存在可入性问题。
他接着论证说：“（二）在构成整个自然界基础的非生命界中，一切物质结构层次内部都具有吸引和排斥的共同矛盾。”因而，“'夸克禁闭’决不是不可克服的障碍。”在这里，“吸引”和“排斥”是作为一对矛盾出现的，但它的含义从来也没有被定义过，在太阳系中，吸引指的是太阳与行星间的引力，排斥指的是行星沿切线方向的运动；在宏观物体内部，吸引指的是分子间的电磁力，排斥指的是分子的热运动；在原子内部，吸引指的是原子核与电子间的电磁力，排斥指的是电子的绕核运动。可见，吸引往往是指的某种真实的物理作用，而排斥则是物质的运动，那么，是否“一切物质结构层次内部都具有吸引和排斥的共同矛盾”呢？物理学告诉我们，基本的相互作用实际上就是作用子的运动，如电磁作用是光子的运动，强相互作用是胶子的运动等等。在较大尺度中，粒子与作用子在物理上是可以区分的，因而粒子的运动即排斥与作用子的运动即吸引是独立存在的，是可以构成矛盾的对立统一（暂且认为两件事物的对立可以称作矛盾），但是在更小的尺度里，这两者的物理效应便不可分辨了，都成了基本粒子的运动。在这里，假如还用吸引和排斥的普遍矛盾来推论可以打出自由夸克（可否打出夸克本来是物理学的问题），那就象断定南北极的太阳每天必定从东边出来一样可笑。
查汝强论证[2]说：“（１）根据对立统一规律，事物都有内部矛盾，所以，不可能有绝对单纯、'铁板一块”的东西；（２）根据空间是物质存在的形式的原理，物质层次再小，也有广延性，就有整体和部分的区别；（３）每一层次的物质都具有各种特性，这些属性都决定于其内部结构。物质层次不可能没有其特性，因此也不可能没有其内部结构。”于是，“物质结构从小的方面说，是无限可分的。”实际上，这三个论证顶多不过证明了物质具有无限层次的结构，物质在思维中是无限可分的（这一点其实不用论证，前面已说过，数学上的分割和思维中的分辨总是可能的），并没有证明它所希望论证的“物质结构在物理上是无限可分的”。
论证（１）的问题是，由于没有对普遍存在的矛盾的含义加以限定，我们完全可以说，事物虽然都有内部矛盾，但并不一定是导致它具有物理结构的矛盾，因而在物理结构上“铁板一块”未必就违反对立统一规律，例如：我们完全可以称它在空间尺度上是大与小的对立统一，在运动方面是动与静的对立统一等崐等。
论证（２）的问题是，把广延性部分与整体在思维中的可分辨，等同于物理的无限可分辨，这是不正确的。在一定的尺度和一定的能量条件下，被物理手段分裂出的两个粒子总不是原先那个粒子的两个组成部分，而是物理手段与被分裂粒子相互作用产生的新粒子，新粒子的空间尺度或质量可以大于被分裂粒子，可见此时，用物理手段原则上不能分辨出一个粒子的整体与部分。至于“空间是物质存在的形式”这个原理，本来就是含糊不清的，在这里被论证者理解为“任何物质都有广延性”，这表明论证者还只局限于可感、可经验的物质来讨论“物质的可分性”问题，因为作为连续特征的广延性，在极小尺度的时空量子化之后就丧失了它的特定含义。
论证（３）运用了原子论的基本思想，得出的结论也无可非议。但问题是，存在内部结构未必能用物理的方法加以揭示和分辨，更不用说用物理手段把各部分从总体结构中分离开来。
综上所述，三论证只证明了物质在思维中具有无限层次结构，然而却作了物质无限可分的结论，这一来说明，它所说的无限可分实际上就是物质结构在思维中的无限可辨性，二来说明它根本没有意识到思维中的可分性与物理上的可分性有着绝然的不同。把思维中的联系直接外化成现实的联系，是造成思辨谬误的根本原因。
2
论争谬误
金吾伦指出[3]，由于“构成主义”物质结构观已日益暴露其局限性，因而以此为思想基础和理论根据的“物质无限可分论”不能无条件适用了。王干才反驳了这种观点。[4]
基本粒子是否可分，是一个物理学问题，而物质是否无限可分，却是一个自然哲学问题。肯定了前者，未必证实了后者，否定了前者，必定否定了后者。王干才没有去正面论证物质的无限可分性，而是千方百计的去维护前者不被否定，在这个层次上进行争论不可能有结果，因为基本粒子是否可分的问题，不是哲学所能解决的。
王干才说：“今天的科学实验虽然没有能够找到自由状态的夸克，但却发现了基本粒子并不象有些人所说的那样只是数学上的点，而是有一定大小、结构的一系列事实。”“所有这些都一再证实基本粒子并不'基本’，而是有着内在结构，可以进一步分割的。”这里显然抹煞了“可分辨”与“可分割”两者的不同，因为，所列举的事实只说明了可以通过物理方法分辨出基本粒子的内部结构，由此并不能直接推出“可以进一步分割”。
金吾伦引用了希尔伯特一次讲演中的一大段话[5]，并认为这段话是对物质无限可分论提出的批评。实际上，希尔伯特在这里主要是批评那种认为数学的无限在经验世界有其实在性的观点，他阐述了随着自然科学的发展，人们日渐认识到，任何物理客体都不是连续体结构（均匀连续流），而是离散集合体，实在中没有一处是那种数学上可以无限分割的连续体。由于希尔伯特在此主要不是提出一种物质结构观，因此他没有接着指明离散元素是连续体还是离散集合体，但按照他的思想贯彻下去，他必定是主张离散元素（如原子、电子、能量子）也是离散集合体而不是连续体，所以希尔伯特如果有物质结构观的话，也只能是本文曾评述过的新原子论。新原子论批判的是“种子论”的无限可分论，却坚持着自己的无限可分论，但总之说的都是思维中的无限可分。希尔伯特倒不是否定物质在数学上的无限可分性，相反，他承认这一点，但他强调指出崐数学上的无限可分性与实际的无限可分性不可同日而语，前者是可能的，后者则是不可能的。不讲明物质无限可分的含义，便断定希尔伯特这段话是对物质无限可分论提出的批评，是容易混淆问题的。
3
批判谬误
李春生批判“一尺之棰，日取其半，万世不竭”说：“它不了解物质分割的连续性和间断性的统一，把'分’仅仅理解为机械分割。”[6]这纯粹是捕风捉影，惠施所讨论和揭示的，是关于连续体的无限可分割性，根本不是关于“分割”的物理方式问题。这里反映了批判者自身就没有把连续性与离散性，数学可分与物理可分加以区分。
李春生认为“绝对幽禁”理论是“只强调了夸克之间的吸引作用，忽视了排斥作用”，并举出牛顿的太阳系理论，认为它也因为片面夸大了吸引作用，忽视了排斥的存在，因而陷入了唯心主义[7]。这里，批判者首先把行星沿切线方向的速度从何而来和太阳系是如何能够稳定存在这两个问题混为一谈。牛顿的问题是前者，而所谓吸引与排斥的对立统一则是为了解决后者；其次，解决后者根本无须什么排斥力，拉普拉斯继康德之后，马上指出，由于存在角动量守恒，太阳系只需要引力就可维持稳定，并且事实上也不存在什么排斥力，至于批判者说什么“地球沿切线方向的作用力”，更是物理上一窍不通的语言。牛顿、康德和拉普拉斯的例子告诉我们，最终解决物理学问题的，不是哲学的思辨，而是物理学自身。夸克是否绝对禁闭，也只有物理学才能最后判明。
查汝强批判原子论说：“原子论者只看到物质的间断性、不可入性这一面，因此他们在许多问题上陷入了不可解决的矛盾中”。他列举了三个不可解决的矛盾：（１）“他们认为最终的数学原子有广延性，却又认为它没有形状，（因为如果有形状，就可以分割），这样就陷入了有内容（广延性）而没有形式（形状）的错误”；
（２）“他们把原子论的观点推广到运动问题上，认为时间也是不可分的瞬间的集合，因而将运动看作静止要素的总和，一个不连续过程”；
（３）“他们在原子之间的相互作用问题上，认为原子只能通过直接接触的方法（碰撞或通过'小钩’机械联结）发生相互作用，这样也就使自己陷于两难境地：或者承认物质构造是连续的、紧密无间的（通过机械联结）构造，这样就和自己的理论前提相矛盾；或者认为物质构造是间断的，这样就无法解释物质以相互联系的稳定物体形式而存在的事实。”[8]
由于以上构成前两个不可解决矛盾的观点都没有注明出处，不知是历史上真有此观点还是批判者自己的引申发展。德谟克利特明确指出，原子有形状和大小，即既有广延性又有形状，至于原子的不可分，是因为它坚硬，而不是因为它没有形状，原子的不可分是物理上的不可分，而不是数学上不可分。批判者为了造出矛盾（１），便先令数学原子有广延而无形状，这既反映了他不懂得物理可分与数学可分的不同，又反映了他的批判是一种“为矢造的”式的批判。
原子论只是说物质是离散的，并未讲时间与空间是离散的，相反，倒是暗含了虚空的连续性。矛盾（２）实际上是芝诺悖论中的“飞矢不动”论，芝诺所批判的观点并不是原子论的观点（况且原子论出现的年代在芝诺之后），芝诺提出四个悖论，目的在于说明无论时空是连续的还是间断的，运动和变化都不可能。批判者断定芝诺“认为物质是连续的、是无限可分的”，是缺乏根据的。矛盾（２）依然是一种“为矢造的”式的批判。
由以导致矛盾（３）的观点，的确是初期原子论的观点，但矛盾（３）是不成立的。首先，通过小钩机械联结众多刚性原子，并不必是连续、紧密无间的构造，“小钩”既意味着原子与原子之间仍有虚空，也意味着这种机械联结是可崐以被原子的无序运动所冲散和打破，尽管钩与钩之间有连续、紧密无间的接触点。所以，承认原子直接的接触作用，并不与原子论的基本前提发生矛盾；其次，稳定的物体只是一种宏观表象，在原子层次看来，它不过是由于旋涡运动而聚集在一起的一群原子。以原子层次的离散性来解释说明可感物质的稳定与变化、形状与性质，这正是原子论的基本思想。批判者混淆了两个不同的层次，当然无法理解何以间断的原子可以解释物体的稳定性。
科学问题还是哲学问题
当我们明确了物理可分与思维中可分的不同之后，我们就会立刻发现，哲学上关于物质结构的任何思辨，都不具有实际的物质结构论意义，因为实际的物质结构，都只能通过物理学才能确定。如果哲学的思辨硬要指导物理学的工作，那必定是以思辨的谬误去干扰物理学的正常发展。主张物理学问题只以由物理学去解决，这是我们讨论问题的基本出发点，只要是希图通过思辨去解决物理学问题，不论是主张基本粒子可分，还是主张基本粒子不可分，都是不可取的。
哲学史上关于物质结构的论断，虽然不具有真实的物质结构论意义，但并不是没有意义的。首先，在近代科学出现之前，哲学兼有科学的任务，它的物质结构理论，作为一种前科学，对后世科学有启发意义；其次，哲学史上的哲学家延袭自然哲学传统，往往通过论述物质结构，来表述某种深刻的哲学思想，这些哲学思想作为一种认识论和方法论，常常对自然科学的发展起着重要的积极作用。
这几乎是哲学史上一种常见的现象。泰勒斯认为万物起源于水，表述的是一种世界统一性和世界有共同的物质始基思想，正是提出这种把握世界统一性的研究规范，使泰勒斯成为西方哲学的鼻祖。至于万物起源于水这种论断本身，仅仅被作为一种表述思想的语言工具，而这种语言工具是有时代的局限性的，标志着当时自然科学的发展水平。
我认为，无论是原子论还是新原子论，都只是用来表述某些哲学思想的语言工具，在今天的自然科学看来，原子论和新原子论都是一种过时的物质结构理论，我国哲学界死抱住这些具体的理论不放，这既降低了自己的自然科学水平，也忽视了其中蕴涵的真正的哲学思想。
是原子论而不是种子论为近代科学的产生和发展提供了思想渊源，这就说明原子论是一种更为有效的方法论。同样，经典作家论述物质结构的主要目的在于，阐明人类关于世界的认识永无穷尽这样一个认识论观点。
1
原子论的方法论意义
首先，原子论认为任何物质现象都不是偶然和孤立的，而是有着共同的原因，更深层次的原子的运动和结合能为它们提供规律性的说明。原子论把自古以来人们追求世界统一性的意图，具体化为寻找构成万物的最终物质实体，由物质自身说明物质，这正是近代科学的精神。时至今日，物理学的大一统工作依然是在找寻一个物理客体（物理方程、初始条件和物理解释等），使之成为能说明任何可能出现的物理现象的“宇宙之砖”。与寻求统一性的这一纲领相反，自然哲学的纲领则是力图通过概念的辩证综合来完成这种统一性。很显然，后一纲领是虚妄的。
其次，原子提供了质量的根据。虚空提供了真空的根据，原子论促使人们去研究物质成分，计算原子量和粒子的大小，并探讨原子量与化学性质的关系，这一切都为近代物理学和化学提供了研究纲领。
种子论只表征了连续量逻辑上的无限可分性，并没有指出一个判明物体是连续体还是离散集合体的方法。原子论不但明确指出物体是离散集合体，客观物体是物理上可分割的，而且认为，离散元素（原子）是物理上不可分的，这就可以诉诸物质手段加以检验。种子论的思想无须物理检验也能成立，这是它未融入近代科学精神的一个根本原因。
2
经典作家通过论述物质结构所阐明的认识论观点
被国内哲学界经常引用的关于物质结构的经典语录，可以全部列举如下：
ａ．“作为物质的能独立存在的最小部分的分子”，“是在分割的无穷系列中的一个'关节点’，它并不结束这个系列，而是规定质的差别”，“从前被描写成可分性的极限的原子，现在只不过是一种关系。”[9]
ｂ．“各个不同阶段的各个非连续的部分（以太原子、化学原子、物体、天体）是各种不同的关节点，这些关节点决定一般物质的各种不同的质的存在形式。”[10]
ｃ．“原子决不能被看成简单的东西或已知的最小的实物粒子”[11]
ｄ．“自然界中没有绝对的界限”，“电子和原子一样，也是不可穷尽的，自然界是无限的，而且它无限地存在着。”[12]
从这些语录中，我们发现，经典作家们并没有很明确地提出物质结构的无限可分割观点，相反，他们极其明显地强调，人类关于自然界的认识是永远不可能完结的。我认为，他们用思辨的语言讲述的，不是物质的具体结构，而是从认识论角度阐明的认识无限性观点。
恩格斯在ａ和ｂ中所讲的质，不能狭隘地理解为物质的质量和广延大小，而应该理解成“关于这种物质自然科学所达到的认识水平”。恩格斯在ｃ中的断言，主要是依据当时自然科学的成就，其次，他自己也承认，“每个人只要高兴，都完全有理由设想自然界中一定还存在着和 x， x等等相似的东西。”[13]说原子不能被看作已知的最小的实物粒子，基本上是一种设想。
列宁在ｂ强调的是不可穷尽，而不是无限可分，在同一地方，他还写道：“辩证唯物主义坚决认为，日益发展的人类科学在认识自然界上的这一切里程碑都具有暂时的、相对的、近似的性质。”[14]可见，列宁想说的是，自然科学的任何阶段，都是关于自然界的相对认识，永远不可能达到绝对认识，因为人类认识永无止境。
通过以上的考察，我们可以得出如下的结论：
（１）物质可分性有着多重含义，哲学史上的物质结构观不可以抽象地划分成坚持可分性与坚持不可分性两类；
（２）国内哲学界流行的物质无限层次结构观，作为一种物质结构观是空洞抽象的，由之导出的物质无限可分论也是空洞抽象的；
（３）国内流行的用以指导基本粒子物理学的具体物质结构观，是一种新原子论。新原子论同时继承了种子论和原子论的优点和缺陷，在现代物理学看来，是一种陈旧过时应该加以变革的物质结构观；
（４）国内哲学界关于物质无限可分问题产生了不少思辨谬误，其根本原因是混淆了数学的可分割与物理的可分割、思维中的可分辨与物理的可分辨以及物理的可分割与物理的可分辨，总之，是把思维中的联系直接当成了现实的联系；
（５）物质结构问题是物理学问题不是哲学问题，但由于自然哲学传统的影响，哲学家还是惯用自然哲学语言表述某种认识论和方法论思想，同是通过描述物质结构，古希腊的原子论为近代提供了有效的方法论，马克思主义经典作家则阐明了人类认识不可穷尽这一认识论原理。
这就是我对本文题目的回答。
参考文献
“试论物质无限可分的客观依据”，见《自然辩证法论文集》，人民出版社１９８３年版，第１９６－２１５页。
“二十世纪自然科学和辩证自然观”，见《现代自然科学的哲学问题》，吉林人民出版社１９８４年版，第４５７页。
金吾伦：“对'物质无限可分论’的再认识”，《光明日报》１９８６年１０月６日第三版。
王干才：“轻易否定'物质无限可分论’难以服人”，《光明日报》１９８６年１２月８日第三版。
转引自丹齐克《数──科学的语言》，商务印书馆，１９８５年版第１９８页。
李春生：“试论物质无限可分的客观根据”，《自然辩证法论文集》第１９７页。
同上，第２０７－２０８页。
《现代自然科学的哲学问题》，吉林人民出版社１９８４年版第４５４－４５５页。
《马克思恩格斯全集》，第３１卷，第３０９页。
恩格斯《自然辩证法》，人民出版社１９７１年版，第２６９页。
同上，第２４７页。
《列宁全集》，第１４卷，第２７６－２７７页。
《自然辩证法》，人民出版社１９７１年版第２４７页，着号为引者所加。
《列宁全集》，第１４卷第２７７页。
【原载于《自然辩证法通讯》1987年第4期，转载请注明出处。】