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：“气坱然太虚，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，絪缊相揉，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，若盦盖严密，则郁而不散。汞见火则飞，不知何往，而究归于地。有形者且然，况其絪缊不可象者乎！”

（《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，复其絪缊之本体，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。