月球表面其實光滑無比,只是我們一直看不到?

月球表面其實光滑無比,只是我們一直看不到?

我們想讓你知道的是

在伽利略發明望遠鏡之前,所有天文學家都相信亞里士多德所設下的天文學系統,一方面認為地球是宇宙中心,另一方面也認為所有天體都必定是完美球體,而且表面一定光滑無比。

作者︰嚴振邦

今年中秋節剛過了,大家晚上有沒有去賞月?驚聞今年原來八月十七的月光才是最圓[註],忍不住想起了不是神探那個伽利略的一段故事。

我們現在一般人都知道,月球表面凹凸不平,有時嘴巴賤賤之輩,甚至會用「月球表面」來形容皮膚不好的人。問題是,我們可以怎樣證明月球表面真的是凹凸不平?

伽利略的望遠鏡

大家知道嗎?原來在伽利略發明望遠鏡之前,所有天文學家都相信亞里士多德所設下的天文學系統,一方面認為地球是宇宙中心,另一方面也認為所有天體都必定是完美球體,而且表面一定光滑無比。

然而,伽利略發明了天文望遠鏡,第一次讓人類直接看到月球表面。他發現,我們之前的理論都是錯的,月球表面充滿高山,高低不平。

當時很多天文學家都不認同伽利略的結論。有些認為因為望遠鏡會使光折射,所以看出來的影像會失真。有些認為就算人能在中短距離用望遠鏡準確觀察事物,但在遠距離卻不一定可以。

但哲學上最有趣的回應來自天文學家Lodovico delleColombe。他認為就算望遠鏡可信,也只代表月球表面「看起來」凹凸不平,而不代表月球表面「真的」凹凸不平。他認為,有可能其實月球表面看起來凹下去的位置,都填滿了透明的物質,所以其實月球表面是光滑無比的,只是因為我們看不到那些透明物質,才以為它不是完美球體。

實驗觀察能決定哪個理論正確?

好了,大家可能都認為這些明顯的廢話,笑笑就好,不值得回應。問題是,當以前人類還沒登陸月球時,我們又能怎樣否定Colombe的理論?我們以往學習科學史時,都好像很簡單的,只要有一些重要的實驗觀測,就可以一槌定音地否定當時流行的理論。伽利略只要一用望遠鏡觀察到月球表面,就推翻了舊有理論似的。但現實的情況是,Colombe只要加少許理論修正,就能讓當時流行的亞里士多德理論同樣脗合我們的觀察。當亞里士多德和伽利略的理論都會作出一樣的預測時,我們又怎可說伽理略的理論才對?

不要忘記,任何一個流行的理論,都不是無的放矢地成為最受歡迎的理論。如亞里士多德的理論就跟當時很多其他觀察脗合,所以為當時科學家所相信(如那時的天文學已可以預測大部分行星的軌跡)。而Colombe的理論因為符合亞氏理論的系統,所以其實對當代天文學家來說,Colombe的說法可能更有說服力。

原來實驗觀察沒有我們想象中的厲害,不是純粹用實驗就可以決定哪個理論是對,哪個理論是錯。但若不是用實驗觀察的結果,我們又能怎樣證實理論是正確的呢?若你是伽利略,你可以怎樣反駁Colombe呢?我們是不是要等幾百年,人類登陸月球了,才可以相信伽利略的理論?

大家又有沒有想過,原來科學理論其實並沒有想象中那麼客觀和簡單呢?

以彼之道,還施彼身

伽利略當然不是沒有回應啦。伽利略用反諷的語氣,指「月球當然不是個表面光滑的完美球體」,因為在 Comlombe 你說的這些透明物質上,其實還有更多由這些物質所形成的高山在上面呢!伽利略這樣的意思是︰你不能訴諸無知,說因為我沒有辦法證明這些透明物質不存在它就存在,不然我也可以用同樣的方法來說有很多透明高山存在,而又因為你不能否證,所以月球就不圓。

伽利略的回應很睿智,也帶出了重要的論點。但對科學哲學來說,問題仍然未解決。很多時候,舊有的理論其實只要稍為修訂,就能跟新的理論有同等理論預測,而且時很多修訂也不會如Colombe這回應看起來這樣硬來(事實上很多科學哲學家不一定覺得 Colombe的回應是硬來的,不過這問題較複雜,要另文討論)。若大部分理論都可以透過修訂而能作出同樣預測,那還有甚麼原則讓我們決定哪個理論是對呢?

註腳︰

本文獲授權轉載,原文見好青年荼毒室(哲學部)

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責任編輯:tnlhk
核稿編輯︰歐嘉俊


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