1.3.1 牛顿物理框架与力学

在迄今为止的物理学中实际上并没有搞清楚牛顿物理学框架的确切内涵到底是什么？但是又如库珀所说的，凭着物理学家们的愿望和决心，又都要把物理世界的所有物质运动规律纳入到牛顿理论的框架之中。所以，这个决心又是那么的含糊，实际上谁也不知道，那个决心的背后到底有哪些具体的物理内容。经典力学家是名正言顺地把所有的物理量都用牛顿理论框架中的三个基本物理量——质量、时间、和空间(距离)来描述。这是理所当然的，因为他们承认牛顿描述的物理理论就是整个大自然的规律，所有描述物质运动的规律的物理量自然应该用牛顿所找到的三个基本量纲来描述；而现代物理学家打破了牛顿的物理框架，时间、空间和质量已将不再是描述大自然基本的独立的物理量纲，而引入了一些能够把时间、空间和质量相互之间联系在一起的常数、数字和简单的数学关系，把那些称为宇宙常数的数字、量子化的数字和简单的时空关系的数学公式以及一些没有数学运算的符号，统统作为描述物质世界的物质运动的更加基本的量。但是到最后描述所有的物质运动形式时，所依赖的仍然是力、速度等物理量，它们最后仍然只能通过时间、空间和质量这三个基本物理量来描述。这就是目前整个物理世界所面临的基本问题：想打破牛顿物理体系的逻辑框架，而实际上还是受到牛顿物理框架的束缚。逻辑基元是逻辑体系中最基本的元素，它虽然不能代表逻辑体系和逻辑结构的全部，但是整个逻辑体系就是通过逻辑基元，那样几个直接与数字相联系的数字体系，来建立物质运动的数学体系的，这个数学体系的自洽性也就是那些逻辑基元的基本属性的一种反映。

现代物理学中，大自然的所有物理现象尽管可以用各种复杂的方程式来表示，这些方程式中充满了各种各样的物理量，甚至还有很多特别奇妙的宇宙常数，但是所有的由各个天才人物假设出来、并以他们的名字命名的物理量和常数，最后都要莫名其妙地用克、厘米和秒，这三个基本量纲来表示，现在那些物理量和常数已经表示为这三个量纲的及其复杂的有理数的幂函数。这就是因为现在的物理学从逻辑体系来说，还是只有牛顿的物理体系才是一个自洽的数理逻辑体系，除此之外并不存在任何独立的逻辑自洽的体系。经典物理学也好，现代物理学也好，都不是牛顿物理框架下的逻辑自洽的理论体系，都离开了牛顿理论体系的有限论域，都存在某种程度的逻辑不自洽性。但是又都不能完全离开牛顿物理体系的框架，它们都离开了一部分，所以都存在一定程度的逻辑不自洽性的问题，但是又都没有完全脱离牛顿物理框架，一旦完全脱离了牛顿的逻辑框架，它们就将完全无从表达。这就是现在我们要研究物理学的方向，总是离不开研究牛顿的数理逻辑体系，离不开研究自然科学发展的整个历史轨迹的原因。

牛顿理论框架是从古代的中华文明中关于时间的逻辑理念和古希腊的空间理念发展过来的，牛顿在数理逻辑上对于人类思维理念的发展就是增加了一个“质量”的理念。牛顿的“质量”既是存在于人类大脑中的思维理念，又是存在于大自然中的“实体物质”的一种理念，许多哲学家、数学家和物理学家都讨论过关于时间、空间和物质的理念：莱布尼斯、牛顿那个时代的人总是爱讨论绝对时间和绝对空间是否存在，牛顿的时空框架的存在必要性和合理性；以后又有一些人如布赫和爱因斯坦等人，讨论了关于牛顿的绝对运动的理念；那些讨论都是哲学式的讨论，是不会有结论的。因为这些理念都既是存在于人类大脑里的思维的理念，但是那种理念的产生都离不开其大自然中实际存在的依据，重要的只是讨论那种理念和它所反映的物理实在之间的关系是不是“合理”。那种关系的合理性的讨论才是人类思维发展中最基本的问题。

这种“合理性”不是“绝对”的，而是相对的。因为那种合理性是一定历史条件下的合理性，所以必然是有条件的合理性，这种条件主要就是“有限论域”，在确定的范围内它是合理的，而一旦离开那个范围，也就不合理了。这个条件是起决定性作用的，所以研究一个理论体系的合理性，主要就是要研究那个理论体系的有限论域和决定有限论域的那个条件，那个条件不是一般的随意确定的条件，人们一般都把它称为“理性化条件”。理念的合理性首先就是那个理念是人人能够感受的，其次这个人人能感受的合理性，一定有一个理想化条件。这个人人能感受其合理性的有限论域下的物质运动体系，到现在为止，都是来自大自然。这种理想化的条件本身虽然也带有“人为假定”的性质，但是那种理想化的假设不同于天才人物的“假设”，在那个对于来自大自然的物质运动的体系所作的理想化假定，本身也是一种带有人为假定的性质，在一定历史条件下，这种理想化假定与物理实在的合理关系同样也是人人所能够感受的，但是随着历史的发展，人们所关心的大自然的范围扩大了，对于那些扩大了的认识范围，理想化条件也可能变得不理想了。但是这种理想化假定与物理实在的关系不会影响原有的那个体系的逻辑自洽性，所以人们也不会绝对地否定那个理想化的条件。不像来自个人的假定，它本身就没有任何物理实在的基础，在那个假定下，除了对于某种特殊的物质运动状况，会产生理论结果与那个特殊的试验有某种的近似关系外，整个数学物理体系就不会再有逻辑自洽性。理想化条件实际上就是人类在特定历史条件下人人都可以感受到的某种合理的情况，虽然在人类的实践和思维发展以后，人们会发现当时的理想化条件，并不是真正理想化的，还有可以更加精确的认识方法，但是并不影响那种理想化条件下的逻辑体系在那种理念下的逻辑自洽性。

对于理想化条件的研究，现在应该成为理论物理学发展中的一个关键问题，一个关系到人类思维方法的，也就是哲学的、逻辑的发展的一个关键性的问题。这个问题之所以重要，就是因为人类思维的发展必然要从哲学式的讨论，发展到逻辑式的明确性的推理，最后必然要发展到以“量化”为特征的数理逻辑的研究。而数理逻辑研究中，最基本的问题就是：研究有限论域下的理论体系的逻辑自洽性和有限论域的不断的扩展过程，这样两个相互矛盾而又统一的两个方面。而这里的关键问题就是理想化条件和有限论域的讨论。这就是我们总是不愿意孤立地来讨论数学、物理学或逻辑和哲学问题的原因。离开了具体的大自然的探索和研究，是永远不可能搞清楚那些物质运动体系的有限论域和理想化条件的。

寻找理想化条件的逻辑自洽的数理逻辑体系的过程，用一般的哲学的语言来说，就是一个分析的过程。分析就是分离，在复杂的物质运动系统中进行分离，得到能够独立地具有某种特殊性质的物质运动体系，如果我们在分离出来的那个独立体系中，能够建立起一个自洽的数理逻辑体系，我们就可以把那样的分离称为“逻辑分离”，在逻辑分离的基础上我们才可以得到一个逻辑自洽的体系。而工程技术科学和现代物理学中的人为假设都不具有逻辑分离的性质，因而也不可能找到逻辑自洽的体系。这就是人为假设和理想化条件的区别：理性化条件来自大自然，是在人类实践和思维的发展中历史地积累起来的，它有一个来自大自然的物质运动的图景作为基础，而人为假定来自个人的头脑，象文献[7]中对于波尔的量子化假设所说的那样，总是“不够自然”的。我们还没有见到过有一个没有人类长期积累基础的由某个天才人物所做出的人为假定，不被历史所否定的。但是这丝毫也不否定那些科学家们的人为假定对于发展自然科学和人类思维的贡献。人类总是要不断地做出“不自然”的，必然为被否定的假定，来给所观察到的现象以一个解释。即使是理想化的假定，已经很自然了，也依然是某个历史条件下的“自然”，随着历史的进程，也会变得比自然，任何人类历史上产生的思维体系，最后都会被“否定”。但是这两者还是有区别的，来自大自然的在一定理想化条件下逻辑自洽的物理体系，总是保留着原初理念中的公理，它在一段历史时期中成为人人都能够感受到的公理，对它的“否定”不是一般意义上的否定，而是哲学意义上的否定，即发展中的否定，为了发展而所作出的继承意义上的否定。因为对于这样的理论体系的否定，通常是通过扩大逻辑前提的范围，增加逻辑基元来实现的。它可以保留整个人类思维发展的继承性。而人为的假定没有那样的功能。但是人为的假定，特别是自然科学中的人为假定大都是科学发展过程中所不可缺少的，没有那些人为假定就不可能产生那些对于个别事物的感性材料，而没有感性材料的积累，是不可能产生“逻辑分离”的，也就不可能扩大逻辑前提和增加逻辑基元，人类的思维也就不可能得到发展。在一定时期维护和发展那些没有逻辑的以“人为假设”为基础的理论体系，也是可以理解的，这对于科学的普及和发展也不是没有作用的。但是在哲学上不加分析地把人为假定当作发展思维的基础是错误的。特别是到了人类思维和实践的发展已经产生了大量的感性材料与那些人为假设的理论已经完全没有了合理关系的时候，组成什么“共同体”、“主流派”试图遏制科学和思维的发展，用他们掌握的权力来遏制新的自然哲学逻辑体系的产生，就有可能堕落到为了维护既得利益集团而宣扬愚昧和偶像崇拜的可悲的境地。这是每一个科学工作者，特别是自然科学工作者所不愿看到的。

但是对于理想化条件和逻辑体系的有限论域的讨论时非常困难的，它不像一般的自然现象，每日每时都出现在我们的面前，它只有在人类思维发生转折的特殊的历史时刻，才会清楚地呈现在人类面前，而成为人类社会的最重要的问题。从人类文明的历史发展以来，我们只经历过极小的那么几次自然哲学体系发生变革、发生逻辑体系和逻辑基元扩展，用新的自然哲学的逻辑体系来代替旧的体系的情况。牛顿以前虽然出现过中华文明的以时间理念为基础的自然哲学体系的产生过程，但那还是在半信史的时代，连一个真实姓名的人物都没有，等到记载在人类历史的时候，都是帝王将相们创造的“天理”，而且那个自然哲学已经融入了混乱而浩繁的人文哲学体系中去了。古希腊的以空间理念为基础的自然哲学体系，比较完整地记载下来了。不论中华的，还是古希腊的文明体系，都是人类思维发展的不可缺少的源头，那里包含着的原初的思维规律和对于认识大自然的原初理念都是人类发展的基矗我们反对把任何一种理念称为万世不易、永恒的，但是我们又不能离开那个原初理念的“根”。这是人类思维发展过程中最重要也是最复杂的问题，只有通过对于人类实践和思维的历史发展过程的深入的分析，才能够真正把握人类思维的正确发展方向。从目前来说分析牛顿理论框架的有限论域、理想化条件，以及牛顿的逻辑自洽的物理框架与一般的力学之间的真实关系就成为发展自然科学的一个关键问题。

牛顿的物理框架是人类的第一个关于物质运动的自洽的数理逻辑框架，在此以前，古代文明中虽然已经有了描述物质世界的存在和运动的理念，这个理念就是关于空间和时间的理念。但是那个逻辑体系中没有具体物质理念的参与，关于物质存在和运动就只能有一些哲学式的讨论，这种讨论是朦胧的，定性的，而没有办法建立物质运动的量化的数学体系。

牛顿的物理体系中有了对于物质的逻辑界定，就有了对于物质运动的明确的、定量的描述。但是牛顿理论中关于物质的逻辑界定中没有物质的结构。这种没有物质结构的“粒子”的假定是整个牛顿物理体系的基础，也就是牛顿数理逻辑体系的逻辑前提；质量就是这个逻辑前提中与数字相联系的核心——逻辑基元；它的整个数学体系——牛顿的数学体系的公理性的基础，就是在太阳系星体运动这个大自然所展示的图景中，理论结果与感性材料的合理关系。这样，我们就有了牛顿理论体系的整个逻辑关系：牛顿的粒子假设是整个牛顿理论体系的逻辑前提，就是它的理想化条件，或者说就是它的有限论域；只要有了牛顿的没有大孝而每一时刻都有完全确定的空间位置的“力学质点”的“假设”，其它的一切都是这个假设的逻辑结果：时间和空间的关系必然是牛顿的时空关系，质量必然是一个不随运动而改变的常数，质量必然守恒，而“力”只能是距离平方成反比的保守力。

牛顿理论体系的主要物理量有空间、时间、质量和力，这些物理量之间的关系都是逻辑的，而不是实验的。这一点我们在上面已经讲过。它的实验检验是整个数学体系下的理论结果与太阳系星体的运动规律的测量的感性材料之间的合理关系。而这个合理关系不仅要精确的观察数据，同样要合理的数学和逻辑的理念。没有时间和空间的理念，特别是没有欧氏空间的几何学，就不可能得到牛顿理论结果与太阳系星体运动的合理关系。人类理念中的“空间”就是欧氏空间，开始时都是把水平面看成是一个平面，就像古代中国人的盖天说中所想象的那样。以后人类的实践能力发展了，知道把水平面看作平面时不合理的，实际上水平面只是一个球面。但是这并不影响人类思维理念中的空间仍然是一个欧氏空间，因为人类思维中的理念是用来描述大自然的，而不是用来表示大自然中的某一个具体的事物的。许多人直到今天还搞不清楚这一点。人类思维中的“空间”理念必须建立在一个无限大的球体上，只有在那个理念上的无限大球体上建立起来的笛卡儿坐标，用这样的由三个独立的参量组成的三维欧氏空间才能够用来描述大自然中的物质存在。而任何非欧空间总是与一个特有的原点联系在一起，凡是能够描述任何一个具体物质存在的感念，都不可能用来作为描述大自然普遍的物质存在和运动的逻辑理念。试想一下，不用欧氏空间而用非欧的黎曼空间，能够把地球上测量的星体运动数据，转换成太阳为中心的运动图景吗？所以在逻辑体系中，有些理念的内涵会不断的发展，这种发展不会与其原有理念的根本内涵相矛盾。回到牛顿理论，它的时间的理念比古代的时间理念有了发展，这就是关于时间的连续和极限的理念。关于时间的连续和极限的理念(即时间的均匀、无限的可分割性)和每一个物体都用空间的一个“点”来表示的“粒子模型”就是牛顿继承和发展了的古文明中的时空理念，它的内涵比古文明中明确了些，但是并没有与原初理念相互矛盾的地方。其中关于时间的极限理念是属于数学的，属于逻辑演绎的，粒子模型是属于物理的、属于逻辑前提的。所以牛顿理论对于人类已有的古文明的理论关系是一种继承和发展的关系，即是一种比古文明的理论更为明确和细致的理论；但是又没有与古文明中的合理内涵相矛盾的地方。牛顿理论只是否定了附着在古文明逻辑体系中并不代表逻辑内涵的一些人为的假定。尽管那些假定在当时的历史条件下，被一些人看成是公理的一部分，并且对于当时人类的思维发展也起过一定的作用。

在牛顿理论中最说不清楚的就是“力”，因为力是与物之间的相互作用联系在一起的一个含糊的名字，物质是复杂的，它们之间的相互作用自然更复杂，所以在认识物质世界运动规律中，我们只能先对物质作理想化的逻辑界定，这种理想化的界定只能与特殊形式的力有合理的逻辑关系。这种力不可能是物理实在中真实的力。真实世界中的力都比它复杂的多。在上一节中我们这样来理解牛顿的万有引力，那就是认为所有的物体都是由均匀分布的球体组成的大球体，而这些均匀球体间的相互作用都有同样的形式。在那样的假定下就有了平方反比的规律。实验验证牛顿万有引力是没有意义的，因为它不是来自大自然。实际上对于太阳系的星体运动，它也只是一种近似的假定，这种近似性是为当时的人类所认可的。人们不可能设计出一个比太阳系中的星体之间的相互作用更符合牛顿理论体系的试验条件来。人总是比不上大自然。但是人要解决自己所面临的问题，大自然给我们的启示只能作为我们的一个“约束”，使我们有一个可以与之比较的标准。所以“力”就成了人类要研究的实际物理问题中的最大的问题了。所有的物理实在中，“力”或者物质间的相互作用中，都不会与太阳系星体的运动状况相同，而且所谓的太阳系星体运动的状况，实际上也只是牛顿以前人类所能够测量到的状况，牛顿把太阳系的状况也给理想化了。我们要承认牛顿的理想化，那是因为即使在今天，我们也只能从否定意义上说，牛顿的理论对太阳系星体运动也不是绝对合理的，我们还不能从肯定意义上给出一个牛顿理论框架更加合理的普遍的太阳系的运动模型。我们可以否定太阳系是静止的，或作匀速直线运动的，可以提出各种太阳系绕着什么中心在转的哲学式的观念，但是没有一个人能够从那种观念中去得到描述太阳系运动的具有明确性的比牛顿理论更加精确的方案。我们不反对哲学式的讨论，更不反对用哲学式的讨论来使得我们有更加合理的思维方式，但是必须反对把没有明确性的思维方式与物理学理论混淆在一起的那种观念。现在国内一些民间科学家，一批评西方的现代物理中的问题，总是搬出中华的古代思维中的一些合理的哲学理念，这不是坏事，用那些哲学理念来审查和仲裁物理学的理论，在某些状况下是非常必要的，但是任何情况下如果认为自己用了一些古代东方的哲学理念，或用了一些自己的假设，就认为已经改进了物理学，解决了物理学的问题，那就错了。那个东西不是物理学，没有明确性的东西，没有从最新的工程技术和科学观察中获得的新的感性材料，没有新的逻辑演绎的数学方法，没有建立在这两者的合理关系的逻辑自洽性和理念的公理性的结合，任何人都不会做出比爱因斯坦、波尔或其他已经在一个历史时期中对于人类思维和实践的发展产生过有益的作用的那些假设更加好的“假设”和理论来。哲学和逻辑的仲裁只能从否定意义上发挥作用，一个肯定意义上的新理论必须在对于大自然的观察和实验的感性材料的全面的准确的把握中，在描述那些观察结果的具有逻辑演绎自洽性的新数学理论的深刻理解的过程中才能产生。而工程技术科学实践是获得那种感性材料的最基本的来源。

从牛顿理论的逻辑关系中，我们不仅要看到，只要不否定牛顿的粒子假设就不可能摆脱牛顿理论的框架。在上一节关于电磁场理论的讨论中，我们已经谈到，在电磁理论中，我们依然借用了牛顿的粒子假设、牛顿的时间和空间的理念以及牛顿力(实际上就是保守力)的假设，作为电磁场理论的一个逻辑基础，但是实际上电磁场理论中的“质量”与牛顿的“质量”已经有了不同的内涵：电磁的惯性质量是与电磁力相自洽的，而不是与牛顿引力相自洽的，它们之间有一个共同的逻辑关系，这个逻辑关系与牛顿的惯性质量的逻辑界定不矛盾，但是要比牛顿的惯性质量更深刻。这是因为在电磁问题中，牛顿的单一的没有结构的物质结构模型已经不再符合了。物质之间的相互作用就要复杂得多了，它不仅表现为与空间点相联系的“力”矢量，还存在那种“力”所根本不能表达的成分，那就是“波”，波与实物存在着另一种相互作用的形式，那种相互作用不仅需要表示为空间连续分布，而且也随着时间而变化的。这样就会得到对于物质间相互作用的比“力”广泛得多的内涵。这样一来对于能量的概念也就会发生扩展，不仅与实物联系在一起，还有与实物相分离的能量。这样一些理念不能用假设来获得，而要从物质运动的观察结果和对描述那些结果的更为合理的逻辑自洽的数学关系的讨论中自然地引导出来。这就是理论物理学的真正的任务：从在牛顿理论框架的有限论域以外的探索所得到的感性材料中，从突破了牛顿逻辑体系的相对论和量子力学的理论启示中，在感性材料和不自洽的物理理论的相互否定和再否定中，建立自然的扩大的逻辑前提和相应的数学体系。尽管这条路是艰辛的，漫长的，但是那是目前的现代物理的逻辑自悖的道路所不能相比的自然科学和人类思维的正确道路。

这样一来我们就可以看到：人类发展自然科学、发展思维能力不是只有一个维护无矛盾性的自洽的逻辑体系一个任务，更不是在某些人为假设下，沿着放弃逻辑自洽的方向随意发展的道路，而是由两个对立的、相互矛盾(相互否定)的、最后又要相互统一的基本任务：建立有限论域下的自洽的逻辑体系和不断地扩大逻辑体系的有限论域。为什么我们总是要在物理学的讨论中不断地插入哲学和逻辑的内容，就是因为单纯的哲学包括逻辑学的发展是解决不了这个任务的，而数学和应用物理学的发展同样也解决不了这个问题。在牛顿时代以前时间和空间的理念是孤立，它们既是物质运动的共同的舞台，又是存在于人类头脑中的理念，而且最根本的问题在于人类还没有掌握一个可以对存在于人类头脑中的理念和存在于大自然中的“物理实在”进行比较获得“合理关系”的能力。所以那种讨论永远只是哲学式的讨论：莱布尼斯对牛顿的绝对空间的批评、布赫、牛顿一直到爱因斯坦也参加进来的对于“绝对运动”的讨论也是那种讨论；我们的古贤，孟子和惠子对于“鱼儿是否快乐”的讨论更是这样的讨论。哲学讨论是永远需要的，因为人类搞不清楚的事总是要远远的多与能够搞清楚的事。我们反对任何形式的个人崇拜，反对任何形式的禁锢个人思维的桎梏，为信仰和言论的自由而斗争，就是因为“思维”是人类共同拥有的最基本的“所有”，对于每一个人它不仅是权利，是财富，是尊严，是生活的全部内容和意义，对于人类它更是关系到理性还是愚昧、战争还是和平、相互杀戮还是友爱互助，生存还是毁灭的根本。没有了思维人类就没有了一切。但是哲学的讨论也要随着时代的前进而发展，在那些已经建立了逻辑自洽体系的领域，我们只能向着明确化的方向前进，向着量化的数理逻辑方向前进，回到原始而模糊的哲学讨论是无助于问题的真正的解决的。但是当我们遇到那些更加复杂的问题的时候，当我们寻找自然科学和思维发展的正确方向的时候，又不能没有哲学的审查和仲裁，尽管它的价值总是限于否定意义的，某些时候，没有对于那些占据着统治地位的僵化的思维统治的否定，合理的正确的新的逻辑体系就不可能出现。

当我们要去建立新的物理体系的时候，也许首先就要研究“力”的问题。早在上个世纪的初期，哲学家罗素，尽管一再呼吁美国人为了战胜敌人必须相信理论物理学家，但是同时又指出在现代物理那里，能量和力都失去了牛顿时代的那种确实的性质，成了蓝色的幽灵。只有把那些幽灵重新成为具有明确性的实实在在的物理实在，一个逻辑自洽的普遍的理论体系才能够真正地建立起来。

在经典物理学和现代物理学中，“力”始终是一个研究的核心问题。牛顿体系的只存在保守力的理想化条件，在现实生活中是找不到的，库珀所说的，把所有的非保守力转换成保守力的决心是不可能实现的。所以现实生活中似乎没有理想的牛顿理论完全适用的地方。这是因为所有的物质都是有结构的，物质结构的存在使得牛顿对于物质的理想化的粒子的假定不符合物理实在的状况。但是这并不是说牛顿的物质和质量的逻辑界定就没有意义了，恰恰相反，这正好说明牛顿对于物质的界定是一个普遍的逻辑界定，逻辑界定的理念不是用来描述某一个特定的物质的，而是用来描述能够与物质运动形式能够建立合理关系的理念的；正如前面所讨论的笛卡儿坐标系和欧氏空间的逻辑界定一样，它不是地球，也不是太阳的实在模型，而是用来描述能够与宇宙物质存在形式具有合理关系的图景的一种理念。

这就是为了搞清楚现代物理学中的很多问题，我们一定要把哲学、逻辑、数学直到人类自然科学发展的历史一起来讨论的原因。很多问题不一起讨论就永远在没有逻辑的范围内转圈子，哲学和逻辑实际上就是引领人类的思维一步一步走向前进的指针。我们在讨论思维的理念和大自然的物理实在关系的时候，许多人，一些头脑清楚的高中生，都能够明确地理解像欧几里德的点、线、面，都是抽象的逻辑理念，它是用来构筑描述大自然物质存在图景的“基元”，但它不与任何一种特定的物理实在相联系；但是在正确规则的指导下，它可以构筑起于各种物质存在形式的合理关系。当我们的思维理念继续发展前进的时候，要理解理念与物理实在的关系就困难的多了。而那些关系如果搞乱了，人们就永远不会得到思维与实在的合理关系。

工程技术科学是研究物理实在的科学，没有一种工程技术科学能够与牛顿理论体系完全相一致，或者说任何一门要描述具体物质运动形式的工程科学中，总是不会存在像牛顿理论那样的逻辑自洽性。它必然要作一些人为的假定。这就是逻辑的双重性：亚里斯多德提出逻辑的时候，并没有想到把它变为引导整个物理学，甚至整个社会和人类思维发展的科学。他只是把逻辑作为区分不同同学科划分的一个准则；他的那个意见不能说没有道理的，在确定的逻辑体系下的演绎确实是产生不了任何新鲜东西的。笛卡儿提出可以用逻辑的长链把整个物理世界链接在一起，他的观念曾经受到很多人的反对，尤其是中国人，林语堂就是坚决反对逻辑的；他认为逻辑的利刃已经把人类精神世界的整体性分割得支离破碎了。现在看来不仅在人文哲学上，自然哲学上也是一样，一些以主流派自居的现代物理学权威，就是一批只相信天才、只相信方程式的“物理美”的一群人。自然哲学又一次面临着这样的问题：逻辑自洽性到底是否判断人类知识真理性的一个基本的标准？如果不是，人类的知识必须整体化地进行认识，那么那个整体化的知识又是通过什么样的道路发展起来的呢，它的标准又是什么呢？最近读到沈惠川^[？]的一篇网络文章，其中有一段话：

在学习的过程中，终于有一天，顿悟，明白了Einstein想对我们所说的是什么。从此以后，Einstein和相对论成了我的信仰，并成了我自己的一部分。又看到，所谓“搞广义相对论”的人一再将广义相对论搞得支离破碎，完全没有了广义相对论中的物理美（我自己那篇也不美），因而发誓再不撰写破坏广义相对论物理美的文章。当时，汪克林教授对我说，相对论已经定型，没什么课题可搞的了（除非解Einstein场方程，但很难）；还不如搞量子力学。于是，我后来的文章，除了两篇外，基本上不涉及相对论；但，相对论要求一直是我审视其它文章（包括自己文章）的基本标准。

在物理学中，能够“永远站得住脚”的，除了分析力学（包括Lagrange力学，Hamilton力学和Birkhoff系统动力学），热力学外，就是相对论（包括狭义相对论和广义相对论，或称为特殊相对论和一般相对论）。这三门学问可说是物理学中的“铁三角”，是其它物理学科必须遵守的“约束条件”；是物理中的物理，是物理中的哲学。其余的学问，包括量子力学在内，都是在变化的，不一定全对。

当然我没有他的那种信仰，也很不赞成在自然科学中把那个人或那个优美的方程式作为人们的信仰，但是爱因斯坦和现代物理学中确实也有不少对我有启发的概念。“其他物理学必须遵守的‘约束条件’”，这句话还是很好的，我觉得“约束条件”这个词，比现有的那些被污染了的词，更能够反映出在物理学中寻找自洽的数理逻辑体系和在逻辑体系的有限论域以外进行探索以不断扩大逻辑前提的有限论域，这两个对立而又统一的思维发展的根本任务之间的一种相互间的辩证的关系。我盼望我国的理论物理学家能够找到合理的“约束条件”；任何个人的假设和所谓“形式美”都不值得我们崇拜，不值得把自己“约束”到那种偶像的精神下。只有大自然，只有感性材料和逻辑自洽的理论结果之间的合理关系才应该成为我们自觉遵守的“约束条件”。在我们得到能够比牛顿物流体系的有限论域更大的、因而能够包容牛顿理论物理体系之前，只有牛顿理论才是那样的“约束条件”，因为它与太阳系星体运动规律的合理关系是来自大自然的人人能够感受的，当然比出自个人头脑的“假设”更加值得尊重。打破现有理论体系的有限论域和接受逻辑自洽的理论体系的约束，是一个辩证的关系，这种理性和逻辑的约束在新的普遍理论体系建立以前是不能没有的。或者说任何一个人为假设的理论，在找到新的理性和逻辑的约束以前，只能是一个暂时的理论，绝不能用来“约束”其它的物理探索。

对于逻辑人们历来有两种截然不同的观念：亚里斯多德是形式逻辑体系的创立者，但是它认为逻辑是用来限制学科分类的，使一个学科里的概念不会与别的学科相混淆；而笛卡尔说，“能够为人类所认识的全部物质，也是依这种方法相互联系着……”，他则把逻辑当作组成人类认知发展过程中的长链。在人类思维发展的过程中这两种观念总是在剧烈的争论着。一些人强调：在一个严格逻辑自洽的体系中是什么新鲜东西都推导不出来的，这也就是反对笛卡尔的用逻辑来发展物理学和人类类思维的人所提出的主要的依据，我们在第一卷中特别讨论了林语堂对于东西方思维的比较，他是最强烈反对笛卡尔的观念的，强烈反对笛卡尔的逻辑的利刃对于人类整体的精神的解剖；在目前，也有不少人坚持用古老的国粹文化来抵制西方文明的那些人，也抱有类似的观念。这个问题实际上一直是人类思维发展中的一个主要问题。

有人说爱因斯坦的贡献主要不是物理学的，主要是对于人类思维的，我很同意这个观点，实际上爱因斯坦本人在晚年，已经看到了用他的“公设”所建立起来的理论大厦必然会坍塌的，但是他相信他为了打破僵化的牛顿理论框架所作的努力和他称为辩证逻辑的思维方法一定会发展下去！现在是我们沿着爱因斯坦所指引的方向，在把思维逻辑的发展进入到一个新阶段的时候了。爱因斯坦走过曲折的道路，这是历史所决定的，在人类的实践和思维发展没有到达某个程度的时候，大自然是不会把反映自然规律的图景展现在人类的面前的，即使那些图景展现在人们的面前，人们也无法从那些图景得到正确的理念。是信息社会实践的大量感性材料使我们对于物质存在和运动的形式有了爱因斯坦时代无可比拟的丰富的感性材料。但是那些实验和测量的感性材料和现代物理学的人为假设的“不自然”的理论总是不可能找到带有普遍性的合理的关系，“玛丽安娜飓风”、“汶川地震”等大自然的灾害，向我们展示了什么样的教训呢？那就是在信息社会，我们已经有了多得无法估计的与那些自然灾害相关的测量材料，但是没有解读那些测量材料的合理的理论体系，现代物理学中的那些人为假设是不能为现代的工程技术和自然灾害和探索提供合理理念的。现在对于那些自然灾害实际上不是能不能精确预报的问题，而是根本没有合理解读那些与自然灾害有关的测量材料的理念，实际上人类并没有找到如何去获取那些灾害的准确预报的正确道路。

大自然是没有边界的，人类的幻想也可以没有边界，但是科学不能没有边界。从物质结构、物质模型和物质间的相互作用的大量感性材料，或者说，就是从信息社会的电磁场理论和工程中所获得的大量的实验观察材料中和从对那些远距离的电磁测量的信息的合理的分析和处理方法中，去更好地把握物质世界的运动规律，才是理论科学发展的合理道路。崇拜那些天才人物的假设，宣扬那些没有公理性的方程式的“形式美”，用那些东西来作为自然科学的“约束条件”，已经把我们的思维方法引向了可怕的道路。