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萊布尼茨對真空的研究及其現(xiàn)代價值
（作者未知） 2010/7/15
摘要:萊布尼茨繼承笛卡爾關(guān)于空間與物質(zhì)關(guān)聯(lián)的觀念,并提出相對時空觀以反對牛頓的絕對時空觀,從而否認空無一物的真空的存在。萊布尼茨對真空的研究成果在他那個時代并沒產(chǎn)生太大的影響,但卻為20世紀物理學革命擯棄牛頓的絕對時空提供了思想資源。
關(guān)鍵詞:萊布尼茨;真空;時空觀
Abstract:Leibniz inherited Cartesian concept on the relevance between space and material and put forward relative view of space-time to oppose Newton’s absolute view of space-time, so he denied the existence of the vacuum which is nothing. Leibniz’s research results on the vacuum did not have much effect in his era, but it provided the resources of thinking to get rid of Newton’s absolute space-time in the physics revolution in the 20th century.
Key words:Leibniz; vacuum; view of space-time
萊布尼茨生活于被科學史家譽為“天才的世紀”的17世紀,與開普勒、伽利略、笛卡爾、帕斯卡、波義耳、牛頓等科學巨匠處于科學史上的同一個時代。萊布尼茨不僅是一位偉大的數(shù)學家和哲學家,而且是近代一位(也許是唯一一位)可比肩亞里士多德的百科全書式學者。他在自然科學以外的其它人類理智領(lǐng)域,比他同時代的其他科學巨匠取得了更多的成就。他被譽為德國的科學、哲學之父,還在神學、技術(shù)發(fā)明、法學、歷史學、語言學、政治學等諸多領(lǐng)域都有著堪稱同時代一流的建樹。西方的一位學者曾這樣評價:“萊布尼茨可能是近代世界最全面的天才,……觸及了現(xiàn)代知識的幾乎每一個分支。他是最后一位希望掌握現(xiàn)代知識的所有領(lǐng)域,并且是百科全書式人物的人�！币苍S正因為萊布尼茨所涉及的研究領(lǐng)域過于寬泛、龐雜,他的許多研究成果的重要價值在相當長時間內(nèi)未得到重視,譬如他對真空問題的研究。盡管由于當時的客觀條件所限,萊布尼茨在真空研究中更多的依靠科學的猜測和哲學的思辨,但其結(jié)論竟與200多年后的科學大師愛因斯坦、狄拉克等人對真空研究的成果暗合,確是令人不得不感嘆其思想之天才。
1“真空問題”的歷史脈絡
對真空問題的研究及爭論可追溯到古希臘。德謨克利特等原子論者認為,世界是由原子和虛空構(gòu)成的,提出了真空這一命題;而亞里士多德則認為,宇宙中充滿了“以太”,因而真正的虛空是不存在的,他的名言是“大自然厭惡真空”。這可以說是人類對真空問題探討和爭論的源頭,并一直延續(xù)至今。
不過,在這里有一點必須指出,真空的概念是有歧義的,有所謂“物理真空”和“哲學真空(或稱形而上學真空)”之分,而“物理真空”又有“經(jīng)典真空”與“量子真空”之別。歷史上對真空概念不同時期也各有側(cè)重,古希臘的真空概念更多是哲學意義上的,偏向于“虛空”、“虛無”的含義;17世紀的真空概念是“物理真空”和“哲學真空”兩者兼而有之;而現(xiàn)代的真空概念更多地是指“物理真空”。當然,“物理真空”和“哲學真空”的概念區(qū)分并不是完全清晰的,也無法成為在該領(lǐng)域嚴格區(qū)分科學問題和形而上學問題的依據(jù),真空問題依然是(也許會永遠是)科學、形而上學糾纏在一起的一個前沿領(lǐng)域。
17世紀的真空研究與笛卡爾有很大的關(guān)系。實際上,人們對自然的看法總是首先基于自身的日常經(jīng)驗。對于物質(zhì)與空間的關(guān)系也不例外。按照常規(guī)思維,人們很自然地把空間想像為一個巨大、不動的空房子,物質(zhì)就是被一件件搬到這座房子里的東西,因而空間必然是先于物質(zhì)存在的。這樣,空無一物的真空就是可能的。這就是所謂的絕對空間的觀念。于是有人就想像地球到太陽間的地帶是真空。但笛卡爾不這么認為。在他看來,空間與物質(zhì)不可分,空間只存在于已有某些物質(zhì)的地方,是物質(zhì)的存在才使空間得以存在;空無一物的真空是不存在的。他說:“實際上,我們無法想像一個空無一物的容器,一如無法想像一個沒有谷的山:這將意味著無需廣延就能設(shè)想容器的內(nèi)容,或者無需實體就能設(shè)想廣延:確實,沒有什么東西能夠不具有廣延�！敝劣谛请H間的地帶,笛卡爾認為不是真空,而是充滿了物質(zhì)的,這種物質(zhì)就是以太。笛卡爾從以太演繹出了他的宇宙學說。
笛卡爾否認真空存在的學說受到了托里拆利、帕斯卡等人的強有力挑戰(zhàn)。他們（未完，下一頁）
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