第六章 科学的统一

  苏格拉底学派的哲学家阿里斯提普斯航海遇难,漂流到洛得斯海岸时,看到了砂上描画着几何图形,便向同伴们叫喊道:“我们幸而有了希望啊!因为已经看到人们的踪迹了!” 

--维特鲁威:《建筑》 

  在大都,忽必烈曾下令 
  建造一座宏伟的逍遥宫: 
  圣河亚弗在那里流经 
  深不可测的岩洞, 
  直泻入不见阳光的大海中。

--科尔里奇:《忽必烈汗》 

    1.引言

  如果我们通观现代科学的各个领域,可以看到一种戏剧性的、令人惊异的进化、在各个完全不同的领域中出现了相似的概念和原理,虽然这些观念的类似性是各个领域独立发展的结果,而且个别领域的工作者几乎没意识到这种共同的趋势。因为,在科学的所有领域中都出现了整体原理,组织原理,实在的动态概念原理。我们还可以列举更多的共同特性,诸如对自然规律基本的统计特征和实在的内在矛盾性的认识。看来,要用概念结构描述实在,仅仅使用单一的构架是达不到目的的,而必须使用成对既对立的又互补的概念。这种对立互补概念在量子理论的互补原理(p.180)中得到了表达;互补性也可能以某种不同的形式适用于生物现象的描述(p.155)。另一个基本的洞见是,与经典物理学的连续性概念相反,基本事件具有非连续的性质、按照量子理论,实在的最终单位是非连续的,并且是不可再分的。生物学中与其相似的是突变论,按照突变论,进化不是以连续转变的方式,而是以非连续的跳跃方式进行的。量子论与突变论的出现不只是一种历史的巧合,后者与前者保持着密切的关系(pp.95,165f.),它们正好建立于同一年即1900年。也许,我们可以加上生理学中的全-无定律,这个定律也差不多是在同一时期提出的,按照这个原理,生理活动,比如肌内或感觉器官的活动,不是连续地增强的,而是以跳跃的方式增强的,因为随着刺激强度的增加,新的要素,期中的每一个达到其功能的最大值时才能发生作用。 
    
    2.物理学

  经典物理学试图把所有自然过程分解为原子的活动,分解为按照力学定律、吸引与排斥的定律在空间运动的微粒。现代物理学不只是直接证实了原子的存在;它揭示了原子的结构,并完全攻克了放射性、元素嬗变和原子能释放等新领域。然而,正是这些发展推翻了机械论的观念。 

  机械论物理学的第一准则也许是要把物理过程分解为可分离的局部事件。与此相反,现代物理学看来必须要有整体性概念。按照海森堡的不确定原理,不可能同时确定电子的位置和动量。要确定电子的位置,必须照亮电子;但这意味着光量子击中电子,由此引起电子动量的变化。因此,位置确定得越是精确,动量则越是不能精确地确定,反之亦然。由此得出以下的结论:第一,严格的决定论在微观物理学领域是不可能成立的(pp.163f.),因为测不准关系给所有测量所必需的同时确定设置了不可克服的限制。第二,根据海森堡关系,就物理学微观事件而言,测量仪器原则上不能与被测量的实体分开。这样,在微观物理学中出现了整体原理。事实上,整体原理在微观物理学中比在宏观物理学层次上具有更基本的意义(p.192)。因为,对于微观物理学来说,不只是这样的一个问题:为了认识整体,必须认识各个组分以及组分之间的关系;相反地,在基本事件的层次上,进一步的分解在原则上变得不可能,它们只能作为一个整体加以处理。 

  第二,最有意义的是,在现代物理学中出现了组织原理。经典的定律从根本上说是关于无序的定律,而现代物理学和化学的中心问题是组织问题。正如波尔兹曼所证明的,因果关系朝破坏有序的方向起作用,因为经过一定的时间,热运动不断增加,起初存在的所有的有序无可挽回地受到破坏。但是,一个原子,比如说,一个汞原子,它由一个原子核和八十个行星般运动的电子构成,它保持着自己的组织;光谱线发射的系统,原子的化学性质等都依赖于这种组织;原子不管受到周围粒子热搅动的连续不断的撞击,仍保持着自己的组织。正如量子理论表明的,原子不顾热运动的干扰而保持其稳定性和它的组织,是以基本物理事件的非连续性为基础的。原子不能处于无论什么样的状态,而只能假定它处于具有不同量子条件的分立的状态。如果这些状态用数字1、2、3等表示,那么状态1是最小能量的基础状态。在这种状态中,原子正常地存在;2、3等是激发状态,如果得到必要的能量,原子会以跳跃的方式达到这种状态。由于这个原因,太弱的扰动是无效的,因而原子可以不顾热运动而在无限的时间内保持稳定。只有当温度增加时,它才通过量子跃迁的方式变成激发态。对于分子、晶体、固态、甚至基因,也可以作相应的考虑。基因是具有特定组织和高度稳定性的大分子。只有在比较罕见的情况下,比如由于量子的打击引起突变或由于热涨落引起自发的突变,会跃迁到新的稳态,由此发生遗传性的变异。这里就有物理学的量子论和生物学的突变论之间的联系。基因分子向新的稳态的转变,只能通过跳跃的方式发生,因为能量的转变不是以任何微小量的方式发生的,而是以量子化的方式发生的。从生物学上说,这为从一个亚种到另一个亚种的转变不是连续的,而是以跳迁的方式发生的现象,提供了解释(cf.p.95)。 

  现代物理学的第三个基本变化,在于把刚性的结构解析为动态。经典物理学把原子看作像微型台球的固体。根据现代物理学的看法,它们是微小的行星般运动的系统,其中原子核像中心的太阳,它由带正电荷的粒子和无电荷的粒子(质子和中子)组成,负电子围绕它运行。同时,物惯表现为过程,表现为动态。质量与力的对立,物质与能量的对立,在日常生活和经典物理学中是明白无疑的,但在微观物理学层次上则消失了。电子不是微型的刚体;它是能量的集中,物质波或波包。由于这个原因,物质转变为能量,能量转变为物质,是可能的。伽马(Y)射线的量子,即高频率的X射线,可以转变为带负电和带正电的孪生对粒子,电子和正电子。反过来,物质也可以转变为辐射。经典的质量守恒原理和能量守恒原理统一为爱因斯坦综合的守恒定律。而且,在某些条件下,基本物理单位表现为粒子,而在另一些条件下表现为波动或波。根据玻尔的互补原理,粒子和波是对立的、但又是关于同一物理实在的必不可少的和互相补充的概念。 

  整体、组织、动态——这些一般概念,可以说是与机械论的物理学世界观相对立的现代物理学世界观的特征。 
    
    3.生物学

  近几十年来,生物学思想运动趋向于“机体论概念”。由于这个概念在很大程度上是潜意识的和无名的,它的意义甚至更加明显。这不是孤立的现象,而是我们的科学概念总变化的组成部分。 

  我们已考察过物理学机械论观点在生物学中的影响。按照物理学机械论的观点,生物学的目标在于把生命现象分解为可孤立的部分和过程(pp.10f)。于是,有机体被看作是许多细胞的总和,有机体的功能被看作是许多细胞活动的总和。同样地,像物理事件被看作是受偶然性规律支配的那样,有机体的组织和功能被看作是随机突变和选择的产物。另一方面,这种观点符合经济活动的时尚和经济学理论。事实上,达尔文将马尔萨斯关于人口增长超过其资源的理论普遍化,并把它应用于整个生命界。所谓生物界中的生存斗争不是别的,而是工业时代开始时曼彻斯特学派鼓吹的自由竞争在生物学中的应用。生物学中的功利主义观念符合总的社会思想意识。生命的机器理论,完全是人们以技术控制无生命界而自豪,也把生物看作机器这样一种时代精神的表现。 

  人们认识到机械论概念的局限性,最初导致了活力论。活力论假定有机体各个部分的聚集和机器-结构是受目的因控制的。随后,人们认识到机械论和活力论的观点都是不妥的,导致了机体论概念的产生。机体论概念试图将科学意义赋予整体性概念。我们同样可以在生物学、医学和心理学中看到这种共同的趋势。 

  我们已详细地论述过现代生物学思想的基本概念及其对不同领域的影响。首先是整体性概念。我们不仅必须考虑有机体的各个部分和个别过程,而且必须考虑它们共同的相互作用和支配这些相互作用的规律。这些无论在有机体受扰动后的调节现象中,还是在有机体正常的活动中,都清楚地表现出来。其次是组织概念。生物界的基本特征在于它是巨大的等级体系,它从有机化合物分子经过自我增殖的生物单位,延伸到细胞和多细胞有机体,最后到生物群落。新的规律均在组织的每一层次上显示出来,而生物学研究的任务就在于逐渐地揭示这些规律。最后是动态概念。活结构不是存在,而是变易。它们是物质和能量不停流动的体现,物质和能量不停地流经有机体同时又构成有机体。动态概念构成了生物学许多领域中精确定律的基础,也提供了理解诸如等终局性那样的现象的基础,等终局性迄今仍被人们看作是不能用科学的术语解释的神秘现象。 

  虽然近几十年来许多作者提出了类似的观点,但本作者可以断言,他从1926年起发展起来的机体论概念,可以说是第一个逻辑上表述一致的新观点,这一新观点可作为生物学的作业假说。这个概念产生的丰硕成果,可以在后面得出的许多结论中看到,而且由后来的研究所证实并被详尽阐述。那么,再次概述这些方面的发展,也许是有益的。 

  许多科学家已接受了机体论观点,有趣的是,可以看到其中有些科学家来自对立的阵营。例如,生物化学家尼达姆早先曾严厉地批判过生物学中的整体概念,后来他采纳了机体论概念。正如尼达姆(1932年)所说,生物学理论的中心问题是组织问题。虽然J.S.霍尔丹(Haldane)考虑到对生物学问题的充分解释涉及到生命系统的组织问题,但冯·贝塔朗菲和伍杰的机体论概念表明,有必要研究生命系统的组织实际上究竟是什么。因而,组织不是一种解释问题,而是生物学中最迷人的和最困难的问题。承认这个事实,与活力论毫不相干。另一方面,在动物行为领域从事工作的阿尔费德斯(Alverdes)(1933年),起初坚决主张活力论观点,后来接受了机体论概念。阿尔弗德斯(1936年)、贝文克(1929年)、卡纳拉(Canella)(1939年)、格斯纳(Gessner)(1932年,1934年)、特里比诺(Tribino)(1946年)和昂格雷尔(Ungerer)(1941年)的著作,可以说是对机体论概念的深入介绍。对于机体论概念,比宁(1932年)、格罗斯(1930年)和M.哈特曼(Hartmann)(1937年)从机械论方面作了批判的论述,文茨尔(1938年)从活力论方面作了批判的论述,布罗伊勒(1931年)、伯卡姆普(Burkamp)(1930年,1936年,1938年)和林斯鲍尔(Lins-bauer)(1934年)从中间立场作了批判的论述。在贝文克(1944年)、比察里(Bizzari)(1936年)、布罗默(Brohmer)(1935年)、迪肯(Durken)(1937年)、冯·弗拉肯贝格(Fraken-berg)(1933年)、H.约尔丹(Jordan)(1932年)、O.苛勒(Kohler)(1930年)、尼达姆(1936年,1937年)、冯·内尔加德(1943年)、奥尔德考普(Oldekop)(1930年)、里特(Ritter)和贝利(Bailey)(1928年)、E.S.拉塞尔(Russell)(1931年)、扎佩尔(Sapper)(1930年)、昂格勒尔(Ungerer)(1941年)、韦莱(Wheeler)(1929年)、伍杰(1929年)、沃尔特里克(1940年)等人的著作中可以发现相似的观点,其中某些观点是由他们独立地提出的,另一些观点是在和我们的工作相互交流中提出的。物理学家薛定谔(1946年)也独立地得出了类似于机体论的概念,“生命问题——虽然它并不超脱迄今所知的物理规律——但它可能包含迄今未知的不同的物理规律。然而,一旦人们认识这些新的物理规律,这些规律会像已知的物理规律那样整合成为这门科学的组成部分。”米塔施(1935年,1936年,1938年)关于生物催化和关于自然界因果关系的等级体系的工作,也与机体论概念有密切的关系;阿尔弗德斯(1937年)的马堡学派关于动物行为的工作,H.约尔丹(1941年)关于生理学基本原理的论述,赫希(Hirsch)(1944年)关于动态组织学的观点,也是如此。在发育生理学领域,达尔魁(1941年)按照自己的看法表述了机体论概念。无需再作详细的讨论,我们可以注意到现代生物学的总趋势是符合机体论概念的,这个作业假说在生物学的所有领域中得到了应用。这里只能对本作者及其同事所作的应用以及与之密切相关的发展状况,作一个概述。 

  关于活组织问题,本作者在1932年就表明它是未来的研究纲领: 

  “有种看法认为,物理结构的等级体系应以蛋白质的胶态分子团为终点,超出这个限度,只能应用无序的定律(即溶液中的概率分布的定律,这个定律来源于热力学第二定律)或摩尔定律;因此,有机体或者可能是纯粹的‘混合物’,或者可能是刚性的‘机器’。这种看法似乎完全是任意的假设,它对遗留的实际的问题——有机体生命过程的有序性——毫无所知。相反地,从胶态分子团排列(其规律部分地为人所知)到非刚性程度和动态程度更高的有序状态(其规律尚未为人所知)即被称为原生质和细胞的‘活组织’,很可能有连续的过渡。当然,活组织不仅是‘非刚性’的,而且是‘动态’的。这里,‘组织’问题与‘稳态’问题联系了起来。” 

  正像弗雷-维斯林介绍的,原生质的亚显微形态学在当时出乎意料的程度上遇到了这种挑战。蔡格(Zeiger)(1943年)证实了原生质组织的“动态”概念(p.34)是必需的。在我们早期工作中形成的关于细胞理论及其局限性的概念(1932年,cf.pp.38ff.),与赫泽拉关于“细胞间组织”(1941年)的有意义的工作是一致的。在更高的组织层次上,动态概念克服了结构与功能之间的明显对立,把有机体看作是以不同速度发生的诸过程的等级体系。这个概念是由冯·贝塔朗菲和本宁霍夫(1935年,1936年,1938年;cf.pp.134ff.)提出的。根据动态观点和机体论观点,对同源概念重新下了定义(冯·贝塔朗菲,1934年;见下卷)。冯·纳茨默尔(Natzmer)(1935年)对生物个体性的看法与我们的看法几乎在本义上是一致的。路格迈尔(Lugmayr)(1947年)根据托马斯主义哲学的观点讨论了这个问题。 

  人们发现机体论生物学的观念,在生态学中也是有用的。在林学中,莱梅尔(1939年)认为森林是一个在个体的变化中保持其自身的生物群落,他根据这种森林的机体论概念,引出持存森林原理。这个有趣的例子表明,机体论概念不仅有理论价值,而且也能适用于重要的实际问题和经济问题。范泽洛(Vanselow)(1943年)也说明林学的现代概念与机体论生物学是一致的。H.韦贝尔(Weber)(1938年,1939年)根据机体论概念,对普通生物学体系中的环境(umwelt)概念下了定义。冯·于克斯屈尔(von Uexkull)在引用这个术语时,只强调了有机体与环境之间的关系即对感官-刺激作出反应这一面。因此,他的环境概念只限于感官生理学,但事实上这是一个伪心理学概念。可是,按照韦贝尔的看法,我们应当在更广泛的意义上给环境概念下定义。这个概念表示对有机体发生影响的整个系统。这个系统依赖于有机体的特定组织,同时,也使有机体的自我保存成为可能。因此,环境不仅包括能作为刺激而发生作用的东西,还包括有机体自我保存所必需的全部综合条件。另一方面,环境概念在人类活动领域中受到了限制。动物的环境依赖于它们的肉体组织。可是,在科学的演进中,出现了逐渐排除环境概念中的拟人化特征的情况,即环境观念中依赖于人类知觉器官特定组织的那些特质和范畴被不断排除(冯·贝塔朗菲,1937年)。这种观点类似于格伦(Gehlen)对于冯·于克斯屈尔所提倡的环境概念的批评;他也断言这个概念不适用于人类文化活动。本作者对人的独特性问题也曾作过讨论(1948年;见下卷)。 

  开放系统理论在物理学、物理化学、生物能学和生理学领域引出了许多新的问题和新的见解(见pp.125ff,131ff,以及下卷)。普里高津和维亚梅(1946年)、普里高津(1947年)、赖纳(Reiner)和施皮格尔曼(1945年)、斯克拉贝尔(1947年)等人的工作,我们已经提到过了。德林格尔和韦茨(1942年)将开放系统理论应用于基本生物单位(病毒、基因),把这些基本生物单位看作是处于稳态中的单维晶体;冯·贝塔郎菲已提出了一个更为详细的模型概念(1944年,cf.p.30) 

  多特韦克(Dotterweich)(1940年)对“生物平衡”问题作了综合的研究,尽管他对这个概念的解释非常广泛,从而包括了多种性质的现象。因此,他的概念大部分仍是形式的。他区分了迄今所理解的“生物平衡”概念的三种应用:(1)形态学上“器官平衡定律”(乔弗鲁瓦·圣伊莱尔,歌德);(2)生物群落的平衡(埃舍里希[Es-cherich]、弗里德里希[Friederichs]、沃尔特里克[Woltereck」等);(3)作为动态平衡或稳态的有机体论的生理学概念(冯·贝塔朗菲)。这些概念中,最后一个概念看来是基本的。可以将“器官平衡”看作是有机体在其异速生长过程中达到的稳态(p.139)。可是,生物群落的平衡并不表现为物理、化学实体的稳态,而表现为超个体单位的更高层次上的稳态。在开放系统的一般运动学(有点相似于我们的“系统论”)和梯度原理的基础上,施皮格尔曼建立了形态发生中的竞争、调节、优势和确定的定量理论(1945年)。 

  有机体作为开放系统的概念,导致了动态形态学(冯·贝塔朗菲,1941年),即把有机形态解释为有序的过程之流的结果。这使形态学和生理学的方法和观点的整合成为必要,并为发现新陈代谢、生长和形态发生的定量定律铺平了道路。本作者及其在该领域工作的团体对于这个问题的论述,前面已作了列举(pp136ff.);在下卷中,将作更详细的概述。克拉特(Klatt)(1949年)对动态形态学已作了重要的讨论。他最早(1921年)在形态学领域中应用定量方法,引进了现被称之为异速生长的定律,他评论了对有机形态进行定量分析的意义、成果和限度。 

  关于近来的实验结果与从机体论观点推导出来的神经系统功能的概念之间的相符,已在前面指出了(p.121)。 

  医学科学的发展与现代生物学的发展是非常相似的。微耳和的细胞病理学旨在将疾病分解为细胞所受的扰动。他拒绝诸如体质之类的概念,而体质概念在现代医学中再次变得十分重要,恰恰是因为它建立在有机体作为一个整体的概念的基础上,但微耳和却认为这是错误的。然而,现代医学显然是朝机体论观点的方向发展的;内分泌学或人的体质理论就是机体论医学的范例。 

  事实上,机体论概念在医学领域中作为一种“解放的成就”而受到欢迎。按照冯·内尔加德(1943年)的看法,H.齐默尔曼(Zim-mermann)(1932年)可能是第一个认识到现代生物学概念对医学实践具有意义的人。正如他所说的,“由于医学主导观念的发展与理论生物学主导观念的发展之间有明显的一致,医学所取得的任何一点成就都可看作是具有历史意义的成就。”机体论概念似乎“变得与现代医学科学的主导观念和必要假说最接近。”齐默尔曼在后来的一篇论文(1935年)中根据机体论生物学批判了所谓“生物医学”。罗特舒(Rothschuh)(1936年)在对现代医学的各种理论倾向作比较性的概述时,驳斥了机械论、活力论和心理活力论的理论,称赞机体论概念是现代医学可靠的理论基础。克拉拉(Clara)(1940年)关于医学中整体性问题的表述是紧接着冯·贝塔朗菲(1937年)所作的陈述而提出的。当妇科专家塞茨(Seitz)(1939年)就生长、性和生殖的调整的生物学、生理学和医学问题,提出“生命过程(包括正常的和病理的)的整体论观点”,这个观点与机体论概念甚为接近。一般来说,我们的生物学概念与主要医学家如阿朔夫(Aschoff)、贝蒂、比尔(Bier)、布鲁格施(Brugsch)等人强调的概念是非常符合的。内尔加德(1943年)关于身体理疗的工作与机体论概念有着密切的关系。动态形态学概念与克雷奇默尔(Kretschmer)的马堡学派的康拉德(Conrad)(1941年)关于人类的体质类型的工作之间也有明显的一致,虽然这两条思路是完全独立地发展出来的。机体论概念对医学的影响特别值得注意,因为医学还有临床实践这一面,所以它是对生物学理论的最好检验。 

  机体论概念在心理学领域中也得到了应用。蒂姆伯(Thumb)(1944年)概述了机体论概念对于心理学的意义,估价了动态平衡和稳态观念作为心理学领域模型概念的意义。人们在心理学领域中发现了相似于生物学领域的原理。尤其当人们就像根据动态形态学观点思考形态发生那样,从发育规律的观点沉思人类环境(umwelt)的建立问题时,生物学意义上的环境概念(冯·于克斯屈尔、韦贝尔)与认为这种概念不适用于人类的观点(格伦)之间的争论消失了。正如生物学中的动态和整体概念与心理学中的格式塔理论具有类似性,生物组织的等级体系与个性的阶层(罗特哈克尔[Rothacker」,1947年)有着对应性。机体论概念也应用于精神病学和社会学领域(伯罗[Burrow],1937年;赛泽[Syz」,1936年)。行为被看作是组织内张力的模式,对于精神疗法来说,它主张不应把神经病患者看作孤立的个体,而应视之为处于一定社会单位中的个体。同时,上面提到过的人类独特性(pp.184f.)的另一方面问题变得明显了。在动物王国中可以发现对抗与合作的倾向,但是,我们只是在人类行为中发现了憎恨、罪恶和社会的无政府状态。这些现象似乎与感情的倾向有关,而感情的倾向依附于这些语义的方式——形成概念与语言表达——正是这些遂使人类提升到所有其他动物之上的地位。 

  机体论概念在哲学中也有许多应用,以下我们所知的有关应用就是对我们学说的发展。卡西尔(Cassirer)学派的拉森(Lassen)(1931年)论述了与机体论概念有关的物理学非因果性问题和目的论问题。费赖斯(Fries)(1936年)把机体论概念作为归纳的形而上学的基础。巴劳夫(Ballauff)(1940年,cf.以及1943年)对冯·贝塔朗菲的机体论概念和N、哈特曼(Hartmann)的分层(Schichtengesetze)学说作了综合。按照分层学说,可以把实在看作连续叠加的层次,每一层次有它自己的规律。巴劳夫根据等级秩序和稳态保持的原理采纳我们关于有机系统的定义,以机体论的方式(即持存于有机体中的唯有其特殊的有序规律)表征自主性,并且阐明了有机系统概念的哲学结论。 

  我们已提到的等终局性的新概念,作为我们的理论在哲学上的重要推论,为迄今被人们认为是形而上学和活力论的定向性概念提供了物理基础。 

  机体论概念的最终概括是一般系统论的创立(冯·贝塔朗菲,最早在1945年;见pp.199ff.以及下卷),一般系统论是精确的、数学化的本体论的基础,也是不同科学领域中一般概念的逻辑相应性的基础。 

  因此,可以说,机体论概念在从生物学的特殊问题直到人类知识的一般问题的许多领域中被证明是富有成果的。这个概念的最令人信服的证据是,它已被应用于完全不同的领域,如物理学、物理化学、解剖学、胚胎学、生理学、林学、医学、心理学和哲学;并且使所有这些领域中的许多问题得到的阐明。 
   
    4.心理学

  现代心理学的发展具有特殊的意义,因为正是在这个领域内第一次对整体性问题作了科学的探讨。正像生物学探讨躯体现象那样,传统心理学试图把精神生活分解为孤立的事件,即心理原子。例如,认为视觉是对应于视网膜单个细胞兴奋的基本感觉与大脑皮层视觉区相应的细胞的总和。但这种概念的不适应性不久就变得明显了,心理学因此而引用了控制的因素,如“统觉”,按照冯特(Wundt)的说法,统觉是一种可以与生物现象中活力因素的假设相比的解释。格式塔心理学试图克服这种二难困境:按照冯·爱伦费斯(von Ehrenfels)(1890年)的说法,可以把格式塔定义为心理的状态和事件,这些心理状态和事件所特有的性质是不能通过其各个组分的累加获得的(爱伦费斯第一准则)。例如,一幅感觉到的几何图案,不只是各种色点的总和;一首乐曲,不只是许多单个音符感觉的总和;一句格言,也不只是许多单独词义的总和。而且,同样的形状可以用其他的颜色,并在视野的不同部位呈现出来。同一首乐曲可以用不同的音调演奏。同一个意思可以用不同的词表达。因此,格式塔当它的组成部分变化时,它仍保持原样。格式塔是可变换的(爱伦费斯第二准则)。 

  现在,传统理论用结构机械论解释精神生活中的有序性。一种感觉器官,例如视网膜,受到大量刺激。来自视网膜每一个点上的局部的兴奋,通过固定的神经通路,传导到大脑视觉中枢的相应终点,因而视网膜要素的镶嵌图案与大脑皮层神经细胞相似的镶嵌图案是一致的。同样,才干、识别能力、联想、条件反射等,可以用学习过程中有关中枢之间神经通路的确定加以解释。 

  与此相照,格式塔理论证明,不可能把知觉解析为基本感觉和基本兴奋的纯粹总和。例如,像三角形这样的图案,即使它呈现为不同大小的形状,出现在视野的不同部位,我们也能辨认它。视网膜受刺激的点是不同的,相应地,兴奋过程通过不同的神经纤维传递到视觉中枢的另一些神经细胞。然而,不同的视网膜细胞、神经纤维和视觉中枢的细胞的兴奋,产生相同的印象,即“三角形”。反过来,相同细胞的兴奋可以产生不同的印象。例如,如果那些视网膜细胞起初落在其上的是三角形的映象,后来受到圆形图案的刺激,那么就会有不同印象产生。 

  格式塔是按照动态规律形成的心理整体。最重要的原理是完形趋向(pregnance)原理,即呈现最简单的可能发生的形态或最“有意义的”形态的格式塔趋向。例如,如果在一瞬间内,排列成圆圈的九个点呈现到眼睛中,第十个点稍微在圆圈之外,这个在圆外的点好像移向圆周,以完成最有意义的可能发生的格式塔。或者,如果瞬间呈现的图案显示出许多细小的缺口,那么会看到弥合这些缺口的运动,该图案缺口的各端闪现在一起。如果一根棍棒在视网膜上的投影经过盲点,那么就看不到任何缺口,而如果某个人的手投影落在观察者固定眼睛的盲点上,那么就看不到他的头。其原因是,只有体现一定几何图案的格式塔才可能是完整的。 

  因此,知觉不是孤立的和彼此无关的感觉的总和,而是感觉形成受动态原理支配的完形系统。 

  记忆理论很可能也是以相似的方式而重新形成的。经典记忆理论的观点是累加的观点和机械论的观点。它假定早先兴奋的记忆痕或‘却象”保留在几组神经节细胞中,好像贮藏在无数仓库中,这些仓库由无数神经通路相互连结起来——这种观念显然是行不通的(R.瓦勒[Wahle])。可是,如果格式塔知觉是系统过程,以动态的方式组织起来、分布在较大的大脑皮层区上,那么兴奋的后果不会由留在诸单个细胞中的孤立的记忆痕构成,而会留在较大脑区的某种变动中。事实上,实验和临床的经验表明,就记忆而言,大脑不是作为细胞或有明显界线划分的中枢的总和而发生活动的。大脑中局部的损害并不只是破坏某种单一功能,而是其他功能都受到影响,而且,受损害部位的功能越是重要,对其他部位功能的影响就越强烈。由此,提出了与通路理论相对立的另一种概念。这种概念可以假定,在学习期间,当两个有联系的刺激起作用时,脑过程表现为一个整合的总体。相应地,它会留下整体的记忆痕。在学习期过去后,新的部分的刺激会唤醒作为一个整体的记忆痕,由此产生联想、回忆或条件反射(冯·贝塔朗菲,1937年)。 

  如果知觉不是若干单个感觉组成的镶嵌图案,而是已被领悟的格式塔按照动态规律将它们自己组织起来的话,那么我们必定可以进一步断定,与形成知觉相应的生理事件,不是若干单个兴奋的束或总和,而是整体或“格式塔”。从这种考虑出发,W.苛勒(Kohler,1924年)提出了格式塔是否只限于心理学范围的问题。他强调,一般说来,物理系统不是单纯的总和,而是符合爱伦费斯准则的。因此,比如关于电荷在导体上的分布状态,是不能通过导体各个单独部分上的电荷的累加而获得的,而是取决于导体的整个系统。而且,一部分电荷移动后,系统又会重新确立。一般说来,物理系统中的状态(例如,导体上的电荷分布)和过程(例如,稳定的电流在导体系统中的分布)取决于该系统所有部分的状况。因此,它们被表征为格式塔。最后,苛勒(1925年)将同样的观点应用于生物学问题。有机体中的过程按照整体的需要作出调节,这是生命现象最显著的特征。甚至包含所有单个反应的完整的物理-化学知识,也不可能对生命现象作出充分的理解。机械论者确信,生命活动的有序性,是由机器式的结构赋予的;但这种解释面临生命活动的调节现象而遭到失败。另一方面,活力论者乞求超自然的力量;但是,正如杜里舒的海胆实验所表明的,部分依赖于整体,这并非是活力论的特征,而是格式塔的一般特征。热力学第二定律所适用的每个系统最终达到平衡态,这可以用任何部分的状态依赖于整体系统的状态加以表征。所以,机械论用预先建造的机器的模式解释有机体中过程的有序性,活力论求助于超自然的力量,而与这两种观点相对照,还有第三种可能性,即整合系统中的动态调节。就这方面而言,物理学、生物学和心理学都与其中由动态造成过程有序的系统有关。基本的原理是平衡原理或完形趋向原理。在物理学中,这个原理表现为趋向于象征平衡态的最小值状态。在生物学中,有机体内过程的有序性和受扰动后的调整,同样可以看作是趋向于建立平衡态的结果。在心理学中,精神事件看来是格式塔的。另一方面,物理学领域中的格式塔证明,允许将基本的生理事件解释为格式塔过程。作为经验的格式塔表现为大脑兴奋过程平衡分布的相互关联,而大脑兴奋过程则趋向于最简单的可能发生的完形。 

  苛勒的概念标志着现代机体论系统概念的引用。反对格式塔理论的主要理由有两条。第一是认为它缺乏实验的可能性,它只能纲领性地断定经验的格式塔对应于大脑中兴奋的格式塔式过程。人们所作的任何尝试几乎不能更为严密地确定生理学的兴奋-格式塔,也不能充分地弄清构成生物整体性的基础的系统-过程。但是,诸如“平衡”,格式塔等一般概念,并非像早先杜里舒所强调的,是一种解释。所需要的是,对这些系统和过程以及决定这些系统和过程的规律作出精确的陈述。目前生物学在何种程度上有可能做到这点,本书的前面已作了论述。第二条反对理由涉及到格式塔理论所假设的生物学和心理学过程中的一般分布类型。苛勒试图用遵循热力学第二定律的平衡态的确立来解释有机体的调整活动。但是,这种概念原则上不适用于活机体,因为活机体不是热力学平衡系统,而是远离真正平衡而保持在稳态中的开放系统。因此,机体论调整理论需要新的原理,而这新原理必定可以从开放系统理论中推导出来。 

  总之,现代心理学和生物学的发展之间存在着一种惊人的一致。现代心理学教科书,诸如W.梅茨格(Metzger)的格式塔心理学著作(1941年),可以说,就原理对原理而言,是能够被转译成机体论语言的。我们倾向于认为,一般系统论(pp.199ff.)作为一种调节工具,一方面建立不同领域通用的那些一般原理,另一方面防止不同领域之间无根据的类比,都将是有用的。 
    
    5.哲学

  我们时代的未来的历史学家会记下这一引人注目的现象:自从第一次世界大战以来,不仅在不同的科学领域中,而且在不同的国家里,都独立地出现了有关自然、精神、生活和社会的类似概念。我们处处发现了相同的主导性的基本概念:表示各个层次上的新特征和新规律的组织概念,内在于实在的动态本质和对立的概念。 

  一切动态哲学之父是赫拉克利特;他关于“万物皆流”和“对立面的统一”的观点,是世界观最初的、深刻的和神秘的表达。现今,我们试图用物理科学和生物科学的合适语言来表达这种世界观。这种来源于赫拉克利特的思潮,产生了意大利-德国文艺复兴时期一位神秘人物--库萨的卡迪纳尔·尼古拉(Cardinal Nicholasof Cusa)。库萨是最后一位著名的中世纪神秘主义者,现代科学的前驱。他推翻了古代的和中世纪的地球中心说体系,主张宇宙的无限性。因此,他是现代天文学和焦尔达诺·布鲁诺(GiordanoBruno)热诚的哲学先驱。他沉思无限性,由此而创立了开方,这最后导致了莱布尼兹(Leibniz)的微积分的发明。他在物理学、地理学和医学方面的见解,标志着现代科学的黎明和从伽利略(Galileo)延续到我们时代的伟大的理智运动的开端。在库萨关于对立面的统一的学说中,复活了古代哲学的主题思想,使之延续到现代。库萨表述中关于实在-上帝的观念(这个观念可以只用对立面的陈述表示),用现代术语来解释,也是对语言的符号体系最深刻的批判,我们最终在互补概念,同样也必然在现代物理学概念中发现它最微妙的表达。这种智慧的遗产在雅各布·伯梅(JacobBohme)朦胧的神秘主义、莱布尼兹明晰的数学和自然哲学、歌德和荷尔德林(Holderlin)富有诗意的幻想中保持了下来。 

  歌德不仅是一位诗人,也是一位著名的博物学家,他是形态学——生物形态科学的奠基者。他设想在动物和植物多样性中,好比有大自然艺术家的基本的设计蓝图和创造理念。因此,他认为植物形态的千差万异都是某种理念的原始植物的变异,这种原始植物的基本要素——叶子——是以不同的方式发生变形的。可是,就歌德的世界观而言,仅仅看到这种植根于柏拉图理念学说的“唯心主义形态学”的要素,可能是表面的。在这种理念的形态背后,有着赫拉克利特的动态思想,我们可以在歌德的《Stirb undWerde》(《死与变》)和《Dauer im Wechsel》《常变中的永续》)中看到这种动态思想的表达。由于形态美的背后还存在着实在的矛盾性,这便使我们的思想和行为只能使用符号。因此,“我们思想火焰的腾飞需要借助于形象和图像,”而我们所做的这些毕竟是使用符号。所以,正像歌德对爱克曼(Eckermann)所说的,“某人做的是罐子还是坛子”,这毕竟是无关紧要的。而且,赫拉克利特关于对立面的统一的思想,是充满悲剧性幻想的荷尔德林哲学的核心。正像后来尼采和巴霍芬(Bachofen)所揭示的,他从古希腊文化中预见到内在矛盾,用他自己的心灵反映这些矛盾,而又被这些矛盾所击碎。 

  通过这些著名的思想先驱,可以追溯我们时代自然哲学之源。这些多种多样的独立的思想源泉汇入共同的思想之流。 

  哲学的发展先于心理学和生物学的发展。因此,尼古拉·哈特曼在1912年强调系统概念的必要性。那种认为因果性仿佛是许多单个因果链平行地起作用的看法是欠妥的。重要的是相互作用。在一个系统中,各种力互相平衡,因此,它们的共存导致了抵制破坏的相对稳定的结构。同时,每个有限的系统是更高系统的成员,同时它本身包含着更小的系统。这种内含物不只是一种被动的囊状物而是相互依存的。较低序列系统的某些活动在较高系统的整合中起作用。反过来,较高系统的某些活动共同决定着较低系统的活动。生物体现了力的系统最复杂的构型。相互作用在其中是基本的;相互作用使所有部分过程整合为整体,并由系统规律支配这些过程的协同作用。哈特曼在他后来的工作中,发展了关于实在的分层理论。分层理论在不同的领域——无机的、有机的和精神的领域——甚至显示出更高的和更复杂的范畴。 

  我们叙述了生物学和心理学的新概念是怎样在德语国家中形成的。在非德语国家也同样出现了类似的和独立的发展,这是现代思想史上最引人注目的现象。伍杰说得好,未来的生物学史很可能包括题为“二十世纪初为机体论概念而斗争”的一章。它将叙述这个概念在笛卡儿哲学的影响下是如何被忽视的;机械论形而上学甚至是如何不允许生物学将有机体想象为不同于一大堆微小的坚固粒子的任何东西的;本世纪初最早出现的机体论概念又是如何因不恰当的表述而受挫的,其中,杜里舒只是用超自然的操纵者的概念代替荒谬的无操纵者的机器的概念;最后,为什么最早认真接受机体论概念的,不是生物学家,而是某些哲学家和数学物理学家。 

  如同杜里舒在德国所做的那样,英国生理学家J.B.S.霍尔丹拒斥生命机器论。他从有机体协调的自我保存看到了生命的本质,认为这种协调的自我保存的活动原则上不可能用物理-化学的术语加以描述。像格式塔概念在德国那样,机体论概念在英国扩延到无生命系统也包括在内的范围。根据劳埃德·摩根(LloydMorgan)的看法,有机体的特征就在于它的各个组成部分特有的性质归因于整体,因此,一旦整体被破坏后,这些部分特有的性质也随之消失。摩根所说的“突现”进化和“合成”进化,与德国文献中的格式塔与总和的术语相对应。因此,每一层次——电子、原子、分子、胶态单位、细胞、组织、器官、多细胞有机体和生物群体——由于突现进化而获得了超出从属系统的新特征。 

  数学家怀特海(Whitehead)的“有机机械论”,既超越了关于分子盲目活动的概念,也超越了活力论的概念。所有真正的实体是“有机体”,在有机体中,整体的状态影响着从属系统的特性。这个原理具有相当的普遍性,并非活机体所特有。在现代物理学中,原子变成一个有机体。通过物理学概念的转变,科学触及到既非纯粹物理的、也非纯粹生物的方面——它变成对有机体的研究。生物学研究的是较大的有机体,物理学研究的则是较小的有机体。 

  继霍尔丹学说之后的是斯马茨(Smuts)和迈耶-艾比切(Meyer-Abich)的整体论。按照整体论,生物规律比物理规律更具有普遍性。因此,如果人们能够对生物现象作出数学的描述,那么,特征性的生物参数消去之后,可以得到对生命和非生命现象都适用的简化公式,这个公式与我们所说的物理规律是一致的。可是,目前还没有例子能够实际地证明从生物规律中推导出物理规律(以及从心理规律中推导出生物规律)的“简化演绎”的程序。因此,整体论是一种哲学思辨,就我们现有的知识而言,它几乎得不到任何事实的支持。 

  俄国的辩证唯物主义一方面来源于黑格尔(Hegel)的哲学,另一方面来源于马克思和恩格斯的经济学理论。它的原理阐述如下:第一,自然界不是许多分离单位的聚集,而是一个有机的整体,这个整体内各个组成部分是紧密相关和相互作用的。第二,自然界不是处于静止的和不变的状态,而是处于持续不断的运动和进化的状态中。第三,在进化过程中,受自然规律的支配,在从某一组织层次到更高组织层次的转折点上出现了跳跃,量的变化变为质的差别。第四,内在矛盾是自然现象本身辩证地固有的,所以,进化过程是以对立倾向的斗争的形式发生的。 

  当然,模糊所有这些思潮深刻的意识形态的差别和对比是荒谬的,同时,我们暂不对这些思潮的价值作出评判。但是,这些思潮的基本对抗使“对立面的统一”变得更加明显。从绝对不同的甚至完全相反的出发点,从极不相同的科学研究领域,从唯心主义哲学和唯物主义哲学,在不同的国家和社会环境中,逐渐形成了本质上类似的概念,这表明了这些概念产生的内在必然性。这正意味着这些共同的一般概念本质上是真实的和不可避免的。 
    
    6.一般系统论

  从我们所做的这些陈述中,浮现出一个惊人的远景,一个迄今未被料想到的世界概念的统一的远景。无论我们研究无生命事物、有机体、精神现象还是社会过程,处处都已逐渐形成了类似的一般原理。那么,这些原理相类似的根源是什么呢? 

  我们对这个问题的回答,诉诸于科学的一个新领域,我们称之为一般系统论。这是一个逻辑-数学的领域,它的主题内容是表述、推导对各种系统普遍适用的那些原理。“系统”可以被定义为处于相互作用过程中的诸要素的综合体。不论系统的组成要素的性质以及这些要素之间的关系或力的性质是什么,总存在着对诸系统都适用的一般原理。以上提及的所有学科领域是与系统有关的科学,从这一事实出发,我们可以探求不同领域中定律的结构一致性或“逻辑相应性”。 

  普遍地适用于诸系统的原理,可以用数学语言进行定义。对此,本作者将在下卷中作更详尽的论述。那时,人们会看到,可以从关于系统的一般定义中引伸出诸如整体性与总和、逐渐机械化、集中化、主导部分、等级秩序、个体性、终局性、等终局性等概念;这些概念,迄今人们通常以含糊的、拟人化的或形而上学的方式进行想象,但实际上这些概念乃是系统的形式特征或某些系统状况从逻辑上加以推导的必然结果。 

  一般系统论具有多方面的意义。首先,我们可以区分现象描述的各个层次。第一个层次只表现为类比,即现象表面的相似性,它们既不与在这些现象中起作用的因素相一致,也不与适用于这些现象的定律相一致。一个例子是生命影像,这在20世纪初的生物学领域中是很流行的,例如,当渗透的“细胞”与有机体相比较时,它们是相像的。第二个层次表现为逻辑的相应。这里,现象所包含的因果关系的因素是不同的,但受结构上相同的定律的支配。例如,液体流动和热传导现象都可以在数学上用同一定律表达。当然,尽管物理学家知道并不存在“热流动”,但热传导是以分子运动的传授为基础的。最后,第三个层次是严格意义上的解释,即对存在于个别事例中的条件和力的陈述,以及对由此推出的定律的陈述。类似,在科学上是无价值的。可是,相应,通常提供非常有用的模型,这种以相应为基础的模型方法广泛应用于物理学领域。 

  因此,一般系统论可以作为一种区别类似与相应的工具,以建立合理的概念模型,使一个领域的定律转换为另一个领域的定律,另一方面,以防止不可靠的、不能允许的类比所得出错误的结论。然而,在那些超出物理-化学规律框架之外的科学中,诸如人口统计学和社会学,以及生物学的广泛领域中,如果选择适当的概念模型,就能阐述出精确的定律。逻辑的相应性是从一般系统的特征中产生的,这就是为什么不同领域中出现结构上相似的原理,并由此导致不同科学领域中产生平行演进的原因。 

  一般系统论确立了有明确意义的问题。因此,如福尔特拉所说的,可以建立与机械动力学相应的人口统计动力学或人口动力学。最小作用原理出现于完全不同的领域:如力学、物理化学中的勒夏忒列原理(按照普里高津的看法,这个原理也适用于开放系统),电学中的楞次(Lenz)定律,沃特拉的人口理论,等等。再有,张弛振荡(p 141)出现于某些物理系统中,同样也出现于许多生物现象和人口统计现象中。一般周期性理论对于各个领域都是很需要的,由于稳态的存在等等,因此,有必要作出扩展像最小作用、稳定态和周期解(平衡和节律性变化)那样的原理的尝试,在某种意义上,这种尝试对物理学是普遍的,因而对任何类型的系统都可适用。 

  从逻辑-数学的观点看,一般系统论的地位相似于概率论的地位,概率论本身是纯粹形式化的,但可以应用于完全不同的领域,例如热理论、生物学、实用统计学等等。 

  在哲学中,一般系统论可以用一般原理的精确系统取代所谓“本体论”或“范畴论”的学说。实际上,N.哈特曼在能以数学形式表述的标题下,阐明了知识和实在的那些真正特征。 

  在这个意义上,一般系统论可以被认为是通向莱布尼兹梦寐以求的通用数学(Mathesis uniuersalis)--包含各种科学在内的综合的语义系统的一个步骤。也许,可以说在现代动态概念中,系统论能起的作用,相似于亚里士多德逻辑学在古代的作用。对亚里士多德逻辑学来说,分类是基本的方法,因此,关于共相的种属关系的学说,表现为基本的科学研究法。在现代科学中,动态的相互作用是所有领域的基本问题,它的基本原理必将在一般系统论中得到表述。 
    
    7.结语

  科学的进展并不是一种在智力真空中的运动;相反,它既是历史发展进程的表现,又是历史进程的动力。我们已经看到机械论观点是怎样在所有的文化活动领域中表现出来的。机械论关于严格因果性的基本概念,关于自然事件的累加和随机特征的基本概念,关于实在的终极成分的远离性基本概念,不仅统治了物理学理论,而且支配着生物学的分析、累加和机器理论的观点,支配着传统心理学的原子主义和社会学的“一切人反对一切人的战争状态”的观点。承认生物是机器,承认由技术统治现代世界以及人类的机械化,这只不过是物理学机械论概念的扩充和实际应用。 

  科学的新近进展表明人类的智力结构发生了总体的变化,这种变化完全可以与人类思想的伟大革命相比。“正如冯·贝塔朗菲曾经认为的,理论生物学在哲学上提出的重要见解,是我们文明史上的第二次哥白尼革命”(蒂姆伯)。事实上,现代科学发展所导致的观念——整体、动态、进入更高级单位的组织——都在生命世界中得到了最有意义的表现。我们可以期望这些智力的发展预示人类度过我们时代可怕的危机(如果这种危机不会导致全部毁灭的话)的新时期的来临。因为,精神上的革命总是先于物质的发展。所以,由17世纪笛卡儿创立的机械论世界的理论概念,是我们时代达到顶峰的生命技术化的先兆。相似地,也许我们可以将新的科学概念看作为未来发展的前兆。荷尔德林的壮丽诗句不仅对于诗人,而且对于每一项创造性工作来说,都是真确的:“勇敢的精神像雷暴雨前翱翔云空的雄鹰,它的腾飞预示着诸神的来临。” 

  还有最后一个问题,我们必须作出回答。我们在纯科学的层次上,用机体论概念详述了生物学。我们主张,生命现象是可以用精确的定律说明的,虽然我们也许离这个目标的实现还很远。我们强调必须否认任何活力因素在可观察到的事物中的干预(可观察到的事物成为科学研究的唯一题材)。于是就发生了这样的问题:这是否意味着一种苍白惨淡的唯物主义,一种无灵魂和无神的自然界? 

  让我们看一下对这个问题的最准确的科学回答吧。就总的综合而言,物理学已成为一种世界观,它使人们可能领悟从量子领域中小得难以想象的单位直到大得难以想象的星系的实在。我们之所以能用物理学理论在概念上把握自然界,用技术在实践上控制自然界,是因为我们用逻辑-数学关系之网——我们称之为自然定律——把握了自然现象。这种自然定律的构造达到了前所未有的普遍性和客观性,这是现代物理学的胜利。人们已有可能运用这些定律达到对自然界的技术控制,这种常见的事实表明,这些定律在很大程度上与实在相符。 

  然而,与这些成就相伴而行的是某种退让。现在物理学与其以前时代的自我断言相对照,已认识到它的任务是在形式关系系统内描述现象。它不再期望把握实在的核心。鉴于早期物理学认为它在微小的坚硬物体中已发现了最终本质,现代物理学的陈述却是不同的。物质被分解为某些振荡过程——但振荡只表示某些量值的周期变化,物质的最终本质仍未被确定。 

  物理学家并不回答电子实际上“是”什么的问题。他所具有的最透彻的洞见只能陈述称为“电子”的这种实体所特有的规律。同样地,也不能指望生物学家解答生命就其“内在本质”而言可能是什么的问题。即使生物学家具有先进的知识,他也只能更好地陈述表征或适用于我们所面对的活机体现象的规律。 

  不能进行客观研究的诸因素,不得纳入能够说明可观察的事物的定律。在具有本质区别的层次上存在着企图获得关于实在的直觉知识的形而上学。我们不仅是科学的智者,我们也是人。用重要的符号表达实在的核心,这是神话、诗歌和哲学正试图做的事。 

  然而,如果我们渴望用简洁的语句把握生命的本质,那么似乎可以在歌德特别喜爱的表达中找到这种语句。《常变中的永续》称得上是一首含意深刻的诗。在赫拉克利特看来,河流似乎是生命的直喻,它的波涛永远变化不止,但它在流动中持续存留,歌德-浮士德也给出了这种最深刻的知识。虽然不能注视实在的太阳,但是,他和科学的心灵仍满足于一种保持着生命和思想的无穷无尽的力量的美妙隐喻: 


      就让太阳留在我的后方! 
      那穿过岩隙奔腾直下的瀑布, 
      使我越看越欣喜若狂。 
      它一叠一叠地翻滚,化为千股, 
      然后又分作千万道急流奔涌, 
      向空中喷溅出无数飞沫细珠。 
      可是从这种飞泉形成的彩虹, 
      拼成万变之不变是多么悦目, 
      时而分明,时而消逝在空中, 
      在它的周围散作空蒙的凉雨。 
      彩虹反映人类的努力上进。 
      细心揣摩,你就会更加领悟, 
      要从多彩的映象省识人生。