莱布尼茨的物理哲学（一）

一、莱布尼茨物理学的历史发展

2. 莱布尼茨论物质

2.1 对原子论的批判

2.2 对笛卡尔微粒主义的批判

2.3 身体的被动力量

3.莱布尼茨动力学

3.1 简要演示

3.2 物理和主动力

3.3 力与形而上学

4. 莱布尼茨运动定律

4.1 反驳笛卡尔运动定律

4.2 保护原则体系

4.3 绝对运动还是相对运动？

5.莱布尼茨论空间和时间

5.1 反对绝对空间和时间

5.2 莱布尼茨空间和时间

参考书目

精选主要文本

翻译中的主要文本精选

常识研究和收藏精选

莱布尼茨的生平和著作

莱布尼茨的早期物理学

莱布尼茨论物质

莱布尼茨动力学

莱布尼茨论运动定律

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一、莱布尼茨物理学的历史发展

莱布尼茨早年阅读了从他父亲庞大的图书馆中借来的大量著作。后来，他在莱比锡大学（1661-1666）正式接受教育，短暂在耶拿大学（1663）学习，最后在阿尔特多夫大学（1666-1667）学习。从这些来源中，莱布尼茨很早就了解了亚里士多德经院哲学传统，并领略了文艺复兴时期人文主义中常见的新柏拉图主义主题。据他自己的说法，他很快“深入经院哲学的领域”，并从“柏拉图和普罗提诺”中获得了“一些满足”（G III 606/L 655）。尽管他在年轻时就有意识地打破了经院传统，但其学说显然给他留下了持久的印象，并成为他的思想源泉和容易获得的批评目标。事实上，我们有理由将莱布尼茨的许多成熟学说视为对他在德国求学时首次接触的经院哲学观点的反应——无论是积极的还是消极的。

根据他自己的回忆，莱布尼茨似乎在 1661 年左右的某个时候投入了机械哲学。 [1]在莱布尼茨写给尼古拉斯·雷蒙德的一封著名的信中，当时正值暮年的莱布尼茨讲述了他早期的转变：

在完成了琐碎的学校[2]之后，我转向了现代主义，我记得十五岁时，我在莱比锡郊区一个叫罗森塔尔的小树林里散步，思考是否要保留实质性的形式。机制终于占了上风，引导我投身于数学。 (G III 606/L 655)

尽管我们没有关于莱布尼茨年轻时采用机械论后几年的工作记录，但有大量证据表明，到 1660 年代末，他已经研究了广泛的机械论哲学家的著作，[3] 致力于“现代人的假说，该假说认为体内没有无形的实体，但除了大小、形状和运动之外没有任何假设，”[4]并开始寻找改进机械论哲学的方法他的前任。[5]

加桑迪和霍布斯等自然哲学家的早期影响——莱布尼茨后来将他们描述为伊壁鸠鲁传统的工作者——在他的第一对关于运动的系统著作中尤其明显。在 1671 年献给法国科学院的《抽象理论》（TMA）中，莱布尼茨引入了一套抽象的运动定律（A VI.ii.261–276/L 139–142）。这些定律的核心是霍布斯的 conatus 概念，莱布尼茨将其描述为“运动的开始和结束”，他似乎将其视为朝特定方向运动的趋势。莱布尼茨认为，孤立物体的运动完全由其自身的倾向决定，而碰撞物体的运动则仅由它们各自的倾向的组合决定。这样，莱布尼茨的抽象运动理论就基本运动定律、物质物体的大小或质量没有赋予任何作用。根据 TMA 的说法，在理想条件下，一颗以一定速度撞击静止的大石块的小石子会继续以与最初相同的速度与石块一起移动。

当然，莱布尼茨认识到 TMA 中概述的运动定律与日常经验的见证完全不一致。毕竟，如果世界受 TMA 法律管辖，那么移动一颗行星应该不会比移动一块卵石更困难。 [6]莱布尼茨试图弥合基本定律与经验之间的差距，出版了他的物理学新假设 (HPN)，也称为具体理论，他也于 1671 年将其献给伦敦皇家学会 (A.VI)。 .ii.221–257）。在 HPN 中，莱布尼茨认为，当与现实世界的偶然结构结合起来时，TMA 定律会产生惠更斯-雷恩影响定律。莱布尼茨策略的核心是这样的想法：现实世界中的所有物体由于普遍存在的以太而具有弹性，并且由离散粒子组成。尽管质量在他的应用物理学体系中仍然没有发挥基础作用，但莱布尼茨巧妙地证明，由于构成物体的粒子数量较多，较大的物体通常更能抵抗运动。因此，撞击行星的卵石不会产生任何重大影响，因为卵石的速度不是一次撞击而是一个粒子一个粒子地传播到行星。因此，它的运动被稀释，甚至逆转，因为它与每个后续粒子的速度重复相加。

1672 年，莱布尼茨作为外交使团的一部分被派往巴黎，并在那里度过了接下来的四年（除了短途旅行）。事实证明，他在充满智力活力的法国首都度过的时光对于他成熟的物理学观点的发展至关重要。在巴黎期间，莱布尼茨获得了当时数学的专家知识，开始深入研究笛卡尔物理学，并与当时许多领先的自然哲学家进行了接触。

在如此有利的环境下——包括惠更斯本人的辅导和直接接触笛卡尔未出版的笔记本——莱布尼茨很快就形成了自己对笛卡尔物理学的尖锐批判。早在1676年，[7]他就发现了笛卡尔基石守恒定律的一个致命缺陷，即它违反了因果平等原则。当莱布尼茨于 1686 年在他的《关于笛卡尔和其他人关于自然法的显着错误的简要论证》中发表了本质上相同的反对意见时，它在自然哲学家中引发了一场现在著名的争论，该争论被称为“vis viva 争论”（GM VI 117-119） /L 296–298）。[8]对于莱布尼茨来说，简短论证的论证不仅标志着他理解笛卡尔系统的一个重要事件，而且也是他自己独特的物理学发展的一个转折点。

一方面，简短论证的论证迫使莱布尼茨重新思考他早期运动理论的基础。他对笛卡尔学派的指控违反了因果平等原则，同时也违反了 TMA 和 HPN 的法律。 TMA 理想定律的矛盾结果（即以给定速度移动的微小物体可能会将相同的速度传递给相对较大的物体），至少在直觉上，作为局部力可能比其他物体更大的增加的例子。笛卡尔影响规则允许的任何事情。相反，根据 HPN 的现象定律，由于两个 conatus 的影响组合可能会低于但永远不会超过两个单独物体的 conatus 的严格总和，因此世界上存在的总 conatus 必然会自然下降时间——又一次违反平等原则。简而言之，在简短论证的论证中，莱布尼茨不仅发现了对笛卡尔物理学的毁灭性批评，而且也发现了对早期莱布尼茨物理学的毁灭性批评。

另一方面，莱布尼茨对因果平等原则的信奉有助于激发他提出一系列雄心勃勃的立场，这些立场共同成为他成熟的物理学的基础。笛卡尔守恒定律的失败鼓励莱布尼茨对他最晚在 1669 年从惠更斯那里学到的另一种守恒定律赋予新的意义。 [9]莱布尼茨逐渐认识到，如果力被视为等于“vis viva”的量——而不是笛卡尔所暗示的运动的量——那么，在诸如简短论证所强调的情况下，就不会违反平等原则。因果关系需要被容忍。在随后的著作中，包括他的 Dynamica de Potentia et Legibus Naturae corporea (1689)、Essay of Dynamics on the Laws of Motion … (1690) 和 Specimen Dynamicum (1695)，莱布尼茨试图在这一发现的基础上提出进一步的含义，不仅为了力守恒定律，也为了运动定律，甚至物理体的基本性质。人们可以从他对笛卡尔守恒定律的毁灭性批判中看到他自己成熟的物理学中许多独特之处的种子。

尽管莱布尼茨继续完善、发展和扩展他对运动定律和碰撞定律的看法，但他在物理哲学方面的工作最著名的是他与塞缪尔·克拉克的通信[10]。莱布尼茨和克拉克之间的争论始于当公主1715 年，威尔士国王向克拉克转交了莱布尼茨写的一封信，信中谴责了英国宗教因牛顿自然哲学的兴起而衰落。在关于微积分优先级的激烈争论的背景下，克拉克做出了回应，为牛顿辩护，并交换了一系列五封信和答复。在信件中涵盖的众多主题中，这些信件最著名的是它们提出的对空间和时间的相反观点：莱布尼茨粗略地捍卫了空间是物体之间关系的理想系统的观点，而克拉克则捍卫了空间是物体之间关系的理想系统的观点。它更像是一个容器，身体可以在其中放置和移动。这场日益详细和尖锐的交流直到莱布尼茨于 1716 年去世时才结束，克拉克（至少从历史意义上来说）拥有最后的发言权。

2. 莱布尼茨论物质

莱布尼茨对物质本质的看法是微妙而多层次的。从他年轻时在罗森塔尔皈依的时候起，他就一直广泛地同情新机械哲学的解释性计划，及其用物质和运动而不是用各种不可简化的形式性质来解释自然现象的雄心。然而，尽管存在这种普遍的同情，他也是机械论传统中占主导地位的物质概念最敏锐的批评者之一。本节首先讨论莱布尼茨对其中两个最重要概念的批评，然后转向他自己对物体被动力量的积极解释。

2.1 对原子论的批判

尽管在细节上存在很大分歧，但早期现代原子论者普遍认为，复杂物体应被理解为由在独立存在的空间中运动的自然不可分割的物质原子组成。人们普遍认为，这些原子除了一些基本性质外，缺乏所有的性质，例如大小、形状，可能还有重量。虽然莱布尼茨本人早年就被这种身体概念所吸引，但他最终发现原子论与他对自然世界的一般理解截然相反。毫不奇怪，莱布尼茨反对原子论的许多论点都试图表明常见的原子论承诺与他成熟的自然哲学的核心原则是如何冲突的。 [11]

其中一个论点凸显了莱布尼茨的连续性原则（根据该原则“跳跃不会发生任何变化”）与物质原子必须完全坚硬且不灵活的普遍假设之间的紧张关系。莱布尼茨认为这种假定的完美硬度和刚性是理所当然的，他认为任何两个原子的碰撞都会导致性质的不连续变化：

如果我们想象存在原子，即硬度最大的物体，因此是不可弯曲的，那么就会出现跳跃式的变化，即瞬间的变化。因为在碰撞的那一刻，运动方向会自行反转，除非我们假设物体在碰撞后立即静止，即失去力；除了在其他方面可能是荒谬的这一事实之外，这再次包含了通过跳跃的变化，以及从运动到静止的瞬时变化，而不经过中间步骤。 (SD II.3/AG 132)

莱布尼茨在这里的建议是，完全坚硬、不可弯曲的原子之间的碰撞将违反连续性原理，因为它们无法弯曲或屈服，它们的方向和速度必须在接触时立即改变。莱布尼茨默认拒绝远距离作用可以保持连续性的可能性，他坚持认为连续性以弹性为前提，而弹性反过来又以具有可以相对于彼此移动的部分为前提。鉴于无论碰撞的物体有多小，都可以引用最初的论点，莱布尼茨得出结论，所有物体都必须是弹性的，因此必须有部分，这与原子论的中心论点相反。因此，他得出结论：“没有物体小到没有弹性，而且……不存在物体的元素……也不存在小的固体球体……既确定又坚硬。相反，分析会无限进行”（SD.II.45/AG 132-133）。

莱布尼茨提出的反对物质原子论的另一条论点凸显了与他的“充足性原则”之间的紧张关系。这一原则以莱布尼茨更广泛的神学和形而上学观点为基础，认为存在本身是好的，因此上帝创造了与逻辑法则和他自己的道德善良相一致的尽可能多的存在。自然地，莱布尼茨认为充足性原则与贫瘠的空隙或散布的真空的存在不一致：

承认自然界中的空虚是把上帝的一件非常不完美的工作归咎于上帝……我把它作为一个原则，上帝可以赋予事物的每一种完美，在不减损它们其他完美的情况下，实际上已经赋予了它们。现在让我们想象一个完全空的空间。上帝可以在其中放置一些物质，但在任何方面都不会减损所有其他物质。所以，他实际上是在那个空间里放置了一些物质；因此，不存在完全空的空间；因此，一切都已满。 (G VII.378/AG 332)

有趣的是，莱布尼茨不仅使用充足性原理来反驳原子论者对空空间的假设，而且还反驳了简单的不可分割原子本身的可能性。因为，莱布尼茨认为，无论人们想象原子有多小，只要它们被认为内部简单且同质，如果它们被更精细地划分，世界仍然可以包含更多的多样性、丰富性和存在性。因此，他得出了一个典型的结论：“最小的微粒实际上是无限细分的，并且包含了一个其他生物的世界，如果该微粒是一个原子，即一个没有细分的完整整体，那么宇宙中就缺少这些生物”（ G VII.377–378/AG 332）。

第三个有点晦涩但特别有趣的论证思路是从笛卡尔在他的《哲学原理》中捍卫的立场出发的，涉及莱布尼茨关于所谓“连续体迷宫”的工作。在《原理》中，笛卡尔认为（i）世界是一个全体​​，（ii）全体中的所有运动都必须是圆形的，以及（iii）这种圆形运动预设了“无限或无限期地划分物体的各种粒子”。当它们调整和移动以适应弯道和狭窄处的连续流动时，“很重要”（AT VIIIA.59/CSM 1:239）。关于这些命题，莱布尼茨赞许地评论道：“笛卡尔在这里所说的最美丽、最配得上他的天才，即充满空间中的每一个运动都涉及循环，并且物质实际上必须在某个地方被分成小于任何给定数量的部分”（L 393）。但是，笛卡尔只坚持“仅是物质的一部分”的“无限”划分（AT VIIIA.60/CSM 239），莱布尼茨则力求得出更强有力的结论。他驳斥了笛卡尔谨慎的“无限划分”，认为“不是存在于事物之中，而是存在于思想者之中”，他用这一论点来表明物质的每个部分实际上都是无限划分的（A VI.ii.264）。类似地，莱布尼茨并没有明显地将物质的无限划分限制为某些选定的运动部分，而是认为物质的每个部分都在各处运动，因此笛卡尔设想的那种适应必须发生在各处（A. 6.3.565f; 6.3.58f ）。因此，对于莱布尼茨来说，不仅物质的某些部分实际上是无限分割的，而且物质的每一部分都被无限分割（Levey 1998，fn6）！

当然，所有物质的实际无限分割足以排除任何物质原子论的标准图景，因为任何可能声称是不可分割原子的物体本身实际上都会被细分为更小的子物体。但莱布尼茨的工作还没有结束。更激进的是，他认为笛卡尔的最初考虑不仅“仅仅”得出了不存在最小物体的结论，而且进一步表明，严格来说，根本没有确定的形状可以归因于物体。

关于形状，我坚持另一个悖论，即不存在精确和真实的形状，并且在身体中永远找不到球体、抛物线或其他完美形状……。人们总是会发现存在无穷大的不平等。这是因为物质实际上被细分为无穷大。 （译，雪橇 1990 年，112）

尽管如何最好地解释莱布尼茨关于精确形状理想性的论点——以及实际上如何最好地解释他公认的自相矛盾的结论——仍有待争论，但这里的总体想法似乎足够清晰。虽然机械物理学倾向于立方体和球体等精确形状，但物质的实际无限划分表明，这些最多只能是真实物体形状的近似值。因为真实物体的形状至少必须是无限复杂的，因为它们到处都被划分为实际上因其不同的调节运动而不同的物体。尽管莱布尼茨的结论特别大胆和神秘，但它对他来说并不罕见，因为它表明机制——经过仔细思考——指向了一个完全不同的潜在形而上学现实。

2.2 对笛卡尔微粒主义的批判

莱布尼茨与笛卡尔和大多数后来的笛卡尔主义者结盟反对物质原子论。尽管如此，他同样关心反驳笛卡尔对物质的解释，根据该解释，物质的全部本质是广延——也就是说，物质是某种类似于具体化的几何广延的论点。尽管莱布尼茨典型地提出了一系列反对笛卡尔将物质与广延等同的论据，但将重点放在三个特别重要的论据上将有助于我们的目的，这三个论据都植根于这样的指导思想：广延的概念实在太贫乏，无法提供可理解的基础对于物理。

第一个论点强调物质本质与运动定律之间的关系。事实上，莱布尼茨认为，物质的全部本质是广延的论点使笛卡尔主义者陷入了困境：他们必须要么认为运动定律以广延的本质为基础，要么认为上帝直接采取行动以实现合法的运动。世界上观察到的规律。莱布尼茨认为，第一角与真正的运动定律不一致，而第二角则导致了永恒奇迹的假设。为了更好地理解莱布尼茨在这里的推理思路，有必要稍微解开他对困境的每个角的思考。

莱布尼茨拒绝第一号角的背后隐藏着这样一个假设：如果物体只不过是物质，而物质只不过是延伸，那么物体将完全且本质上是被动的。但莱布尼茨推断，如果物体完全且本质上是被动的，那么它们必然对运动完全漠不关心，因此它们将遵循与我们实际观察到的运动定律截然不同的运动定律：

如果物体中除了延伸的质量之外什么都没有，除了位置的变化之外没有任何运动，并且如果一切都应该并且可以仅根据几何必然性从这些定义中推断出来，那么……在接触时，最小的物体会将其自己的速度传递给物体最大的身体而不损失任何速度；我们将不得不接受一些这样的规则，这些规则与制度的形成完全相反。 (DM 21/AG 53–54)

当然，莱布尼茨的论点在这里有一些讽刺意味。因为，正如我们上面提到的，莱布尼茨本人在他的早期运动理论中认为，物体对移动没有阻力，因此移动一块巨石并不比移动一根发夹更费力。然而，在他后来的著作中，莱布尼茨拒绝了他在 TMA 中所拥护的理想运动定律，同时仍然坚持认为，如果物质对运动漠不关心，那么他的抽象运动理论的定律就会成立。因此，莱布尼茨得出的结论是，由于他早期的运动定律并不支配实际的物体，因此物体一定不会对运动漠不关心，因此，正如笛卡尔所主张的那样，物体一定不会只是几何延伸的一部分而成为现实。

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