第 21 篇 现代医学的自然科学基础（ 1）——机械论自然观作者：中国医药信息学会北京分会后现’DL论医学专业委员会主任委员杨鸿智现代自然科学，为我们提供了一整套以机械运动为基础的科学技术，并以这些技术为依托发展出机械化大 生产的生产方式，创造了发达的资本主义商品生产的社会生活方式，与此同时，机械论的自然科学，也留 给我们一个机械论的自然观、一种机械论的思维方式，当我们将要结束机械论的科学阶段进入下一个新的 系统理论的科学阶段时，机械论的自然观就成为我们思想中的袍袂，成为我们继续前进的阻力，为了克服 这个阻力，首先应该认识，知道它有什么特点，为此，下面将机构论自然观的有关问题作一介绍：一 机械论自然观的兴起从中世纪末期始，在逐渐加快发展的手工业和农业中越来越多地应用各种机械技术，为早期的机械论自然 观提供了大量丰富的感性材料文艺复兴以来日益发展的工场手工业，尤其是钟表业，更促进了机械技术 的发展并激发学者们借鉴机械技术的成功，用机械论的思想去理解大自然的运行许多学者在认识自然 规律时都认为自然界的运行与钟表等机械相类似应该说，当时的生产实践和生产力发展水平为机械论自 然观奠定了认识论和方法论的基础。
在他看来，自然界的一切都是服从机械因果律的二 对机械论的早期哲学概括法国哲学家、数学家、笛卡儿是早期机械论哲学的代表人物他的哲学是一种理性主义的二元论他把世 界分为两部分——形体世界与精神世界，对灵魂与肉体，内心感应与外部世界进行了严格的区分笛卡儿 认为，物质是形体世界里唯一的客观实体，一切形体都是做机械运动的物质他对物质运动、大体运动以 及人体的运行机构都作了机械论的解释笛卡儿以量的特征定义物质，认为物质的唯一特性是广延在这 样一个实体中，只有物物相触才能产生运动他提出了著名的“动量守恒定律”，认为物质的唯一运动形 式是空间位移在笛卡儿物理学中，宇宙是一个巨大的机械系统，在上帝提供给它“最初起因”之后，就 按照严格的机械运动规律运行下去笛卡儿将机械论引入生物界，他将动物看作具有各种生理功能的自然 机器他甚至提出人体本身也是一种“尘世间的机器”在他看来，人的活动也严格遵循着物理定律，人 作为机器与动物机器的区别，就是人要受到存在于他自身的“理性灵魂”的控制他认为，人除了思想之 外，机体的所有功能都象钟表一样是纯机械性的他赞赏哈维的血液循环理论，认为哈维的理论正好说明 了生命就在于血液的机械运动。
三 牛顿力学的影响与机械论哲学的成熟牛顿经典力学建立并获得巨大成功后，牛顿力学的思想和方法迅速向其他学科和领域扩展，带来了科学的 全面发展和兴盛如，道尔顿将有机械力作用的原子带进物理和化学，用原子论说明了气体的性质，把质 点和力的概论应用于化学库伦把平方反比关系引入静电学，揭示出静电力的内在联系安培依照万有引 力定律，写下了平行导线间的作用公式科学家们竞相模仿，力图把牛顿力学的定律推广到整个自然界， 并使牛顿力学的思想方法成为近代科学固定的思维模式在整个18 世纪乃至19 世纪，几乎所有的自然科 学家都按这种模式去研究自然甚至在 20 世纪初，卢瑟福还把原子看成与太阳类似的系统，用牛顿的思维 方式构造模型牛顿经典力学的建立和巨大成功又启发哲学将其概念范围和思想方法运用到哲学中，使机械论哲学很快发 展成熟与牛顿几乎同时，英国唯物主义哲学家霍布斯和洛克把机械论从自然科学扩展到哲学领域，使机 械观发展成为成熟的经典形态霍布斯曾被恩格斯誉为“第一个近代唯物主义者（18 世纪意义上的） 他建立了第一个比较完整的机械唯物论哲学体系，将力学范畴引入哲学，确立了物体、偶性、运动因果性 等基本范畴他把物体定义为不依赖于我们思想的东西，与空间的某个部分相合或具有同样的广袤。
在西 方哲学史上，他的定义是第一个比较完善的机械唯物论物质定义霍布斯将机械运动引入哲学，认为机械 位移是物体的唯一的运动形式世界的一切事物都受机械运动原理的支配，都可以用机械运动原理解释 他把一切运动都归结为物质在空间位置上的变动，提出人和自然没有本质区别，“心脏不过是发条，神经 不过是游丝，关节不过是一些齿轮甚至人类的推理活动也不过是机械的计算洛克吸收并发展了牛顿， 波义耳用微粒说概括物质性质的观点，认为微粒说“最能明了地解释物体的各种性质他把组成物质的 观点，认为微粒说“最能明了地解释物体的各种性质他把组成物体的物质微粒的空间结构和数量组合 看成物体的“实在本质”，当做决定一切物体特征的内在根据他认为，自然事物的一切特殊性都由物质 微粒的量的机械组合而决定用物质微粒的这些机构的量的特征可以说明自然界的一切现象霍布斯和洛 克使科学中的机械论自然观上升为机械唯物论哲学，使机械观的要领范畴得到进一步的概括和提炼，发展 为经典形态的机械观，即成熟的机械观其基本思想是：整个宇宙由物质组成；物质的性质取决于组成它 的不可再分的最小微粒的空间结构和数量组合物质具有不变的质量和固有的惯性，它们之间存在着万有 引力。
一切物质运动都是物质在绝对，均匀的时空框架中的位移，都遵循机械运动定律，保持严格的因果 关系物质运动的原因在物质的外部牛顿经典力学和英国机械论哲学传到法国后，对 18世纪法国思想界的启蒙运动起了决定性影响启蒙运动 中的唯物主义哲学家吸收了牛顿力学的成果和英国机械论哲学的主要内容，将公开的战斗的无神论思想引 入机械论，使经典的机械论进一步发展为极端化的机械唯物论百科全书派拉美特利和霍尔巴赫的哲学鲜 明地体现了法国机械唯物论的特点拉美特利的哲学体系表现出彻底的无神论精神他指出物质是唯一的 实体，是存在和认识的唯一根据，在整个宇宙只存在着一个实体，只是它的形式各有变化在《人是机器》 一书中，他不仅批判了宗教唯心主义的不死灵魂说，贝克莱的主观唯心主义和莱布尼兹客观唯心主义的“单 子论”，也否定了笛卡儿的二元论，直言不讳地宣称，自然界和物质无所依赖地在宇宙中独占首要地位， 没有给造物主留下丝毫空隙拉美特利对机体和心灵活动的形式作了机械论的解释，认为人与动物并无太 大的差别，人只不过比动物“多几个齿轮”，“多几个发条”它们之间只是位置的不同和力量程度的不同， 而决没有性质上的不同他说：“人体是一架会自己发动自己的机器；一架永动机的活生生的模型。
体温 推动它，食物支持它拉美特利关于“人是机器”的思想打破了自然哲学中唯心主义的最后壁垒，但是 其错误也是显见的他的哲学是极端形态的机械论哲学的代表第 22 篇 现代医学的自然科学基础（ 2）——决定论作者：中国医药信息学会北京分会后现’DL论医学专业委员会主任委员杨鸿智牛顿经典力学是近代科学成就的顶峰，他采用机械观的视角，运用一套严谨的数学理论来描述世界牛顿 把以培根为代表的经验的，归纳的方法，与以笛卡儿为代表的理性的、演绎的方法结合起来，把开普勒的 行星运动经验公式与伽利略的自由落体定律结合起来，总结出一切天体都有效的物体运动一般规律，这就 使牛顿的宇宙成为一个庞大的按精确的数学规律运转着的机械系统因此，机械观同严格的决定论紧密相 关，巨大的宇宙机器完全具有因果性和决定性；一切发生的事情均有原因，并导致确定的结果换言之， 一切东西都可以精确地解释和预言牛顿力学体系，以它的严密逻辑性和精美定量性，反映了它的正确和完善对天体和地球上物质的力学运 动给出了完整一致的解释，为建立统一的物质运动的宇宙观作出了伟大的贡献但是，西方科学的伟大奠 基者们都强调自然定律的普适性和永恒性他们寻求包罗万象的图式，普适的统一框架。
在这些框架中， 所有存在的事物都可以被表明是系统地，即逻辑地或因果地相联系着的他们寻求广泛的结构，这些结构 中不应为“自然发生”或“自动发展”留下空隙在那里所发生的一切，都应至少在原则上完全可以用不 变的普遍定律来解释牛顿科学的雄心就是提供一幅自然图景，该图景是普适的，决定论的，并且是客观 的、完备的，似乎已经达到了应有尽有无所不知的地步了近代经典科学以为已经发现了自然界变化的核 心处的永恒规律决定论是同非决定论对立的理论它承认因果关系的客观性、必然性、普遍性，是不依人们的意志为转移 的规律性牛顿力学体系把这种唯物主义决定伦机械化绝对化、凝固化，只承认因果必然性，否认任何例 外偶然性按照机械决定论者的观点，给定一个微分议程，给定一个初始条件，就能决定过去或今后发生 的一切排除了任何偶然性、特殊性、复杂性的可能这显然是片面的、错误的法国著名数学家、物理 学家、天文学家拉普拉斯学派，19 世纪初把牛顿的纲领，即把一切物理化学现象归结为力的作用，变成了 自己的正式纲领当拿破仑统治欧洲的时候，这个学派统治了科学界拉普拉斯把机械决定伦推向了极端： 他能在任意给定的瞬间观察组成宇宙各部分的每一物体的位置和速度，并能推断出该物体的所有变化，无 论是向着过去的，还是向着未来的变化。
拉普拉斯认为世界的面貌是由它一开始就决定了的，现在的物质 状态是由过去的机械状态所决定，以后的状态又是由现在的状态所决定自然界的全部发展过程是一条决 定性的因果链用形象化的语言表示那就是：自然界没有飞跃，没有偏向，没有波折，永远按同一轨道平 铺来去恩格斯在1886 年曾经这样评论说：“上一世纪的唯物主义主要是机械唯物主义，因为那时在所有 自然科学中达到某种完善地步的只有力学而且只有刚体（天空和地上的）力学简言之，即重量的力学 这是法国古典唯物主义的一个特有的，但在当是不可避免的局限性这种唯物主义的第二个特有的局 限性在于：它不能把世界理解为一种过程，理解为一种处在不断的历史发展中的物质这是同当时的自然 科学状况，以及与此相联系的形而上学的即反辩证法的哲学思维方法相适应的人们知道自然界是处在永 恒的运动中，但是根据当时的想法，这种运动是永远绕着一个圆圈旋转，因而始终是停留在同一地点：总 是产生同一的结果由于当时太阳系发生说刚刚提出，地球发展史即地质学还完全无人知晓，而关于现 今的生物是由简单到复杂这样一个长期进化的结果，还根本不可能科学地产生出来因此，对自然界的 非历史的观点是不可避免的。
经典的理论构成了确定论的描述框架，整个宇宙是一架硕大无比的钟表，过去，现在和将来都按照确定的 方式稳定地有序地运行相对论的创立突破了牛顿的绝对时空观，但在我们生活的宏观低速世界里，爱因 斯坦并未向牛顿的钟表模式提出挑战但统计物理和量子力学的创立，揭示了微观粒子运动的随机性，大 量微观粒子的运动遵循着另一种规律——统计规律描述统计规律的概论论方法从此获得了独立的科学地 位，世界又获得了另一幅随机性的科学图象确定性联系着有序性，可逆性和可预见性随机性联系着无 序性、不可逆性和不可预见性确定论（即决定论）和随机论是在认识论和方法论上相互对立的两套不同 的描述体系这两大体系虽然在发展过程中，在各自的领域里“成功地”描述过世界，但客观世界只有一 个，世界到底是确定的还是随机的？是必然的还是偶然的？是有序的还是无序的？是否将世界分成两半？ 这是一个长期争论而未得到解决的问题，在混沌发现之前，科学已认识到，随机性可以起源于大数现象和 群体效应但人们长期认为，随机性只是某些复杂系统的属性经典科学不论在宏观世界还是微观世界， 都追求精确和清晰地描述物质运动的确定性规律一旦发现了复杂的非线性的不确定的现象，就加以忽略 或无力解释。
极小误差、四舍五入、满于近似值经典科学一遇到非线性，就把它们当作“例外”，“小 项”、“误差”、“噪声”，舍弃然而，混沌研究表明：一些完全确定性的系统，不外加任何随机因素 初始条件也是确定的，但系统自身会内在地产生随机行为，而且，即使是非常简单的确定性系统，同样具 有内在随机性内在随机性的根源出自于系统自身的非线性作用即系统内无穷多样的伸缩折叠变换自 然界和人类社会绝大部分的系统都具有这种非线性特性因此，随机性。