近代科学技术革命：“实体”对象及对“实体”的认识

[摘要]16世纪，牛顿力学的建立引起了18世纪中叶的第一次科学技术革命，极大地推动了社会经济的发展，导致英、法、德、美等主要资本主义国家先后完成了工业革命。1873年，麦克斯韦电磁学理论的建立又引起了近代第二次技术革命，促使人类的科学、技术、经济和社会得到更迅猛的发展。综观16到19世纪的科技成就，都是建立在“实体”性思维的基础上的。其基本路径是：近代科学把自然“实体”作分门别类的科学研究，科学“实体”渗透进技术“实体”，并催生出经济“实体”。反过来，经济“实体”以及市场的需要又极大地推动了技术的进步乃至科学研究水平的提高。近代科学的辉煌，实际上就是关于“实体”科学的辉煌。

[关键词]近代科学技术革命；“实体”；物质；能量

[作者简介]高剑平，上海财经大学博士后，广西民族大学副教授，哲学博士，上海200433

[中图分类号]B01

[文献标识码]A [文章编号]1004－4434(2007)10－0014－04

16世纪，自然科学研究发生了历史性的大转折，形成了以牛顿经典力学为中心的科学体系。并随之引起18世纪中叶的第一次科学技术革命。这次科学和技术革命极大地推动了社会经济的发展，导致英国、法国、德国、美国等西方主要资本主义国家先后完成了工业革命。工业生产的发展，必然要求自觉地利用自然科学，同时又为自然科学研究提供了先进的技术手段，使得近代自然科学进入了全面的发展时期。而随着1873年麦克斯韦电磁学理论的建立，又引起了近代第二次技术革命，促使人类的科学、技术、经济和社会得到更迅猛的发展，写下了光辉灿烂的篇章。综观16到19世纪这一时期的科技成就，都是建立在实体性思维的基础上的。也就是说，近代科学的辉煌，实际上就是关于“实体”科学的辉煌。

一、近代第一次科学技术革命：“实体”科学的革命

1　近代科学诞生的主要标志是建立了一套有别于古代和中世纪的关于“实体”的自然观和方法论

近代科学诞生的主要标志是建立了笛卡儿——牛顿机械自然观和实验——数学方法论。其主要内容为四个方面：第一，主客体分离，即人与自然的分离；第二，自然界的数学设计；第三，物理世界的还原论说明；第四，自然界与机器类比。

从此，科学沿着两种传统发展：一种传统是通常所说的“经典科学”，包括天文学、力学、数学和光学，它们在方法论上以数学和理论为基础，规范而严谨；另一种是培根式的“经验科学”，依靠仪器，注重定性和定量分析，在方法论上更看重实验。这两种传统既平行又交织，共同促进了科学技术向前发展。

而无论是依靠理性思维的“经典科学”，还是依靠仪器，注重定性和定量分析的“经验科学”都有一个共同的理论预设：世界的本质是简单的，它是由刚性不变的“实体”构成，外部世界复杂性是由种种简单性“实体”聚合而成，并在“实体”层面得到还原论的清楚解释和充足说明。科学的任务就是探明宇宙的最终“实体”，而科学中的所有学科最终都可以统一到“实体”上来。

牛顿机械自然观认为，决定自然界物体千差万别的是微粒量和空间排列的不同；运动不是物质性质的一般变化，而本质上是位置的改变；一切运动包括生物的生长不是受神秘的力的驱使，而是机械位移和机械碰撞的结果。机械自然观还主张，科学的任务不是寻求最终的目的论解释，而是对运动作出数学的描述；机械模型可以说明包括人体在内的一切自然事物；自然应该成为人类理性透彻研究的对象。这实际上就意味着：微观(小的)世界是不变的、简单的，而大的(宏观)世界是可变的、复杂的。但复杂仅仅是数量的多寡，并且是由种种简单堆砌叠加而来。

牛顿和笛卡儿在近代科学史上具有无与伦比的重要性。牛顿实现了近代科学史上的第一次理论大综合。牛顿力学的成功，实现了人类对自然界的第一次真正的科学认识。第一次使人们看到了这种研究刚性不变的质点的“实体”科学的威力。海王星的发现及其运行轨道的精确计算，哈雷彗星按预定时间的重现更是使牛顿关于质点的“实体”的力学声威大震。牛顿力学体系在人们心目中建立起一座光辉的大厦，其内部有严密完整的逻辑结构，外部是辉煌壮丽的总体轮廓。爱因斯坦曾在为纪念牛顿逝世200周年而作的《牛顿力学及其对理论物理学发展的影响》一文中说道：“牛顿成功地解释了行星、卫星和彗星的运动，直至最细微的末节，同样也解释了潮汐和地球的运动——这是无比辉煌的演绎成就。”

牛顿在近代科学革命中的重要性还在于他在塑造而形成的永不磨灭的“实体”的科学传统。牛顿的工作代表了当时科学革命的顶峰，同时还为天文学、力学、光学以及其他一些学科确定了研究方向，开辟了科学发展史上一个崭新的时代——分析时代。人们对自然和社会的各个细节——即各种“实体”进行分门别类的研究，专业分工越来越细，各门“实体”学科不断分化出来，形成自然科学、社会科学、技术科学三大领域，出现了众多的学科分支。

牛顿定律的推广带来了其他学科的发展和兴盛。牛顿力学出现以后，人们在科学研究中首先想到的是有关“实体”的牛顿定律以及“实体”在本学科中的运用。道尔顿将机械力作用的“实体”——原子——带进物理和化学，用原子论说明了气体的性质，把质点的力的概念应用于化学；库仑把万有引力定律的平方反比关系引入静电学，揭示出静电力的内在联系；道尔顿指出组成物体的质点或原子都要受到引力的束缚；安培仿照万有引力定律毫不犹豫地写下了平行导线间的作用力的公式，从而开创了电动力学领域。

近代科学的另一个显著特征是它的数学化。自然的数学结构是近代科学先驱们深信不疑的真理，它也是机械自然观最重要的组成部分。用这个自然观去指导科学就形成了对“实体”的研究追求精确、清晰和周密的分析方法，使得“实体”的科学取得了长足的进步。这种精确到最细微末节的辉煌成就，使得牛顿力学“直到19世纪末，它一直是理论物理学领域中每个工作者的纲领”。被牛顿系统化了的科学方法和思维方式受到科学家的竞相模仿，成为近代科学固定的模式。在18～19整整两个世纪，几乎所有的自然科学家都以牛顿力学提供的准则和方法去研究自然，发展智慧。牛顿的影响达到了前所未有的高潮，同时也标志着初始形态的“实体”的机械论开始走向成熟的经典形态。

2　近代自然科学技术的发展。是关于“实体”的科学研究与“实体”的资本主义市场经济相互促进、相互发展的产物

在技术领域，一方面，由于以牛顿力学为代表的“实体”的自然科学的发展为近代第一次技术革命提供了坚实的科学基础；另一方面，社会“经济实体”的需要也是近代第一次技术革命的推动力量。近代自然科学技术革命就是以此两者相互推动的方式进行的。

科学“实体”渗透进技术“实体”，催生出经济

“实体”。反过来，经济“实体”以及市场的需要又极大地推动了技术的进步乃至科学研究水平的提高。

恩格斯指出：“如果说，在中世纪的黑夜之后，科学以意想不到的力量一下子重新兴起，并且以神奇的速度发展起来，那么，我们要再次把这个奇迹归功于生产。”资本主义生产的发展必然寻求海外扩张，寻找殖民地与新的海外市场。而扩大市场的要求又推动了航海事业的发展。1492年哥伦布发现新大陆，1498年达伽马从葡萄牙首次航行印度成功，1519年麦哲伦第一次环球旅行。这些发现为世界贸易打下了基础，也为从手工业发展到“经济实体”——工厂制度创造了良好的条件。新的“经济实体”——资本主义经济生产制度采用了新的生产工具、新的能源、新的劳动对象。这就需要具体地分析自然界“实体”的一些具体物质形态和运动形态。机器的采用，需要研究各种金属的性能；金属的冶炼，需要进一步研究找矿的规律，需要有各门类“实体”的科学——物理学、化学、冶金学、地质学等门类学科的知识。因此，恩格斯说，生产和社会需要，比10所大学更能把科学推向前进。

告别了中世纪封建的生产方式，资本主义“经济实体”迅速崛起。从某种程度上说，近代第一次产业技术革命是以机器生产为主体的“经济实体”——工厂制度代替以手工操作为基础的手工工场的革命。它的发生是资本主义经济发展的客观要求所决定的。英国的产业革命始于18世纪下半叶，到19世纪中期基本完成。用哲学的语言表述，它始于“实体”的研究。用科学技术的语言表达，它始于“物质”、“能量”的研究与应用。也就是说，工业革命，它始于工具机的改革，发展于动力机的革命，即开始于“珍妮纺纱机”，发展于“瓦特蒸汽机”。由于蒸汽技术的突破，促进和带动了种种“物质”的技术——机械技术、造船技术、机车技术、冶炼技术和化工技术的发展，产生了新的利用“能量”的技术——发明了新的动力机、传动机和工具机，形成了近代第一次技术革命，人类对于“能量”的利用进入到蒸汽动力时代。而蒸汽技术革命则大大加速了“经济实体”——产业的现代化进程，使“物质”——材料、“能量”——能源、“经济实体”——产业结构及生产组织都发生了很大的变化。社会更是发生了全面的变革，其突出的标志是“机械化”。人类从木材时代进入到煤铁时代，人类社会开始由农业社会进入到工业社会，人类文明从第一次浪潮进入到第二次浪潮。

继英国产业革命之后，法国在19世纪20年代，德国在19世纪30～40年代，美国在19世纪60年代，日本于19世纪60年代末，先后进入产业革命时期。它们利用了英国的技术和经验，分别用30～40年的时间完成了本国的产业革命。

上述国家都是沿着科学“实体”渗透进技术“实体”并催生出经济“实体”的道路走过来的，并成功地实现了各自的社会转型。

首先，在第一次科技革命中，整个工程技术系统，技术“实体”是以“技术群”的方式存在的。各种技术的发展是相互制约、相互影响的。技术之间存在着各种横向联系。这些横向联系是：技术之间的互相依存关系——一种技术得以出现并在生产中得到应用，必须以另一种技术的存在为前提，否则该技术就不可能成为现实的技术；一种技术可以运用于多种技术领域和多种生产过程之中，而促使各种技术相互渗透；技术之间的锁链关系——一种技术出现后，会锁链般地引起一系列技术的产生。正是因为技术之间的横向联系，使得任何技术都不会也不可能单独向前发展，某一新技术产生以后，它就会影响其他技术的发展。

其次，在第一次科技革命中，技术革命又直接推动了科学的发展。以新的“物质”形态——机器为基础的大工业生产只有不断地更新技术，才能使资本家的“经济实体”——工厂保持竞争力。而技术的进步有赖于“实体”科学的研究进展。如要提高蒸汽机的热效率，迫切需要热力学的理论指导。著名的卡诺定理就是探讨热效率的。而蒸汽机的发明和应用为后来的“能量”守恒和转化定律的发现创造了物质基础。又如在纺织业和农业中曾经提出的合成染料、合成肥料等问题，促进了种种“实体”科学，如无机化学、有机化学和分析化学等学科的发展。

第一次科学技术革命为自然科学的发展和运用开辟了广阔的道路。马克思在《机器、自然力和科学的运用》中说，只有资本主义生产方式才第一次使自然科学为直接的生产过程服务，同时，生产的发展反过来又为从理论上征服自然提供了手段。随着资本主义的扩展，科学因素第一次被有意识地和广泛地加以发展、应用，并体现在生活中，其规模是此前的时代根本想象不到的。

二、近代第二次科学技术革命：“物质”、“能量”思维的巨大胜利

第二次技术革命的发生同样是以“实体”的理论即自然科学理论突破为前提的，自然科学理论在第二次技术革命中起着决定性的作用。如果说在第一次技术革命中，自然科学理论的指导作用还不明显，工具机、动力机的发明与革新，工匠技艺经验的积累起着主要作用的话，那么第二次技术革命的情况就不同了。无论是电机的发明，还是无线电通讯技术的诞生，关于“实体”的自然科学理论都在其中起着决定性的作用。奥斯特发现电的磁效应，成为电动机的技术原理；法拉利第发现电磁感应定律，成为发电机的理论基础。没有电磁学的这些成就，电机的发明是不可能的。同样，如果没有麦克斯韦的电磁场理论以及他作出的存在电磁波的预言，而赫兹又没有做验证电磁波存在的科学实验的话，人们根本不会去研究和发明无线电通讯的。麦克斯韦体系以严谨的数理逻辑再现了自然界统一和谐的思想。它揭示出光、电、磁、热等现象的内在联系，完成了物理学的第二次理论大综合，为电力工业、电子工业和无线电工业奠定了理论基础，从而激起并呼唤了电气化时代的到来。

在第二次技术革命中，作为“实体”的自然科学理论的突破成为技术革命的先导，自然科学理论已经走在生产实践的前边。从某种意义上说，近代第二次技术革命是使“科学——技术——生产”相互关系发生根本改变的一个转折时期。

电力时代是继蒸汽动力革命后人类历史上的第二次技术革命。它同样是作为“实体”科学的巨大胜利，是“物质”、“能量”思维的巨大胜利。它以19世纪30年代电磁理论的建立为发端，以19世纪60年代电机的制造和电力应用为主要标志。

在第二次科学技术革命中，学术传统和培根的“工匠”传统达到了完美的统一，实现了科学与技术的完美结合，确立起技术理论体系。技术的科学化改变了以往科学——数学——哲学为主体的社会知识结构，确立了工程技术在社会生产中的主体地位，使科学——512程技术——管理成为社会知识的主要组成部分。

首先，电力革命不但使生产更加社会化，也使科学研究出现了社会化的趋势，催生了形形色色、各种各样的研究“实体”。科学研究走向“实体

化”——建制化。1871年麦克斯韦创建的卡文迪许实验室，该实验室在后来不但成为英国的研究中心，而且为20世纪培养出汤姆逊、卢瑟福等一大批优秀科学家。在应用技术方面，发明家爱迪生于1876年建立了第一个有组织的工业研究实验室，到1910年该实验室获得了白炽灯、电影、留声机等1328项技术专利。后来该实验室成为美国通用电气公司的研究所，在电力革命中发挥了巨大的作用。1889年电话的发明人贝尔成立了一个专业实验室，1925年发展成为著名的贝尔研究所。贝尔研究所在晶体管、雷达、激光、信息论、阿波罗登月通信系统等方面研究成果卓著，是世界上最富有创造性的研究所之一。

其次，电力革命改变了整个社会的面貌，从而使社会文明发展到一个新的阶段。通讯技术的普及改变了人们以往的封闭的生活状态，使人与社会的联系更广泛更密切；科学技术向社会各方面渗透，使人们的消费方式、服务方式、交往方式等发生了翻天覆地的变化；生产的社会化促使企业出现新型的科学管理体制，加快了政治民主化进程。新产业体制对公民的文化素质和高技术人才的规格提出了新的要求，又促进了教育的改革和新教育体制的形成，形成了以自然科学为主要内容的多层次、多样化的大中小衔接的教育体系。

再次，电力革命的突出成果则表现在对“物质”、“能量”的开发和利用上，即建立起开发利用电力能源为核心的技术工程体系。20世纪初，电力已被普遍应用于工业部门。它不仅为工业体系提供了强大的“能量”——动力，而且开辟了电化学工业、电冶金工业、电气铁路运输等一系列的新的“工业实体领域”即“物质材料”的工业领域。电力技术不仅推动了电力工业和电气设备工业的迅速发展，还推动了材料、工艺、控制等工程技术的发展，形成了以电能开发为中心的新技术群，使社会生产力发生了巨大的变化。如果说蒸汽动力的“实体”科学革命发展了纺织、冶金、煤炭和机械制造等资本密集型产业，那么电力的“实体”科学革命则是以技术密集为核心发展建立工业体系的。

三、结语

综上所述，无论是近代的第一次工业革命还是第二次工业技术革命，都是围绕着“实体”来展开的。近代科学把自然“实体”作分门别类的研究，使得科学能够在实验的基础上走向精确。分析“实体”的一个个“属性”，通过研究“属性”去达成对“实体”的认识。只要认识了“属性”，就可以认识“实体”。认识了自然的“实体”的规律之后，将这些规律用之于经济“实体99——资本主义市场经济，以创造更多的利润。两者相互推动，从而促进了社会各方面向前发展。

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