第五章 身体活动的测量：动能

看，当运动持续进行时，势能在消耗动能的基础上相应量地增加，如此周而复始地进行，从而导致弦的动能和势能之和总是保持恒定。也就是说只有在此消彼长的前提下，不同形式的能量才会增加。

    弦的情况反映了宇宙的情况。只有在消耗势能的情况下，动能才会增加，反之亦然。然而，宇宙的各个部分不能像弦的各个部分一样，实现动能和势能的同时双向变动，而是在极为不同的条件下实现各自相对和谐的状态。只有在被当作一个整体时，它们能够实现上文所述的原理，因为任何一个物体传递给其他物体的动能，并不等于自身势能的增加值————反之也是如此，获得其他物体传递的动能并不会以势能的形式减少。这两种能量之和只能在整个系统范围内保持恒定。毕竟，弦可能通过把它自身的运动传递到空气中，因而导致动能和势能的损失，最终静止于平衡位置；考虑到空气的关系，这个由弦和空气共同组成的系统中，动能和势能之和是保持不变的。

    这就是伟大的所谓能量守恒的定律，和动能守恒定律相关，甚至在重要性上而言更具有普遍意义。这个原理是基于早已为人所熟知的力学原理而建立的，由赫尔姆霍茨首次明确提出，他提出了该原理的完整含义，并且解释了其最重要的应用案例。从那时起它就在无机物理和生物物理领域内获得广泛的关注和应用。它一般意义上只应用于与时间或者速度不存在函数关系的作用力；但是直到现在，仍没有人找到理由怀疑它在有机和无机方面的一般应用性。

    乍一看来这似乎很奇怪。在电学————以及磁学领域，因为它也可以追溯到电学的范围————根据威廉·韦伯的观察，它们都是与速度和加速度有关的作用力。但似乎只有当这一定律在所有自然现象中均有效的前提下，这些自然力才会以上述方式联合。这种效应，不言而喻即电磁效应，这种效应可以由电流产生的效应所替代，这样一来，它们确实能够由独立于速度和加速度的作用力效应来表示。另外，威廉·韦伯教授在回答我的问题时还告诉我，无论在何种情况下，他在研究中都发现了作用力的定律，有些甚至超出了上述效应的程度；即是说在这些作用力的范围内，这个定律的全面有效性仍然缺乏一项精确的证据。

    根据定律，如果一个系统受到由于外力初始作用产生的内部作用，或者是已存在作用力的内部作用的限制，那么动能只有在消耗势能的基础上才会进一步增加。由于动能的恒定增加，势能会被耗尽，这时可供动能增加的潜在容量就会减少，而从另一个角度而言，容量又会随着动能的减少而增加，所以尽管动能在增加和减少之间存在着不断的转换，并在一个部分和另一个部分之间不断地传递，但是在一个系统中，动能既不存在无穷无尽的增加，也不会持续减少至仅剩自身内部的作用力。因此一般来说，宇宙体系中无疑也在发生着同样的变化，宇宙的活动可以因此获得有限条件下的恒定性。

    因此，某体系内某部分的动能可能在不借鉴势能的情况下增加，也可能在势能并不增加的情况下减少，因为动能是在两个部分之间相互传递，所以只要有一个部分的动能增加，就会有另一部分动能相应地减少。既然每一个有限的物体均是宇宙系统中的一部分，那么只有在动能和势能相对于内部作用力而言，非常恒久地保持平衡状态的前提下，这个定律才适用。至于外部作用力，这个定律只有在相对更大的体系中才适用————这个体系可以大到整个宇宙。

    我们需记住一个要点，即能量守恒的原理或定律没有对动能和势能间转换的过程和方法进行详解，也没有对系统在任意时间点应处于何种状态进行叙述。上述内容更依赖于每个系统的特定条件和环境，而这不是由普遍性原理来决定的，但是我们可以从经验中获知。能量守恒原理仅仅告诉我们的是，在一个自身内部具有作用力的系统内，动能和势能的交换过程中二者之和的守恒，只能从整个系统角度而言才存在；这种交换可以自由地以无穷多的形式来实现。这个定律后来仅仅是与一种特定而非一般的观点绑定。不能使用这个定律来定义某种现象的整个过程。

    上述现象就如同人类的自由一样，仍存在着普遍的现实性限制，根据自然界总结出的普遍原理，我们发现这些限制将会通过控制人的意志和思想，不仅在外部也能在内部产生一定的自然作用。

    人类可以在地球上随意行走至他想要去的地方，也可以以任何方式转移自己的重心，并不会受到某个著名自然定律的束缚或阻止。但是只有当他的重心能够一直保证遵循着能量守恒定律时，他才可以这么做，这个定律本身遵循行为和反应等价的原理。当个体从一个高度落下或者跳下时，仅凭自己的意志，他的重心完全不可能从运动轨迹上偏离一丝一毫，除非空气阻力能够提供帮助，但这种帮助的可能性是很小的。根据以上提到的普遍原理，没有一个物理系统可以仅通过内部的活动，就可以转移自己的重心，想要这样做就必须借助外力的协助或外在阻力。那么，尽管自由意志能够影响运动的自由性，但由于定律的存在，这种影响仅仅只是存在于意志层面而已。

    就动能而言它们是没有差别的。意志，思想，整个心智都可以随心所欲，但这种自由只有在遵循而不是对抗动能一般定律的前提下实现。就目前而言，它的过程与心理物理的过程是绑定的，进而与能量守恒定律绑定，最终导致心智本身与上述定律进行了绑定。

    能量的守恒定律是一项通用的能量守恒定律，这是个好的现象，而且心智在这个定律的限制之下，与感觉、思想或意志绑定，也不失为一件好事。

    关于心理物理过程中通用定律的有效性范围，尚缺乏一般且准确的证据。但我们可以相当肯定地断言，所有的经验性事实（就我们已能够确认的而言）是符合该定律的，并且可以毫无异议由该定律进行解释。因此，只要没有相反的证据出现，我们就不得不承认其存在的事实。

    我们回顾一下这个领域中的一些主要关系，特别要注意最有可能否定这个定律普遍性的那些关系，即更高自由度的心理活动。

    首先有人可能会想，如果不是所有的心理活动，至少高级心理活动可以在毫无动能、不遵守任何动能定律、不带任何动能增加或者减少的条件下发生。但是所有观点都反对这个假设。身体活动与高级心理活动之间是否存在这样一种特殊的关系，以至于只有在某种特定的身体活动存在的前提下，对应的心理活动才能产生和存在？这个问题我们留待解决。目前我们已经确定并且不得不承认的是，至少在我们的世界里，高级心理活动与低级心理活动相比，所需的基本身体加工的程度是一样的。而且人类需要能量来使这些活动发生的事实，以及其他经验性事实均告诉我们，人们需要足够数量的能量以保证这些心理活动的强度。

    不过，有人会进一步思考，心智将自己的能量来源提供给身体活动，来维持后者的正常运转，或者至少为其运转提供强有力的支持。这就意味着心智在不需要消耗其他任何区域动能（或者是本体的势能）的前提下，可以增加整体的能量，那么这就否认了能量守恒定律，这个定律确定了这个领域内动能和势能的一般性平衡关系。简言之，这将意味着心智可以是体内全新能量的创造者。

    我们要检验一些事实，用以进行一定的解释，同时可以帮助我们继续进行有关这个问题的讨论。

    大脑中心理物理活动以及身体其他部分非心理物理活动，对能量表现和使用的同步性现象在日常生活中确实存在。我们能够考虑同时以不同的方式使用我们身体的器官，并且这种行为已经成为习惯。假定我们现在增强思考的强度。我们就会立即发现心智为了增加自己的强度，并非凭借自身创造动能以增强心理物理的加工过程来实现这一目的，而是从其他的身体活动中攫取能量，如果不这样做就不能达到放大自身的目的。假定你刚刚专注于进行剧烈的身体运动。突然一个异常惊人的想法占据了你的心智；你立即会放下你的双臂，而有关这个想法的思考以及相应的心理物理过程被激活了，这种状态会一直维持至与思维相关的内部活动结束，你才能继续进行之前的运动。那么手臂的动能又到哪里去了呢？它被用来维持大脑中活动的运行了。

    就像缜密的思维必然会打乱所有外部身体运作一样，跳跃的运动也会打乱大脑中的每一次思考。大腿用于跳跃的能量是从用于思考的心理物理加工流中获取的；心智既没有力量去维持该过程运行如前，也不能自动地弥补这种损失。

    当我们随意划分那些可支配的动能时，我们能够分配给任意一种活动以动能的最大值，而让其他活动处于静息状态。就像我们让一只手臂休息，是为了让另一只获得最大值，同样地，我们必须让身体的其他所有部位休息，以使绝大部分能量集中在大脑，反之亦然，我们必须允许大脑中的活动尽可能地停止，从而使四肢能够产生最大的能量活动。所以我们会看到深思者尽可能安静地端坐，而从来没有看到有人在奔跑或者举重的同时进行深思。后面这种情况是矛盾的，不会发生。

    甚至对于诸如消化这样的自主功能而言，其中所需的动能与思维所需的能量之间也存在着平衡和交换的关系。然而在这里，我们仅仅需要说明而没有必要解释的是，通过一些常规的安排，人不能通过思维从非自主功能中剥夺足够多的能量，以至于使其对应的机体正常功能过程停止，反过来也是如此，即也不能通过其他功能来从思维中剥夺足够多的能量以至于使其停止。

    思维仅仅是一个例子，但是思维的事实也是各种心理活动范围内的事实。集中感受、热情，或者感官知觉从这个角度来说和思维是一样的。然而，在某些情况下，心理物理过程将由于器官的调节作用，自然地与特定的外部活动进行绑定，随着外部活动程度的上升或者下降而变化，同时阻止其他活动的发生。有关相应身体活动的原理将在以下部分进一步探讨。

    心理物理和非心理物理活动之间的关系，在独立的心理物理过程之间也同样存在。沉迷于外部感知和深度思考的情况不可能同时发生，集中注意地看和听的行为也是不可能同时发生的。为了对某些事物进行快速的反应，我们不得不从其他范围内抽取资源；而且当我们的注意力分散时，某些细节就会被弱化。而这里的事实是，如果上述事实只是由它们自己相互进行证明的，那么我们将会看到仅仅是心理定律的作用，但实际上它们与先前讨论的内容有着如此紧密的联系，以至于我们一定会看到能量守恒定律在纯粹的心理物理作用力中的体现。既然思维可以从其他正在进行的心理物理过程中获取能量来实现自身活动的扩张，那么它似乎就不需要从非心理物理活动中获取能量了。因此我们不会否认心理定律的存在，这些定律也不会被归结成为物理定律。我们想说的只是，这些掌控着心理和身体活动定律之间的联系，不会比同领域定律之间联系的强度弱。这个说法很正常，相反的观点才会让人感觉奇怪。

    各部分之间的节点决定了其中只有一些节点能在特定的组合下，或者是在相当特别的序列条件下被激活；一些节点在一种或者另一种联系下即可激活，而有些节点仅能————或者更容易————在一些特定情境下才能激活，凭自身能量无法激活。只有在这里所说的这类活动中，相互协作的各个部分的能量分布之间，这个原理才和前文所提到的结果相矛盾，一方面它削弱了单个部分的输出，另一方面————或更进一步的是————使得它们之间的组合成为可能。参照这个原理，可以解释表面上与先前的原理相矛盾的现象，各个部分的活动量看起来是同时提高或者下降的，而不是分别通过自身活动的增加相互限制的，而且在这些活动中，各个部分像是相互支持、相互联系或者相互伴随的关系。我们再次发现行为机制是平行的，因此和能量守恒定律没有相左的地方。

    联结能够通过使用和练习而加强，部分地，或者至少在我们的机体中可以部分地实现重建和分解这些联结。对各个分离的激活部分进行不断的练习，可以使它们活动的强度增加。同样这个原理————我们很容易发现————适用于心理物理和非心理物理活动范围之间的联系。

    总之，就我们目前所观察到以及由观察推理得到的事实而言，我们可以说，在我们体内无论什么部位，心理物理活动过程中动能的使用和产生，均遵从着与我们身体内外非心理物理活动相同的动能定律。就像心智自由的含义一样，与此定律相悖的活动都是无法实现的，而只有在此定律基础之上才可以开展任意活动。

    现在我们怎样去解释如下的现象呢？

    我们看到一个人突然完成了某项身体或者心理的壮举，而这仅仅源自于纯粹的心血来潮，因为他之前一直慵懒而安静地坐着，似乎并没有心理物理和非心理物理活动能够提供足够的动能。那么这些动能又是突然来源于何处？而且这个高强度的活动在强大的意志力影响下，势必会继续下去。如果没有意志我们去哪儿寻找这个不断供给能量的源头呢？

    就第一个关心的问题而言，我们只有通过将先前分散的能量在一个方向上突然集中起来，并且在某个特殊的指令下才可以突然实施努力，这样就可以在任何场合剧烈地激活某种行为了。我们甚至可以从非自主功能中获得能量来完成诸如此类的行为。另一方面，如果在强大的意志力影响下，我们甚至能够持续地执行这种不同寻常的功能，而如果没有意志的话，就没有办法做到这一点，而且其中必需的动能的产生和使用仍然没有发生，这要么就是能量守恒定律出了问题，要么就是纯粹的意志力导致的心理作用所致。

    确实我们发现，每一种自发努力将我们的身体能量越消耗至极致（也就是说，它减少了再加努力的可能性），活动强度就会越大，持续的时间越长久。这个事实就证明了我们身体内动能的自主发展是以势能的消耗为代价的，而势能本身可以始终保持增长，它的产生遵从能量守恒定律，正如在意志不起作用时动能的发展趋势一样。因此不能否认在自由意志的影响下，动能是能够产生的，否则就不会有它的存在，但它必须消耗势能，换言之，即当没有意志参与的情况下，任何使动能增加的能量来源。无可辩驳的是，意志————或者从心理物理意义上来说，那些在意志控制下的活动————为势能能够永久地转化成动能提供了机遇。然而我们必须了解的是如果产生动能所需要的一般有效条件不存在，那么意志自己本身是不能够创造动能的。

    我们身体动能的变化会反映为营养、健康、觉醒、睡眠状态的波动，从整体上看可能表现为持续的上升或下降。不过，在正常条件下，身体似乎不能发生整体性的突然剧变，但却趋向于发生突然的能量重新分配，这种分配是部分地通过刺激、自主的注意定向，或者活动范围的改变实现的。唯心主义者把对刺激的行为归结为心理原因，唯物主义者则把选择和注意归为物质的原因。然而，我们则选择那些在观察中可以直接获得的事实，有时这些事实偏向于物质的角度（或者是表象的模式），而有时心理角度的事实又为能量分配的改变提供了证据。

    在某种程度上来看，这种关系就像有着复杂机制的蒸汽机一样。根据机器产生蒸汽的多少，它的动能就会相对地增加或者减少；但是在正常的操作中，两者均不会突然地发生。但我们可以随意地通过打开这一处阀门而关掉另一处的阀门，轻易地打开机器的这一部分同时关掉另一部分。我们有机体和蒸汽机的主要区别在于，我们的引擎在体内而不在体外。如今毫无疑问的是，在同样的时间间隔下，身体剧烈活动期间相比于身体休息的时候，消耗势能将会产生更多的动能————因为更快速的能量消耗需要更多能量的补充————但这并不是心理因素的作用，在特定时刻由意志产生了能量，而是因为在运动初始阶段，化学新陈代谢的过程强度增加了。当我们快速行走时，呼吸也会变得急促，血液循环也会加快。这就好像我们增加蒸汽机的牵引力一样，这样就能在消耗燃料产生的势能基础上，更快速地产生既定量的有效动能。如果有机体没有处在良好状态或者能量供给不足，以至于化学新陈代谢过程不能有效地进行，即使有强大的意志也不能够起作用。

    我的意思并不是说身体中的动能可以像引擎中的蒸汽一样，自行地到处扩散分布，而只是想说明能量守恒定律导致了相应的结果。

    依据我们最理想的猜测，我们身体内动能的产生最初可以追溯到新陈代谢的过程，因为每个部位都有自己的新陈代谢过程，而且它自身也包含了动能的来源。另一方面，经验显示，凭借我们已经援引的这一类事实，这一过程在有机体内部是以联合成一整体的形式进行的，所以不仅不存在某部位仅凭借自己的能量而单独增强，而且根据能量守恒定律，不同部分的新陈代谢过程之间也存在着能量数量的平衡关系。所有部位新陈代谢过程的环境，在循环和神经活动的影响下由机体进行协调，它很容易解释所有这些部位新陈代谢的交互作用。因此，尽管这种现象存在，但动能，或者是诸如蒸汽机里的蒸汽这样特殊的载体，实际上均不会直接在不同的部分之间流通，或分散分布，或由刺激、意志、注意驱动四处移动，出于简洁的原因，请允许我们提到动能的分布时总是使用同一种比喻，因为我们知道如何对它们进行正确的释义。

    所有条件的细节均不是很明了，但就目前而言，我们已经清楚明白了一般的情况，而且这些情况作为一般的前行线索已经足够了。进一步的阐述要么只会导致我们获得不确定的结果，要么从一开始就会陷入混乱。

    根据上述内容，用于砍树的动能和用于思维的动能————潜在的心理物理过程————不仅在数量上不相上下，而且彼此可以相互转化，因此两种行为均可以通过公认的标准进行物理学意义上的测量。就像采用一定量的动能劈开原木或者将某物举到某高度一样，我们同样可以采用一定量的动能进行一定深度的思维活动；而且这几种能量同样可以相互转化。这种说法并不是对思维的诋毁；它的高级性依赖于思维流本身的手段、方向和目标，而不是依赖于是否可以对该过程所需的身体活动量进行测量。同样，哥伦布发现新大陆的航行并没有丧失价值和意义，因为运载他的船所产生的动能，可以参考随机抛掷的石头之动能或者风能的测量方法进行测量，而且这些能量之间均存在相互转换的可能。确实，身体一方的确可以从与之相关的心理一方那里获得或者失去自身的能量值，因为这种关系的存在，所以可以既不给予也不消耗身体的能量，就能完成既定的任务。我们能够确定，平静的思维或者感觉流可能具有相当的能量值，但是如果这种微弱的加工过程能够转换为相关联的能量，那也仅仅就能完成一些微不足道的或相当不具有重要性的身体活动；然而我们非常确定这种微弱的加工过程是存在的，当情感生活或者思想世界活跃于较高的强度水平时，这种隐含的身体活动将会表现得非常生动突出。

    就此联系而论，我们需要指明，心理活动的强度依赖于隐含的身体活动的大小，反之亦然。然而，当潜在活动不产生既定动能的前提下，可以设想产生某种强度的思维是非常困难的，同样地，在适度的思维没有发生的情况下，产生既定强度的潜在活动也是很困难的。这并不是说既定强度的思维就对应于某个动能量值，而是身体中的某项物理加工所产生的动能可以支配这次思维过程。目前来看，每个人都可以和我们一样，随心所欲地寻找过去范围内每一次简单的思维活动，抑或是更一般性活动的原因，最终寻找到适用于整个宇宙的某一体系中所有活动的成因，在这个体系中，存在着最高级和终极的思维单元和意志，而且它们能且只能以这种方式存在。然而这里，为了进行有价值的判断，我们没有太专注于信念的影响。

    我们同样已经有意识地避免进行关乎自由意志问题的争论。就像强行讨论它是非常不合时宜的一样，有意忽略它也是不明智的。然而，动能的一般定律从普遍意义上来说仅仅是限制了它的自由安排，通过这种外显的阐述，我们认为应该承认动能的自由性质。能量守恒定律既没有规定我们是否可以以及如何将势能转换为动能，也没有规定是否必须以及往哪个方向转化。就此而言，意志在这个定律的限制范围内能够保持完全的自由性。然而，我们并不关心是否存在着其他的限制条件，以及这些条件的作用程度几何，回答最后这些问题已经超出了我们的研究观察范围。

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    注释：

    [1] 在力学中，严格说来，粒子的动能一般是mv2值的一半；但有些人为了方便起见则使用整个值，而我自己也是如此，在讨论对于能量的依赖条件时，这种差异不会对理解造成影响，仅仅只是改变了这个数值的单位。

    [2] ether，以太，是古希腊哲学家所设想的一种物质，是一种假想的电磁波的传播媒介。————译者注

    [3] 应为钟摆和地球。————译者注