笛卡儿，R.(卷名：物理学)
René Descartes (1596～1650)
伟大的法国哲学家、数学家、物理学家和生理学家，其拉丁文名字为Renatus Cartesius。1596年3月31日生于都兰省拉艾地方的一个贵族家庭，少年就读于耶稣会的拉弗莱什学校时，就对各种知识特别是数学深感兴趣。以后，在居住巴黎、服役军队和周游欧洲各国期间，对自然科学、数学以及各方面知识的钻研从未减弱。1629～1649年间在荷兰定居，在那里完成了他大部分哲学、数学和物理学等著作，如《方法论》(1637)及其附录《几何学》、《屈光学》和《气象学》、《形而上学的沉思》(1641)和《哲学原理》(1644，图1)等。1650年2月11日在斯德哥尔摩逝世。《论光》等则是他死后1664年才出版的。
文艺复兴后，笛卡儿以他的自然哲学体系─机械宇宙观和唯理论的方法论─和丰富的物理思想促进了物理科学的发展。笛卡儿在哲学上是二元论者，并把上帝看作造物主。但笛卡儿在自然科学范围内却是一个机械论者，这在当时是有进步意义的。马克思在《神圣家族》中指出，笛卡儿“把他的物理学和他的形而上学完全分开。在他的物理学的范围内，物质是唯一的实体，是存在和认识的唯一根据”。笛卡儿认为：物质由微粒构成，物质微粒是唯一的实体;物质的本性是其空间广延性，机械运动即位置变动是物质唯一的运动形式；一切自然现象，一切物质性质（包括色、香、硬度、热等）都是由于物质粒子的机械相互作用产生的；有了物质（空间）和（机械）运动，就能按照物质运动本身的自然规律，构造出全部世界，无须上帝照管。这类机械论的自然观以后曾统治自然科学两个多世纪。他又认为物质充满空间，即不存在真空（“要说有一个绝对无物体的虚空或空间，那是反乎理性的”），物质可以无限分割（“宇宙中并不可能有天然不可分的原子或物质部分存在”），空间是无限的（“世界的广袤是无定限的”），并且肯定物质世界的统一性与多样性（“天上和地下的物质都是一样的，而且世界不是多元的”，“物质的全部花样，或其形式的多样性，都依靠于运动”）。因此恩格斯在《反杜林论》中称赞笛卡儿是辩证法的卓越代表人物之一。
笛卡儿的方法论对于后来物理学的发展有重要的影响。他在古代演绎方法的基础上创立了一种以数学为基础的演绎法：以唯理论为根据，从自明的直观公理出发，运用数学的逻辑演绎，推出结论。这种方法和F.培根所提倡的实验归纳法结合起来。经过C.惠更斯和I.牛顿等人的综合运用，成为物理学特别是理论物理学的重要方法。作为他的普遍方法的一个最成功的例子，是笛卡儿运用代数的方法的来解决几何问题，确立了坐标几何学即解析几何学的基础，就是把变化的坐标即变数的概念引进了数学。恩格斯在《自然辩证法》中把这称为“数学中的转折点”，指出：“有了变数，运动进入了数学；有了变数，辩证法进入了数学；有了变数，微分和积分也就立刻成为必要的了。”解析几何学还给研究物理学带来了直接的便利，如图解法、笛卡儿坐标系的运用以及用实验曲线验证物理学定律等。
笛卡儿的方法论中还有两点值得注意。第一，他善于运用直观“模型”来说明物理现象。例如利用“网球”模型说明光的折射；用“盲人的手杖”来形象地比喻光信息沿物质作瞬时传输；用盛水的玻璃球来模拟并成功地解释了虹霓现象等。第二，他提倡运用假设和假说的方法，如宇宙结构论中的旋涡说。此外他还提出“普遍怀疑”原则。这一原则在当时的历史条件下对于反对教会统治、反对崇尚权威、提倡理性、提倡科学起过很大作用，但在哲学上却使笛卡儿陷入“我正在怀疑──这一点是再也不能怀疑了”的矛盾，也就是陷入“我思故我在”的唯心论，削弱了他的方法论的科学性。
在力学上，笛卡儿发展了伽利略的运动相对性的思想，例如在《哲学原理》一书中，举出在航行中的海船上海员怀表的表轮这一类生动的例子，用以说明运动与静止需要选择参照物的道理。笛卡儿在《哲学原理》第二章中以第一和第二自然定律的形式比较完整地第一次表述了惯性定律：只要物体开始运动，就将继续以同一速度并沿着同一直线方向运动，直到遇到某种外来原因造成的阻碍或偏离为止。这里他强调了伽利略没有明确表述的惯性运动的直线性。在这一章中，他还第一次明确地提出了运动量守恒定律：物质和运动的总量永远保持不变。“既然运动不过是运动着的物质的条件，在物质中就会存在一定量的运动，它的总和在世界上永远不会增加也不会消失，尽管其各个分散部分将会改变。这就是说， 假定一物体比另一物体小一倍但速度快一倍，二者的运动量是一样的……”。笛卡儿在这里用物体的“大小”来表示物质的量，因为当时还没有确切的质量概念。
笛卡儿对碰撞和离心力等问题曾作过初步研究，给后来惠更斯的成功创造了条件。
笛卡儿运用他的坐标几何学从事光学研究。在《屈光学》中第一次对折射定律提出了理论上的推证。他认为光是压力在以太中的传播，他从光的发射论的观点出发，用网球打在布面上的模型来计算光在两种媒质分界面上的反射、折射和全反射，从而首次在假定平行于界面的速度分量不变的条件下导出“sini／sinr＝常数”的折射定律；但是他的假定条件是错误的。他的推证同时导致了光由光疏媒质进入光密媒质时速度增大的错误结论。后来由于人们测定出水中光速小于真空中光速的事实，使光的波动论在一段时期内占了上风。
笛卡儿把他的机械论观点应用到天体，形成了他关于宇宙发生与构造的学说。他认为，从发展的观点来看，而不只是从已有的形态来观察，对事物更易于理解。他用以太旋涡模型（图2）第一次依靠力学而不是神学解释了天体、太阳、行星、卫星、彗星等的形成过程。他认为天体的运动来源于惯性（沿轨道切向）和某种宇宙物质（以太）旋涡对天体的压力，在各种大小不同的旋涡的中心必有某一天体（如太阳），以这种假说来解释天体间的相互作用。笛卡儿的天体演化说、旋涡模型和近距作用观点，正如他的整个思想体系一样，一方面以丰富的物理思想和严密的科学方法为特色，起着反对经院哲学、启发科学思维、推动当时自然科学前进的作用，对许多自然科学家的思想产生深远的影响；而另一方面又经常停留在直观和定性阶段，不是从定量的实验事实出发，因而一些具体结论往往有很多缺陷，成为后来牛顿物理学的主要对立面，导致了广泛的争论。尽管如此，作为自然科学家和哲学家，“笛卡儿的唯物论已成为真正的自然科学的财产”（马克思：《神圣家族》）。
参考书目
斯宾诺莎著，王荫庭、洪汉鼎译:《笛卡儿哲学原理》，商务印书馆，北京，1980。