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然而从两个方面来说，笛卡尔都扭转了古典自然哲学。一，亚理士多德的自然哲学和形而上学并不保持严格的演绎关系，而是由此及彼可获得自然理解的融洽关系，是一种疏松得多的联系。而笛卡儿所理解的演绎是以数学为典范的。二，哲学本身被重新定义了，哲学不再依赖于自然概念，而被允许自行定义其概念，突出的一例是笛卡尔对运动的重新定义，而笛卡尔对运动的新定义是近代力学的基石。
不过，就对哲学走向施加影响而言，牛顿的影响并不亚于笛卡尔。牛顿不是哲学家，但他从外部迫使哲学从根本上改变了性质。从牛顿开始，出现了一种可与哲学争夺终极理论书写权的思考方式。三、四个世纪之后，局势已经十分明朗：终极理论之梦是属于物理学的，哲学必须放弃这个梦想，重新变得清醒。
不消说，从自然哲学到近代实证科学的转变是逐步发生的。在伽利略、笛卡尔、伽桑迪、牛顿、莱布尼茨那一时期的著作里，我们可以清楚看到自然哲学和近代实证科学的交织和转变：当时的“科学著作包含很多我们今天所称的哲学，科学家还常常作出形形色色的纯粹哲学假设”。牛顿以后，也仍然时不时有人提出新的自然哲学体系，但它们生在蓬勃发展的物理学之侧，似乎只是要用自己的苍白来衬托物理学的旺盛生命。慢慢的，人们认识到，哲学是另一个层面上的思考，而不是和物理学并列或竞争的理论体系。
自然与必然
今人谈到自然，经常是指自然界。今人反思自然概念，首先想到的是正常，正常则越来越多地在概率意义上得到理解。这些都是衍生的理解，我们须得回到对自然的原始理解才易于看到这些衍生理解之间的联系。
就像自然这个汉语词所体现的，自然的本义是“出自本身”。自然本来主要是表示一种存在方式。自然与人工相对，但古人并不把非人工的东西合在一起叫作“自然界”，把人工的东西合在一起叫作“人类社会”。人类社会中的事物同样有的出自自身，有的出自人为，例如在关于人性善恶的争论中，荀子认为恶是出自本性的，善是人为的。希腊文里表示“出自本身”是ta auto。physis和中国古人所说的自然也有很多相似之处，但physis较早就有了接近于今天所称的“自然界”的含义。
出自本性的事情是自然的、正常的。自然和偶然相对。“自然是事物自身本来具有的，而不是因偶性而有的运动和静止的原理或根源。”人活到八十岁，半夜睡着时死了，这是自然的，是自然死亡，被陨石砸死了，这是偶然的。理性当然只关注自然的东西，关注本性使然的东西；本性使然的东西才有道理，才是道理。偶然之事不需要解释也无法解释——“那只是个偶然事件”不是对那件事的解释，而是一个关于无需也无法深究理由的评断。
形而上学探索事物之所以如此的道理。合乎道理的存在是必然的存在。在这里，是与应当并没有巨大的裂隙。合乎道理的存在是如此，也应当如此。界限在于自然的存在和偶然的存在，偶然的存在是如此这般，但没有什么道理它应当如此这般而非另一个样子。
科学用定律来说明现象。定律告诉我们事物是如此这般，并且在一个转变了的意义上，必然如此这般。但在形而上学家看来，科学的“必然规律”其实是偶然的，因为事情如此这般并没有什么道理。于是我们就能够理解，为什么在黑格尔那里，理性的最高原则是自由。理性的本质在于理解，而我们真正能理解的，是自然的东西，自由的东西。最高的可理解性是自由。黑格尔指出，自然律的必然性本身应被视作偶然的东西，原则上就是与理解相隔阂的东西。
我们当然会注意到，在汉语里，自然和自由的字面意思几乎完全一样，发自本性的活动是自然的，也是自由的，被外力胁迫，是不自由的，也是不自然的。我们把在真空中坠落的物体称作自由落体。从字面说，只在古典意义上它是自由的，即，与精神追求卓越的自然倾向相反，重物从高处落向低处是自然的――人往高处走，水往低处流，各依其本性。在亚理士多德那里，即使简单的位移也有自然（基于本性的）和偶然之分：迫使物体离开其固有位置的是强制运动，是外加的、偶然的，而返回其固有位置则是物体的本性，弹簧出于本性返回其固有位置，这是自然运动。
一颗子弹飞动着穿过空气，因为它尾部的火药爆炸了，我们不会说是“因其本性”而飞动的，因为爆炸不在子弹里，爆炸传给子弹的动量是从外面传进去的，因而子弹的飞行不是子弹的本性行为而是强迫之下的行为；但是，如果在它的飞行中，子弹穿透了一块木板，它之所以能穿过而不是停留在里头则是因为它重，……它的穿透力，就它是其重量的功能来讲，是它的“本性”的功能。
而在牛顿力学中，物体受了外力的作用才坠落，那么自由落体就是不自由的、不自然的。实际上，在牛顿力学中，没有任何一种变动是自然的或自由的。由于消除了本然运动与被迫运动的区别，牛顿才能够问：苹果为什么会落下来。牛顿当然比我们聪明，但在这件事上，并不是牛顿格外聪明所以问出了我们平常问不出的问题，而是牛顿在另一个方向上思考问题。
自然存在有其本性，鸟生羽，兽生毛，然而黄瓜茄子赤条条。人也是自然存在，有其天性，例如，人按照天性求理解。Telos，目的或终点，必须从这个角度去理解。自然存在朝向它的telos 发展，以达乎它的本性所要求。人造物则异于是，把树锯开、做成板材、制成书桌，这不是树自己的天性使然，书桌也没有自己的telos，它的制成和使用都是从外部来的，在这个例子里，是从人来的。亚里士多德依此对自然事物和人造事物做出区分。
本性总是以某物为中心得到归属的，必须有一个自身，才谈得上本性、自然。上引亚里士多德“自然是事物自身本来具有的……”云云说到这一层意思。自身性或本身性是自然哲学中的核心概念。科学史家经常说到近代科学的去中心化，我们在这里看到，去中心化应视作去本性化的一个显例。在新物理学中，各种事物不再各自拥有自己的本性（自然），所有的运动和活动都由外力加以说明，于是我们不再面对各式各样的本性，而是面对一个笼而统之的“自然”或自然界，整体上与人类社会相对待。今人有时强调自然界和人类的统一性，强调人是自然的一部分，但在自然科学的强势概念框架里，这有时竟不是要重新把自身和本性赋予自然事物，而是要把人类活动也视作不具本性的活动。
今天的物理学不再用本性之类来说明弹簧回归原状的运动了。去除本性是近代科学的基本战略之一，并因这一战略获得了巨大的成功。但这并不意味我们的日常思考不再用本性和受迫这类概念来理解弹簧的变化。实际上，我们平时甚至并不把弹簧拉长、按紧、归于原状叫作“运动”，弹簧的这些变化和一个台球被击到台面这边那边是不一样的。可以说，台球停在台面这边或那边对台球是无所谓的，但弹簧被扭曲对弹簧却不是无所谓的。
更不用说涉及人类行为的思考了。无论人的行为获得了哪些实证说明，受迫抑或出于本性仍然是且仍将是我们理解人类行为的主导范畴之一，其他方式的说明只可能起到很有限的辅助作用。
自然哲学本来探索事物怎样依其本性活动，自然科学则专门研究没有本性的事物，这些事物的总和被称作“自然”。自然科学专题研究没有本性的、“不自然”的对象，近代科学搜集到我们很难自然而然看到和经验到的现象，通过各种实验装置迫使事物进入不自然的状态，深入到人们难以自然地理解的领域。在上述种种意义上，自然科学中的“自然”都和我们平常所理解的自然相反。我们今天说到“自然科学”，通常并不产生误解，因为我们已经习惯于自然的两个意义，几乎截然相反的两个意义。不过，与之相关的误解还是时有可能，例如所谓“认识论的自然化”，指的是用自然科学的方法来处理认识论问题，如此营造的认识论颇不自然。
在自然哲学中，自然运动是发自本性的，偶然的运动则是被外力迫使的。近代力学消除了各种事物的本性，一切运动和活动都是由外力造成的。如果说，在自然哲学中源于本性的活动是必然的，那么现在反过来了，被迫的运动和活动反倒被视作是必然的。
不过，古典意义上的必然/偶然这组对偶在近代力学里消失以后，“必然”已经没有它的对偶了。一切运动都是必然的。除非在如下意义上：一切都是必然的，偶然只是假象。但这不过是说，偶然只是出于认识的无能，真实世界中是没有偶然的。
我们看到，绝对必然性学说和去本性化有紧密的逻辑联系。文化考察也许会表明，这一过程从一神教已经开始，在这样的宗教里，唯有上帝有本性，其他万物都是被决定的。在基督教神学中，上帝之为唯一的具有本性的存在使得人的自由意志和道德责任成为最棘手的难题，这和现在科学主义面临的情形可说一模一样，差别也许只在于基督教神学实不甘放弃自由意志和道德责任，而科学主义者似乎做出了放弃的准备。
实证与操作（1）
实证与操作
我们把近代科学称作实证科学。不过，实证态度在古代已经出现了。希腊化时期是实证研究的第一个繁荣时期。阿基米德力学、希帕恰斯和托勒密的天文学都属于实证研究，可以视作近代科学的先声。
古代天文学常常被视作实证研究的典型。迪昂说希腊人就明确区分“什么是自然哲学家〔physisist〕或今人所说的形而上学家的任务，什么是天文学家的任务。自然哲学家的任务是依据宇宙论所提供的理由来决定星球的实在运动是什么。另一方面，天文学家绝不可涉及他们描述的运动是实在的还是虚构的，他们唯一的目标是精密地描述天体的相对运动。”自然哲学论证给出自然之所以如此的理由，而天文学旨在表明某种类型的原理〔包括假说〕和现象一致。我们不知道为什么宇宙会有本轮和均轮的设置，不知道地心体系中七大行星周转的中心为什么不是地球，而是地球之外的某一个虚空点。传下来的一段Posidonius的著名言论结尾说：“事关原理，天文学家就不得不求助于自然哲学家。”
在这段阐述之后，迪昂引用了圣托玛斯的相似论述。圣托玛斯说，物理学家和天文学家可能得出相同的结论，他们的区别在于他们的证明方法。要证明地球是圆的，物理学家即今天所称的自然哲学家使用的证明是地球的诸部分在每个方向上同等地倾向于地心。天文学家使用的证明则是月食时月亮的形状，或世界上不同的地方看到的恒星不同。
迪昂倾向于从操作主义来理解物理学。他认为物理学并不对付现象背后的世界，物理学不意在把握实在，而是意在用少数假设代替大量定律。
当我们谈到光振动时，我们想到的不再是实在物体的实在往复运动；我们想象的仅仅是抽象的量，即纯粹的、几何学的表达。……对我们的心智来说，这种振动是表征，而不是说明。
与此相似，生物学家把鱼鳔视作与脊椎动物的肺同类，这种同源性也是“纯粹理想性的联系”。
托勒密似乎把他的宇宙体系视作一个操作性的理论，据迪昂分析，在托勒密体系里，偏心圆、本轮等常被当作纯粹的数学工具而非物理实在。至少他本人没有声称均轮本轮等各种圆是实在的。西方天文学传到中国，多数中国学者似乎把它视作操作性理论。钱大昕把开普勒学说称作“假象”。阮元说：“自欧逻向化远来，译其步天之术，于是有本轮、均轮、次轮之算。此盖假设形象，以明均数之加减而已，而无识之徒，以其能言盈缩、迟疾、顺留伏逆之所以然，遂误认苍苍者天，果有如是诸轮者，斯真大惑矣。”他接着说到西人的“椭圆面积之术”，“以为地球动而太阳静……夫第假象以明算理，则谓为椭圆面积可，谓为地球动而太阳静，亦何所不可？然其为说至于上下易位，动静倒置，则离经畔道，不可为训。”
为了躲避宗教迫害，科学革命早期的科学家往往把自己的学说称作操作性的假说，以区别于探讨实在世界的哲学或曰形而上学。在有些情况下，科学史家无法最终判定哪些是作者的真实看法哪些只是表述策略。主持出版哥白尼《天球运行论》的奥西安德在为这本书匿名写下的序言里声称这是个假说，它只是一个数学家为了工作方便的操作假设，而不是对宇宙的真实描述，因此它并不是对基督教世界观的冒犯。伽利略也接受天文学和自然哲学的区别，前者的唯一约束是和实验一致，而后者是要把握实在。不过，伽利略的这一说法也许只是为其日心说的真实信仰作掩护。伽利略为《关于两大世界体系的对话》补写的序言把日心说称作“一种纯粹数学的假说”，则明显是策略性的。
操作态度不问真和不真，甚至明确承认它所设定的东西不真。我们两个去爬山，你决定走左边的路，我决定走右边的路，我们约定，那好，我们在山上会，这山长得像一只老虎，我们就在老虎脖子那里见。我一点都没意思说这座山是一只老虎，我们把它比作一只老虎，以便我们可以来确定我们在哪里见。我们按照我们约定的这个东西去行动、去操作，就能达到一个预期的效果，但它并不是真实的。
这种态度冠以主义，就是操作主义。在不问形而上学原理这一点上，操作主义和实证主义是一样的。实证主义和操作主义看来的确没有什么区别。实证主义这个概念的创造者孔德说：“实证哲学的基本性质，就是把一切现象看成服从一些不变的自然规律；精确地发现这些规律，并把它们的数目压缩到最低限度，乃是我们一切努力的目标，因为我们认为，探索那些所谓的始因或目的因，对于我们来说，乃是绝对办不到的，也是毫无意义的。”柯瓦雷在对牛顿的重力、引力等概念进行了细致的讨论之后，结论说：“牛顿的立场似乎是相当清楚的：他所讨论的那些力是‘数学的力’，……我们的目标不是去思索它们真正的本性〔或者产生它们的原因〕，而是去研究它们的作用方式是什么。或者，用稍微时髦的话来说，是去寻找how而非why，是去建立定律而非寻找原因。”实证主义不问形而上学原理，只求定律，只求定律得到证明。
实证与操作（2）
不过，尽管操作主义和实证主义看起来很像，但涉及实在性或曰真实性这一至关重要之点，实证主义和操作主义有根本的区别：操作主义不在乎其结论真或不真，实证主义却是在乎的。实证主义要求实在，只不过它所要求的实在和旧日形而上学所要求的实在不同罢了。对自然哲学来说，不知其终极意义上的所以然就不能保证理论的真理性或实在性，而终极意义上的所以然是由形而上学保证的。的确，实证主义不问形而上学意义上的终极原理或原因，但这只说明它抛弃了只有形而上学才为真实提供保证的信条，而不是抛弃了对真实的追求。实证主义恰恰要改变形而上学对真实的界定。实证主义并非不问why只问how，它也并非不问终极意义上的为什么，它只是不问目的论意义上的为什么，而只问机制意义上的为什么。它追�