所谓形而上学，就是形之上的学问。形代表物体，形而上学就是要透过现象看本质。形而上学在人类的认识史上有着极为重要的作用和地位，它使人类的思维脱离了混沌状态，并逐步形成了人类特有的思维方式，即运用概念和逻辑思考问题。人类的这种思维与计算机式的思维截然相反，人类的思维是一种逻辑型的思维，通过复杂的逻辑结构简化计算的难度；而计算机式的思维是一种数学型的思维，通过大规模的存储和高速运算换取逻辑上的简化。
形而上学是借助于形式逻辑，用非此即彼的逻辑关系来建立和描述概念体系的认识方法，其特点是将各种不同的概念绝对化并认为个体比整体更为本质。形而上学的认识虽然和早期机器人的动作一样生硬和死板，但它所提供的世界观却是比较简明和直观的，易于理解和掌握。作为一种简易和理想的认识方法，形而上学适合于人类在宏观范围内的认识，并为日后人类提出更加成熟的认识方法奠定了逻辑基础。
形而上学的代表人物是古希腊时期的亚里士多德，他不仅首先明确地提出了形而上学的概念并建立了相应的逻辑关系准则即形式逻辑，而且还提出或总结了一些具体的概念，如实体、原因、存在、逻辑、物质、以太、变化、运动、目的、上帝和灵魂等，其中有很多概念沿用至今。
不过，尽管形而上学对人类认识的进步曾经起到过不可磨灭的作用，使人类的思维摆脱了现象的束缚，是人类赖以思维的最为基本的工具；但是，形而上学对于人类的认识是不够的，因为现实世界是有机和非理想状态的，需要在形而上学的基础上产生能够与现实世界相对应的认识方法。然而，由于人类的认识具有一定的惰性和惯性，所以当人类的认识超出宏观范围时，人们仍沿用形而上学的思维方式。于是，作为人类认识的基本方法，形而上学的认识作用走向了反面，在其被应用的后期，反而成为人类思想的桎梏。
桎梏1：非此即彼的思维方式，将概念绝对化，否认不同事物之间的相互依存、相互渗透、相互作用和相互转化。
桎梏2：认为一切变化都只是机械和量变的，否认变化的不连续性，不承认存在质的变化。
桎梏3：强调本体论，坚持一维认识观，使认识主体与认识客体的对立绝对化。
桎梏4：不能以系统、有机和发展的观点来看待和解决问题。
桎梏5：对新现象的解释，只能机械地借助于外在的特设，而不是通过内部机制在不同极限情况的表现来予以说明。
桎梏6：只承认决定论，认为初始条件能够决定最终的结果。
人类的认识经历了2500多年的经典时期，从19世纪起，人们开始逐渐地厌倦了形而上学这种呆板的思维方式，将这种思维方式称为传统的形而上学或理性主义。在以后的约200年间，人们通过对形而上学的批判，产生了各种新的哲学，被统称为现代哲学。尽管现代哲学的流派有很多种，而且在这些流派之间存在着较大的差异，但它们都有着一个共同的特点，即它们都在不同程度上认同和接受亦此亦彼的辩证思想。现代人不屑于追问世界的本体究竟为何物。现代人所感兴趣的，是研究系统内部的相互作用及其互动性，把现实世界当作一个有机系统来加以研究和认识。
这种系统的观点使人类的认识上升到了一个新的高度，形成了一种更为成熟的思维方式，即辩证思维。关于这种辩证思维的理论，就是辩证法。
辩证法一词对于一般人来说并不经常使用，甚至将该词视为贬义词，其原因是该词被形而上学化了。辩证法最早也是起源于古希腊时期，其原意是逻辑的思辨，比如芝诺的龟兔赛跑。芝诺认为，如果乌龟在前，兔子在后，则兔子永远也追不上乌龟。其理由是，尽管兔子跑得比乌龟快，但当兔子跑了一半距离时乌龟亦向前爬了一段路程，如此往复，兔子可以不断地接近乌龟，但却永远无法超过乌龟。
对于这个例子，明眼人一看就知道是一种逻辑的思辨或干脆将此称为诡辩之说，因为芝诺由此得出的结论不符合日常的生活经验。当然，对于兔子追不上乌龟的结论有悖于常识这一点，芝诺本人肯定也是知道的。他之所以仍提出兔子追不上乌龟的论断，只是为了表明逻辑思维的独特性，即符合逻辑的结论在现实中并不一定存在。芝诺的逻辑推理本身并没有什么错误，导致其得出荒谬结论的原因是，现实世界中的具体物质是不会被无限分割的，这一点对于宏观物质的兔子和乌龟来说就更是如此。所以，当兔子与乌龟之间的距离小到无法再进一步细分时，芝诺的逻辑推理就无法再继续下去了，受到了现实世界的物理限制。于是，思维和现实产生了巨大的差异。
从这一例子，我们可以或多或少地领悟到逻辑思辨的含义。也正是因为如此，人们通常对辩证法缺乏好感，总是把辩证法与诡辩论等同起来。实际上，辩证法是一种辩证的思维，相对于形而上学来说，更适合认识的高级阶段，而不再是原来意义上的逻辑思辨。
辩证法的建立和完善是由德国著名哲学家黑格尔完成的。他于19世纪初系统地阐述了辩证思维的内容，如矛盾的对立统一规律、事物变化的量变质变规律和事物发展的否定之否定规律。
实际上，无论是形而上学还是辩证法，其本身并不存在对与错的区别。因为，它们分别是人类在其认识过程中、在不同认识阶段的不同认识方法。在人类认识的初级阶段，只能用形而上学的方法来认识所要研究的事物，就必须将各种概念绝对化，强调概念与概念之间的相互区别。此时，如果使用辩证法，只会像芝诺那样，使思维陷入诡辩的泥潭。反之，在人类认识的高级阶段，人类的认识超出了宏观范围，对所要研究的事物也有了一定的了解和分类。此时，如果仍继续沿用形而上学的思维方式，则是不合时宜的。在人类认识的高级阶段，必须用辩证思维将所要认识的事物作为一个有机系统加以研究和描述，强调概念与概念之间的相互联系。在这个有机系统内，其各个部分是相互依存、相互渗透、相互作用和相互转化的。
将所要认识的事物当作一个有机系统来研究，要研究其内部多个子系统之间相互作用的实际发生过程，必然会涉及概率的问题。形而上学所研究的，是关于一对一的概念之间的关系，得到的是一个确定的因果关系。辩证法则不同，辩证法所面对的是一个系统，其所要描述的，是一个有机群体的关系。在这里不存在确定的一一对应的因果关系，因为一个系统或一个有机群体所具有的整体特征和相互关系，是以随机的形式发生和表现出来的，因而只能以概率的方式来描述这一系统的整体性。
比如，1立方米的空气是一个约由1026个高速运动的自由分子组成的气体系统，温度T是描述该系统的参量，这个参量从理论上讲，是由分子的运动速度决定的，服从玻尔兹曼公式，即
m×v2 = 3/2× k ×T
其中，m为气体分子的质量，v为气体分子的平均速度，k为玻尔兹曼常数，T为绝对温度。然而，即便是在平衡的状态下，每个分子的运动速度并不严格地遵守玻尔兹曼公式，即并不是与温度T相对应的。实际上，每个分子的速度不仅是不一样的，而且还会因为无规则地随机碰撞而不时地发生变化。所以，与温度T相对应的，只是该系统所有分子的平均速度，是以概率的形式发生并存在的。
又比如，我们知道物质是一个封闭体系，按照形而上学的观点，该封闭体系的封闭性是等于1的；而根据辩证法的观点，封闭体系是由高速运动的粒子在特定的条件下，相对于空间产生的封闭状态，其封闭性小于1，并不是一个绝对刚性的实体。比如粒子-电扇实验，虽然可以根据它们的速度之比和面积之比计算出粒子穿过电扇的概率，但却无法确切地知道某个具体的粒子是否能够顺利地穿过电扇。实际上，因果关系只是在形而上学的框架下简单和理想的逻辑关系；然而，现实世界是一个多元且复杂的系统，只能用概率的方式进行描述和表达。
在20世纪初，随着量子力学的产生，科学家提出了与辩证思维相对应的概率逻辑，借助概率的方式来表达不同概念之间的逻辑关系。比如，对一个人的描述，按照形而上学的观点，这个人是一个孤立的个体，要么是绝对的好人，要么就是绝对的坏人；而根据辩证思维，这个人与其周围的其他人共同组成了一个“人的有机系统” 即人类社会，因此对这个人好与坏的评价只能用概率的语言来描述。
比如，对一个纳粹军官的评价，在其一生中，他可以具有40%凶残的性格（如对犹太人）、30%温柔的性格（如对恋人）、20%慈爱的性格（如对女儿）和10%顽皮的性格（对儿时的伙伴）。这些不同性格的存在概率，虽然会随着年龄的增长以及社会环境的变化而发生相应的改变，但其各种性格的概率之和等于1。当该纳粹军官单独面对犹太人时，会表现出100%的凶残；而当单独与女儿在一起时，又会表现出100%的慈爱。只是在当时特定的历史环境下，这种慈爱在其一生中出现的概率要比其表现凶残的概率低得多。此外，当该纳粹军官遇到一位楚楚动人的犹太少女时，可以在70%的时间内表现出100%的凶残，而在另外30%的时间内又表现出100%的温柔，甚至可以同时表现出70%的凶残和30%的温柔，但绝不可能对该少女同时表现出100%的凶残和100%的温柔。总之，一个人的性格是复杂多样的，而且是可以发生变化的，比如多重人格。所以，每一种性格出现的概率都是小于1的，只是在人的一生中，这些性格出现的概率之和必须严格地等于1。即便是一个具有多重人格的病人，也不可能同时100%地表现出不同的人格，其多重人格的出现是有先后次序的。
又比如，根据2017年的统计，北京人的平均寿命为81岁，即一个北京人活到81岁的概率最大。但这并不意味着所有北京人的寿命都是81岁，而且随着生活质量的提高，北京人的平均寿命还会进一步增长，并不是一成不变的。概念的相对性，是指当时间、场景和对象不同时，该概念的性质会以概率的形式呈现出不同的变化，表现为一个渐变的随机过程。
如果说形而上学是一种将概念绝对化的思维方式，它所对应的思维工具是形式逻辑，那么辩证法就是一种将概念相对化的思维方式，它所对应的思维工具是概率逻辑。在经典时期，人类用形而上学非此即彼的绝对思维方式来认识和研究认识主体与认识客体以及精神与物质之间的关系。于是，在唯心论、唯物论和二元论的基础上产生了一维认识观。与此相对应的，在综合时期，人类用辩证法亦此亦彼的相对思维方式来研究和认识世界。于是，在系统论、有机论和控制论的基础上产生了二维认识观。因此，在关于认识观的问题上，形而上学的思维与一维认识观相一致，而辩证法则与二维认识观相吻合。
根据形而上学所产生的一维认识观，理论的本质是世界本体的反映或延伸，理论与本体之间不存在质的差异与变化，所以一个理论的正确与否是绝对的，具体表现在以下两个方面。
方面1：理论的正确与否是绝对的，至多只存在一个正确的理论。
方面2：理论的正确与否是静态的，不随主体与客体的变化而变化。
反之，根据辩证法所产生的二维认识观，理论的本质是人与自然界的相互作用，理论与世界的本体存在着质的差异与变化，理论是人与自然界共同构建的新事物（同构系统）。所以，一个理论的正确与否只具有相对的意义，具体表现在以下两个方面。
方面1：理论的正确与否是虚无的，只存在认识效率高低的差别。
方面2：理论的认识效率是动态的，会随着主体与客体的发展而变化。
根据二维认识观，由于理论的正确与否只取决于其是不是人与自然界的相互作用，而任何一个理论实际上都是人与自然界的相互作用，所以讨论“一个理论是否正确”是没有意义的。如果说某个理论是正确或错误的，则意味着该理论只是关于某一维（主体或客体）的反映，而不是一个相对独立的新事物；反之，如果评论某个理论好与坏，则是指人与自然界相互作用的大与小和其认识效率的高与低，是相对于其他理论而言的。因此，如果只有一个理论，那么无论这个理论多么幼稚，它都是一个好理论，有总比没有好；而相对于未来存在着无数潜在的理论来说，则任何一个现存的理论又都是坏理论，新的总比旧的好。由此，理论的好与坏，即理论的进步与否，除了取决于其本身关于人与自然界相互作用的绝对大小之外，还取决于与其他理论进行的比较，取决于人与自然界相互作用的相对大小。科学的进步，就在于人与自然界相互作用的不断扩大，使人类拥有一种更简洁、更高效和更深入地认识世界的方法，以实现其为人类认识服务的目的。
通过上述对科学理论不同观念的比较，我们可从另一个侧面看到形而上学和辩证法的差异，并从中体会到思维方式对认识的重要性。形而上学思维导致人类形成机械的观念，使我们以机械的方法来解析现实世界；而辩证思维则有助于人类树立有机的观念，使我们能以有机的视角来整合现实世界。当面对现有理论无法解释的现象时，形而上学的做法是，头痛医头、脚痛医脚，借助特设外部原因来予以解释；而辩证法的做法是，从系统的角度出发，构建一个具体的物理机制来予以说明。比如，当面对水星剩余进动、星光普遍红移和天体离心速度过快等偏离万有引力理论的现象时，形而上学的做法是分别特设小行星、暗能量和暗物质来予以解释；而辩证法的做法则是分别引入空间弯曲、空间耗散和空间转动等具体的物理机制来加以说明。
