第3章 牛頓世界觀：普適的運動定律

自然和自然法則在夜間隱去。上帝說，讓牛頓來！于是一切都變得明亮起來。

——亞歷山大·波普爾

量子理論與我們的直覺沖突得厲害。然而，物理學(xué)家卻毫不猶豫地將量子理論作為一切物理學(xué)——從而也是所有科學(xué)——的根本基礎(chǔ)來看待。要問為什么會這樣，還得從歷史談起。

在17世紀，立場大膽的伽利略創(chuàng)立了現(xiàn)代意義上的科學(xué)。在隨后的幾十年里，艾薩克·牛頓對運動普遍規(guī)律的發(fā)現(xiàn)為一切事物的運動提供了合理的解釋模式。牛頓物理學(xué)導(dǎo)致了影響今天我們每個人的思想的世界觀。量子力學(xué)既依賴于這種思維又對其構(gòu)成了挑戰(zhàn)。

伽利略堅持認為，一種理論是否科學(xué)唯有在實驗檢驗的基礎(chǔ)上方可被接受或拒絕。理論與人的直覺是否相符必定是不相關(guān)的兩回事。這一斷言否決了文藝復(fù)興時期——事實上，是古希臘——的科學(xué)發(fā)展觀。讓我們來看看伽利略在意大利文藝復(fù)興時期所面臨的問題：古希臘的科學(xué)遺產(chǎn)。

古希臘科學(xué)的貢獻及其致命缺陷

應(yīng)當(dāng)感謝古希臘的哲學(xué)家，他們認為大自然是可以理解的，從而為科學(xué)活動搭建了舞臺。隨著亞里士多德的著作在13世紀被重新發(fā)現(xiàn)，人們將古希臘人的成就尊稱為“黃金時代”的智慧。

亞里士多德指出，自然界發(fā)生的一切事物本質(zhì)上都是物質(zhì)運動。他甚至舉例說，橡子發(fā)芽便長成橡樹。因此他從處理簡單對象的運動開始研究，這樣他可以從少數(shù)的基本原理起步。這也正是我們今天做物理研究的方式。我們探索基本原理。然而，亞里士多德選定基本原理的方法使得研究要取得進展變得沒有可能，因為他假設(shè)這些原理必須是直觀上可感知的自明的真理。

下面是其中的幾條：物質(zhì)客體都趨于停留在宇宙中心，這個中心“顯然”是地球。物體下落是因為它們有趨向宇宙中心的本能。因此重的物體——也就是那種本能較強的物體——毫無疑問會比輕的物體下落得快。另一方面，在完美的天堂里，各種天體都是以最完美的形狀——圓形——運動的。這些圓都位于以宇宙中心——地球——為球心的球面上。

古希臘科學(xué)有一個致命缺陷：它沒有任何機制來推動達成共識。古希臘人對科學(xué)結(jié)論的實驗檢驗無外乎從政治或?qū)徝赖牧龀霭l(fā)，因此矛盾的觀點引來無休止的爭論。

黃金時代的思想家們?yōu)榭茖W(xué)進步付出了很大努力。然而，沒有一種用以達成某種共識的方法，要想取得進展是不可能的。雖然亞里士多德在他自己所處的時代沒有取得共識，但到了中世紀晚期，他的觀點卻成為教會的官方教條，這主要拜賜托馬斯·阿奎那的努力。

阿奎那將亞里士多德的宇宙學(xué)和物理學(xué)與教會的道德和精神學(xué)說加以配對，創(chuàng)建了一種引人注目的綜合體系。地球，萬物墜落之所在，也是道德“墮落”之人的活動場所；天堂，完美天體運行之所在，是上帝及其天使的境界；在宇宙中的最低點，也就是地球的中心，是地獄。那時，即文藝復(fù)興之初，但丁在他的《神曲》中就采用了這種宇宙圖像，可見這種認識已成為深刻影響西方思想的一種觀點。