主题：【文摘】中国古代科学的理论学说1 -- 桃李不言

物质守恒理论

中国古人认为，元气是宇宙万物本原，它充斥于所有空间，亘古长存，永恒运动。气聚成

物，物散复气，物有存亡，气无生灭。从这些说法出发，古人又发展出一种物质守恒观念

，认为在形和气的转化过程中，气的总量不生不灭，在量上是守恒的。本来，元气的分布

是无限的，而无限的东西很难说其守恒与否，因为无法从量上去加以把握。古人似乎没有

考虑到这一点，他们是从物和气的转化过程及气的生灭角度提出这一守恒观念的。这早在

《淮南子》一书，就已经显露出一些端倪了。

《淮南子?精神训》说，“吾生也有七尺之形，吾死也有一棺之土。吾生之比于有形之类

，犹吾死之沦于无形之中也。然则吾生也物不以益众，吾死也土不以加厚。”为什么会如

此呢？《淮南子》解释说：“夫造化者之攫援物也，譬犹陶人之埏埴也。其取之地而已，

为盆盎也，与其未离于地也无以异；其已成器而破碎漫澜而复归其故也。”“造化者之攫

援物”，就是指的自然界物质的生成。《淮南子》以陶器的制成和毁灭为喻，形象地说明

了物质在转化过程中的不生不灭原理，表述了十分清晰的物质守恒观念。

在《淮南子》之后，则以北宋张载和明末清初王夫之的论述最具代表性。

张载认为，气充满了整个宇宙，没有任何物质的虚空是不存在的。他说“太虚不能无气”

，“气之聚散于太虚，犹冰凝释于水。”（《正蒙?太和》）因为气充斥于空间，没有固

定形体的空间就不能看作虚无，“太虚无形，气之本体，”“知太虚即气，则无无。”（

同上）

充斥于太虚的气处于无休止的运动之中，张载说：“气?t然太虚，升降飞扬，未尝止息。

”（同上）“若阴阳之气，则循环迭至，聚散相荡，升降相求，襟??相揉，盖相兼相制，

欲一之而不能，此其所以屈伸无方，运行不息，莫或使之。”（《正蒙?参两》）即气是

自动不止的。

在气的诸多运动形式当中，聚和散是其基本的一种。气聚而成有形物体，气散复归无形太

虚。张载说：“太虚不能无气，气不能不聚而为万物，万物不能不散而为太虚。”（《正

蒙?太和》）气的聚散构成了物体有形和无形之间的转化，它不是气的生灭。张载指出：

“气聚，则离明得施而有形；不聚，则离明不得施而无形。方其聚也，安得不谓之客；方

其散也，安得遽谓之无。”（同上）离明，指光线，气聚成物，光线可以作用上去，才能

为人所见。弥散分布的气，光线作用不上去，人也就感觉不到它的存在，但这并不等于气

不存在。物只是气一时的集聚，是气变化的客形，它的本质还是气，最终还要散归为气，

气是普遍存在的。

因为物由气聚而成，物散复气，可见气不会消亡。张载说：“聚亦吾体，散亦吾体，知死

之不亡者，可与言性矣。”（《正蒙?太和》）这就是说，聚后形成的物、散后回归的气

，都是气之体。只有认识到在物质形态转化过程中气并没有消亡，才可以与之谈论自然界

的道理。气不会消亡，也不会自生，“若谓虚能生气，则虚无穷，气有限，体用殊绝，入

老氏有生于无自然之论，不识所谓有无混一之常。”（《正蒙?太和》）张载强调无限的

空间不能自动产生气，说如果能生的话，空间是无限的，气则是有限的，这样气的“体”

与其功用（弥散分布于所有空间）就不相一致。所以，必须认为气是不生不灭、亘古长存

的。这样，在物质形态转化过程中，气的总量守恒的思想，已经被张载揭示出来了。

王夫之用更清晰的语言论证并发展了张载这一思想。他首先举例说明物质不同形态转化过

程中的守恒现象，说：“车薪之火，一烈已尽，而为焰、为烟、为烬，木者仍归木，水者

仍归水，土者仍归土，特希微而人不见尔。一甑之炊，湿热之气，蓬蓬勃勃，必有所归，

若毖盖严密，则郁而不散。汞见火则飞，不知何往，而究归于地。有形者且然，况其襟??

不可象者乎！”（《张子正蒙注?太和》）王夫之举了三个例子，来说明物质不灭。这三

个例子给人的直观感觉都是原来的物消失了。王夫之强调指出，这些物并没有消亡，它们

只不过是转化成了希微无形的气，人看不见而已。物本身也是气，在这些转化过程中，气

总体并没有减少。气“聚散变化，而其本体不为之损益，”“散而归于太虚，复其襟??之

本体，非消灭也。”“未尝有辛勤岁月之积，一旦悉化为乌有，明矣。”（《张子正蒙注

?太和篇》）

王夫之特别指出，气存在着各种形式的运动，但没有生灭。对于气，我们可以：“曰往来

、曰屈伸、曰聚散、曰幽明，而不曰生灭。生灭者，释氏之陋说也，倘如散尽无余之说，

则此太极浑沦之内，何处为其翕受消归之府乎？又云造化日新而不用其故，则此太虚之内

，亦何从得此无尽之储，以终古趋于灭而不匮邪？”（同上）“造化日新而不用其故”，

这是宋儒的语言，王夫之反对此论，他质问道：如果说气可以消灭，在宇宙之中何处是其

转移消亡的地方？如果说它不断地被产生出来，宇宙中怎么会有这么多的储藏来供它不断

消耗而不匮乏？王夫之的这些论述虽然是思辨产物，但它们所表述的“气”、“形”总和

不生不灭，亦即物质不可创造、不可消灭的思想还是比较明确的。

中国古代这种朴素的物质不灭思想，并非仅限于张载和王夫之，例如明代哲学家吕坤亦曾

提到：“元气亘万亿岁年，终不磨灭，是形化、气化之祖也。”（《呻吟语?天地》）张

载和王夫之的论述，只不过更为清晰而已。

应该指出，中国古人这种物质守恒思想，并非是通过定量观察物质不同形态之间的转化、

在大量科学实验基础上总结出来的科学结论，它是古人哲学思辨的产物，属于前科学阶段

，尚未达到物理学上所说的物质守恒原理的高度。