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第二章
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原因的种类与科学的兴起
自由就是没有拘束，有多种抉择，不受固定的行为进程的限制。当我们谈及政治自由时，行为中的自由抉择这一思想就集中体现在自由、独立和权利这类词语里。当然，政治上自由的个人仍必须服从规定其自由的法律上的约束。作为自由公民，我们受国法约束而不去侵犯他人的自由。虽然在本书里我们并不讨论政治自由问题，但政治自由和心理自由这两个概念之间是有相似之处的。在这两种情形下，自由决不是指要么绝对（１００％）自由，要么是另外别的什么东西。自由总有一个“或多或少”的问题。在讨论自由时，我们实际上关心的是加在我们行为之上的限制的类型及范围。限制越多，自由就越少。
这样，我们就直接遇到了被称为决定论的问题，因为既然一种行为被决定了，那么它就已经给可能具有的抉择加上了限制。不讨论决定论，就不可能讨论自由，反之亦然。可是，如果不首先考虑一个更为基本的问题，即任何事物存在的种种原因，就不可能正确理解决定论。这是因为所说的决定总是取决于正在受到限制的任何东西都要说成首先有其“存在”，正 是事物或事件的原因告诉我们这些事物或事件是什么样的，或使我们认为它们是什么样的。因此，在第二章里，我们首先回顾一下原因的各种含义，然后再表明在现代科学兴起的过程中因果关系的运用是怎样变化的。为了给第三章深入探讨决定论的问题作好准备，这种历史回顾是必要的。
四种原因
如果我们问一般人“原因”这个词是什么意思，我们很可能得到一些例子，说明事件是怎样发生的，某物是怎样组成的，或完成任何一件事情的方法之类的东西。目前人们认为原因是事件的原动力，所以运动这个观点是因果关系概念的中心：原因确实推动事物的发展，否则就不成其为真正的原因。但是，当亚里士多德（约公元前３５０年）首先提出认识应按事物或事件假定的产生方式进行表达时，原因这个概念并非如此局限。亚里士多德所用的是希腊词ａｉｔｉá，有责任的意思。所以，按照他的用法，我们就要替为什么某物存在或某事件发生归结出责任。从今天的用法来看，用这种方式来谈原因是很古怪而奇特的。我们不会说秋风对树叶从树上刮下来负有“责任”。下面我们将具体谈谈为什么多少世纪以来“原因”一词含义逐渐缩小，后仅限指事件随时间的运动。
亚里士多德的认识论把那些曾经尝试说明世界本质的几个前辈的思想综合了起来，组织整理成他所谓事物的四个原因（在特定的背景中可加上第五个）。这四个概念合起来构成 了一个模式或一个范例，可以用来解释现世上（及现世以外！）的任何事物。所以这些原因起着高度抽象的指涉框架的作用。用这些框架，思想家实际上可以给经验中的任何事物建立起系统的观念。作为一个统括一切、在许多不同事件中求取相似性的超级理论，这一描述体系在思想史上是空前绝后的。亚里士多德所说的是哪四个原因呢？
第一，质料因。早期的哲学家泰勒斯和阿那克西曼德曾用它来说明宇宙的本质。他们试图给事物赖以构成的实物（ｓｕｂｓ eｔａｎｃｅ）命名（分别命名为 “ 水 ” 和 “ 无垠 ” ）。在描写一把椅子时，我们可以说我们认识一把椅子，是因为像大多数椅子一样，它是木制的、铁制的或大理石制的，而棉花和冰淇淋制的椅子却不多。我们今天听到的最抽象的质料因概念莫过于物质（ｍａｔｔｅｒ）。这一概念以非描述的方式表示具有有形性质的 “ 某物 ” 存在，用以与 “ 虚无 ” 相对。认为实物界存在的理论与哲学观点（唯实论）常被称为唯物主义，就是因为这一假定的有形界（ｐａｌｐａｂｌｅ）与无形界（ｉｍｐａｌｐａｂｌｅ）的对立。
椅子存在的另一个原因在于这么一个事实：它是由人或机器制作或组装而成。我们在前面已提到过的这种原动因素被亚里士多德称之为椅子的动力因。这是他自早期哲学家们关于事件的变化是虚幻的（巴门尼德）还是实际发生的（赫拉克利特）辩论以后的首开先河。在亚里士多德看来，早期事件给后来事件带来种种变化似乎是可信的，正如在衰老的过程中时间本身似乎对我们的肌体结构造成严重破坏一样。很多世纪后，当休谟争辩说我们不能 “ 看见 ” 原因，而只是 按习惯假定一个因果关系时，如一只台球靠拢另一只后停下，而另一只开始滚动，他所说的只是动力因。到这一个历史时期（约１７５０年），原因与动力因在现代就完全等同起来了。
椅子还有其特殊的模式，它们符合我们对椅子的日常外观的设计构想。椅子的外观似椅子，而不是像脚踏三轮车或苹果树。这一用法是从赫拉克利特和德谟克利特提出的宇宙中存在定式秩序的早期观念中引出来的。亚里士多德称之为形式因。在分析怎样着手认识事物时，这些哲学家认识到，不管事物由什么东西做成，不管它们怎样被组装成形，辨认它们并把它们与别的经验事物联系起来的主要因素是它们自身的模式或形状。亚里士多德甚至根据形式因果关系在这种具体可知性中的作用把他所谓的?生与次生实物区分开来。我们常说的物质这个概念就是他所说的?生实物。它可以作为一种潜能进入很多事物的形成过程。可是，一旦给这一潜能加上一个可辨别的形状，次生实物就形成了，如马和羚羊就是这样的例子。这两种动物都有肌肉和骨骼，但它们的外形和典型的（定式的）步态却把它们最清楚地区别开来了。
如此例所示，亚里士多德认为，在描写任何事物的本质时，限制我们可能使用的原因的数量是不可取的。有些实物可能没有固定形状，如一团泥土。我们甚至能够想到微风拂面那样的无形运动（动力因）。但泥土可以成型而煅烧成塑像或餐具；微风可以加强而形成人们容易辨认的旋风。科学家的任务就是用事物尽可能多的原因来阐明自己对它们的认识。在解释中他触及原因越多，其内容也就越丰富。
亚里士多德的第四个原因源于古希腊哲学家如苏格拉底 和柏拉图（亚里士多德的导师）经常使用的目的解释法。在他们看来，世界的某些方面似乎明确地指向某一目的或目标，即表明自己的目的。亚里士多德称之为目的因，并把它定义为事物为之而存在、发生或即将发生的“那个”。此处不定指的“那个”可以替换为事物为何存在或事件为何发生的理由（目的、意向）。制造一把椅子的理由可以是为了一个人的舒适，这个人以我们常见的各种方式来使用它。当然，我们不必说椅子“本身”有一个目的。一个人获取木料（质料因），把木料做成（动力因）与其形体相称（形式因）的椅子，为的是他可以生活得更舒适一些（目的因）。可以说正是这个人在这一行为过程中先有目的或意图，然后最终促成椅子存在这一事实。
我们正是在这里发现，作为科学家的亚里士多德建立理论的方法却被当今大多数自然科学家认为欠妥，因为他的目的因说未能给我们对今天所谓的无生物界的描述增加任务内容。例如，在对植物界所作的物理解说中，亚里士多德认为树叶存在的目的是为了给树上的果实提供遮荫，他并因此而得出结论： “ 大自然是原因，是一个为某种目的而运作的原因。 ” 倘若要把这种理论归类，我们就会把它称之为自然目的论。但是，由于现代科学家不再接受目的性描述，所以这种理论被看作是前科学的或甚至是原始的拟人化理论而被摒弃。
拟人化是指用类似人的词语来建立理论（拟人化即ａｎｔｈｒｏ-ｐｏｍｏｒｐｈｉｚｅ一词中的ａｎｔｈｒｏｐ是从希腊语转化而来，意思是人类）。把邪恶或善良的意图分派给群星或一道瀑布那 样的自然产物的原始神话就是拟人化的例子。当然，亚里士多德是很难被称为“原始的”思想家的。他只不过想以某种方式讨论世界，但由于某些历史的原因，我们认为这种方式在现在的科学背景中不再合适而已。亚里士多德不是什么科学产生以前的人物，而是第一位真正的科学家。他建立了生物学，并制定了人类最初运用的一部分实验观察程序。在后面的章节中，我们将提出，使用目的因果关系来描写事件并不与科学的基本目标相悖。事实上，只有返回到这样的描述上去，我们才能在科学上重获人的形象。下面我们将讲述现代科学兴起的过程中中止使用目的论术语的历史发展情况。
现代科学的兴起
一旦我们认为把目的归诿于自然是恰当的，这就向证实在这种理性秩序背后存在一个超级智慧（上帝）迈出了一小步。我们发现，在最早期对宇宙的解说中，科学与神学正是这样揉合在一起的。科学家和神学家都同样谈到上帝的目的或神圣的安排，用以说明被研究事物的可靠模式。这样认为宇宙中有一个可信的秩序的观点叫做唯理主义。在西方文明史中有过哲学唯理主义和数学唯理主义。因为这两个种类都以存在事物的秩序和模式的形成为基础，所以我们可以说它们都极大地使用了形式因的意义。
哲学唯理主义探讨的是我们认识上更形象化的方面，或者说探讨与我们的常识性经验有关的事物。例如，当柏拉图 推测行星的运动时（约公元前３５０年），他认为行星可能沿圆形轨道运行，因为圆形是所有几何图形中最完美的；一个以合理的方式组织起来的宇宙自然会舍弃质地较差的形式而选择完美无缺的形式。加上上帝的概念，我们就可以说既然上帝一定是完美的，那就必然可以得出这样的结论：上帝只会使用所有几何图形中最完美的图形。这种理论解释在整个中世纪非常普遍。在符合规律的事件中的规则性和可靠性概念也是哲学唯理主义的产物，并由数学唯理主义加以补充（见下述）。让自然界的规律变得飘忽不定而无法预料是不行的，因为这样会使人想到大自然的理性设计有缺陷。
大自然的这种非凡的秩序有时在相反意义上被用作证据，证明一个设计者必定早就存在于我们今天在宇宙中所看见的这种理性秩序之前，因此也就是这种理性秩序的创造者。神学家正是通过这种证明来证实上帝的存在。在这方面的一个最好的例子就是圣安塞尔姆在所谓的第一因论证中使用了动力因。他是这样论证的：如果我们接受任何一个 “ 结果 ” 都有一个 “ 原因 ” 这一事实，那就必然可以得出这样的结论：通过逆时间而追溯因果系列，我们要么永恒地倒退，否则在某点上就会存在一个第一因，即上帝或原动者，它一开始就以因果方式让事件向前发展。这个论证完全依赖动力因果关系的意义，是从定义上论证。这是早期哲学经典论证方法，即推理者首先作出概念的可信定义，然后推断出从这种先行项意义引申出来又不自相矛盾的必然含义或结论。在神学研究领域中，这样做被称为经院哲学。像圣托马斯阿奎那那样著名的教会哲学家就有效地使用过这种证明事物的方法。
让我们拿现代神学家仍辩论不休的节制生育问题作为例子。虽然他们不敢擅自代表上帝讲话，但许多神学家的确设想过，通过分析性交行为，有可能把这一行为的目的描写成是上帝创造的。如果现代神学家只从生殖方面来解释这一行为，那就必然可以得出这样的结论：使用避孕手段暗中破坏了上帝的意志。但是，如果神学家能够在性交中看到神的一个附加意旨，即创造两性之间肉体与精神共同享受的最高表达方式，那就必然可以得出这样的结论：性交而不生殖符合神的安排。在天主教的信仰中，月经期间能避孕被作为一种“自然的”节律得到认可，就是从设计上论证的一个例子。在这种情况下，男女在创造的经期循环的秩序中继续行事而不是改变或停止这一秩序。
神学家不是历史上唯一持有神之完美观的思想家。作为哲学家和数学家的莱布尼茨（约１７００年），在提出我们所居住的世界是 “ 所有可能的世界中最好的 ” 时候，就是以这种方式推理的，因为设计之神必然不会满足于次好的。后来伏尔泰（约１７５０年）在《老实人》里嘲笑和讽刺了这种观点。在那本书中，他让那位集 “ 玄学、神学、宇宙学的学问 ” 于一身的邦葛罗斯表达了他的话。这位年迈的宫廷哲学家是一个目的论者。他教导他照管的人老实人说： “ 事无大小，生来就有个目的 …… 岂不见鼻子是长来戴眼镜的吗？所以我们有眼镜。”在一个完美的世界中，一切都安排得十全十美。
就在这一历史阶段，发生了一些事情对目的描述法提出 了怀疑。实际上，这种变化在几个世纪前就出现了。它牵涉到哲学唯理主义向数学唯理主义的转变，其特点是强调经验证明而不是从似乎有理的定义上论证出必然的结论。这种经验主义“拿给我看”的求证态度实际上始于宗教辩论中。威廉奥坎（约１３５０年），一个背教的神学家，否定了经院哲学学者所声称的上帝的存在可以通过推理得证这种说法。只有在水面行走、治愈病人或起死回生这类不可思议的东西得到经验证明后，超自然主义才能得到证实，否则就只是推测，是空话！
这种经验主义的科学描述方法始于英国哲学家弗朗西斯培根爵士（约１６００年），因此一直被称为英国经验主义。培根在原因运用的范围上把批评的矛头指向亚里士多德。正如我们已经提到的，大自然有安排或目的这种提法本身就是形式因组织法，如果由神来使之生效，就会同时涉及目的因（结果就得出神性目的论而不只是自然目的论）。事实上，在谈及事件的目的因果关系时，总是假定有一个叫做理由（前提、安排、预期的结果或目的，等等）的形式因模式，所有被描述的事物实际上都是“为了这一模式”而存在或发生。我们总是在目的因概念中发现形式因概念，但相反的情况却未必真实。这就是为什么把大自然本身想象成有“目的”的是如此困难。亚里士多德在他的自然目的论中使用拟人化，那是因为要把万物看成有目的地向前发展就得有一个理智，一个类似人的意欲者。
培根提议，当我们科学地描述事物时，应当只限于使用两种原因 —— 质料因和动力因。在为经验主义科学制定各种 准则时培根说，树叶长在树上，骨骼支撑我们的肌体，这类事情没有什么理由可言。尽管伦理宗教思想家和艺术解释用形式因和目的因来描述是恰当的，因为道德和美在本质上就是判断的努力，但是，严格的经验主义科学家不应使自己对自然的观察带上这种目的论考虑的色彩。培根担心如果科学家们承认形式因和目的因的解释，他们就会停滞不前，就不会通过实验去积极寻求经验知识。实验就是要提出不同于“这个物体的形式或目的是什么”的问题；实验就是要问“什么东西导致这种事态？”科学家对于事物并不探求那些被假定的但又观察不到的理由。他们让事实本身说话，并据此说明某物是什么制成的（质料因），或者它是如何按规律形成的（动力因）。然后就此我们才认出一种模式（形式因）或目的（目的因）。
由于培根的影响，自然科学家一直就在争辩说，只有在我们用朴实的眼睛（即形象地）看到了的事物分解成 “ 构成这些事物 ” 的基本实物和力以后，我们才算成功地对事物作出了正确的说明。这就是为什么科学描述本质上总是归纳性的原因。原子的模型就是一个完美的例子，因为它把一种 “ 不可分 ” 的质料的概念（质料因）与力的概念（动力因）结合起来了。现在我们已经能够将原子打破并释放出力了，但甚至在这种原子结构里，人们还是假定要么物质本身就是力（把质料因彻底变成动力因），要么原子中较小的物质单位（电子等）乃自行 “ 组成 ” 从而使物体成为现在的状态。此外，由于在观察事物时测量事物并预测事物随时间而取的进程是可能的，所以，随着现代科学中经验主义的兴起，人们也就 更依靠数学唯理主义来进行研究了。
在培根抨击亚里士多德用形式因和目的因作科学描述之前，数学和经验主义证明的关系就已经固定下来了。当天文学家托勒密（约公元２００年）提出宇宙的地心说时，他用数学运算的经验主义证明来证实自己学说的正确性。群星按照数学的精度（包括较小的调整在内）进入天空的位置。可是，这些经验主义证据并未使中世纪的哲学唯理主义者们产生深刻印象。他们认为不仅仅需要数学运算和观察，还需要哲学证据。
这种证据应以不言自明的、看来有理的根据为基础，就如曾用于第一因的论证或证明上帝造就了可以想象的行星的完美圆形运动的根据一样。中世纪犹太哲学家摩西迈蒙尼德、阿拉伯哲学家阿威罗伊和天主教神学家阿奎那（约１２００年的著作）都将数学证明和哲学证明区别开来，并且都坚定地信赖哲学证明。
也有一个举世无双的思想家把这两种证明方式结合在一起，这就是哥白尼（约１５００年）。虽然他的日心说已被观察和数学计算证实，他还是以如下的 “ 事实 ” 作为他的地球引力说的基础：即当物质自行确定其本身界限时，它会自然而然地压缩成球体。雨点落向地面时形成 “ 自然的 ” 球体，因此与地球的形状相符。这个很容易想象的论证因为看来有理，就比当时被提出来以证实日心说的那些极其难以置信的（在当时！）经验主义论据和数学证明更能让人接受。甚至培根也批评哥白尼，认为他太热衷于把假设引入他的日心说，为的是使数学的运算看来正确。
这一点就告诉我们，使经验主义科学兴起的基本问题是一个人的理论陈述的源泉问题。在解释我们怎样才能科学地认识任何事物时，培根就像一个哲学唯理主义者那样推理，对观察的事实可允许“塞进”多少东西的基本原则提起争论。他不是怀疑形象地解释理论或以似乎有理的方式理解被检验的理论的必要性。他只是想要减少那些似乎有理的成分，剔除那些有赖于目的阐释的部分。如果说大自然有秩序，培根认为，这种秩序不能通过某种先行的、有意图的设计来加以解释，它只是漫无目的的质料原动力因的产物。由于引入假设，哥白尼违反了这一严谨的规则，即只能从所看见的、所感觉的或在日常经验中觉得似乎有理的方面去解释现实。
知识的终极来源问题在哲学上通常具有唯实论以及与之相对的唯心论的争论。唯实论者认为知识总是可以追溯到具体可见的现实存在中的一种固定模式。在这类模式中可以有各种表示关系的方式，但是原则上则有一个真实存在的组织；如果使用的测量程序足够精确，我们可以对这一组织进行逐一的探索。唯心论者则坚持认为，要么现实不存在（例如，我们可能看见的都是上帝精神安排有序的空幻景象），要么这种确实产生在认识中的秩序必须靠人的理智的帮助。因此，把被心智整理成为认识中的现实说成是独立于心智之外的，这在原则上是不可能的，无论这种知识的测量精确与否！经验主义者很可能是唯实论者。但也有一些经验主义者（例如逻辑实证论者）觉得这种区别没有意义，因而抗议把唯实论者的标签贴到他们身上。
同样，虽然不是所有的数学家都会承认自己是唯心论者（很可能大部分都不会承认），但他们通过推理的数学方法来 提供证据的一般特征却带有唯心主义的味道。数学家不需要质料因或动力因的意义来进行研究。通过纯精神的数学证明而求得的内在连贯性可以给人以巨大的的确信感。事实上，作为数学家、天文学家的伽利略认为没有必要在每个例子中都提供经验（研究）证明。只有在两种数学推理方法发生冲突时，伽利略才认为有必要设计一个经验测验（实验）来解决争端。
哲学唯理主义同数学唯理主义的对抗在对伽利略的审判中（约１６１５年）也是显而易见的。这次审判使后来的自然科学家深受其苦，使他们进一步远离目的性描述的方式。虽然经常被说成似乎伽利略是被迫要求放弃他的整个观点，但事实是宗教法庭的教士们仅要求伽利略承认日心说是一种数学假设，而地心说才是哲学真理。到这个历史阶段，托勒密的地心说观点便已在上面讨论过的“从定义上论证”（ｐ１６）的意义上融进了《圣经》中有关宇宙起源的故事中。结果，地球是万物的中心这种似乎有理的理论就被描绘成了神学上的真理。因此而必然产生的情况是：否定这种观点的理论描述就是否定上帝的安排——这正是一种头等重要的目的性解释方法。由于伽利略手中有经验证据，教士们唯一的解决办法就是把日心说看成一种数学运算把戏，并坚持《圣经》中神灵启示而且合乎常识的地心说。如历史所载，这种做法的结果对宗教和所有其他类型的目的论都是灾难性的。
显而易见，到１７世纪人们目睹了哲学证明让位于新出现的被称为科学的证明方法。１６０９年，开普勒用数学与经验证明行星绕椭圆形而不是圆形轨道运行又是一个例子。它证明 了那些常识中看来似乎有理的东西在观察界并不一定站得住脚。常识上似乎有理的东西与经验上观察到的东西之间这一决裂是我们乐意接受的，它最清楚地把中世纪哲学家与现代科学家区分开来了。并且，数学的方便之处在于它能对现实中所观察到的东西进行记录和跟踪而不必形象地解释正在发生的东西为什么会发生。数学如此抽象，它允许数学家在理论上不受约束，允许数学家有时对他正在记录或正在跟踪的东西究竟是什么，可以一无所知。
这方面有一个完美的例子。牛顿爵士坦率地承认，他不能把他的地心引力的数学概念形象地描绘成实际上存在于观察中。牛顿在一封写给同事的信（约１７２５年）里告诫说： “ 你有时说引力对物质来说是基本和固有的，请不要把那个概念归于我，因为我从不假装懂得引力的起因 …… 如果没有别的物料作媒介，既无生命亦无灵魂的物质竟然会作用于并影响别的物质而又互不接触，这是不可理解的。 ” 如果我们用原因说来解释，那牛顿就是基本上承认，尽管他能够用形式因和目的因的数学操作方法来推理，并由此得到一个宇宙是怎样被组织起来的理论（数学唯理主义），但他不能用质料因和动力因的描述（哲学唯理主义）来填充这幅图画。虽然牛顿不屑于在数学领域外作假设，但他的后继者们即统称为牛顿主义者的人们却热衷于填充这一抽象。他们引入诸如以太那样的概念，以便使他们能够在像一架机器似的宇宙形象中形象地描绘引力。
他们通过利用 “ 定律 ” 这个词的双重意义达到这一点。牛顿的引力定律是一个数学假设，首先被证明在数学空间里 （即没有广延性）成立，然后再应用于现实。但是“定律”也可以指一种由实验或某个天文规律反复观察到的结果，在此，数学测量和运算在记录和跟踪这些结果的过程中被当作一种辅助手段来使用。“定律”的第一种用法完全依赖形式因果关系的意义，但在后一种用法里，由于我们正在观察具体可见的事件，包括早期事件对后期事件的影响，所以这很容易就暗示着数学的规律性仅仅揭示那些被实际上观察到“在大自然中”发生的、潜在质料因和动力因产生出来的模式。
甚至牛顿运用的那种数学也能保证他会采取我们在上面目睹他遵循的跟踪方法。那就是，他采纳了笛卡尔而不是欧几里得的几何设想。欧几里得给一直线下的定义是两点之间的最短距离，而笛卡尔给直线下的定义是沿直线函数独立运动的点。所有别的几何图形如椭圆或圆都同样被描绘成一运动点形成的线。对欧几里得式科学家来说，静止的物体是处于它的本然状态而运动则需要解释。但对牛顿式科学家来说，观察到的现实都已?在运动中，因此，需要加以解释的是出现在现实中的各种物体之间的相对位移。而且，正如我们在上面指出的，牛顿式科学家也很容易把大自然中变化的流体状态看成一支动力因果关系之流。
培根的科学描述同笛卡尔的数学结合在一起终于导致拉普拉斯的乐观主义机械论观点（约１８００年）： “ 一个能了解诸原子在任何瞬间的位置和运动的超人才智能够预测出未来事件的整个过程。 ” 上帝依然存在于这一画图之中，被看作数学计算正确的终极源泉，正像上帝也曾总被看作世界完美的源泉一样。宇宙有如一台大时钟，装有永恒上紧了的发条、滑 轮、齿轮和推动别的部件的部件；或不像时钟，这要取决于存在于这些具体可见的部件之间的接触和在时间上这种接触的频度。哲学唯理主义早已从神学论证转向科学论证了，但是，对哲学证明作形象的描绘和常识性理解在牛顿的机器比喻中被挽救下来了（即质料因和动力因果关系处于最高地位），但这种情况并没有持续很久。
在麦克斯韦的理论（约１７０年）中，电磁现象则完全由数学方程来解释。这一理论一劳永逸地确立，现代物理学家主要致力于研究其数学符号系统的各种关系。尽管麦克斯韦的确曾试图通过运用以太概念来建立他本人的机械论观点，但赫兹随后却为所有现代物理学家作了概括：“麦克斯韦的理论只不过是麦克斯韦的方程，也就是说，问题不在于这些方程是否形象化，即它们能否被机械地加以解释；问题只在于是否能从这些可以通过纯机械性实验检验的方程中得出形象的结论。”由赫兹、马赫、普安卡雷和杜安领导的１９世纪和２０世纪物理学再一次将数学理论置于单纯的观察和测量之上。事实上，正如马赫和杜安所表明的，在一个理论建立起来以前，是没有什么“单纯的观察或测量这样的东西加入进来的。所有的观察、所有的事实在经验上确定下来之前本身就是理论构架。
数学唯理主义对哲学唯理主义的最后胜利发生在２０世纪。爱因斯坦的广义相对论显示，几何学赖以为基础的假想并不是被嵌进拉普拉斯的完美规律性观点赖以为基础的那种刻板的动力因果关系里的。之所以如此是因为量具、仪表和光线的机械特性本身就受时空连续体中各种变化无常的“ 检测值”的影响。人作为观察者也成了所有事实资料的相对性之中的一个因素。这一点在亚原子物理学中比任何其他地方更显而易见了。在亚原子物理学中，我们并没有发现培根曾指明的那个可靠的质料和动力因基础结构，而是发现现实正从我们的思维理解中溜走。正如玻尔在１９２７年表达事物时所说的：“……量子假设意味着任何原子现象的观察必然会涉及不可忽视的观察者（即人）的作用。因此，一个在普通物理意义上的独立现实既不能归因于种种现象，也不能归因于观察者。观察的概念毕竟是任意的，因为它取决于哪些客体被包括在行将受到观察的系统之内。”
尽管从某种意义上说，这是对唯心论的让步，但这也是对下列双方的告诫——一方认为一切认识都“在”一个等待形象地解释的机械现实之中；另一方则认为一切认识都“在”推理者的头脑里，然后向外投射出来。科学实际上就是处在观察者所作的设想与作为这些断言性指涉框架的结果而出现的事实之间的兼顾与平衡。
玻尔的互补关系原理是现代科学家因哲学唯理主义似乎分崩离析而趋于平静的又一个例子。在这一原理中，玻尔认为光可以被看成是一系列的粒子或者波，而二者间并没有什么逻辑矛盾。既然这两种理论都可以用数据来加以证明，那么就不用担忧解决光的 “ 真实 ” 本质的问题了。这对海森堡 的测不准原理也同样适用。不首先假定电子的速度，原则上就不可能谈及电子的位置，反之亦然。一项测量，一项观测，都必须在认识后才能获得对另一项的认识。所以，我们在谈论发现或预测亚 ?粒子的运动路线时，如果采用相同于我们在谈论发现或预测习惯性经验的方式，那么我们就作了一个错误的类比。这就是为什么玻尔说 “ 不放弃感性描述愿望 ” ，原子物理学就决不会建立起来。
我们不应当由此断言数学唯理主义在现代的这一胜利是没有限制的。１９３１年哥德尔从数学上证实不可能证明一个非常大型的演绎体系的逻辑一致性。我们在此不是指测量装置的误差，而是指如下事实：不但几何学，而且甚至像初等算术这样的基础学科，都可以预料到在它们计算出的证据中也有不一致的和无法预料的东西产生。现在物理学已以非拉普拉斯的方式对我们的世界作了不完全是机械论的描述，并且，在经验的预测之下，这一描述是通过一个不完全闭合的数学符号关系系统进行的。我们可以在这种开放性与任意性之中看到物理学中目的性描述的一个可能的作用，尤其作为人的物理学家的目的作用，但抑制目的性的培根式实践依然被保留在无生物界的描述之中（除一些偶然的比喻暗指外）。总之，在所有这一切之中真正的失利者不是哲学唯理主义，而是目的论！这尤其使目的论者恼?，因为很容易看 到在现代物理学中以形式 ?目的因来描述所发生的事件完全符合历史事实。现代物理学家正明白无误地宣称：我们为之而开始认识现实的 “ 那个 ” 跟现实在质料原动力因意义上的 “ 存在 ” 同样重要。玻尔教导我们：我们绝不能把 “ 那个 ” 与科学观察中的 “ 存在 ” 分割开来。
到此为止，我们还没有讨论过生物学。但扼要地浏览一下就会说明目的论在这一历史性的衰败中在生物学领域的结局也不妙。出现在２０世纪的科学哲学主要扎根于物理学和天文学。一些最有意义的概念问题就产生在这些领域，所以走在这些领域前列的科学家们就被吸引来撰写有关实验程序的问题和正确描述这些观察等方面的著作。科学认识是否能被形象地（机械地或非机械地）表现出来的问题在生物科学的演变过程中并没有成为严重的问题。
历史学家们一般都承认，在古巴比伦和埃及（约公元前３０００年），医学实践最初与诸如驱邪术之类的宗教习俗有关，然后又逐渐与之分离。神或邪恶的精灵被认为有意让人遭受病痛的折磨，以作为对某种罪愆的惩罚。古代波斯人、印度人、希伯莱人都持有这种观点。有趣的是耶稣治愈病人却被看作是他神性的表现。宗教治疗作为信仰的一种表现目前仍在我们中间保留下来，但有科学头脑的人却使之威望大减。
古希腊医生希波克拉底（约公元前４００年）经常被誉为医学之父。他根据疾病是由于某些体液失去平衡的理论而与祓邪疗法分道扬镳。古代人完全意识到体液对生命的重要性，于是就出现了这样的观点：血液（体液的一种）通过心脏全部同时流出；在给身体的四肢提供了有益的效力之后，又返 回心脏，从而在人体内起落升降。这种升降概念被介绍到埃及。在那里，这一概念是以对尼罗河的季节性涨落活动的类比为依据的。希波克拉底创立了如下观点：在体内纯机械过程的平衡与和谐中，人才能取得身体和精神的健康。
盖伦（约公元１７５年）的著作在中世纪的医学中占支配地位。他不但得出动物解剖学与人体解剖学完全等同的错误结论，而且他的著作里充满了宗教的归因。动物和生命元精给活的有机体以体能；这些元精是上帝创造的力，随着血液的升降而相互作用；它们刺激生命，滋养身体。对解剖学的这种精神化见解把目的和动力因的意义结合在一起了。上帝的意向创造了一种无实体的、无形的因此无法发现的 “ 力 ” ；这种力在纯机械结构和物质现实的力以外也进入行为的产生过程。生命元精把自我指导的、负有道德责任的、自由意志的特征赋予人类行为。至今，生机论（生命元精）和万物有灵论（动物元精）是科学家们用来贬低所有目的性评论的词语；他们把目的论视作为企图将盖伦的唯灵论从欧洲黑暗时期拯救出来的努力。
中世纪的医学在阿拉伯国家里可能是最先进的。在那里，拉泽斯和阿维森纳（约公元９００年）继承了希波克拉底的传统。在西方，随着文艺复兴的到来（约１５００年），人们对有机过程的认识有了迅速提高。维萨留斯解剖了人体和动物体，驳斥了盖伦的人体与动物解剖构造是完全等同的观点。１７世纪，哈维发现了血液通过人体的循环流动，心脏起着泵的作用。当然，在那些年代，还有各种各样的思想家对解剖结构和肌体工作过程的奇妙模式中神的设计活动方式继续表示赞 美。但是，由西登哈姆（约１６７５年）那样的英国医生领导的不断成长的经验主义已经开始出现，公开表示不相信长期流行的医学教科书。这个时期人们面向自然，抛弃有关生机论原则的种种预先构想。此时，培根对原因描述的限制已渗入整个科学中。人们普遍同意目的性阐释对促进科学的发展没有起过什么作用，而且，考虑到宗教法庭的恶果和流毒，目的性阐释实际上还延滞了科学的发展。
在生物学中，我们应予注意的最后一个重要事件就是达尔文不朽的生物进化论。在此之前，就曾有些理论家提出来一些进化的理论。这些论点经常带有这么一种观点，即进化的方向是神定（授意）的。由于曾经考虑过担任神职，达尔文充分认识了经常被神学家使用的因果关系概念。但为了获得一种恰当的科学（即非目的性的）说明，他不得不构想出别的办法来描述大自然似乎在进化中得到改进。达尔文通过提出自然选择论达到了这一点。由于自然选择的结果，那些在生存趋势中变异的动物种类和动物的社会组织（例如人类社会），在连续不断的生存斗争中出现某种预见不到的大灾难或适应的必要性时，得以继续生存下来；而那些在生存趋势中不变异的动物种类或动物组织则濒于绝种（即那些物种被灭绝）。一只偶然长了一身厚毛皮的动物在气候变得严寒、迁移已不可能的时候仍然继续生存。一个偶然产生了许多有才智而勇敢的爱国公民的社会，在?受敌对侵略的攻击考验时会继续存在下去。虽然达尔文并没有受益于有关遗传基因的 认识，但他的观点最终还是和孟德尔的原理完全吻合。
要注意的是：达尔文的思想就如现代物理学一样远不是从事件的内部进行理解。如果说光作为一系列粒子或者波能以经验为根据被跟踪的话，那么，主张某一内部发展的模式在设计上是单一的这种说法就一定是错误的。亚里士多德关于自然的目的概念需要某种类似的固定设计。这种设计反过来又吸引理论家试图理解“大自然”所意欲的东西究竟是什么。譬如说，我们试图看穿大自然的眼睛，从而看出这个意欲的设计在什么地方被发展了，什么地方或许还没有被发展。这也正是神学家们所做的；不同的是，他们把上帝置于大自然的角色（在此问题上希腊人过去也那样做了）。达尔文的自然观在时间上全然没有这种形式的本体。达尔文的自然是经验观察者可以跟踪的偶然事件和奇缘运气的显露。这个观察者则根据自己的方便来组织各种事件，就如局外人看“着”变化着的模式一样。但是，他并不希望理解某一正在显露的、有意向性的设计，就像牛顿并不希望理解引力究竟“是”什么一样。
亚里士多德的“看透”式分析引出了所谓的内省性理论描写。这种描写是从受观察本体的视角以第一人称形式写成的。内省性理论因此总是与我、本人、我的以及与此相关的能捕捉住本体（包括神）的思想的词语有关，把用作前提的 意义展现出来。达尔文的“看着”式分析引出了所谓的外观性理论描写。这种描写在语言表达中总是采用第三人称。外观性理论与那个、它、他、她、他（她）们以及与此相关的纯以观察者之便而构想出来的词语有关，所以，这些词语并不一定采取与被描写的本体在决定他们表露出来的实际前提意义时所采取的相同的立场目的（目的因）理论解说总是产生内省性描写，而非目的性（质料和动力因）解说则产生外观性描写（所有的理论必然要使用形式因意义）。
达尔文的学说同正在出现的物理科学一起求助于外观性阐释。当物理学家们发现自己在现实的观察和测量中成了主动的代理人时，他们实质上就返回到某种程度的内省性阐释上，这也就是承认他们不能只从外观上谈论哪怕是无生命的经验事实。尽管达尔文在得出生物进化论时觉得没有必要仔细考虑他的理论假设，但从下面摘自《人类的衰落》一书的一节中可以看出，他确实表露了一种内省反复思考的阵痛。
这一节文字同人类行为的伦理道德方面有关：
我们这些文明人……竭力阻止消亡的过程（即自然选择过程）；我们为低能者、残疾人、病人建造收容所；我们制定济贫法；我们的医生尽最大的努力抢救每一个生命，直到最后一刻。我们有理由相信种痘保护了成千上万的人，这些人由于体格虚弱原本是会死于天花的。就这样，文明社会的弱者得以繁殖他们的种类。任何照料饲养过家畜的人都不会怀疑，这种作法对人类必然极其有害。
单从机械论来考虑，这类人道主义的努力看起来与其说进化倒不如说是退化。这些努力是怎样出现的？达尔文个人品性中的什么东西促使他看到这种反常现象的？我们将在后面的章节中提出并希望回答这些问题，因为这类问题同我们探索个人自由有关。我们开始觉得我们的人性不应完全被外观性理论阐释所限制。我们暂时又重申第二章的中心主题，那就是：到２０世纪初，目的性描写在科学界已被彻底贬为不可信的生机论、万物有灵论或拟人说了，而所有这些学说都是将目的因果关系带进自然描写之中，这种作法是不能接受的。
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