所謂形而上學，就是形之上的學問。形代表物體，形而上學就是要透過現象看本質。形而上學在人類的認識史上有著極為重要的作用和地位，它使人類的思維脫離了混沌狀態，並逐步形成了人類特有的思維方式，即運用概念和邏輯思考問題。人類的這種思維與計算機式的思維截然相反，人類的思維是一種邏輯型的思維，通過複雜的邏輯結構簡化計算的難度；而計算機式的思維是一種數學型的思維，通過大規模的存儲和高速運算換取邏輯上的簡化。
形而上學是藉助於形式邏輯，用非此即彼的邏輯關係來建立和描述概念體系的認識方法，其特點是將各種不同的概念絕對化並認為個體比整體更為本質。形而上學的認識雖然和早期機器人的動作一樣生硬和死板，但它所提供的世界觀卻是比較簡明和直觀的，易於理解和掌握。作為一種簡易和理想的認識方法，形而上學適合於人類在宏觀範圍內的認識，併為日後人類提出更加成熟的認識方法奠定了邏輯基礎。
形而上學的代表人物是古希臘時期的亞里士多德，他不僅首先明確地提出了形而上學的概念並建立了相應的邏輯關係準則即形式邏輯，而且還提出或總結了一些具體的概念，如實體、原因、存在、邏輯、物質、以太、變化、運動、目的、上帝和靈魂等，其中有很多概念沿用至今。
不過，儘管形而上學對人類認識的進步曾經起到過不可磨滅的作用，使人類的思維擺脫了現象的束縛，是人類賴以思維的最為基本的工具；但是，形而上學對於人類的認識是不夠的，因為現實世界是有機和非理想狀態的，需要在形而上學的基礎上產生能夠與現實世界相對應的認識方法。然而，由於人類的認識具有一定的惰性和慣性，所以當人類的認識超出宏觀範圍時，人們仍沿用形而上學的思維方式。於是，作為人類認識的基本方法，形而上學的認識作用走向了反面，在其被應用的後期，反而成為人類思想的桎梏。
桎梏1：非此即彼的思維方式，將概念絕對化，否認不同事物之間的相互依存、相互滲透、相互作用和相互轉化。
桎梏2：認為一切變化都只是機械和量變的，否認變化的不連續性，不承認存在質的變化。
桎梏3：強調本體論，堅持一維認識觀，使認識主體與認識客體的對立絕對化。
桎梏4：不能以系統、有機和發展的觀點來看待和解決問題。
桎梏5：對新現象的解釋，只能機械地藉助於外在的特設，而不是通過內部機制在不同極限情況的表現來予以說明。
桎梏6：只承認決定論，認為初始條件能夠決定最終的結果。
人類的認識經歷了2500多年的經典時期，從19世紀起，人們開始逐漸地厭倦了形而上學這種呆板的思維方式，將這種思維方式稱為傳統的形而上學或理性主義。在以後的約200年間，人們通過對形而上學的批判，產生了各種新的哲學，被統稱為現代哲學。儘管現代哲學的流派有很多種，而且在這些流派之間存在著較大的差異，但它們都有著一個共同的特點，即它們都在不同程度上認同和接受亦此亦彼的辯證思想。
現代人不屑於追問世界的本體究竟為何物。現代人所感興趣的，是研究系統內部的相互作用及其互動性，把現實世界當作一個有機系統來加以研究和認識。這種系統的觀點使人類的認識上升到了一個新的高度，形成了一種更為成熟的思維方式，即辯證思維。關於這種辯證思維的理論，就是辯證法。
辯證法一詞對於一般人來說並不經常使用，甚至將該詞視為貶義詞，其原因是該詞被形而上學化了。辯證法最早也是起源於古希臘時期，其原意是邏輯的思辨，比如芝諾的龜兔賽跑。芝諾認為，如果烏龜在前，兔子在後，則兔子永遠也追不上烏龜。其理由是，儘管兔子跑得比烏龜快，但當兔子跑了一半距離時烏龜亦向前爬了一段路程，如此往復，兔子可以不斷地接近烏龜，但卻永遠無法超過烏龜。
對於這個例子，明眼人一看就知道是一種邏輯的思辨或乾脆將此稱為詭辯之說，因為芝諾由此得出的結論不符合日常的生活經驗。當然，對於兔子追不上烏龜的結論有悖於常識這一點，芝諾本人肯定也是知道的。他之所以仍提出兔子追不上烏龜的論斷，只是為了表明邏輯思維的獨特性，即符合邏輯的結論在現實中並不一定存在。芝諾的邏輯推理本身並沒有什麼錯誤，導致其得出荒謬結論的原因是，現實世界中的具體物質是不會被無限分割的，這一點對於宏觀物質的兔子和烏龜來說就更是如此。所以，當兔子與烏龜之間的距離小到無法再進一步細分時，芝諾的邏輯推理就無法再繼續下去了，受到了現實世界的物理限制。於是，思維和現實產生了巨大的差異。
從這一例子，我們可以或多或少地領悟到邏輯思辨的含義。也正是因為如此，人們通常對辯證法缺乏好感，總是把辯證法與詭辯論等同起來。實際上，辯證法是一種辯證的思維，相對於形而上學來說，更適合認識的高級階段，而不再是原來意義上的邏輯思辨。
辯證法的建立和完善是由德國著名哲學家黑格爾完成的。他於19世紀初系統地闡述了辯證思維的內容，如矛盾的對立統一規律、事物變化的量變質變規律和事物發展的否定之否定規律。
實際上，無論是形而上學還是辯證法，其本身並不存在對與錯的區別。因為，它們分別是人類在其認識過程中、在不同認識階段的不同認識方法。在人類認識的初級階段，只能用形而上學的方法來認識所要研究的事物，就必須將各種概念絕對化，強調概念與概念之間的相互區別。此時，如果使用辯證法，只會像芝諾那樣，使思維陷入詭辯的泥潭。反之，在人類認識的高級階段，人類的認識超出了宏觀範圍，對所要研究的事物也有了一定的瞭解和分類。此時，如果仍繼續沿用形而上學的思維方式，則是不合時宜的。在人類認識的高級階段，必須用辯證思維將所要認識的事物作為一個有機系統加以研究和描述，強調概念與概念之間的相互聯繫。在這個有機系統內，其各個部分是相互依存、相互滲透、相互作用和相互轉化的。
將所要認識的事物當作一個有機系統來研究，要研究其內部多個子系統之間相互作用的實際發生過程，必然會涉及概率的問題。形而上學所研究的，是關於一對一的概念之間的關係 ，得到的是一個確定的因果關係。辯證法則不同，辯證法所面對的是一個系統，其所要描述的，是一個有機群體的關係。在這裡不存在確定的一一對應的因果關係，因為一個系統或一個有機群體所具有的整體特徵和相互關係，是以隨機的形式發生和表現出來的，因而只能以概率的方式來描述這一系統的整體性。
比如，1立方米的空氣是一個約由10
26個高速運動的自由分子組成的氣體系統，溫度T是描述該系統的參量，這個參量從理論上講，是由分子的運動速度決定的，服從玻爾茲曼公式，即m×v2 = 3/2× k ×T
其中，m為氣體分子的質量，v為氣體分子的平均速度，k為玻爾茲曼常數，T為絕對溫度。然而，即便是在平衡的狀態下，每個分子的運動速度並不嚴格地遵守玻爾茲曼公式，即並不是與溫度T相對應的。實際上，每個分子的速度不僅是不一樣的，而且還會因為無規則地隨機碰撞而不時地發生變化。所以，與溫度T相對應的，只是該系統所有分子的平均速度，是以概率的形式發生並存在的。
又比如，我們知道物質是一個封閉體系，按照形而上學的觀點，該封閉體系的封閉性是等於1的；而根據辯證法的觀點，封閉體系是由高速運動的粒子在特定的條件下，相對於空間產生的封閉狀態，其封閉性小於1，並不是一個絕對剛性的實體。比如粒子-電扇實驗，雖然可以根據它們的速度之比和麵積之比計算出粒子穿過電扇的概率，但卻無法確切地知道某個具體的粒子是否能夠順利地穿過電扇。實際上，因果關係只是在形而上學的框架下簡單和理想的邏輯關係；然而，現實世界是一個多元且複雜的系統，只能用概率的方式進行描述和表達。
在20世紀初，隨著量子力學的產生，科學家提出了與辯證思維相對應的概率邏輯，藉助概率的方式來表達不同概念之間的邏輯關係。比如，對一個人的描述，按照形而上學的觀點，這個人是一個孤立的個體，要麼是絕對的好人，要麼就是絕對的壞人；而根據辯證思維，這個人與其周圍的其他人共同組成了一個“人的有機系統” 即人類社會，因此對這個人好與壞的評價只能用概率的語言來描述。
比如，對一個納粹軍官的評價，在其一生中，他可以具有40%兇殘的性格（如對猶太人）、30%溫柔的性格（如對戀人）、20%慈愛的性格（如對女兒）和10%頑皮的性格（對兒時的夥伴）。這些不同性格的存在概率，雖然會隨著年齡的增長以及社會環境的變化而發生相應的改變，但其各種性格的概率之和等於1。當該納粹軍官單獨面對猶太人時，會表現出100%的兇殘；而當單獨與女兒在一起時，又會表現出100%的慈愛。只是在當時特定的歷史環境下，這種慈愛在其一生中出現的概率要比其表現兇殘的概率低得多。此外，當該納粹軍官遇到一位楚楚動人的猶太少女時，可以在70%的時間內表現出100%的兇殘，而在另外30%的時間內又表現出100%的溫柔，甚至可以同時表現出70%的兇殘和30%的溫柔，但絕不可能對該少女同時表現出100%的兇殘和100%的溫柔。總之，一個人的性格是複雜多樣的，而且是可以發生變化的，比如多重人格。所以，每一種性格出現的概率都是小於1的，只是在人的一生中，這些性格出現的概率之和必須嚴格地等於1。即便是一個具有多重人格的病人，也不可能同時100%地表現出不同的人格，其多重人格的出現是有先後次序的。
又比如，根據2017年的統計，北京人的平均壽命為81歲，即一個北京人活到81歲的概率最大。但這並不意味著所有北京人的壽命都是81歲，而且隨著生活質量的提高，北京人的平均壽命還會進一步增長，並不是一成不變的。概念的相對性，是指當時間、場景和對象不同時，該概念的性質會以概率的形式呈現出不同的變化，表現為一個漸變的隨機過程。
如果說形而上學是一種將概念絕對化的思維方式，它所對應的思維工具是形式邏輯，那麼辯證法就是一種將概念相對化的思維方式，它所對應的思維工具是概率邏輯。在經典時期，人類用形而上學非此即彼的絕對思維方式來認識和研究認識主體與認識客體以及精神與物質之間的關係。於是，在唯心論、唯物論和二元論的基礎上產生了一維認識觀。與此相對應的，在綜合時期，人類用辯證法亦此亦彼的相對思維方式來研究和認識世界。於是，在系統論、有機論和控制論的基礎上產生了二維認識觀。因此，在關於認識觀的問題上，形而上學的思維與一維認識觀相一致，而辯證法則與二維認識觀相吻合。
根據形而上學所產生的一維認識觀，理論的本質是世界本體的反映或延伸，理論與本體之間不存在質的差異與變化，所以一個理論的正確與否是絕對的，具體表現在以下兩個方面。
方面1：理論的正確與否是絕對的，至多隻存在一個正確的理論。
方面2：理論的正確與否是靜態的，不隨主體與客體的變化而變化。
反之，根據辯證法所產生的二維認識觀，理論的本質是人與自然界的相互作用，理論與世界的本體存在著質的差異與變化，理論是人與自然界共同構建的新事物（同構系統）。所以，一個理論的正確與否只具有相對的意義，具體表現在以下兩個方面。
方面1：理論的正確與否是虛無的，只存在認識效率高低的差別。
方面2：理論的認識效率是動態的，會隨著主體與客體的發展而變化。
根據二維認識觀，由於理論的正確與否只取決於其是不是人與自然界的相互作用，而任何一個理論實際上都是人與自然界的相互作用，所以討論“一個理論是否正確”是沒有意義的。如果說某個理論是正確或錯誤的，則意味著該理論只是關於某一維（主體或客體）的反映，而不是一個相對獨立的新事物；反之，如果評論某個理論好與壞，則是指人與自然界相互作用的大與小和其認識效率的高與低，是相對於其他理論而言的。因此，如果只有一個理論，那麼無論這個理論多麼幼稚，它都是一個好理論，有總比沒有好；而相對於未來存在著無數潛在的理論來說，則任何一個現存的理論又都是壞理論，新的總比舊的好。由此，理論的好與壞，即理論的進步與否，除了取決於其本身關於人與自然界相互作用的絕對大小之外，還取決於與其他理論進行的比較，取決於人與自然界相互作用的相對大小。科學的進步，就在於人與自然界相互作用的不斷擴大，使人類擁有一種更簡潔、更高效和更深入地認識世界的方法，以實現其為人類認識服務的目的。
通過上述對科學理論不同觀念的比較，我們可從另一個側面看到形而上學和辯證法的差異，並從中體會到思維方式對認識的重要性。形而上學思維導致人類形成機械的觀念，使我們以機械的方法來解析現實世界；而辯證思維則有助於人類樹立有機的觀念，使我們能以有機的視角來整合現實世界。當面對現有理論無法解釋的現象時，形而上學的做法是，頭痛醫頭、腳痛醫腳，藉助特設外部原因來予以解釋；而辯證法的做法是，從系統的角度出發，構建一個具體的物理機制來予以說明。比如，當面對水星剩餘進動、星光普遍紅移和天體離心速度過快等偏離萬有引力理論的現象時，形而上學的做法是分別特設小行星、暗能量和暗物質來予以解釋；而辯證法的做法則是分別引入空間彎曲、空間耗散和空間轉動等具體的物理機制來加以說明。
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