第七章 物理世界的圖景 第三節 物質世界的波動性

波動形式的運動,在物理學中佔有重要篇章。在古代中國人看來,整個世界都處在不停地波動形式的運動和變化之中。

波動的思想大概最早見之於《易》。它以陰陽對立的觀點描述世界的運動。陰與陽「變動不居,周流六虛,上下無常,剛柔相易」。表徵陰陽的最突出的屬性剛與柔「相推而生變化」,「變化者,進退之象也」(《易·繫辭》)。而進退變化的最主要表現形式是上下消長、盛衰起伏,並且隨時間不斷地向前流行,即《易·雜卦》所謂的「損益盈虛,與時偕行」。《易》的這些描述只有想像為自然界的波動才是可以理解的。

後來人們對這思想的發揮使波動的概念更加清楚。《易緯·乾鑿度》寫道:「陽變而進,陰變而退」;「陽動而進,陰動而退」。王充說:「陽極反陰,陰極反陽。」(《論衡·順鼓篇》)直到17世紀,毛奇齡(公元1623—1716年)還說:「陽動則陰息,陰動則陽息,陰陽動靜,互相推遷。」(《太極圖說遺議》)從這些記述中,我們可以想像到,氣的陰與陽兩個方面,一進一退,一動一靜,陰陽交錯,動靜推遷,正好構成了一幅波動的世界圖景。

歷史上許多典籍說明了古代中國人的波動觀念。《內經·素問》寫道:

動靜相召,上下相臨,陰陽相錯,而變化生也。

高下相召,升降相因,而變作也。

在這裡,物質氣的相反形態(陰與陽),及其相反的運動形態(動靜、升降)、相反的位形(上下、高低)都統一在運動變化之中。表面看來,不過是一種往複式機械運動,但「臨」與「錯」的觀念只有波動圖形才能恰切表示出來。

對於這種波動的方向和路徑,古代人也有種種說法。《淮南子·詮言訓》說:

陽氣起於東北盡於西南,陰氣起於西南盡於東北。

漢代董仲舒說:

陽以南方為位,以北方為休;陰以北方為位,以南方為休。(《春秋繁露·陰陽位》)

這種方向、路徑圖恰如今天的波動圖,只要把波動中的向上運動看作「陽」的運動,波峰看作「陽」盛「陰」休(或藏)的位置,而把向下運動看作「陰」的運動,波谷看作「陰」盛「陽」休(或藏)的位置就可以了。這就像晉初劉智在《論天》中所說的,「陰陽相承,彼隆此衰」(《全上古三代秦漢三國六朝文·全晉文》卷三九),陰與陽一隆起一衰落、彼此接續相承地運動,正是波動的簡明扼要的說明。

我們再看看朱熹的有關論述。他寫道:

太極理也,動靜氣也。氣行則理也行,二者常相依,而未嘗相離也。當初元無一物,只有此理。有此理便會動而生陽,靜而生陰,靜極復動,動極復靜,循環流轉。其實理無窮,氣亦與之無窮,自有天地,便是這事物在這裡流轉,一日有一日之運,一月有一月之運,一歲有一歲之運,只是這個事物滾將去。(《朱子全書·理氣·太極》卷四九)

我們暫且不顧朱熹關於理與太極的概念是什麼,就他所說,在天地形成過程中及其形成以後,理與氣都處在動靜循環流轉之中,並且像車輪滾動一樣年年月月地往前滾將去,從這點看,他的世界波動圖是很清楚明了的。朱熹還說:

氣運從來一盛又一衰,一衰了又一盛,只管憑地循環去,無有衰而不盛者。(同上)

氣一盛一衰地往前循環運動,不正是一種波嗎?

雖然我們不能更多地敘述中國古代的物理世界圖景的許多細節,但從以上簡略分析中可以看出,在古代中國人心目中,世界充滿了稱之為「氣」的物質,宇宙天體、萬物和人本身都是由這種「氣」構成的;氣有陰陽兩性,它是連續的與不連續的統一的物質形態;在氣組成的物質世界裡,既沒有空虛或絕對的真空,也不存在超距作用;氣的凝結聚合成為肉眼可見的有形物體,物體的消散離析就復歸為肉眼不可見的無形的氣;由氣組成的整個物理世界總是處在流動、運動和變化之中,而波動是其主要的運動形式,各種相互作用都以波的形式傳遞。古代人以這樣的物理世界圖解釋了幾乎全部他們所知的物理現象與相互作用。

古代人的這種物理世界圖在科學史或思想史上的價值是不言而喻的。在經典物理學時期,人們或者主張微粒說,或者主張波動說,二者不可兼容。現代物理學既不認為物質世界僅有粒子組成,也不認為只是一種波或場,而是這二者的統一。從本世紀以前的物理學來看,古希臘和西方人的原子論佔有經典時期的一半,古代中國人的元氣說佔有另一半。值得指出的是,古代中國人的物理世界卻更接近於現代物理學的觀點。這正是近幾十年來,探討科學思想史的學者們紛紛從中國古代典籍中尋找現代科學的思想淵源的原因所在。

最後,我們要特別指出,元氣說純屬哲學思辨和猜測,它不是自然科學,也不是物理學。元氣說的概念,雖然有許多思想光輝,和現代的科學觀念有一些類似性,但它又有許多局限性。人們對「氣」這一物質是不可能作出科學的量度和實驗,人們對於它的物理屬性(如質量、動量、密度、能量等)也一無所知,它是一種純粹的假想的物質;古代人以氣解釋的一切自然現象,都是直觀的、樸素的思辨性質,缺乏嚴格的科學論證。從歷史的辯證的觀點看來,我們既要把握「氣」這一古代概念的思想光輝,又要認清其思辨猜測的局限性。這樣,我們才不致於或者把它與現代科學相提並論,誤以為中國古代就有現代科學;或者把它視為一堆空話,讓歷史上的思想閃光在我們這一代還默默地流逝。

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