庄子的机发论与物理学 —纪念李约瑟博士

    科学史大师李约瑟博士已经完成了他的不朽的学术事业,离我们去了。
    李约瑟以一个西方科学家的特殊条件在中国科学史这一特殊领域作出了特殊的贡献。我 认为他的工作中最值得称道的部分是对中国科学思想史的独创的研究。大家都知道他对道家 科学思想的阐发,开创之功维艰维钜。尤其要看到,他在作这些工作的时候,中国大陆的学 术思想正处于史无前例的孤立封闭激烈左倾的状态。 一个很说明问题的事实是: 1975年科 学出版社出版李约瑟的大作《中国科学技术史》,不仅只以“内部参考”名义发行,而且把 最要紧的第二卷“科学思想史”摒弃在外。原因当然是:李约瑟的观点尽管已经很“马克思” 了,但仍然无法被当时的严峻舆论容忍。毕竟真金不怕火炼,李约瑟在他的暮年终于得到中 国大陆学术界的普遍接受和尊仰,不仅李约瑟本人得以瞑目于九泉之下,中国学者们的良心 也免受折磨。当然,不是说李约瑟的一切观点都正确到家了,我们尊敬他,首先是因为他以 一个西方人的特殊身份,在我们中国人自己还不能承担起份内的发展学术的责任时,以其全 付精力代替我们筚路蓝褛地开拓。我们决不能因为他还有哪些认识不完善以致错误而有丝毫 贬抑之意。
    李约瑟最著名的观点是对道家的肯定。他在“科学思想史”的第十章说:(145)*
    “道家思想乃是中国的科学和技术的根本,但由于道家对‘知识’的自相矛盾的态度, 以致这一点往往不能为人所理解,这种态度导致神秘因素居于主导地位并一直存在至今。” 这一说法是非常深刻而且相当完备的,特别是有关道家对“知识”的矛盾态度及其后继 的神秘倾向正是破解中国科学思想史最大谜团的关键。李约瑟反复明确地强调指出:不能拿 西方科学熟悉的概念和方法去理解中国古代科学思想。过份自信的西方人以为西方学术中什 么都有了。中国古代的东西要么与西方符合,要么就是错误的没有道理的神秘主义的。这种 想法不仅西方有,在当代中国人中间也还很流行。
    在道家思想中对西方人最陌生的因而也最被忽视的是“机发论”。
    所谓机发论,相当于现代的信息和控制思想。在西方科学思想中,只是近五十年来随着 科学技术领域中信息论和控制论的产生才有了一般的哲学思考。而在中国,早自《易传》便 有了初步的认识萌芽。庄子对“机”的概念作了开创性的阐发,可以说是中国科学思想史上 的最高成就之一。李约瑟已经隐约地感觉到了这件事。他注意到“几”这个字(43,78,79, 80)《庄子·至乐》中那段著名的“种有几”之论被李约瑟引用:
    “种有几,得水则为繼 ,……,青宁生程,程生马,马生人,人又反入于机。万物皆出于 机而入于机。”
    但是李约瑟未能充份自信地把握“几”这个字。他说:“不用说,germ(几)一词不带 有任何精确的现代含义,如‘细菌’。”(P79的脚注(3))但是他紧接着在下一页说道:
    “在这一段中值得注意的另一点是使用了‘几’(‘胚芽’)这个词来表示可想像的最小 的有生命的物质的种子。这里所用的‘几’这个术语是不常见的,但它出现在《易经》中, 意义是事物微小的胚胎开端,善恶都是从这里面来的。在字源上,这个字是从表示两胚胎的 图形演变来的。”
    这里李约瑟说对了,特别是对字源的分析令人钦佩。日本人下间濑一就认为“幺”这个 字是从纺织的“丝”来的。因而“机”字是从织布机演化而来,这是错的。相比之下,李约 瑟的汉字学水平显得高得多。“幺”是“幼”字的偏旁,不是“丝”的偏旁。然而,我想强 调的是:“几”和“机”,是来源于具体概念又超越具体概念演变而成的高度抽象的哲理概念, 因而就不仅是“胚芽”的意思(那是胡适的理解)。这在《庄子》全书中不止一处有所表现。 在上引这一段中,应该注意的不仅有生物演化的思想,更重要的是:这种变化过程中的信息 和控制因素被庄子抓到了。意味深长的是,古代学者对这段话的理解竟然为现代人多所不及。 王夫之《庄子解》是这样说的:
    “万物生于大造之中, 生其死, 死其生, 化其化者,皆非天地之有心,一其机之不容已者 耳。机之动也,随所发而可,则万变而总不可知。既为机之必出而必入,则乘时而观化,又何忧 乐之有哉? 此篇之旨, 唯此段差为有意。然于出生入死而言机,则亦老子‘动而愈出’之旨, 而为《阴符经》之畸见。若庄子,则以天钧之运,自然推移,兼怀而无机缄者,合成体而散成用, 始为天人死生自均之分,不以机之发动为出入之倪也。”
    注意,“机之动也,随所发而可”一语,这机就是由弩机之义引伸的控制因素。王夫之 注意到《阴符经》。的确,《阴符经》是后世道家发展机发论思想的重要经典著作。所不同者, 《阴符经》在人生观上与庄子相反,持积极入世的态度。王夫之是否以此而言其为“畸见” 呢?至于所说“天钧之运”,显然指的是“天运”篇开头那段话:
    “天其运乎,地其处乎,日月其争于所乎?孰主张是?孰维纲是?孰居无事?推而行是?其 有机缄而不得已邪?意者,其运转而不能自止邪?”
    王夫之赞赏的是:“乘时而观化……自然推移……不以机之发动为出入之倪也。”但是不 管是“出世”还是“入世”,是“自然”还是“有为”,万物动变皆发于机的观点是大家一致 的。而这正是推动中国科学和技术发展的重要指导思想。技术史上举凡针灸、拳击、地动仪、 木牛流马、水运仪象台,直到晚近城隍庙里的自动化阴间鬼物,都是机发论思维传统的体现。 在纯科学的物理学领域也有一样的表现。正因为中国古代物理学更了解更重视机的作用,便 形成了与西方明显不同的发展路线。下面我们专就这一点进行讨论。
    我们先要问一个似乎容易的问题:什么是“物理学”?这个问题不像一般想象那么简单, 可对我们的命题非常重要。平常在物理学界流行的说法强调“物理学是研究物质结构和运动 的最一般最普遍规律的科学”。这个说法并不完善,在现实的物理学中有很多情况不符合这 个说法。考虑到现代学科交叉混融的实际情况,要为物理学作出明确有效的定义已不能运用 “界定”的方法,只能采用“中心标定”的方法。既然一切科学都是人类对事物的分析的知 识体系,那么就可以如下对物理学作定义:
    物理学是以对物质作终极分析为中心的科学。
    这样定义的物理学应是从人类科学开始发生便已有之,并且将永远不可代替地存在和发 展。这里所说的“分析”,是指“结构的分解和性状的离析”。中国的元气和五行是古代的终 极分析,所以那便是当时的物理学,古希腊的原子说和四元素说也是物理学。
    随着科学的发展,原子说走向基本粒子,场的概念则给元气说以新的含义。开普勒的天 文学是研究时空和运动的,牛顿以万有引力概念把开普勒的分析工作推向终极,至今为止, 对引力这个最基本的物性还没有更进一步的分析成果。
    经典物理学偏重于以时间、空间的方式去作物质运动的分析,然而,物质还有个极为重 要的存在方式,那就是信息。这里说的信息是包含控制的意思的,因为不产生控制功效的物 理作用不须称之为信息。所谓信息,应该以方以智《物理小识》的话说明:
    “气凝为形,发为光声……形之为用止于其分,而光声之用常溢于其余。” 光和声是人们最熟悉的物理信息。这里的“分”字意思是:物体自己占有的局域空间。 如果这物体不向其外的空间发出任何信息,例如光、声,则其外的世界便完全不知此物的存 在,于是对外界而言它并不存在。这就是我们说:“信息是物质的超时空存在方式”的理由, 而作为物理现象的信息就是信息发送主体对外物的微弱物理作用。人类通过望远镜接收光信 息,从而得知宇宙极深处的天体,感知它们的存在。这光信息可能从宇宙初生的百亿年前就 被发射出来了。中国古代文献中的“神”,在通俗语言中是指拟人化的超现实存在,而在学 术著作中则是一个抽象概念,它的意思就是信息。《易·系辞》:“知几其神乎”“阴阳不测之 为神”,其中的神都是信息的意思。古人曰:“神者伸也”,意思就是局域的存在向外扩展延 伸,也就是我们所说的超时空存在方式。也许古人对机—信息和控制—的功能的信仰比我们 强烈得多,但只是量的差别。
    对信息本身进行分析研究的物理学不同于只关心时空运动的物理学,这种分析的最终目 标不是结构的分解,不是性状的离析,而是物质间的超时空的关联。在这种关联中,认识主 体也要被包含在内,所以是最高级的研究课题。迄今为止的现代科学尚未真正开辟出信息的 物理学,然而,早在二千年前庄子的大智大慧便把这样高级的科学命题展示在人们眼前了。 在前引庄子关于生物演化出机入机之论中,庄子注意力的中心不是物种的变化本身—这 在中国从来是不成问题的,庄子注意的是引发这些变化的“机”。李约瑟注意到:“庄子勾画 了一种非机械的因果关系的原理……揭示了一种真正的有机哲学。”(51)他把这叫 Organicism。很有意思的是我们中国人把它译为“有机主义”。而译者们并没明确意识到“机” 字的古老内涵有远超出Organicism者。英文这个字不过是指:有组织、有系统、有关联结 构……但却没有明确的信息和控制的含义。而“机”字则是强调信息和控制的作用的。说这 一翻译现象“很有意思”,是因为虽然译者无心,却有恰合古人之意的效果。看来中文与英 文决不是绝对不可通约的。不过,要重新发掘出古代思想宝藏,我们还得下一番新的苦功才 行。
    我们还是从李约瑟那句话入手:“庄子勾画了一种非机械的因果关系的原理。”关于因果 性,李约瑟说:道家“从未像亚里士多德派那样,把它作为正式的主张提出来。”(51) 确实, “因果”这个汉语词最早出于佛经,在庄子的时代只有“然”、“所以然”、“故”这类语词可 用,但不能说没有对因果性的讨论。这件事与中国古代不重视“自然法规”的思想有关,对 这一点李约瑟的书用了大量笔墨去论证,确实是一项很好的工作。因果性不等于规律性,不 重视自然规律,不等于不重视因果性。“自然”这个词说的正是客观因果性。
    什么叫规律?规律是因果性的特殊情况,是简单化的因与简单化的果的组合关系。而一 般的因果关联经常是复杂的多因组合引出某种特殊的果。因而某一事件虽有明显的因果关 联,却不必成其为规律性,历史学讨论的事件多属此类。这正是上文讲一般人认为物理学研 究规律性的观点不够完备之所在。现在,“非线性物理学”开始变热。什么叫“非线性”? 这个词源出于数学,太不通俗。其实那是指多元化因果集的现象。比如牛顿力学的万有引力 定律只考虑两个质点的相互作用,这是“线性”的现象。而太阳系的现实便是多体问题,就 是“非线性”数学的领域。现在的非线性物理关心到湍流、大气、生态平衡……所用数学已 不能由人以纸笔运算,必需以形器模拟。其中像所谓“蝴蝶效应”就是中国古人说的“机发” 现象。那是说:北京一只蝴蝶的飞动可能引起太平洋上发生一次风暴。因果性的相对性正在 于为因之质的无限性。从有限而言,因果性是存在于现实之中的;从无限而言,绝对的因果 性便消失了。
    实际上,非线性物理学处理的对象仍然是终极分析性的。那些对象中被考察的因虽然是 多元的,却仍是同质的,至多是很少几种异质的,故可称之为同质多元因果性。而生命现象 和社会现象,进而可以说一切现实现象,无不是异质多元因果性系统。非线性物理学在多元 因果性系统中只抓某一同质之因,对这一种“质”而言,就仍是在作终极分析的研究,但不 是以前认为的那种普遍规律性。既然因果性已是相对的,规律性更不是绝对的了。
    庄子时代的中国学者基于万物自然的立场,深刻地认识到了这种现实因果性。以往人们 对“道”这个概念最伤脑筋的是:道是否指规律?从上述讨论可见,至少把规律改换为因果 性,才能使这一问题的解决前进一步。“道法自然”就是道以客观因果性为标准。
    “齐物论”的名言:
    “天下莫大于秋毫之末,而泰山为小;莫寿于殇子,而彭祖为夭。天地与我并生,而万物与 我为一。既已为一矣,且得有言乎?既已谓之一矣,且得无言乎?一与言为二,二与一为三。自 此以往,巧历不能得,而况其凡乎?故自无适有以至于三,而况自有适有乎?无适焉,因是已。”
    请注意文中的“言”字,语言是人的认识的表示、陈述。而人的认识总是现实事物的片 面的分析的反映,所以语言便天然是分析的。如果天地万物以其质的无限性而不可分析,“既 已为一”,当然也就不能用语言作出彻底陈述。数字的内涵是语言中最典型的最简明的分析, 一旦结合现实,最高级的星历专家也算不清楚。“不要去说吧!就这样算了!”(无适焉,因是 已。)这才是“齐物论”的“论”字指义所在,论者言也。
    还是王夫之深明其意,他的《庄子解》对这段话作了如下评议:
     “道合大小长短天人物我而通于一,不能分析而为言者也。”
    他清楚地看到了“言”的分析性,而这分析性与现实事物之“通一”是矛盾的。他接着 又说:
     “气之作止与无作无止者始离而为二,作与止又自别而为三,鼓动不休。”
    他强调事物之作止始于气机,即元气的信息和控制,而西学传统则只看到质量和能量。 接下去,王夫之又把庄子的话集拢起来说:
     “知与言互相增益,有儒有墨。儒有九家,墨不一类,以及乎坚白异同,刑名法术。姚佚启态,各炫其荣华,恶从而辨之哉?圣人休于天均,而不随气机以鼓动,则圣人一天也。”
     这与上引王夫之本人赞赏“乘时观化,自然推移”的无为主义是一致的。他的逻辑理由 就是一切分析的知识和语言,包括物理学的坚白异同,社会学的刑名法术,都是“无从分辨” 的事,圣人是不为这些事操心费力的。这种无为主义正是老子、庄子的人生观,也就是本文 开头所引李约瑟所说:“对知识的自相矛盾的态度”的思想根源。而至今“不能为人所理解” 的原因则在于西方古典哲学缺乏对现实存在的机的作用的认识。现实的混一性并不否定多元 性,正是由于多元性中气机的作用导致现实事物的非规律动变,看透这一点的道家便性急地 把分析的求知过早贬低了。这里既是道家哲学的优点,又是道家哲学的缺点之所在。这就是 我为什么说李约瑟的说法深刻完备的理由。
    道家当然不是片面固执的刻板学究。庄子接着上引之言就说:
    “六合之外,圣人存而不论;六合之内,圣人论而不议;春秋经世、先王之志,圣人论而不 辩。故分也者,有不分也;辩也者,有不辩也。曰:何也?圣人怀之,众人辩之,以相示也。故曰 辩也者有不见也。”
    所以,庄子并不是绝对不分不辩,而是主张分辩到一定程度,再向下便不能以分辩解决 问题了。“大道不称,大辩不言”应作如是解。
    再看中国科学史的实际。自老庄以后,道家以及道教并不是都遵守“自然无为”的人生 哲学。淮南王学派也好,葛洪也好,都全力以赴地从事着分析的求知活动,也就是科学研究, 既有物理的、天文的,也有生命的、武学的。不过老庄学术的源头毕竟起着重大影响,人们 对太过简单的物理分析兴趣不大,像什么点线面体、时空力动,什么杠杆浮力、石头落地诸 事,总是浅尝辄止,没有花大气力。但是事物之相反相成莫此为大;欲求了解把握复杂事物, 必先从简单分析入手,此之谓“循序渐进”。无论西方人懂不懂或重视不重视复杂事物的研 究,他们倒是先从简单分析开始建立了现代科学的庞大体系,把人类科学真正引上了对高级 复杂事物的研究,以致今天人们开始说“二十一世纪是生命科学的世纪”。当然,即便这么说, 我们还得坚持:作为终极分析的物理学是永远不可取代的,西学对科学发展的重大贡献是无 可怀疑的。
    最后,作为对庄子机发论的注解,我们再补充一些话。
    在《庄子》一书中,“机”这个词出现很多,后人注解不得要领者比比皆是。王夫之《庄 子解》为知其音者。今举数事略作说明。
    子贡过汉阴,见灌圃老人,而语之以桔槔。其核心之言是:“用力甚寡而见功多。”这也 是“机”的抽象化扩展语义。机的本义原为有轴杠杆,近轴处动而微,远轴处运而疾。以微 制巨之义已隐含其中,伏胜《尚书大传》就说明过这一点。弩机的发明使人一下子抓住了控 制概念,而赋予“机”字以“见微知彰,以弱胜强”之义。机是那种虽微虽弱而有大作用的 信息和控制元素。至于灌圃老人反对用机,那是老庄无为思想的表示。王夫之解曰:“机者, 贼心也。忘机,非忘誉,以复朴者,独志也。进独志以灭贼心,圣人以之治天下。”然而, 《阴符经》公然提出“五贼”的概念,并提倡作这种“贼”,正是反无为为有为,也是王夫 之指责《阴符经》为“畸见”的因由。
    壶子见季咸,示之以种种人身之机,事属寓言。庄子之意在于人可以向外发送信息,这 些信息不止是示形的光声之属,其作用有超越常规时空者。
    庖丁解牛,“以神遇而不以目视,官知止而神欲行……以无厚入有间,恢恢乎其于游刃 必有余地矣。”这也是明显的机发论思想,成大事者不必费大力,观物以神而不必以官(感觉 器官)。
    请注意,道家的机发论是建立在元气说的基础上的。虽然,以原子论为基础也一样可以 有机发论,但元气说的混一性使道家更重视机的作用。庄子论“人之生,气之聚也”的观点 以聚散而得异同,但这样形成的异却只是混一元气的应时变化而已,真正永恒的东西是齐同 的。在这个意义上庄子可以说“天地与我并生,而万物与我为一”。然而,毕竟人之生存现实 仍在于异。庄子所追求的“真人”境界,不外是“知天、得道”,知天得道的关键在于知机。 庄子借汉阴丈人、壶子等人物之口表达的是追求超越人欲之上的天机、气机,也就是王夫之 盛赞的“忘机”之机。王夫之以此举庄子而加诸老子之上,誉之为“殿诸家而为物论之归墟。” 可是,在我看来,庄子如此之超脱,过份了!
    日本物理学家诺贝尔奖获得者汤川秀树说他的科学成就得益于庄子。我并没有对汤川的 思想作深入研究。大体上是否可以说:尽管庄子的极度超脱并非鼓动自然科学的积极态度, 然而他在所有这些言论中表达的思想却是人类智慧的最高境界,“独与天地精神往来,而不 傲倪于万物”“上与造物者游,而下与外生死无终始者为友”。他的理论的博大精深足以为各 门学科提供丰富营养。他的消极面只不过是个人志趣选择,无害于他的知识的伟大深刻。我 相信,未来物理学仍会从庄子获得更大的助益,庄子之学是中国人得天独厚的精神遗产。不 过,必须把庄子之学作出正确的阐发和通俗的普及。这件事很不容易。

(1996深圳会议)

* 本文引用李文皆出自科学出版社1990年中译本,引文后括号中的数字为原英文本页码, 中译本注在页边。