走向現代(2):科學的興起
蔣聞銘
前麵說了,哥白尼的日心說,到了第穀那裏,被折衷了。第穀讓行星繞太陽,讓太陽繞地球。第穀當時,有最好最全的觀測數據,用他的模型算,理論和觀測,吻合度最高。當年洋教士湯若望幫崇禎皇帝修訂中國的曆法,用的就是第穀的折中體係。
第穀的觀測數據,他死後傳到了開普勒手上。說起開普勒,也是奇葩。羅素在《西方哲學史》裏,對開普勒的評價很有趣。他說一個人,沒什麽聰明才智,憑著勤奮努力一根筋,再加上好運氣,能有什麽樣的成就,就看開普勒。人類幾千年,隻要問什麽最完美,答案肯定是圓。所以地心說也好,日心說也罷,大家想都不想,就認定了天體做勻速圓周運動。
開普勒不知道為什麽,不愛籃球偏愛橄欖球。他異想天開,拿著從第穀那兒得來的數據,用橢圓去描行星的軌道。不成想真被他蒙對了,這一描,描出了開普勒行星運動的三大定律。第一大定律,是行星繞太陽轉,軌道不是圓,是橢圓,太陽在橢圓的一個焦點上;第二大定律,一定的時間段,行星和太陽連線,掃過的麵積是固定的;第三大定律,行星繞太陽一周用的時間,和它的橢圓軌道的長軸的二分之三次方成正比。開普勒的這三大定律,是近代科學史上開天辟地的大事。行星的位置用這三大定律算,怎麽算怎麽對,沒人能不同意。但是你要是問為什麽就有這三大定律,沒人答得上。
下麵就是伽利略牛頓萊布尼茨了。伽利略是現代天文學物理學的開山鼻祖。他貢獻最大的兩件事,第一件是發明了天文望遠鏡,第二件是爬到比薩斜塔上往下扔輕重不同的球,證明地球對表麵物體的吸引力產生的加速度,與物體的重量無關。有了這兩條,能想到太陽對地球也有吸引力,用不著是天才。問題是這個吸引力有多大,這個再想想其實也容易,質量越大,引力越強,距離越遠,吸引力就越小,自然不過。 後來胡克說萬有引力定律是牛頓從他那兒聽去的,也不是沒有可能。當時他是英國皇家科學院的院長,老資格,牛頓是他的後輩。
力和加速度成正比,又是從伽利略那兒來的。這時候已經有了微積分,加速度是二階導數,牛頓就寫了個方程式。 方程式寫下來,解起來不難,但是解出來一看,了不得,地球的軌道,是橢圓,開普勒的三大定律,輕而易舉都從這個方程式裏溜了出來。一個人在紙上寫了一行,倒來倒去,居然一點不差推出了行星運動的三大定律。關鍵是這幾行,給學過微積分的大學生寫在白板上,簡簡單單,大家都看得明白。
你要是說大學生都看得明白,沒什麽大不了,你就錯了。一個人從幼兒園學數數開始,小學五年,加減乘除,分數小數;初中三年,幾何代數,高中又是四年,直角坐標三角函數,才到微積分,一環扣一環,想想看是多大的一個工程。
人類有智慧有力氣。不管是人跟動物鬥,還是人跟人鬥,力氣鬥不過智慧,這個大家都明白。但是神不一樣。希臘神話,聖經裏的故事,人聰明還是神聰明,不好說。人和神鬥心眼鬥智慧,神真不占上風。比方說神跟人分吃的,就上了普羅米修斯的當,結果是神吃肥油內髒人吃肉。特洛伊戰爭,希臘聯軍最具智慧的人物,是奧德修斯。 奧德修斯他爸叫西西弗斯,更是了不得,遇人騙人,遇神騙神。冥王抓他去地獄,他居然騙冥王把自己銬起來,做了他的囚犯。
可是人用智慧跟神鬥,總沒有好結果。普羅米修斯幫人類與神鬥,結局是天天受酷刑。西西弗斯後來被罰,天長日久地做推石上坡的無用功。人和神鬥沒有好結果,究其根本,不是因為神聰明,而是因為神要多大力氣,有多大力氣。神跟人鬥,不靠聰明智慧靠蠻力。人在神麵前耍聰明,他一發火,就發洪水毀滅世界。所以人對神,要麽是服了,要麽是不服。服了,就承認神是世界的主宰。不服呢?還是用聰明智慧去與神爭。 怎麽爭呢?第一件要弄明白,神的力氣是從哪裏來的。神就是大自然,問神力從哪裏來,是問自然之力,有沒有規律可循。有沒有呢?還真有。不但有,人居然也弄得懂。就這樣,從哥白尼開始,伽利略開普勒牛頓萊布尼茨,微積分,牛頓力學,萬有引力定律,科學興起,人開始有了神力。
現代化學的源頭,是煉金術;達芬奇伽利略,研究自由落體,是為了讓拋石機的發射,更有準頭;牛頓萊布尼茨發明微積分,是因為當時各種各樣的應用問題,都歸到了如何做優化。這兩位給的答案,不約而同,是讓導數等於零。後來的天文學家,鑽山打洞想盡辦法,要把月亮行星的位置算準了,是為了航海定位。
現代科學,之所以能夠在舊文明的廢墟上,將被中斷了過千年的古希臘科學和理性批判的傳統,發揚光大,使科學長成了參天大樹,究其根本,是因為到了近代,科學的發展,有了新的,比求知欲遠為強大的動因。現代科學,從一開始,就不隻是以認識自然,而是以改造自然為目標。現代科學的方法論歸納法的發明者,是培根。他的表述再直白不過:知識就是力量!現代人認識自然,是為了獲取改造自然的力量!現代科學,不是有閑階級的智力遊戲,而是人類改造自然的手段。培根去世,是因為他在雪地裏做冷藏實驗,著涼得了感冒不治。
科學的興起,現代天文學是當仁不讓的裏程碑。雖然行星繞太陽轉,地球降了格,不再是世界的中心。但是人非但沒有感到失落,反而從新興的科學理論中,找到了前所未有的自信。人在神麵前不再卑微,在自然的力量麵前感到的,不再是恐懼。人類能夠應用自己的聰明才智,去理解駕馭自然。知識就是力量,是人類對大自然的宣戰書。人和動物不同,是因為人有智識,人類智識的最高成就,是微積分,經典力學,萬有引力定律。現代科學的興起,是現代社會現代文明得以產生成長的根本。
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