1、1科學認識論及方法論之機械化約觀與有機系統觀的比較林財庫 國立高雄師範大學 物理系本文部分發表在摘要：本文從西方自然科學的發展史及認識史中，研究“ 有機系統思想”之發生與發展的過程，以之與現在仍為科學界之思想主流的“ 機械化約思想”（機械論與化約主義(Reductionism)之合稱）作比較。我們以邏輯思維的一般架構(即 概念、論斷 (原則 )、推理 (原理)、體係) 對此兩類思想體係作有系統的整理。詳細的討論它們的差異性及互補性，以彰顯有機系統思想的重要價值和深刻的意義，並以十數門近幾十年來新興的綜合性科學技術理論（合稱現代系統理論）的結果來驗證這種思想的正確性和可靠性。根據這種有機的系統觀
2、點，任何物質系統皆與生物系統一樣具有很多的層次、層級與層面，其運動、變化、發展、轉化、進化等之過程與機理皆牽涉到不同層次、層級、層面間互為因果之反饋的循環。根據我們對絕緣薄膜之研究(林財庫，1990， 1996）及對“ 易經”六爻結構之瞭解(林財庫，1994)，我們提出上述變化、發展、轉化、進化等的機制包含七個循還返復的環節，分別是(1)激（突）變過程 (2)潛藏過程 (3)擴張過程(4)轉化過程 (5)成熟過程(6)高峰過程(7)不穩定過程。關鍵詞：科學認識論與方法論、現代系統論、機械化約論、教材與教法。壹、研究的背景2科學史是人類認知和認識活動成果之歷史記錄，美國當代研究科學哲學的名家Ku
3、hn(1922 ) 就極力強調想要瞭解科學家共同體“ 認識”（認知）之發生和發展的一般規律，必不能忽略科學史的研究（Kuhn， 1962，1977)（有如，要想瞭解個體發生和發展的認知規律，就不能忽略心理學的研究成果）。考察西方自然科學的發展（認識）史發現：(例如，苗力田， 1989，1990；羅素，1991；Bernard，1982)。一、就任何同時代的空間而言，都有兩大思想體係並存，一是以原子論及化約 (Reductionism) 思想（註一）為核心的機械化約觀，另一是以系統整體性及有機關聯性為核心思想的有機系統觀。二、就時間的先後而言，則可粗分為四個時期（階段）：（一）第一個時期是公元約
4、二世紀 之前，古希臘時代之“ 原始的哲學綜合時期”。在此階段上述之兩大思想體係相互滲透、互補互助，因此分化並不明顯，（很多當時重要的學者，都同時具有這兩種思想，例如Demokritos及亞里斯多得等）體係亦未成熟，所以自然科學通通統整在哲學之下，故稱“原始的哲學綜合時期”。（二）第二個階段，大約從公元二世紀至歐洲的文藝復興。此時期亞里斯多得的有機思想體係是自然科學的主流，有機系統觀佔了絕對的優勢，但因當時它只是為宗教（神學）及政治服務，所以內容並沒有成長多少，其代表性人物諸如經院哲學家 Eriugena(800-877)、Auselmus(1033-1109)、Abaelardus(1079-
5、1142) 、Ibn Sina(980-1037) 、Ibn Roschd(1126-1190)、St. Thomas Aquinas(1225-1274)、Nicolaus Cusanus（1401-1464）等，此時期可稱為是有機系統觀的停滯時期。（三）第三個階段大約從文藝復興至本世紀初，可稱為是近代機械化約觀（以下簡稱MR觀）的全盛時期。此時期之自然科學處於極度分化的階段，以化約論(Reductionism)及線性單向機械因果論（ MR觀的主要原理）為核心思想的科學認識論及方法論主導絕大多數科學家的邏輯思維方式。在此時期有機系統觀（以下簡稱OS觀）雖也有相當程度的發展（參下），但它明顯的
6、只是個配角，而且還常常3參雜著機械觀的論點。此時期之MR 觀的代表性人物很多，遍佈自然科學的各個領域，甚至擴及社會科學及人類科學（心理學、行為科學、思維科學等），通稱之為“牛頓群”。至於OS觀的代表性人物則主要是笛卡爾、萊布尼茲、史賓諾斯、康德、黑格爾、法拉第(Faraday) 及馬克斯威爾(Maxwell)等。（四）第四時期從本世紀初至今（仍在發展中）可稱為是基於現代物理學及現代系統科學之新的綜合化、整體化階段。其特點是以這些理論（有機系統觀）為核心，站在前一時期之科研成果之上，重新整合自然科學之各個分支，使科學又逐漸回歸哲學的統一，這是本文所要討論的重點內容之一。當代西方之科學哲學的研究以
7、科學認識論及方法論為主。根據他們的研究顯示（例如 Kuhn，1962）：“科學家群體觀察、認識、詮釋自然的方式與他們的思維方式、概念、信念、世界觀和價值觀等等，都有著密切的關係。” 。因此科學家們所獲得的研究成果以及其應用，都受制於他們既有的思想框架。現代物理學（例如相對論、量子力學、量子場論、量子電動力學、量子色動力學、S矩陣理論、靴袢理論(Bout Strap Theory) 等等），以及現代系統論（例如系統論(system theory)、控制論(cybernetics) 、信息論 (Information Theory) 、耗散結構論(Dissipative structure)、協同
8、論(Synergetics) 、混沌動力論(Chaotic Dynamics)、突變論(catastrophe theory)、超循環論(Hypercycles)、碎形學(Fractals) 、分支理論(Bifurcation theory)、重整化群(Renormalization Group)、模糊數學、博奕論、運籌學、決策論、 圖論、網絡論及現代組織論等等）從科學與技術的各個領域，各個分科中揭露現在仍為科學教育之主流思想的機械化約觀之思想框架的局限性，從不同的角度和深度闡示自然科學、社會科學以及人類科學等各領域中，“系統” （定義參下）之內外有機關係網絡（非MR觀之線性因果鏈）及其動態變
9、化和發展的規律。用空前的廣度和深度來呈現現代科學和技術之整體化、綜合化的發展趨勢。利用上述這些理論及其實證結果為基礎，以系統之有機變化的思想框架為核心的自然觀稱為“ 有機系統觀”，而其科學認識論及方法論就稱之系統認識論及方法論。本文嘗試由科學之發展4歷史中研究OS觀的發生和發展的過程，比較、分類、概括、整理這些有機系統觀點，期望能在未來中、小學之科學教育的教材改進上提供參考。貳、由科學史看有機系統思想之發展及其與機械化約思想之比較一、原始的哲學綜合時期近代自然科學的發展從歐洲的文藝復興開始，但其源頭則可遠溯到古希臘文明。古希臘時期自然科學所討論的問題主要是宇宙的本源（哲學之本體論，對物質宇宙統
10、一性的追求）、物質之基本組成（始基）以及其運動、變化所遵循之規律等等，與哲學直接相關的內容。因為對上述這些問題的看法不同形成很多不同的流派（參下）；但就“ 有機系統 ”的觀點來看，它們之間卻有一個重要的共識，那就是“整個自然界是一個彼此相互連繫的整體，其中的萬事萬物都是處在不斷的、自發的變動與發展演化之中，人們可通過觀察、思考、推理（測）來解釋宇宙的本源以及萬事萬物的變（運）動、發展、演化等所遵循的規律。”。以下我們就從認識論和方法論的觀點來比較各種不同派別的主要思想，以瞭解此時期重要哲學家和科學家對這些重大問題之富啟發性的看法及其不同點。(一) 米利特(Miletus)學派（本源系統觀）概要
11、 :其代表性人物為創派者泰勒斯(Thales 624B.C. 546B.C.) 及其弟子亞諾芝曼德(Anaximandros（約 610B.C.546B.C.)和其弟子之學生亞諾芝美恩(Anaximenes 約 588B.C.525B.C.)。他們都將自然界看做是一個整體，泰勒斯根據 ”天才的自然哲學直覺和猜測” 提出萬物的本源是水，萬物來自於水（由水生成）又復歸於水。Hisenburg 稱：這一命題是關於基本實體觀念的第一個表述。曼德認為萬物的本源不是具有確定形質的水，而是一種 “無定物”（原始的渾沌概念）。這種無定物沒有固定的界限和形質，它們在本身固有的內部運動中分裂出5冷與熱，乾與濕等對
12、立物，這些對立物能自發的產生循環反復的現象，結果產生連續的不同變化，由此造成世界萬物（他或許是最早提出 對立 概念的人，而美恩則繼續發展這個概念）。美恩認為萬物本源為“ 氣”，氣通過凝聚和稀釋（濃與稀）的自然過程（轉化機制），形成為各種物質實體，物質的變化即是氣的變化。因為此學派著重討論宇宙之本源的命題，故可稱其有機系統觀為“ 本源之系統整體觀”。(二) 愛菲斯(Ephis)學派（本源系統觀）概要:其代表性人物為創派者赫拉克利特(Herakleitos ，約 540B.C.475B.C.)。他認為萬物的本源是火，這個秩序世界（kosmos ），不是神也不是人創造的，而是過去、現在、將來都會永遠
13、存在的。它是一團永恆的活火，在一定的分寸上燃燒，也在一定的分寸上熄滅 (變動不居（永不停息的運動、變化。 萬物皆流，無物常駐 ）及物質守恆的思想）。這個世界及其秩序是生動的變化過程，這種永不停息的運動變化是有規律的、有秩序的，這個事物的規律和秩序是火的屬性，叫做logos；萬物都根據這個 logos 而產生。要認識 logos就要瞭解結合物既是整個的，又是可分的；既是協調的，又是相衝突的（不協調的）；既是和諧的，又是不和諧的；一切來自於一，又復歸於一。他認為宇宙萬物都在追求 “對立” ，並從對立中產生和諧，例如互相排斥的東西會結合在一起，不同的音調造成最美的和諧（音樂）相反者相成；對立造成和諧
14、。對立的事物皆遵守一個共同規律，那就是周而復始、循環不已，而這種循環反復之規律的動力來源正是對立物之間的相互依存和相互轉化。因此事物發展和變化的根源就是 “對立面的依存和轉化”，他並且提出自然界的發展和變化的法則與人的世界是一致的（他說：自然（同人事一樣）也追求對立的東西，它是從對立的東西產生和諧。 一切來自於一，又將復歸於一（由萬物生一，又由一生萬物）。他和米利特學派的思想對“系統存在的整體性原則 ”(參考例如 Piaget，1968) 都有深刻的啟發，不同的是 (1)他不是用始基（水、無定物（渾沌）、氣）的濃稀來解釋萬物的生成，而是用始基（火）的轉化來解釋萬物的生成，於是6始基轉化為萬物不
15、僅是一個量變的過程，也是一個質變的過程；（2）他一方面承認物質性的始基，同時又認為物質世界的本質是運動變化的過程，；（3）他提出對立面的互動和萬物同一（統一）的概念，明確揭示了 ”物質本源” 之命題的含意及事物變化發展的普遍規律是事物自身所具有的對立統一關係（米利特學派及下述之畢氏學派、埃利亞學派等都沒有這樣先進的思想）。（三）畢達哥拉斯(Pythagoras)學派（數之系統觀）概要:畢氏(550B.C.479B.C.) 學派認為萬物的本源不是物質，而是抽象的數，因而提出“凡物皆數 ”的基本命題（即 “數”是萬物的內 在本質，萬物的存在和生成等等，都可以用數來說明）。他們認為“數” 不但是萬物
16、的本源，而且有直接描述萬物存在的性質及其狀態的功能。此學派把“數”提升到純粹理性的抽象領域，認為自然界的秩序（宇宙的調和與分配）與數按一定比例所造成的和諧有密切的關聯，數之體系的和諧、結構和關係就是宇宙間萬事萬物的和諧、結構和關係；只要知道宇宙的數學結構，將能明白宇宙的調和與分配的原則。此學派啟發人們以精確的定量方式揭示自然界的規律，認為在自然的諸原理中，占第一位的是 “數之理”， 數值之變可以成道義，可以成魂魄，可以成理性，可以成機遇， 相似的，萬物皆可用數來說明（以上引自亞理司多德 ，下之引文亦同）；並且指出“數”的時空結構（有序性）與大自然整體的穩定與和諧有直接的關聯等。這些都對有機系統
17、思想整體有非常重要的啟發，但這個學說過渡著重從數之演繹的靜態觀點來解釋世界的規律和秩序，沒有關於事物運動、變化、生成、發展的理論。亞理司多德指出：這些思想家（即畢氏學派），明顯的認為 數 是宇宙萬有之物質，物質之常態與變化皆出之於數。數的要素為 奇與偶。奇數有限，偶數無限； 元一 衍於奇偶（元一可為奇，亦可為偶），而列數出於元一；全宇宙只是數的一個系列。- 可是他們並沒有告訴我們，世上倘若只有 有限與無限 和 奇與偶 ，動與變如何可能；而如果沒有動與變，生滅又如何可能，或者運行於宇宙間的列星重宿又如何能按照現在的軌跡而運行不輟。依其特性此學派可歸類為“數之系統整體觀 ”。7（畢氏學派的自然哲學
18、不問萬物是由什麼組成，而問是什麼使得萬物彼此呈現出差別他們的答案是是數學結構的不同導致了它們表觀上的不同數量上的差異和幾何結構上的差異在它們看來更具有哲學意義，是事物的本質，至於事物是由什麼物質實體構成的則不重要。在他們的數學概念中包含四個方面：1.研究絕對不連續量的是算術；2.研究相對不連續量的是音樂；3.研究靜止連續量的是幾何；4.研究運動連續量的是天文學。數學形式不是感性的、有形的東西，已知作為萬物的本原存在許多困難。畢氏學派相信數學形式是萬物的本原，靠的是數秘主義的宗教信仰，但作為一種哲學獲得其他生命力則還需要哲學上的論證，愛利雅學派正好從另一方面做了補充。（四）埃利亞(Elea)學派
19、（理性系統觀）概要 :其代表性人物為帕門萊德（Parmenides，約 520B.C.445B.C.），他認為前人或者把萬物的本源歸結為某種具體物質（例如上述之“ 本源整體觀” ）或者歸因於物質之“量的規定性 ”（例如畢氏學派之 “數的整體觀” ），這些都只是 凡人的幻覺，而非永恆不變的真理。真正的真理只能靠理性（即邏輯思維）才能獲得。這裏所稱之“邏輯思維 ”是指一種以確定的抽象概念為基礎，以思維的規律來進行判斷、推理與論證的思維方式，繼承這種思想的重要哲學家是柏拉圖（Plato，427B.C.347B.C.）。伯拉圖認為理性本身是自足的、圓滿的、無需外求，只有以它為靈魂之辯證法所得到的結論才
20、是真實的、可靠的。他並且相信一切事物都是彼此相通的，一切對立的正反雙方也都是普遍聯繫、緊密的結合在一起的。他指出是否承認聯系是判斷有無辯證法之天賦的試金石，能從聯繫的觀點來看事物者就是一個懂得辯證法的人，不然就不是。 。這種以理性為基礎的系統整體觀，把精神、靈魂、人的主觀能動性 (Activity) 等引進客體世界之中，是現代系統論的一個重要特徵。（五）物質之原子論（原子系統觀）概要:原子論的創始者留基伯(Lencipus約 500B.C.約 440B.C.)及其學生德謨克利特(Demokritos約 460B.C.約 361B.C.)認為宇宙中的物質是由無限多個質8量完全相同但體積和形狀可以
21、不同且不可分割的粒子（稱為原子，atoms)在無限空虛的空間中不斷的、急劇的、凌亂的運動，且相互碰撞、相互推動，形成漩渦所產生。原子本身堅實、緻密（不可入），且不可被毀滅也不能被創生（無生無滅）。其本身不停運動的原因不是受了外力，而是運動本身即是原子的基本屬性。運動中的各原子以不同的位置和秩序，遵循必然的規律形成各種複合物。例如固體是由原子間“連鎖 ”而成；流體是原子間失去纏結所致；而任何可感受的變化則是由於原子的運動、碰撞和來回奔騰所生。根據這種原子論的認識模式，世界萬物是由無數細小的、不可分割的微粒所構成；而自然界的無限多樣性（包括物質的各種不同的特性）就可以用原子的大小、形狀、運動和結合
22、方式等單一的模式來加以說明。這種認識模式還主張，一切事物都是逐漸演化而成，並遵守必然的規律。留基伯說：正如世界有產生一樣，世界也有成長、衰落和毀滅，這是遵照著一種必然性。德莫克利特則指出，不但原子在虛空中運動生成宇宙萬物的法則具有必然性，一切事物也都遵循必然的因果關係，因此探求因果關係是科學研究的目標。這種原子論認為高層次的現象都可以用低層次的質料來加以解釋，實體之質的區別最終都可以歸結為量的區別，而且演化運動只不過是不變之質料的機械組合。亞理斯多德對這種理論提出批評時稱：Demokritos 忽略了目的因，把自然界一切作用都歸之於必然性。亞氏認為原子論沒有說明運動的原因，忽視了運動的產生和運
23、動和事物之間的基本關連等問題，它所描述的世界是一個機械的、量的存在世界，裡面沒有有機的、質的演化圖景。伊壁鳩魯，（Epicurus，約342BC270BC）繼承並且修正部份留基伯與德莫克利特的原子論認識模式，提出（1）原子不但有大小、形狀之區別，也有重量之不同；（2）原子不但做直線運動，也可以做偏斜的運動；（3）在原子論中提出對立面的互動（例如，存在與本質、質料與形式、吸引（凝聚）與排斥（稀釋）、必然與偶然等）是事物運動、變化的原因和動力。以上這種以“ 原子” 為基礎之 “系統觀” 的認識模式，對後來的機械化約論、物理（化學）原子論、量子論、量子場論、基本粒子及現代系統論等都產生過重要9的影響
24、。（六）逍遙學派（綜合系統觀）概要:其代表人物為創始者亞里斯多德(Aristotle 384B.C. 322B.C.) 。他的著作極為豐富，是古希臘時代各種哲學思想（包括OS 觀與 MR觀）之集大成者，也是近代科學認識論和方法論思想，最具影響力的人物之一，不瞭解他的思想就無法真正掌握近代科學發展的歷程。在認識論和方法論方面，他的最重要貢獻是創建了形式邏輯的公理化體系，由一些不證自明（無可爭議）的基本假設（前提、基本命題（公理）、基本概念等）出發，運用邏輯規則演繹出一些推論（定理（派生命題）、派生概念）；再由推論得出新的命題、概念、定理等，以逐漸形成一個較為完整的邏輯體係。他認為科學活動始於論證
25、（演繹的推理或證明），而論證則始於前提（由感覺經驗歸納、抽象而得），前提是認識的本源。前提是怎樣得來的呢？他說：我們必須通過歸納獲得最初前提的知識。因為這也是我們通過感官知覺獲得普遍科學概念的方法。，又說：我們的學習要麼通過歸納，要麼通過證明來進行。證明從普遍演繹出發，歸納從特殊開始，但除非通過歸納，否則要得到普遍的認識是不可能的（縱使是 “抽象 ” 也只有通過歸納才能把握） 。他對科學知識的定義是具有認識功能和解釋功能的普遍知識（他說：所謂科學知識，是指只要我們把握了它，就能據此知道事物的東西。）。至於科學認識主要是認識事物的什麼呢？他強調是要認識事物存在的原因和結果。他說：只有當我們知道一
26、個事物的原因時，我們才有了對該事物的知識。事物的因和果是共存的，認識了事物的 “因” 之後，就可以根據因，判斷（證明、推理）必然會出現的 “果”。因此關於因果性的認識，又是關於必然性的認識。他因此總結指出：科學知識是關於事物原因的、必然的、普遍的、永恆的認識。他說：顯然，如果（形式邏輯的）三段論的前提是普遍的，那麼這類證明 在總體意義上的證明 的結論必定是永恆的。如果聯繫不是永恆的，那就沒有總體意義上的證明或知識。亞氏認為感性的認識不能揭示事物存在的根據和原因，所以不能由此獲得必然的、普遍的、永恆的科學知識，唯有理性才能獲得這種科學知識，而獲得這種科學知識的途徑和方法10就是三段式的邏輯論證（
27、證明或推理）。他說：我們無論如何都是通過證明獲得知識的。我所謂的證明是指產生科學知識的三段論。亞氏的這種形式邏輯的認識論和方法論對於近代甚至是現代的數學和自然科學的發展有深遠的影響。在物理學方面，例如阿基米德的靜力學、伽利略的運動學、牛頓的經典力學、麥克斯威的電磁學、愛因司坦的相對論、宇宙論、波爾的原子論、薛丁格的量子論等等都是公理化體系。在數學方面則更是幾乎沒有例外，從影響深遠的歐幾理得幾何到本世紀 Hilbert 的數學公理化運動。在有機系統思想方面，亞氏首先認識到系統（公理化體系）之結構與功能的非加和性及系統過程的目的性原則等。例如他的名言 （系統）整體大於其部份之和 以及他 四因說與四
28、元素說的自然位置論（目的論）。在機械化約思想方面，他寫了第一本系統研究運動學的專書，名為 ，此書及形式邏輯為後來機械力學的理論和研究方法等提供穩固的基礎。他在物理學一書中開卷即稱：如果一種研究的對象具有本原、原因或元素，只有認識了這些本原、原因或元素，才是知道了( 或者說瞭解了)這門科學，因為我們只有在認識了它的本因、本原直至元素時，我們才能認為是瞭解了這一事物了。此表示他對分析思想的重視。他又說：一般而言，明白易知的知識開始時都是一些對未經分析之整體事物的知識。而元素和本原，是在從這些整體事物裡把它們分析出來以後它們才能為人們所認識的。因此，我們應該從具體的整體事物（認識）開始，進入到它的構
29、成要素（因為感覺所易知的是渾然一體的整體認識）。這裡之所以把整體事物說成是一個整體，是因為他 內部有多樣性，有它的許多構成部份。 。此表示他已有明確的系統思想，認識到整體是由部份組成的，因此認識的程序和途徑是通過抽象從感覺經驗（渾然的整體知識）上升到理論知識、經由分析從整體貫串到元素或部份、藉助演繹從普遍（整體）推導出個別或特殊（元素或部份）。他用四因說（質料因、形式因、動力因、目的因）來解釋自然界的事物及其運動。他不認同以前的哲學家把自然界的事物僅僅說成是質料（實體存在）的看法，也不認同他們把自然界的事物僅僅說成是脫離了感性事物（抽象）的形狀和形式的觀點，11他因此提出自然界的事物同時具有質
30、料因和形式因。在亞理斯多德看來，現實的事物是由質料構成的，又是具有形式的；是質料和運動所形成的，是質料運動的結果。結果不是原因，但原因卻體現在結果之中，即體現在現實的形式之中。對於這種形式的追求（或以這種形式作為運動的定向活力），就是形成結果的原因（形式因）。對於自然運動除了要問 “為什麼”（即變化的根源（因）是什麼），更要問 “為了什麼 ”（即運動變化的目的）。這就提出了動力因和目的因的問題。亞氏指出：作為一個自然哲學家，他應當用所有這些原因質料、形式、動力、目的來回答 為什麼這個問題。但是後三者常常可以合而為一，因為形式和目的是同一的，而運動變化的根源又和這兩者是同種的。一般說來，凡自身運
31、動而引起別的事物運動者都是如此。- 因此解答 為什麼 這問題時必須追根究底到質料、形式與最初的推動力。既然自然是運動和變化的根源，而我們這門學科（）所研究的又正是關於自然的問題，因此必須瞭解什麼是運動。因為，如果不瞭解運動，也就必然無法瞭解自然。對於運動的討論構成了他所著 的主要部份。亞氏認為運動是永無止息的，每一個具體的事物都有一個具體的目的因作為自己的推動者。這一具體的事物仍然要無止境的運動變化下去，因此相應的有自己的推動者。由此類推，全體的運動就有一個總的推動者（第一推動者）。他把形式因（從而也包含動力因和目的因）看做是世界的第一推動。這是因為亞氏與 Herakleitos 不同，亞氏不
32、是從承認事物自身的對立和統一來解釋運動（如 Herakleitos 所為），而是從承認運動來承認對立，以承認運動為前提來尋找運動的動力，於是，他最終不得不為世界尋求第一推動，並把形式因、動力因和目的因看成是這樣的第一推動。他的宇宙論 把世界分為神聖的月上世界（天國）和低賤的月下世界（包括人間）。月上世界由菁英元素（稱為以太）構成，是永恆的、不生不滅的精神世界，是眾神居住之所；月下世界則是由水、火、土、氣四種基本元素所組成，這四種元素通過冷、熱、乾、濕四種基本原性的作用及質料因、形式因、動力因和目的因的共同推動而結合成為實體，它們是可生可滅的變幻物質世界。月上世界是由第一推動者（原動天的最神聖、
33、最永恆的12神）來組織的，而月下世界則是萬事萬物合目的的、自發的組織起來的。這兩種世界顯然是十分不同的，他的這種天人二分和第一推動者的思想深深的影響了西方的文化傳統，也深深的影響了近代的自然科學。但因他在物理學方面過度崇尚邏輯思辯和推理，輕忽分析和實證的精神，所以雖然他是當時最博學、最有科學精神（實際解剖五十多種動物，細緻的描述動物的形態、結構、功能和生殖過程；搜集分類 540種動物、以及眾多的植物、昆蟲等。他說：實驗比理論更可信，理論只在與實驗結果相一致的情況下才可信。）和把分析和實驗的精神和方法帶入 生物學 的人，但卻意外的在物理學上歸納出很多影響深遠且具關鍵性的錯誤結論（局限於當時的認識
34、水平和量測工具的不足），例如地球為宇宙的中心論、兩重世界論、第一推動論、四元素論 、否定慣性論、厭惡真空論、物體所受之力與速度成正比論、 重物較輕物落下速度為快論、 否定超距作用論以及自然位置論等等。因為此派學說的特點是，一方面建立了系統的、理性的演繹邏輯方法（形式邏輯、公理化體系）；另一方面，自身又包含著豐富的系統思想和由感覺經驗向實證方法的轉化，此綜合了 OS 觀及 MR 觀兩者的特點，故稱之為“綜合的系統整體觀” 。（七）小結：亞理斯多德在總結過去自然哲學的成果時說：他們（早期自然哲學家）斷言有一樣東西，它是萬物的本源，也是它們的歸宿 ，萬物由它所構成，最初從它產生，最後又復歸於它。它作
35、為一種實體（質料、特性或關係，而不是精神的、也不是神），永遠同一，僅在自己的規定中變化，這就是萬物的元素和本源。這些理論不僅為自然科學提供了最初的科學認識模式，也為近代及現代科學的理論提供胚胎和靈感的基礎。在此時期，人們對自然界之認識主要是靠肉眼來觀察，在直覺經驗的基礎上，用一些較簡單的邏輯方法（包括直覺、靈感、想像、思辯等）來進行初步的比較、思考、推理或猜測。那時的實驗方法還處於萌芽階段，較為嚴謹且影響深遠的邏輯方法則主要是以亞里斯多德為代表的演繹和歸納。13二、中古時期的停滯階段亞氏之後的大約一千八百年之間，有機系統思想淪為服務上帝（神學、宗教）和政治的工具，邏輯思辯變成是斷章取義、穿鑿附
36、會，原有的智慧光芒和活躍的理性生機變成是一潭死水，其間雖然也出現過幾位智者，但整體而言，有機系統的思想發展可謂不進反退。 此時期對科學有貢獻的的主要代表性人物是 St. Thomas Aquinas(1225-1274)及 Nicolaus Cusanus（1401-1464）等。 Aquinas 把神學與亞里斯多德的物理學及托勒密的天文學，完全調和起來，並把後兩者變成基督教義的一部份。他把亞氏所說 物體之運動必受有外因，而終極的外因（造成運動之最終的外因，原動力）是一個不動的推動者（稱為第一推動者）作為他神學體係的一塊基石，並以之證明上帝的存在（）。 Nicolaus 在吸收古希臘畢氏、亞氏
37、及愛菲斯等學派的思想之後，概括當時之數學和自然科學的成果，建立了一種獨創性的哲學學說（泛神論自然哲學）。他明確提出對立一致的命題，並以之作為自創哲學的基本原理。此原理認為在上帝和宇宙中，對立面是一致的、符合的、統一的，任何事物都由不同的對立面所構成，並在一定的條件下相互轉化。這種思想對於正統神學的獨斷論是一個有力的批判，對後來的布魯諾（G. Bruno）、萊布尼茲（ G.W.Leibniz）、黑格爾（ G.W.F.Hegel）等人都產生深刻的影響。在認識論方面，他提出人的認識能力有三個相互關聯、整體統一的層次，分別是（1）感覺和想像、（2 ）理智、 （3）心智。 感官提供外界事物的感覺印像，而
38、想像則把感覺與理智關聯起來；理智對感性材料進行比較、分析 ，形成關於有限事物的一般概念；心智則把握所有對立面的一致（統一）。心智是頭，理智是手，感性是足，三者相輔相成，形成一個有機的整體（系統）。三、 近代科學的分化階段（一）機械化約觀的發展概要文藝復興之後，以儀器來代替肉眼觀察，以實驗和數學的方法來代替思辯14和猜測的機械觀成為主流思想。這類思想與古代的自然哲學和經院哲學相當不同，例如（1）它不再純以思辯推理的方式籠統的把自然界的各種事物作為一個整體來加以考察，而是把自然界劃分為各種不同的特殊領域，凸顯它們的不同，分們別類的來研究它們所遵循的特殊（非普遍）規律。如此，自然科學就從統一的哲學中
39、獨立的分化出來，造成當時科學的極大進步；（2）在技術領域方面，此時期不再像古代工匠那樣僅僅是為了追求某種眼前的實際標的（例如取得某種產品、改造某種技藝等），而是要進一步的獲取理論知識，追求對大自然的真正理解；認為這是利用、改造、甚至是控制大自然的根本途徑。因此，為揭示自然現象背後所遵循的本質規律，就必須把自然現象從實際生產過程和技術實踐中抽取出來，並且加以簡化、理想化，使複雜的真實情況能在實驗室的可控制條件下，近似的重現，以進行系統的研究。如此，科學技術的研究就從工廠轉移到實驗室；可靠的實驗方法就變成是發現真理的最重要途徑。對機械化約觀的思想、理論及方法等有貢獻的人物相當多，就認識論和方法論的
40、角度來看，較具代表性的主要人物有培根（F.Bacon ，1561-1626）、笛卡爾（R. Descartes，1596-1650）、伽利略（ G.Galilei，1664-1742）、牛頓（I.Newton，1642-1727）、原子論（Atomism ）和化約論 (Reductionism)等。分別討論如下：.培根是近代歐洲經驗主義的奠基者，他提出 “認識” 應以自然為對象，以經驗為起點，以經驗為依據，以經驗為准繩，從經驗中去尋求公理和規律性的認識。認識論上的經驗主義和方法論上的歸納主義常常是緊密關連的，培根不僅建立了有唯物主義色彩的經驗論，而且從經驗論出發，在闡述經驗到公理的思維方法時，
41、又奠定了歸納主義的基石。他提倡運用歸納法以保證演繹前提的可靠性，號召人們去研究實際、有用的事物，而不要迷失在亞氏三段論法的繁瑣論證中。他同時提倡自然科學的實驗方法，第一次把實驗引入認識論，這在科學史上是一次重大的突破。他認為實驗和歸納是兩種相輔相成、揭露自然奧秘的科學方法。笛卡爾是歐洲理性主義的代表人物，他提倡以數學為基礎的直觀演繹法，他15認為三段論法以及其他的邏輯規則都只能說明已知的事物，只有數學及演繹法能推求未知。因為數學具有其他學科所缺乏的確切性和明晰性，而只有演繹才能以已知來推求未知。這種方法可以完全適用於整個自然科學。笛卡爾認為物理學主要是研究物體的空間形式與物體在空間中之運動的科
42、學，因此是幾何學的延伸。所以物理學應當像幾何學一樣，可以從先驗的公理中推演出來，這是經典力學和物理學公理化的初步構想（後來由牛頓來完成，而阿基米德則早就運用公理化體系的思想來建立靜力學）。他在總結過去數學方法（代數和幾何分離的方法）的缺陷之後，提出他的四條認識論的基本規律，其中第一條強調普遍懷疑與理性直觀的重要性，第二條強調從具體到抽象的分析分法，第三條是敘述由一般到個別的演繹過程，第四條則是要求完整的歸納過程。他認為認識自然界客觀規律的基本方法，就是理性的邏輯思維，即從普遍懷疑來排除一切不確定的知識和原則開始，藉助理性直觀來進行科學的發現，用數學的演繹推理方法來推演可成功解釋（說明）自然現象
43、的定律或推論，最後再運用歸納法和實驗觀察對所獲得的定律或推論進行事後的事實驗證或經驗認可。他說：離開理性直觀和演繹就不可能獲得科學知識。除了通過自明性的直觀和必然性的演繹之外，人類沒有其他途經可用來獲得確定性的知識。比較培根與笛卡爾兩者所提倡的科學方法發現，培根著重經驗，而笛氏則依賴理性。笛氏雖然也提到觀察和實驗的重要性，但僅是把它們當作消極的科學說明邏輯的一部份，而不是把它們當作積極的科學發現邏輯（理性直觀+演繹展開）的一部份。所以他們後來分別成為 “對立的” 經驗哲學與理性哲學的代表人物。近代主流之科學方法論的奠基者是伽利略，他融合實驗歸納法和數學演繹法，開創了把邏輯、數學與實驗相結合的科
44、學方法，從而克服了經驗論與理性論的片面性，為近代自然科學的誕生準備了條件。他強調感覺和經驗在科學認識中的地位，認為自然科學在本質上應是實驗的科學，而實驗科學的出發點就是感覺和經驗。但因為感覺和經驗本身具有侷限性，因此他也沒有忽16視理性的作用。他特別重視定量的實驗研究，常設法創造出一些可以定量測量的實驗條件，並使實驗盡量符合數學的要求，從實驗結果中概括出數量關係式，從而把數學引進了力學。而當實驗條件無法達成預期的理想時，他則採用想像、思辯、邏輯推論等方法來彌補實驗條件的限制。他就是這樣靈活的運用實驗、數學與邏輯的結合，為近代的科學方法立下堅實的基礎。機械化約論（MR 觀）的核心人物是牛頓，他集
45、前人力學之大成（尤其是伽利略與刻卜勒），提出有關物質運動的四大定律，建立了經典力學。他並把原子論的哲學思想與經典力學融合起來，為機械化約論建立了不朽的基石，成為近三百年來科學認識與研究的主流方法。這種科學認識模式的主要特徵是把自然界各種運動、變化的原因歸結為力，用建構力及其功能的方法來解釋各種自然現象。力的概念具有方法論的功能，是自然科學中具有普遍意義的概念。牛頓力學體系的另一個基本概念是質點（微粒）。質點是物質之力學運動的實體基元，它是宏觀物質粒子化的產物（古代原子論）。如力一般，質點也具有認識論和方法論的普遍功能。有了力和質點這兩個基本概念，科學家就可以建構許多理論，解釋自然界的許多現象，
46、這就形成了說明自然界的機械方式即力學的認識論模式。牛頓說：自然哲學的主要目的在於發現自然界的結構（質點說）和作用（力），並且盡可能把它們歸結為一些普遍的法則和一般的定律。用觀察和實驗來建立這些法則，從而導出事物的原因與結果。根據這個自然科學的研究綱領，牛頓用微粒說來說明自然界的結構，用力來說明自然界的作用。有了微粒和力這兩個概念，我們對整個自然界就有了一套系統的看法，自然界的普遍法則和一般定律都可以因此而建立起來。這個認識模式包含了兩種重要的邏輯方法。牛頓說：用這樣的方法，我們就可以從複合物論證到它們的組成成份，從運動到產生運動的力，亦即從結果到原因，從特殊的原因到普遍的原因，一直論證到最普遍
47、的原因為止，這就是分析的方法。而綜合的方法則假定原因已經找到，並且已把它們立為原理，再用這些原理去解釋由它們發生的現象，並證明這些解釋的正確性。由此17知，分析法是經驗的方法，主要是觀察和實驗；綜合法是推理的方法，包括歸納和演繹。通過分析的方法（觀察和實驗）來發現自然界的結構和作用，再用綜合法（歸納和演繹）把這些結構和作用儘可能的歸結為普遍的法則和一般的定律，從這些法則和定律推導出事物的原因和結果。因此分析法與綜合法相互聯繫，分析法為綜合法提供材料，並提供綜合法可靠性的範圍，綜合法則從觀察和實驗材料中概括出一般結論和規律。牛頓在一書中還提出四條推理的一般法則，分別是（1）簡單性原則。除了那些真
48、實而已足夠說明其現象者外，不必去尋求自然界事物的其他原因。；自然界喜歡簡單化，而不愛用什麼多餘的原因以誇耀自己。；自然界習慣於簡單化，而且總是與其自身和諧一致。 ；真理是在簡單性中發現的，而不是在事物的多樣性和紛亂中發現的。（2）統一性原則。對於自然界中同一類結果，必須盡可能歸之於同一種原因。牛頓典範的詮釋者科莿指出：所有的哲學都是建立在這條規律（統一性原則）上的。因為如果拋棄了它，我們就沒有什麼東西可以確定為普遍的真理了。特殊物體的結構是通過觀察和實驗而知道的；而當這些工作完成之後，不用這條規律，就不能由此對物體的性質導出一般的結論。（3）推理性原則。物體的屬性，凡既不能增強也不能減弱者，又
49、為我們實驗所能及的範圍內的一切物體所具有者，就應視為所有物體的普遍屬性。這是認識物體普遍屬性的原則。（4）歸納法原則。在實驗哲學中，我們必須把那些從各種現象中運用一般歸納而導出的命題看做是完全正確的，或者是非常接近於正確的；雖然可以想像出任何與之相反的假說，但是沒有出現其他現象足以使之更為正確或者出現例外以前，仍然應當給予如此的對待。愛因司坦對於牛頓的認識論模式有十分精確的論述，他說：按照牛頓的體系，物理實在是由空間、時間、質點和力（質點間的相互作用）等概念來表徵的。18在牛頓的觀點中，各種物理事件都被看做是質點在空間中受一些不變的定律支配著的運動。可感覺到的物體顯然是質點概念的根源；人們把質點設想為一種類似於可動物體的東西，但剝奪了這些物體的廣延性、形狀、空間方位等特徵，以及一切內部性質，而留下慣性、移動以及力的概念。物體曾在心裡上引導我們形成質點的概念，而現在它本身卻必須被看做是由許多質點
