物理学是研究运动变化的科学。在古希腊语中,物理学(physics)一词译自希腊文的φυσικη,从词源的角度这个词来自φυσις(physis),它的意思是:“生长,长出”的意思,比如亲生的父子兄弟。因为是生长,长出来的,它就是派生出来的,有第二的意思,与之相对形而上学(Metaphysics)就是第一的意思,有不变的原理的意思。
可见古希腊语中的physics与我们今天所说的物理学在词意上的区别还是很大的,今天的物理学是自然科学中的一个分支,研究物质和场在时空中的运动变化等。既然physics是研究生长的,那么事物因其自身自然而然的运动变化就属于物理学研究的范畴。亚里士多德把事物的运动变化归结为四因,即质料因、形式因、动力因和目的因。
这里质料因指的是材质,比如雕像的质料因是铜,酒杯的质料因是银;形式因指的是形状和形式,形状和形式往往用数学来表示,比如声学中的比例或数就是音乐的形式因。动力因指的是运动的推动者,比如父亲是孩子的动力因。最后还有目的因,比如健康是散步的原因。
在亚里士多德的物理学中,通过这四因来解释万事万物的运动变化,并找出各种现象的基本原理,就是他研究物理学的基本范式。以上四因在现代物理学中也能找到其对应,比如在经典力学中,F=ma是动力因,而最小作用量原理则是目的因。
总的来说亚里士多德的物理学并没有取得很大成就。他在方法上过多依赖逻辑,而数学和实验都用的很少,这是为什么亚里士多德的物理学较之今天的物理学不太成功的原因。即便较之于强调数学-几何学的柏拉图的物理学,亚里士多德的物理学也更少现代精神。
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