牛頓「自然哲學」之巨大革命:權威終可被公開批評

牛頓「自然哲學」之巨大革命:權威終可被公開批評
曼徹斯特大學圖書館的《原理》初版。Photo Credit: Paul Hermans, CC BY-SA 3.0
我們想讓你知道的是

這在人類歷史上,是一個特殊的啟蒙時刻。如同亞歷山大.波普(Alexander Pope)著名的詩所述:自然與自然定律隱藏在黑夜中;上帝說,讓牛頓來。於是,一切頓時光明。

文:布萊恩・麥奇(Bryan Magee)

牛頓,至高無上的科學家

If I have seen further it is by st anding on the shoulders of giants.

如果我可以看得更遠,那是因為我站在巨人們的肩膀上。

——牛頓(Isaac Newton)

接下來要介紹的牛頓(Isaac Newton,西元1642∼1727年),或許可以說是歷史上最厲害的科學家,最偉大的天才。他才剛嶄露頭角,大約23∼24歲,就正確分析出光的構成要素,發明了微積分,而且不只是清楚地陳述了地心引力的概念,更導出了地心引力的法則;這些全都是在他工作第一年內完成的。

68圖-皇家天文台
皇家天文臺(The Royal Observatory):查理二世(Charles II)於1675年創建,由克里斯多佛.雷恩爵士(Sir Christopher Wren)設計。這座位在英國格林威治的皇家天文臺,目的是要拓展天體方面的知識,有助於提升航海術。

他重新修訂和校正了克卜勒和伽利略的觀念,舉例來說,他調整了克卜勒的三大行星運動定律的公式,成為後來眾所周知的牛頓運動定律,並且慢慢建構起一個數學化的物理系統,讓他可以將行星系統描繪成一個完整且精確的圖像。這些成果都刊登在1687年,他出版的《原理》(Principia,這是縮寫,原本的拉丁文書名更長)一書中,這本書讓他聲名遠播。

牛頓在知識上的成就令人歡欣鼓舞,不過54年前(西元1633年),羅馬教宗還因為伽利略主張地球自轉而公開譴責他,而如今牛頓做出了整個行星體系的精確運作模型。

這種研究命名為「自然哲學」,因為它的目的是理解大自然的運作。哲學和科學的差異在這時尚未區分,那是下一個世紀的事情了。與此同時,自然哲學引發了一個前所未有的巨大革命,徹底改變了大眾思考方式。畢達哥拉斯曾發表整個物質世界都能用數學來解釋的洞見,而兩千年後,他終於獲得平反及證據。

68圖-牛頓發現的那一刻
牛頓發現的那一刻(Discovery):據說在1666年,牛頓看到蘋果從花園中的樹上掉下來時,突然領悟到萬有引力可能有更重要的作用。牛頓猜想,地球使蘋果掉落的力量,是否和地球使月亮朝下移動,並落入繞行地球的橢圓軌道的力量相同。

如今已經確立物理宇宙的運作確實遵循某種定律,而人類已能辨識這些定律,也能以數學方程式來表達。由於這些方程式的恆常性,首次賦予了人類進行科學預測的能力。不論任何物理系統,只要能得知其現狀的完整描述,我們就可以藉由牛頓定律的幫助,精確地預測未來這個系統的狀態將是如何。這使得許多了解新科學的人產生前所未有的支配感,彷彿以他們的理解就能馴服宇宙。

後來牛頓的力學被運用在機器發展上,間接促使了工業革命,導致這種無所不能的感覺在隨後的數個世代裡更為膨脹。人類似乎成了自然界的主宰,不只是理論的詮釋上,也體現在實際宰制和開發上。

此外,地球不僅不是宇宙的中心,還只是一個小恆星系統裡的一個小小的行星,讓人類愈來愈難相信整個宇宙存在的目的和我們有關。甚至有愈來愈多人不相信上帝的存在,認為人類自身,才是這個已知世界的主宰;這在接下來的三個世紀裡成為西方文明的主流思想。

68-69圖-發條宇宙
發條宇宙(The Clockwork Universe):這個太陽系儀以太陽為中心,而地球和月球繞行其外,是由洛里(John Rowley)在1712年建造完成。因為這是為第四代歐瑞里伯爵(The Fourth Earl of Orrery)製造的,所以就命名為Orrery。它反映出牛頓將宇宙視為一個巨大機器的觀點。
新的世界觀——翻轉傳統與權威

上述種種發現徹底改變了傳統思考結構以及權威的角色。人們愈來愈相信,在追求真理的道路上,傳統是一個累贅,而權威沒有置喙的餘地。

任何以「X為真」這種形式的陳述,不再有人問:「哪一個權威說的?」而是問:「你的證據是什麼?你的證明在哪裡?」權威終於也成為可以公開批評和質疑的對象,就如同其他事情一樣。

當然,這些偉大的知識改革要臻至成熟還需要時間,但是它們卻扮演了一個重要的角色,為中世紀畫下尾聲。

天主教會失去了對歐洲知識分子及文化生活的控制,尤其是那些信奉新教的國家,或許在仍然信奉天主教的國家多撐了一段時間,但到最後,教會還是幾乎完全失去了控制權。

70圖2-新的知識
新的知識(The New Learning):人類掌控自己的命運。到了中古世紀末期,天主教會已經失去了對於歐洲知識分子生活態度及價值觀的控制權。

在科學的層面上,這個被拋棄的世界觀基本上屬於亞里斯多德主義。前文提過,在中古時代的最後幾個世紀中,思想家們如雨後春筍紛紛冒出頭來,並在托馬斯時達到高峰,他們努力要將亞里斯多德的作品整合進天主教會的世界觀中。在某個程度上他們是成功的,然而一個無可避免的後果是,歷經了文藝復興到宗教改革等幾個時期後,歐洲知識界和文化生活的領導人物紛紛拋棄或不再理會基督宗教的宰制,這不僅意味著反對教會和《聖經》的權威,也反駁了亞里斯多德的權威。所以這個新的科學世界觀必然得努力幾個世代來站穩腳步,以對抗亞里斯多德的世界觀。

Where the statue stood Of Newton, with his prism and silent face,The marble index of a mind for ever Voyaging through strange seas of Thought, alone.

那裡矗立著牛頓的塑像,帶著方正而沉靜的臉孔,這個堅實的靈魂,永遠孤獨地航行在陌生的思想之海。

——威廉.華茲華斯(William Wordsworth)

牛頓重要作品

在他的《原理》中,牛頓以數學方程式說明了萬有引力理論和三個運動定律。在《光學》中則證明了白色的光,是由可見光譜上的所有顏色(從紅色到紫色)組成。

69圖-牛頓的《原理》
牛頓的《原理》(Newton’s Principia):牛頓最重要的書,一冊裝的《原理》,解釋了他三個運動法則和萬有引力的理論,其中也證明了正是萬有引力的力量讓行星得以在繞行太陽的軌道上運轉。

法國的景觀建築師安德烈.勒諾特讓古典園藝風格臻至完美。他設計的凡爾賽和子爵城堡的花園是當時最完美的象徵。他利用寬廣的平臺,還有從房子主要入口延伸而出的主要軸線,來達到幾何學式的平衡,包括扶手欄杆、噴水池和塑像的擺設,都是相互對稱。

70圖-華麗的形式
華麗的形式(Formal Splendor):由安德烈.勒諾特(André Le Nôtre)所設計的子爵城堡(Vaux-le Vicomte,西元1656∼1661年)花園非常強調軸線。一絲不苟的細節和幾何圖形的設計,皆取材於數學公式,表現出17世紀的哲學思想。
“God said, Let Newton be!”
「上帝說,讓牛頓來。」

How Could Belief in God be Reconciled with th e Revelations of Science?

要如何才能夠調和上帝的信仰以及科學的發現呢?

一般認為艾薩克.牛頓是唯一除了愛因斯坦之外,史上最偉大的科學家。其中最值得稱道的是,他是第一個對於地球在太空中的運動,還有行星系統(地球只是這系統的一部分)的運作提供大量精確說明的人。

人類居住在地球表面上已經幾十萬年,卻無法了解我們在太空中的家本質為何,而牛頓將其揭露出來。這在人類歷史上,是一個特殊的啟蒙時刻。如同亞歷山大.波普(Alexander Pope)著名的詩所述:自然與自然定律隱藏在黑夜中;上帝說,讓牛頓來。

於是,一切頓時光明。

但是牛頓揭露出來的,不只是萬事萬物的整個體系。他的定律也能應用在所有地球表面上物體的運動。它將靜力學和動力學帶向顛峰,並加以應用在科技上,促使工業革命發生,也因此改變了地球的面貌—更不用說,改變了人類社會的本質。

牛頓的作品對於哲學影響甚鉅。此後,每一位哲學家都必須遵循新科學,任何對實在界的描述都必須以合理的方式,與科學所揭露的實在界整合。不只如此,任何知識的本質、求得的方式,以及理論基礎,都必須符合科學,才能獲得信賴。

Isaac_Newton,_English_School,_1715-20
Photo Credit:Bonhams@ CC0 Public Domain

所有科學涉及的範圍,教會和國家的古老權威幾乎就不復存在。「真理是什麼」已經不再仰賴於這些權威說了什麼,如今,真理是以獨立於權威之外、獨自運作的方法所建立。過去的權威已無法再左右社會大眾的智性發展。

人們也開始質疑對自己的認知。假如天空中所有事物的運動都受制於科學的法則,那我們的身體呢?是否跟所有其他事物一樣,受制於科學的法則呢?如果是這樣的話,還有所謂的自由意志嗎?我們難道不是受到自己身體的控制嗎?如果沒有自由意志,是否也就不存在道德?假如科學能夠清楚而精準地解釋所有的物理現象,為什麼還需要相信上帝?

在牛頓之後100年,有一些偉大的哲學家專心致力於研究這些問題。要如何才能夠調和上帝的信仰以及科學的發現呢?在一個被科學法則宰制的世界裡,道德要如何發揮作用呢?在一個決定論的宇宙中,如何會有自由意志的存在?牛頓的作品所引發的討論,不只是科學方面,也包括了哲學層面。

相關書摘 ►哲學、科學與藝術彼此並不矛盾,三者探索相同的世界

書籍介紹

本文摘錄自《DK全彩圖解版 西洋哲學史2500年:牛津大學哲學導師Dr. Magee從繪畫、雕刻、善本、遺跡及歷史照片,還原古希臘到21世紀初各時代思潮氛圍(燙金精裝版)》,野人出版

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作者:布萊恩・麥奇(Bryan Magee)
譯者:王尚文、彭如婉、蔡偉鼎、蕭郁雯

牛津大學哲學導師Dr. Magee麥奇教授跨領域傾囊相授
388幅全彩圖片,DK編輯團隊跨時空圖解西洋哲學史2500年

  • 特色一.縱覽2500年,九大哲學思潮時期

以時代為軸線,從古希臘從蘇格拉底、柏拉圖、聖.奧古斯丁、洛克、尼采到21世紀初的波柏等哲學家們,介紹引領思想風潮的代表哲學家、派別,呈現出不同時代的關注焦點實況。

  • 特色二.橫向並陳同時代多角度辯證思考模式

在相同時代中,依序介紹不同哲學家的不同觀點,同時可看到正、反、側面,或層層深入等多角度的辯證思考方式。

  • 特色三.古今哲學家的跨時代對話

針對影響後世深遠的哲學家或哲學觀點,作者廣泛涉獵背景資料,找到影響哲學家生命和作品的歷史脈絡,同步引證後世當代哲學學者的理解與詮釋,展現這些哲學家們彼此的傳承關係。

  • 特色四.圖像式還原各時代的思潮氛圍、哲學命題的發生起點

以各式各樣的繪畫、雕刻、善本、遺跡及歷史照片,烘托出每一個時代氛圍,進而推導出當時為什麼會發展出這樣的哲學課題,並得知每個哲學概念對後世的影響層面有多大、多廣。

布萊恩.麥奇教授對於哲學深刻的了解以及複雜之處的細膩掌握,寫出了一本既適合大眾,又適合於專業學生的哲學入門書。

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Photo Credit: 野人出版

責任編輯:翁世航
核稿編輯:潘柏翰