从物理学的发展看机械论与整体论
试述怀特海的认识论思想
第16卷增刊(2004年5月)山西高等学校社会科学学报S OCI A L SCIE N CES JO URNA L OF CO L LEG ES OF SHA NXIV o l.16Sup.(May 2004) [收稿日期]33[作者简介]王江荔(6),女,河南林州人,哲学硕士,太原理工大学文学院法学系讲师,研究方向现代西方哲学。
试述怀特海的认识论思想王江荔(太原理工大学,山西 太原 030024)[摘 要]怀特海以有机整体论和过程哲学为基础,认为认识是一个生生不已、流动的过程,从功能上把握主客体关系,提倡一种作为整体的、有机的主客体关系。
[关键词]怀特海;认识论;有机整体论;主体;客体[中图分类号]B017 [文献标识码]A [文章编号]1008-6285(2004)ZK-0017-04 怀特海是英国著名数学家、逻辑学家和哲学家,以其有机整体论和过程哲学成为20世纪上半叶一位有较大影响的英美哲学家;尤其是在现代,他的思想越来越受到重视。
本文试图从以下几个方面论述他的认识论思想。
一、基本特点从20世纪西方哲学两大思潮的分化来看,怀特海的哲学显得非常矛盾和奇特。
他为分析哲学运动提供了强有力的工具———数理逻辑,这一运动的基本宗旨是“拒斥形而上学”,而他却构建了一个庞大的形而上学体系;他曾致力于数学和逻辑学研究,并与罗素合著《数学原理》,但他却一反流行的观点,对数学的精确性持怀疑态度,也不满意繁琐的语义分析;他关注科学,将自己的形而上学体系奠基于科学之上,却又笃信宗教,充满着宗教感情,竭力使科学与宗教融合起来。
可以说,当代西方两大哲学思潮的划分在他身上失效了。
实际上,怀特海正是想要消除这种分裂,他的有机整体论和过程哲学正是这一试图的产物。
自19世纪下半叶以来,不仅物理学取得了突破性的成就,而且化学、生物学和生理学等领域都得到了长足的发展。
这些学科研究的对象往往具有流动、变化发展构成有机体的特征。
人们开始对那种假定有许多被孤立存在的“实体”居于空间和时间的某个特定位置,人的心智就是由此而形成的机械论自然观感到很不满意。
物理学的发展历程
物理学的发展历程物理学是自然科学中研究物质及能量以及它们之间相互作用的学科。
它的发展可以追溯到人类历史的早期。
本文将带你了解物理学的发展历程和一些重要里程碑。
1. 早期物理学的起源早在古代，人们就开始对物质和自然现象进行观察和探索。
希腊哲学家亚里士多德提出了一些关于物质和运动的理论，如四元素说和自然进程的目标论。
这些理论虽然有一定的启示意义，但缺乏实证和实验基础。
2. 物理学的科学方法论在科学方法论方面，伽利略·伽利莱是一位重要的先驱。
他通过实验和观察提出了关于运动的实证法则，如斜面实验和自由落体实验。
伽利略的工作奠定了实验和观察作为物理学研究方法的基础。
3. 牛顿力学的诞生17世纪末，艾萨克·牛顿以他的《自然哲学的数学原理》一书，建立了经典力学的基础。
牛顿提出了质点力学和万有引力定律，解释了行星运动和物体运动的规律。
这一理论框架支撑了几个世纪的物理学研究，被誉为现代物理学的起点。
4. 热学和热力学的发展18世纪末至19世纪，热学和热力学的发展成为物理学的热点。
詹姆斯·瓦特等科学家研究了热和能量之间的关系，提出了热力学第一、第二定律，并发展了蒸汽机等热能转化装置。
这些成果为工业革命的推动提供了先决条件。
5. 电磁学的崛起19世纪初，电学和磁学的发展引起了物理学界的广泛关注。
奥斯特、法拉第、安培等科学家的研究成果奠定了电磁学基础，如奥斯特发现的电流感生磁场定律和法拉第电磁感应定律。
这些定律为电磁现象的解释和应用奠定了基础。
6. 相对论和量子力学的革命20世纪初，爱因斯坦的相对论和普朗克、玻尔等科学家的量子力学开创了新的物理学时代。
相对论理论解释了高速运动物体和引力的效应，量子力学则揭示了微观世界的规律和不确定性原理。
这两个理论的出现颠覆了牛顿经典力学的观念，为现代物理学发展带来了新的视角。
7. 现代物理学的分支发展20世纪后期至今，物理学逐渐形成了多个分支和学科领域。
物理学的发展历程和应用领域
物理学的发展历程和应用领域物理学是一门研究自然界中物质和能量之间相互关系的科学。
在人类历史上，物理学作为一门学科经历了漫长的发展历程，逐步揭示了自然规律并为人类社会带来了许多重要的应用。
一、物理学的发展历程物理学的发展可以追溯到古代，早期人们通过观察环境现象，探索出了一些现象背后的原理。
古希腊哲学家们提出了许多关于物质本质和宇宙组成的理论，为后来的物理学奠定了基础。
随着科学方法的发展，物理学开始以实验和观察为基础，逐渐建立了自己的理论体系。
17世纪是物理学发展的重要时期，当时出现了众多著名的科学家。
爱尔兰科学家伽利略通过实验和观察验证了地球自转和物体自由落体的定律，提出了运动学和力学的基本原理。
牛顿在他的《自然哲学的数学原理》中提出了经典力学的三大定律，为后来开启了物理学的黄金时代。
同时，电磁学和光学也得到了长足的发展，安培、法拉第、麦克斯韦等科学家的研究为电磁理论奠定了基础，并揭示了电磁波的存在。
20世纪是物理学发展的重要转折点。
相对论和量子力学的发展不仅改变了人们对于时空和微观世界的认识，还为后来的新材料和技术的研发提供了基础。
物理学家们通过实验和理论研究，逐渐揭示了原子核结构、电磁辐射、量子力学和核物理等领域的问题，为现代科学技术的发展奠定了基础。
二、物理学的应用领域物理学的研究不仅仅停留在理论层面，还广泛应用于各个领域，为现代社会的发展做出了巨大贡献。
1. 工程技术物理学在工程技术领域起着重要作用。
例如，电子技术的发展离不开对电子原理、量子力学和固态物理学的研究。
半导体技术的突破为计算机、通信和光电子等产业提供了基础。
光学、声学和热学等物理学分支的应用也贡献了许多重要的工程技术成果。
2. 能源开发能源是人类社会发展的重要支撑，而物理学在能源开发和利用过程中起着关键作用。
核能技术的发展使得核能成为一种重要的清洁能源，为人类提供了可靠的电力来源。
此外，太阳能、风能和地热能等可再生能源的开发也融入了物理学的研究成果。
物理学发展的趋向
物理学发展的趋向从十七世纪以来，在物理学的发展中，本体论的思想是根深蒂固的。
这种思想认为，自然界是由某些基本物质组成的，这些基本物质的特性和行为，构成了自然界形形色色的物理现象；一旦了解了这些基本物质以及它们的运动所遵从的规律，物理现象就可以得到本体的说明。
原子、以太以及各种“无重流质”的假设，都充当过这种基本物质；具有波粒二象性的电子，在量子力学中也成为构成现象的这种本体基础。
原子物理学的发展以及量子力学的建立，使不少人认为利用电子、原子和分子概念来最终说明包括物理现象在内的一切自然现象的目标是可能实现的。
这种带有普遍性的想法从两个方向进一步促进了现代物理学的研究：一个方向是从原子核、基本粒子向更深层次的结构成分及其作用的探索，这构成了粒子物理学的研究对象，它和广义相对论的结合，又促进了天体物理学的发展；另一个方向是通过分子、原子以及电子的运动和作用来说明物质各种各样宏观性质的研究，它包括了凝聚态物理的广阔领域，并且由于向生物学的渗透，促进了生物物理学的发展。
这些重大进展使物理学的研究领域得到了很大的开拓，并构成了现代物理学的各个前沿。
在这些领域里，许多物理现象和规律还没有被我们所认识，对它们的研究，无疑会为现代物理学的发展发掘出许多新的生长点。
二十世纪的物理学呈现出高速发展的状况，其内容之丰富，思想之深刻和观念之新颖，远非过去物理学发展的各个历史时期所可比拟。
现代物理学远远超出了宏观物体缓慢运动的范围。
从微观领域来说，已经深入到原子内部、基本粒子内部，人们已经发现了大小不断减小、能量不断增加的许多连续的层次原子、原子核、基本粒子、夸克等，已经达到10-14厘米以下的线度。
目前还无法预见这个层级链条有没有一个终端。
从宏观领域来说，人们的视野已经扩展到半径为150亿光年的宇宙范围，依次突破了银河系、星团、星系和总星系的领域。
所以，对物质内部结构和特性的认识，都发生了重大的变革。
物理学的一系列成果在理论思想上突破了原子不可分、元素不可变的观念，运动只具有连续性的观念，绝对时空观念以及机械决定论的局限性；提出了量子态、波粒二象性、几率决定性、四维时空与弯曲时空、实物与场的联系和转化以及宇宙膨胀的思想，物理学基本观念和理论基础发生了质的飞跃。
机械论与系统论的联系
机械论与系统论的联系机械论和系统论是两种不同的理论框架，但在某些方面存在联系和相互关联。
本文将探讨机械论和系统论之间的联系，并阐述它们在科学和实践中的应用。
机械论是一种哲学观点，认为自然界和宇宙中的一切都可以用物理和机械的原理来解释和理解。
它主张将事物拆分为简单的部分，并通过分析和理解这些部分之间的相互作用来揭示其整体的运作方式。
机械论典型的代表是牛顿力学，它通过描述物体的运动和相互作用来预测和解释自然界的现象。
系统论则强调整体性和相互关系。
它关注事物和现象的复杂性，认为它们不能仅通过简单的部分来理解，而应该将其视为一个有机的系统，由多个组成部分和相互作用组成。
系统论认为，变化一个部分将对整体产生影响，反之亦然。
因此，系统论更加综合和综合化，强调整体的属性和特征。
机械论和系统论的联系在于它们都试图解释和理解复杂的自然现象。
机械论通过分析和解释各个部分之间的相互作用来揭示整体的运作方式。
而系统论则通过分析整体的组成部分和相互作用来理解其复杂性。
因此，机械论和系统论可以互为补充，提供不同层次的理解。
在科学中，机械论和系统论被广泛应用于不同领域的研究。
在物理学中，机械论为研究物体的运动和力学提供了基础，而系统论则用于研究复杂的物理系统，如天体力学或混沌论。
在生物学中，机械论用于解释生物体的结构和功能，而系统论则用于研究生物体的生态系统和进化机制。
在实践中，机械论和系统论的思维方式也被广泛应用。
在工程和设计中，机械论的分析和设计原则用于构建各种机械和工程系统。
而在管理和组织中，系统论的思维模式用于理解和管理复杂的组织结构和流程。
然而，机械论和系统论也有其局限性。
机械论过于强调简单的部分和相互作用，并忽视了整体的复杂性和相互关联。
而系统论虽然强调整体性和相互作用，但往往忽视了细节和局部的影响。
因此，在应用这些理论框架时，需要权衡和综合考虑不同的观点和方法。
机械论强调对事物的简化和拆分。
它倾向于将事物分解为最基本的组成部分，并将其看作是相互独立的实体。
机械论名词解释
机械论名词解释
机械论是西方哲学中的一种观点，指认为自然界和社会世界可以被机械的方式解释和理解的理论。
它认为万物都是由物质和力量所组成的机械结构，可以通过机械原理和规律来揭示和解释。
机械论的基本概念包括：
1. 机械：指一种由简单的部件组成的系统，这些部件之间通过特定的规则和原理相互作用。
机械包括各种机器、装置和工具等。
2. 物质：指构成世界的实体，包括物质的组织、结构和属性。
机械论认为物质是由原子和分子等基本微观粒子组成的。
3. 力量：指物体之间的相互作用和力的传递。
机械论认为力量可以通过牛顿的三大运动定律等机械原理来解释。
4. 原因和效果：机械论认为一切现象都可以通过物质和力量之间的因果关系来解释。
任何事件的发生和结果都是由先前的因素和力量的作用所导致的。
机械论的出现可以追溯到17世纪的伽利略、牛顿等科学家对物理世界的研究，以及启蒙时代理性主义哲学家对于自然界和社会的理性分析。
机械论的思想对于科学方法和技术发展产生了深远的影响，推动了现代科学的发展和工业化进程的推进。
但机械论也遭到了批评，因为它忽视了生命和意识等复杂现象，不能完全解释人类行为和社会变迁。
理解物理学的历史从过去到现在的科学进展
理解物理学的历史从过去到现在的科学进展物理学作为自然科学的一门重要学科，通过对物质和能量的研究，帮助我们理解了世界的本质和运行规律。
本文将从过去到现在，总结物理学的历史和科学进展。
1. 古代物理学的萌芽古代物理学起源于古希腊时期，最早的物理学思想可以追溯到柏拉图和亚里士多德。
柏拉图提出了形而上学的观点，认为物质世界是由理念世界中的完美形式所构成的。
亚里士多德则通过观察自然现象，提出了物质的四个基本元素：地、水、火、气。
2. 机械时代的开启随着工业革命的来临，机械时代逐渐开启。
伽利略·伽利莱是机械时代最重要的物理学家之一。
他通过实验和数学分析，提出了惯性定律和自由落体定律，奠定了现代物理学的基础。
他的工作也为牛顿的经典力学奠定了基础。
3. 牛顿力学的建立牛顿力学是现代物理学的重要支柱之一。
艾萨克·牛顿通过运动学和力学的研究，提出了经典力学的三大定律，分别为惯性定律、运动定律和相互作用定律。
这些定律不仅可以解释天体运动规律，还可以应用于地面上的物体运动。
牛顿的工作不仅开创了物理学研究的新纪元，而且对后来的科学发展产生了深远影响。
4. 电磁学的发现19世纪末，电磁学的发现引发了一场科学革命。
法拉第的电磁感应实验和麦克斯韦方程的提出，揭示出电磁波的存在和传播。
这不仅为电信技术的发展奠定了基础，还使光的本质得到了解释，电磁学的研究推动了物理学的进一步发展。
5. 相对论的革命爱因斯坦的相对论在20世纪初引起了轰动。
狭义相对论重新定义了时间和空间的概念，提出了著名的质能方程E=mc²，进一步揭示了物质和能量之间的关系。
广义相对论则对引力进行了全新的解释，提出了时空弯曲的概念，深刻地改变了人们对宇宙结构的认识。
6. 量子力学的诞生20世纪初，量子力学的诞生再次颠覆了人们的认知。
普朗克的量子假设和波尔的量子理论为量子力学的建立奠定了基础。
量子力学的出现揭示了微观世界的规律，并解释了许多奇特的现象，如量子纠缠和不确定性原理。
物理学发展的三个时期
物理学发展的三个时期物理学是随着人类社会实践的发展而产生、形成和发展起来的，它经历了漫长的发展过程。
纵观物理学的发展史，根据它不同阶段的特点，大致可以分为物理学萌芽时期、经典物理学时期和现代物理学时期三个发展阶段。
(一)物理学萌芽时期在古代，由于生产水平的低下，人们对自然界的认识主要依靠不充分的观察，和在此基础上进行的直觉的、思辨性猜测，来把握自然现象的一般性质，因而自然科学的知识基本上是属于现象的描述、经验的总结和思辨的猜测。
那时，物理学知识是包括在统一的自然哲学之中的。
在这个时期，首先得到较大发展的是与生产实践密切相关的力学，如静力学中的简单机械、杠杆原理、浮力定律等。
在《墨经》中，有力的概念(“力，形之所以奋也”)的记述；光学方面，积累了关于光的直进、折射、反射、小孔成像、凹凸面镜等的知识。
《墨经》上关于光学知识的记载就有八条。
在古希腊的欧几里德(公元前450-380)等的著作中也有光的直线传播和反射定律的论述，并且对光的折射现象也作了一定的研究。
电磁学方面，发现了摩擦起电、磁石吸铁等现象，并在此基础上发明了指南针。
声学方面，由于音乐的发展和乐器的创造，积累了不少乐律、共鸣方面的知识。
物质结构和相互作用方面，提出了原子论、元气论、阴阳五行说、以太等假设。
在这个时期，观察和思辨虽然是人们认识自然的主要手段和方法，但也出现了一些类似于用实验来研究物理现象的方法。
例如，我国宋代沈括在《梦溪笔谈》中的声共振实验和利用天然磁石进行人工磁化的实验，以及赵友钦在《革象新书》中的大型光学实验等就是典型的事例。
总之，从远古直到中世纪(欧洲通常把五世纪到十五世纪叫做中世纪)末，由于生产的发展，虽然积累了不少物理知识，也为实验科学的产生准备了一些条件并做了一些实验，但是这些都还称不上系统的自然科学研究。
在这个时期，物理学尚处在萌芽阶段。
(二)经典物理学时期十五世纪末叶，资本主义生产关系的产生，促进了生产和技术的大发展；席卷西欧的文艺复兴运动，解放了人们的思想，激发起人们的探索精神。
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从物理学的发展看机械论与整体论物理学曾经是自然哲学的一个组成部分，直到15世纪下半叶才从哲学中分离出来，然而它们作为互相补充的思维方式的关系无时无刻不在强烈地表现着。
在人类自然观的发展过程中，物理学始终为辩证唯物自然观的形成和发展提供着强大的支持，20世纪之前的一系列物理学成就，为机械自然观的形成与发展提供了思想与方法。
20世纪之后，随着相对论与量子力学这两大现代科学支柱的建立，以及非线性物理学研究的蓬勃兴起，又为整体论的自然观提供了强有力的支持。
因此，了解些物理学的哲学渊源对启发物理学的思维大有裨益。
1．物理学中的机械论自然观在哲学中，机械论的基本含义指用物理原因来解释一切自然现象的理论。
机械论的哲学原理的一个重要来源是“宇宙机械论”。
称为宇宙机械论的旧理论是关于宇宙自然的理论，与近代初期的唯物论十分密切。
它认为，宇宙应当看成一个纯粹的机械系统，即完全由遵守完备和有序的自然规律系统而运动的物体组成。
机械论者认为科学革命的成果显示了宇宙间所有现象最终能归于用机械规律解释。
它意味着，机械论是一种完全决定论：如果所有现象可以完全通过遵从物理规律物体的运动来解释，那么的确就像一部齿轮组成的钟表一样。
所有现象完全由物质的属性以及自然规律所决定。
宇宙机械论蕴含的决定论比钟表的机械性还要强。
一个钟表系统如果某部分停止工作，就会停下来；在宇宙机械论中系统的“部分”与宇宙中的其它事物没有区别，任何事物“停止工作”仍然是宇宙的一部分，仍然符合机械论的自然规律。
机械论自然观渊源于古希腊的原子论，肇始于文艺复兴时期，勃兴于近代科学革命中。
19世纪后半叶受到挑战，2O世纪初渐趋衰微，在西方思想史乃至世界思想史上居于统治地位有年，其成就骄人。
法国哲学家、数学家、物理学家笛卡儿可以说是早期机械论哲学的代表人物。
他的哲学是一种理性主义的二元论。
他把世界分为两部分——形体世界与精神世界，对灵魂与肉体，内心感应与外部世界进行了严格的区分。
笛卡儿认为，物质是形体世界里唯一的客观实体，一切形体都是做机械运动的物质。
他对物质运动、大体运动以及人体的运行机构都作了机械论的解释。
笛卡儿以量的特征定义物质，认为物质的唯一特性是广延。
在这样一个实体中，只有物物相触才能产生运动。
他提出了著名的“动量守恒定律”，认为物质的唯一运动形式是空间位移。
在笛卡儿物理学中，宇宙是一个巨大的机械系统，在上帝提供给它“最初起因”之后，就按照严格的机械运动规律运行下去。
不仅如此，笛卡儿还将机械论引入生物界，他将动物看作具有各种生理功能的自然机器。
他甚至提出人体本身也是一种“尘世间的机器”。
在他看来，人的活动也严格遵循着物理定律，人作为机器与动物机器的区别，就是人要受到存在于他自身的“理性灵魂”的控制。
他认为，人除了思想之外，机体的所有功能都象钟表一样是纯机械性的。
他赞赏哈维的血液循环理论，认为哈维的理论正好说明了生命就在于血液的机械运动。
而这一点正是机械论哲学原理另一个来源“人类机械论”。
牛顿经典力学建立并获得巨大成功后，牛顿力学的思想和方法迅速向其他学科和领域扩展，带来了科学的全面发展和兴盛。
牛顿力学的思想方法成为近代科学固定的思维模式。
在整个18世纪乃至19世纪，几乎所有的自然科学家都按这种模式去研究自然。
甚至在20世纪初，卢瑟福还把原子看成与太阳类似的系统，用牛顿的思维方式构造模型。
牛顿经典力学的建立和巨大成功又启发哲学将其概念范围和思想方法运用到哲学中，使机械论哲学很快发展成熟。
与牛顿几乎同时，英国唯物主义哲学家霍布斯和洛克把机械论从自然科学扩展到哲学领域，使机械观发展成为成熟的经典形态。
他建立了第一个比较完整的机械唯物论哲学体系，将力学范畴引入哲学，确立了物体、偶性、运动因果性等基本范畴。
他把物体定义为不依赖于我们思想的东西，与空间的某个部分相合或具有同样的广袤。
认为机械位移是物体的唯一的运动形式。
世界的一切事物都受机械运动原理的支配，都可以用机械运动原理解释。
他把一切运动都归结为物质在空间位置上的变动，提出人和自然没有本质区别，“心脏不过是发条，神经不过是游丝，关节不过是一些齿轮。
”甚至人类的推理活动也不过是机械的计算。
洛克吸收并发展了牛顿，波义耳用微粒说概括物质性质的观点，认为微粒说“最能明了地解释物体的各种性质”。
他把组成物质的观点，认为微粒说“最能明了地解释物体的各种性质”。
他把组成物体的物质微粒的空间结构和数量组合看成物体的“实在本质”，当做决定一切物体特征的内在根据。
他认为，自然事物的一切特殊性都由物质微粒的量的机械组合而决定。
用物质微粒的这些机构的量的特征可以说明自然界的一切现象。
霍布斯和洛克使科学中的机械论自然观上升为机械唯物论哲学，使机械观的要领范畴得到进一步的概括和提炼，发展为经典形态的机械观，即成熟的机械观。
其基本思想是：整个宇宙由物质组成；物质的性质取决于组成它的不可再分的最小微粒的空间结构和数量组合。
物质具有不变的质量和固有的惯性，它们之间存在着万有引力。
一切物质运动都是物质在绝对，均匀的时空框架中的位移，都遵循机械运动定律，保持严格的因果关系。
物质运动的原因在物质的外部。
牛顿经典力学和英国机械论哲学传到法国后，对18世纪法国思想界的启蒙运动起了决定性影响。
启蒙运动中的唯物主义哲学家吸收了牛顿力学的成果和英国机械论哲学的主要内容，将公开的战斗的无神论思想引入机械论，使经典的机械论进一步发展为极端化的机械唯物论。
百科全书派拉美特利和霍尔巴赫的哲学鲜明地体现了法国机械唯物论的特点。
拉美特利的哲学体系表现出彻底的无神论精神。
他指出物质是唯一的实体，是存在和认识的唯一根据，在整个宇宙只存在着一个实体，只是它的形式各有变化。
在《人是机器》一书中，他不仅批判了宗教唯心主义的不死灵魂说，贝克莱的主观唯心主义和莱布尼兹客观唯心主义的“单子论”，也否定了笛卡儿的二元论，直言不讳地宣称，自然界和物质无所依赖地在宇宙中独占首要地位，没有给造物主留下丝毫空隙。
拉美特利对机体和心灵活动的形式作了机械论的解释，认为人与动物并无太大的差别，人只不过比动物“多几个齿轮”，“多几个发条”它们之间只是位置的不同和力量程度的不同，而决没有性质上的不同。
他说：“人体是一架会自己发动自己的机器；一架永动机的活生生的模型。
体温推动它，食物支持它”。
拉美特利关于“人是机器”的思想打破了自然哲学中唯心主义的最后壁垒，但是其错误也是显见的。
他的哲学是极端形态的机械论哲学的代表。
2．物理学中的整体论自然观的开始1905年是值得纪念的，因为从爱因斯坦开始产生了非机械论（或整体论）的自然科学。
20世纪刚开始，爱因斯坦就以其相对论打破了牛顿机械论的一统天下。
开创了非机械论自然科学的新时代。
牛顿力学有一个绝对的参照物，就是地球或地球上观察物体运动的人。
而任何没有地球或人直接参与的其它物质之间的运动，必须转换成标准参照物的运动，这样才能被我们人类理解。
爱因斯坦的相对论否定了牛顿力学中这个永恒不变的绝对参照物。
提出了相对性原理和光速不变原理，认为不论任何物质之间的相对运动，都可彼此之间互为参照，直接进行计算，爱因斯坦的相对论彻底改变了人类对时空的认识，把以前人们认为是分裂的互不相关的时间、空间看作一个整体，时间与空间相互联系，不能割裂。
显然，这种科学观点是一种整体论的自然观。
同时爱因斯坦还提出了光的波粒二象性原理，认为光粒子运动是不连续的的。
波与物质运动，在牛顿经典力学中属于完全对立的两种运动形式，是不可能有同一个物质中存在的。
而爱因斯坦发现了光的波粒两重性，即光子运动既有粒子性，又有波动性，不能确定光子只有哪一种运动特性。
这一观点直接为后来的德布罗意提出物质波的概念提供了很好的参照。
物理学发展的另一重要标志年份是1900年，普朗克首先提出了量子假设，此后，在爱因斯坦、玻尔等一大批物理学家的努力下，量子力学开始了迅猛发展。
量子力学是研究微观粒子的高速运动的。
物理学家们在研究中发现牛顿经典力学完全不适用于微观粒子的高速运动，他们发明了统计理论和概率论。
因为在微观领域中的高速运动，无法确定物质粒子的确定位置，只能有一个统计的概率，海森伯将这个发现称作“不确定度原理”。
即对于微观高速运动的基本粒子，当粒子速度可以准确测量时，空间位置却不能准确确定。
而当粒子准确测量其空间位置时，其速度又不能确定。
奥地利物理学家薛定谔在他所提出的波动力学中解释了这种波－粒二象性，并基本上与爱因斯坦的统一场思想相一致，把这种既表现为粒子、又表现为波动的微观客体归结为“波场”，把这种具有多维空间的波场看作唯一的物理实在。
他进而提出生命现象的物理基础，把生物有机体看作微观粒子的一定的组织状态,而服从于严格的量子力学定律,从而把连续场的思想推广到生物学。
相对论与量子力学两大物理学理论的重大意义在于彻底否定了近代自然科学的决定论。
动摇了人们对经典力学的迷信和崇拜，为自然科学在20世纪的发展和现代化开辟了广阔的前景。
3．物理学中整体论自然观的持续发展虽然爱因斯坦相对论指出机械论不适用于宏观宇宙，量子力学指出机械论不适用于微观高速运动。
但是，这些研究从哲学上看并没有建立真正新的整体论自然观。
早在19世纪后期达尔文的进化论和热力学第二定律就对“自然界具有严格对称的统一的数学结构”的思想提出了挑战，进化论揭示生物的发展是一个进化的过程，这种进化是一个观察的事实；热力学第二定律发现自然界的历史是不可逆的。
20世纪中叶以来起发展起来的系统论学科在现代科学水平上发展了的一种系统论的自然观。
直到20世纪40年代奥地利生物学家贝塔朗菲提出的系统论才使问题得到突破性进展。
原来世界上的物质分成两大类，一类是简单物质，另一类是复杂物质。
机械论只研究了简单物质的简单运动，而不不适用于复杂物质的复杂运动。
复杂物质的复杂运动必须用系统论来研究。
系统论的出现使人类对物质的认识进入一个新的领域。
20世纪六、七十年代又出现了耗散结构理论、协同学和混沌理论，进一步发展了这种世界观。
协同学是20世纪70年代初联邦德国理论物理学家哈肯创立的。
1969年哈肯首次提出协同学这一名称，并于1971年与格雷厄姆合作撰文介绍了协同学，1973年在联邦德国埃尔姆召开第一届国际协同学会议论文集《协同学》出版，协同学随之诞生，1977年以来，协同学进一步研究从有序到混沌的演化规律。
1979年前后联邦德国生物物理学家艾根将协同学的研究对象扩大到生物分子方面。
耗散结构是自组织现象中的重要部分，它是在开放的远离平衡条件下，在与外界交换物质和能量的过程中，通过能量耗散和内部非线性动力学机制的作用，经过突变而形成并持久稳定的宏观有序结构。
耗散结构理论的创始人是理论物理学家和化学家伊里亚·普里高津(Ilya Prigogine)教授，这一理论于1969年由普里高津在一次“理论物理学和生物学”的国际会议上正式提出。