第19章　新科学发展过程中的哲学性/概念性关联

17世纪是个美妙的时代，出现了数量众多的变革，包括科学、哲学、宗教和政治等领域的变革。这些领域之间的相互作用和相互促进令人惊叹，而且与人们通常所认为的情形大为不同。17世纪哲学/概念领域的变革影响了科学发现，反之亦然；同样地，宗教、政治和科学领域的变革也都对彼此产生了相互影响。

本章的主要目标是解释这些领域如何可以相互影响。由于篇幅所限，我们无法细致讨论，但至少可以大致了解这些看起来不同的领域对彼此所造成的影响。具体来说，我们将研究的内容包括尼古劳斯·冯·库斯和乔达诺·布鲁诺的某些宗教和哲学观点如何影响了17世纪的发展，以及原子论中某些从很大程度上说是形而上学的观点是如何在这个过程中发挥作用的。以上只是两个例子，但已足以让我们体会到这些看似不相关的理论是如何相互影响、相互联系的。首先，我们将探讨某些关于宇宙大小的命题。

｜宇宙的尺寸｜

回忆一下，根据亚里士多德世界观，宇宙应该相对较小。恒星被认为镶嵌在一个球面上，球面的中心就是地球的中心。这个球面通常被称为恒星球面，被认为是宇宙最外侧的边界。尽管我们的前人认为宇宙很大，但还是无法想象宇宙到底能有多浩瀚。事实上，相对于我们对宇宙大小的概念，他们所知道的宇宙仍然相对较小。

这个相对较小的宇宙的概念，在17世纪将出现变化。在望远镜的帮助下，伽利略发现了无数前所未知的恒星，这本身就意味着宇宙可能比人们先前所认为的要大得多。说得更直接一点，如果要让更多的人接受“地球围绕太阳运转”的观点，就需要有一个更大的宇宙。回忆一下，对于“为什么地球必须是静止的”，托勒密最强有力的论据是，我们没有观察到恒星视差。也就是说，如果地球围绕太阳运转，那么我们的运动应该会造成恒星之间相对位置的明显偏移。但是，由于我们没有观察到这样的偏移，也就是说我们没有观察到恒星视差，那么地球一定没有在运动。

我们在第10章中已经讨论过了，这是关于地球静止的一个强有力论据，如果在没有观察到恒星视差的情况下要使“地球在运动”的观点成立，那么只能有一种可能，那就是恒星与地球之间的距离比亚里士多德世界观中所认为的要更加遥远，远到难以想象。所以，现在既然地球已经显然是围绕太阳运转的，我们也就必须承认宇宙比我们曾经所想象的要浩瀚得多。

在16世纪晚期和17世纪早期，如果说宇宙很大，也许是无限大，是很难让人接受的。即使是今天，宇宙的大小仍然让人难以想象。我们所说的宇宙到底有多大，这值得花点时间来理解一下。让我们首先思考一下太阳和太阳系。要了解太阳和太阳系的大小，让我们假设有一个太阳系的模型。我们要首先给模型确定一个比例尺，那么就让我们把地球想象成一个常见的地球仪那么大（通常直径为1英尺）。如果地球的大小与一个常见的地球仪相当，那么太阳就相当于一幢10层高的大楼，距离地球大约2英里。让我们暂停一下，想象一下这个情形：地球就是一个地球仪，太阳在2英里开外。刚刚我们所考虑的太阳与地球之间的距离，其实已经是一个相当远的距离了。根据这个比例尺，我们所在的太阳系中，距离太阳最遥远的行星，大小就会与一个网球相当，而且将会在80英里之外。同样，让我们再停下来想一想这个情形：一幢10层高的大楼代表太阳，在距其2英里处，有一个直径1英尺的地球仪代表地球，而在距其80英里处，有一颗网球代表太阳系中最遥远的行星。是的，太阳系非常巨大。事实上，我们所认为的太阳系的大小，已经远远超过了我们的前人所认为的整个宇宙的大小。

现在，请注意，太阳只是银河系中上千亿颗恒星中的一颗。根据前面所描述的比例尺，也就是，如果地球是一个常见的地球仪那么大，那么除太阳以外，距离地球最近的恒星将位于500000英里之外。在整个宇宙范围内，这颗恒星是紧挨着我们的邻居，那么在银河系中距离地球最近的邻居将在500000英里之外。简言之，恒星彼此之间隔着巨大的空间。

除此之外，到目前为止我们所讨论的仍然是自己所在的星系，也就是银河系。银河系由我们所在的宇宙区域内上千亿颗恒星组成。顺带提一下，即使在最黑暗的夜晚，你也只能看到这些恒星中很小的一部分，大约有3000颗，而且你所看到的所有恒星都是银河系中的恒星。

由于有数以千亿计的恒星存在，理解我们所在星系之浩瀚是非常困难的。然而，在看得见的宇宙中，我们所在的星系只是数以千亿计的星系之一，每一个这样的星系都像我们所在的银河系一样包含上千亿颗恒星。就算是对我们来说，当我们停下来仔细想一想，也会发现宇宙之大，难以想象。

现在，请尝试想象自己生活在17世纪早期的欧洲。从小到大，你所接受的观点极有可能都是上帝为人类创造了宇宙，你也很可能认为“宇宙相对较小、较舒适，且地球位于宇宙中心”是很有道理的。这样的画面看起来很舒服，画面中的宇宙看起来似乎有道理。然而，现在，几乎是一夜之间，就有了理由来认为地球不是宇宙中心，宇宙一点也不小、不舒适，而是大到超乎一切想象。我们的地球就像落入大海中的一滴水。要理解这些观点在当时有多么让人难以接受，一点都不困难。

在此之前的几个世纪里，几个哲学家和神学家都曾经从哲学角度提出，宇宙是无限大的，其中有无限多的恒星，唯有这样的宇宙才可以与无限伟大的上帝相称。这些人中最值得注意的是尼古劳斯·冯·库斯（1401—1464）和乔达诺·布鲁诺（1548—1600）。这里，必须强调的是尼古劳斯·冯·库斯和乔达诺·布鲁诺都不是科学家，他们的观点几乎全都是以哲学和宗教为基础的。

在其有生之年，冯·库斯和布鲁诺关于宇宙无限大的观点都没有得到广泛认可。（比如，布鲁诺因其观点而遭受宗教裁判迫害，在1600年被当作异教徒而活活烧死）。然而，到了17世纪早期，人们对于“宇宙很大，而且可能是无限大”的认识开始逐渐变得清晰，此时冯·库斯和布鲁诺的观点则使这个“宇宙无限大”的观点变得更易于接受了。他们认为，无限大的宇宙反映了上帝的无限伟大，这个观点有助于使这些难以理解的新观点得到接受。

从某种意义上说，我们现在所讨论的就像是某种概念上的创可贴。在17世纪，我们不得不接受宇宙比我们曾经所想象的要大得多的观点。从概念上来说，这个巨大的宇宙并没有什么意义，我们需要某种方法使这个新观点与我们对整个宇宙的认识拼合在一起。冯·库斯和布鲁诺的观点发挥了这个作用，也就是在关于宇宙大小的新观点融入当时现存世界观的过程中，两人关于“无限大的宇宙反映了上帝之无限伟大”的观点发挥了作用。

不仅如此，同时值得注意的是，冯·库斯和布鲁诺的观点还与一种被称为“原子论”的古老哲学联系在了一起。原子论可以追溯到古希腊哲学家留基伯和德谟克利特（公元前5世纪），以及继承了这两人思想的伊壁鸠鲁（公元前341—公元前270年）和卢克莱修（公元前99—公元前55年）。后来，原子论在16世纪晚期和17世纪成为在欧洲广受欢迎的一种观点（在17世纪，这种原子论观点通常被称为“微粒”观点）。原子论在这一时期复兴，背后有很多原因，其中部分原因就与冯·库斯和布鲁诺的哲学变得越来越受欢迎有关。

根据原子论，世界说到底是由原子和虚空两部分组成的。原子被认为是微小的、不可分割的粒子，也就是实际上可能存在的最小粒子。另一方面，虚空与我们所知的真空十分相像，也就是说，是一个完全空旷的空间。有些原子聚集在一起，形成了我们在身边所看见的物体。另外有一些原子只是在空旷的空间（也就是虚空）中飞过。在虚空中飞过的这些原子，其运动模式就像台球一样，也就是说，它们沿直线运动，除非与其他单个或多个原子发生碰撞。如果发生了碰撞，这些原子会像台球碰撞后弹开一样彼此弹开。

原子论更多的是一个形而上学的哲学性/概念性观点，而不是一个经验性观点。不可能观察到原子在虚空中运动，也不存在任何好的经验证据来支持“世界归根结底由原子和虚空组成”这一观点。然而，尽管原子论更多的是一个哲学性/概念性观点，但仍然可以与当时逐渐兴起的观点很好地拼合在一起，而且在发展新的科学观点方面成果显著。

举个例子，思考一下惯性定律。根据惯性定律，一个运动的物体将会永远保持直线运动，除非有外力作用于它。我们在前面讨论过，笛卡尔是第一个对现在所说的惯性定律进行清晰表述的人。笛卡尔受到了原子论观点（或微粒观点）的影响，但这并不是巧合。回忆一下，我们在前面讨论过，惯性定律是一个特别反直觉的定律，而且是17世纪时人们所能得出的比较难以理解的定律之一。然而，思考一下原子论和无限大的宇宙。让我们关注一个在空间中运动的原子，并假设这个原子绝不会与另一个原子相碰撞。根据原子论，这个原子将会如何运动？答案是：它将永远保持直线运动。然而，这实际上就是惯性定律了。换句话说，如果接受了“宇宙无限大”的概念，而且根据原子论来认识整个宇宙，那么惯性定律就不那么难以理解了。因此，我们发现，“宇宙无限大”的概念和原子论哲学有助于人们理解17世纪发现的主要科学定律，也就是惯性定律。

重点是，我不想让你觉得惯性定律的发现只是接受“宇宙无限大”的概念并同时运用原子论哲学的结果。惯性定律是通过各种实验、运用了认识宇宙的新方法并由很多人在很长一段时间内付出了巨大努力后才发现的。不过，就像与宇宙大小有关的情形一样，有些领域通常被认为是相互独立的，但彼此之间的相互影响事实上多到令人惊讶。

17世纪的发展和变革是一个非常复杂的故事，我们在前面只是简要讨论了一部分。认识到“宇宙很大，可能无限大”，以及发现惯性定律，主要是科学领域的命题。但是，正如我们在前面讨论中所看到的，与这些科学领域新观点的发现和接受相关的，是大量形而上学的、哲学性/概念性以及宗教领域内的观点，这些观点数量之多，超乎想象。

｜结语｜

在本章开头，我们强调了，17世纪是充满变革的时代，包括哲学/概念领域变革、宗教变革、政治变革，当然还有科学领域的变革。我们的目标是在这简短的一章中大致了解一下某些哲学性/概念性观点与某些更直接明确的科学观点是如何相互影响并推动彼此发展的。这些领域之间的互动非常复杂而迷人，在这一章中，我们对此至少有了一些体会。