天文學在所有的自然科學中最接近“形而上學”,為什麼天文學具有某種形而上學的特性?這是因為天文學的研究物件遠離了我們在地球家園獲得的日常生活和科學經驗。有兩種“詩歌和遠方”的圖景,一種是人們在地球上詩意的居住和遠方的旅行,一種是天文學家遙望的天空和“太空移民”的夢想。天文學和哲學離我們很近,地球科學實際上是一門“地球天文學”,日常哲學如同日常經濟學出現在我們日常生活的思維中;天文學和哲學離我們很遠,天文事件發生在天文距離的遠方,哲學思維出現在思想距離的遠方,天文學研究物件的“形而上學”具體而實在,哲學研究物件的“形而上學”抽象而虛無。天文哲學、數理化哲學、生命哲學符合科學哲學價值論的等效原理,在20、21世紀人類登陸月球、探測火星、搭建空間站的太空科技時代,天文學和天文哲學不斷激發出人們的無窮遐想。
從哲學起源學的角度上講,可以把科學哲學的等效原理看成是物理學“相對性原理”在哲學上的提煉和推廣,相對性原理既是哲學廣義等效原理的主要基石,也是廣義相對論成立的前提條件,這說明哲學和物理學概念的等效原理符合科學哲學相對性原理論的等效原理,簡要說來,力學和運動學體系的“相對性原理”既適用於對哲學原理的廣義等效論、也適用於對物理學原理的廣義相對論的解釋。可以從科學哲學上將相對性原理劃分為狹義和廣義的兩種型別,義大利物理學家伽利略最早提出了狹義相對性原理,即:力學原理在所有的慣性系保持不變性;德國物理學家愛因斯坦將伽利略的狹義相對性原理推廣到廣義相對性原理,即:物理學原理在所有的參考系保持不變性。
愛因斯坦為什麼要把力學和其它物理學原理的適用性從伽利略的特殊慣性系推廣到“愛因斯坦”的一般參考系?這是因為愛因斯坦要把狹義相對論推廣到廣義相對論。愛因斯坦比伽利略具有更高的哲學智慧,伽利略是一位偉大的物理學家,而愛因斯坦既是一位偉大的物理學家,也是一位偉大的哲學家,他以思想實驗的方式成功地實現了物理學原理的“兩個推廣”:把狹義相對性原理推廣到廣義相對性原理,把狹義相對論推廣到廣義相對論。科學哲學的廣義等效論萌發於伽利略的相對性原理,從愛因斯坦對原理的“兩大推廣”中獲得了深入和成熟的表達形式。
不確定性原理在認識論上表現為不可知原理,比如:我們在封閉的船舵內或在封閉的機艙內無法感知船艙和機艙以外白天與黑夜的交替變化、無法判斷船隻和飛機是處於靜止不動、還是處於勻速運動的狀態。科學哲學的不可知原理與哲學的不可知論有所不同,前者指示了認識的或然狀態,一旦“與世隔絕”,我們就無法發現和感知外面世界的精彩和冷暖;後者指示了認識的否定狀態,比如:哲學家康德認為,經驗知識和先驗知識、現象認識和本質認識存在不可逾越的鴻溝,經驗和現象是可知的世界,而先驗和本質是我們不可知的領域。
可以把科學哲學的不可知原理劃分為假性不可知原理和真性不可知原理兩種型別,量子力學的不確定性原理或測不準原理在哲學認識論上表現為假性不可知原理,比如:人們不是不可知一個粒子時間和能量的共軛引數,而是不能同時可知一個粒子的精確時間和能量,或者精確地可知一個粒子的時間座標、粗略地可知粒子對應這一時間座標的能量;或者精確地可知一個粒子的能量、粗略地可知粒子對應這一能量的時間座標。假性不可知原理的特徵是“只知其一,不知其二”。數學和物理學中的混沌問題在哲學認識論上表現為真性不可知原理,比如:太陽和地球的運動軌跡構成了一個簡單的二體問題,人們依據開普勒的行星運動三大定律或牛頓的萬有引力定律,以求解代數方程或微分方程的方法將地球公轉的橢圓軌跡計算出來,人們隨時隨刻可以判斷地球在公轉軌道的位置。
計算“三體問題”和多體問題時,人們遇到了複雜現象的混沌科學,一顆恆星和兩個行星的執行軌跡構成了一個三體問題,太陽系由一個太陽和八大行星組成,冥王星失去了第九大行星的地位,但它是一個多少影響行星運動軌跡的矮行星。不僅如此,太陽系擁有數百萬顆小行星,八大行星帶有一個或多個衛星,大的衛星帶有一個或多個小的衛星等,太陽系的多體問題遠比“三體問題”的未知變數多、引入的數學方程式更為繁複、混亂。為什麼人們幾乎不能求解三體和多體問題的聯立方程式?數學研究人員對著名的伽羅瓦理論和阿貝爾定理進行了解釋:四次和四次以下的方程式存在一個初等形式的數學解,而五次和五次以上的方程式不存在一個初等形式的數學解。
解一次、二次、三次、四次代數方程式時面臨了越來越複雜的計算式,數學研究人員能求出四次和四次以下方程式的解,但五次方程式有五個根,他們認為不是不存在五次方程式的解,而是無法用公式的形式寫出五次方程的解。三體問題的數學方程式幾乎不可解,多體問題的數學方程式更不可解。天體和微觀物體的運動存在大量超乎人們計算能力和智力水平的混沌與不穩定性現象。我們不能簡單地接受經典物理學和經典哲學因果論和決定論的理念,似乎知道了一個物體運動的起點,根據牛頓的力學公式可以計算一個物體運動的終點和它在任意時刻的位置,同樣,人們似乎知道了宇宙的起源狀態,根據天體執行論的推演,就可以知道宇宙的終極狀態和它在任意時刻的演化狀態。科學哲學不可知原理不是指人們不能透過現象認識事物的本質,而是指當人們透過越來越複雜的現象認識事物的本質時遭遇了認識能力和認識工具不足的”當下問題“。