趙 云

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，山西 晉中 030800）

淺析牛頓與現(xiàn)代文明世界的誕生

趙 云

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，山西 晉中 030800）

2015年，廣義相對(duì)論提出整整一百年，所有的輿論都指向了偉大的愛(ài)因斯坦改變了我們的世界觀、宇宙觀，與此同時(shí)一部科幻大片《星際穿越》也將人們的視野再一次轉(zhuǎn)向科學(xué)與現(xiàn)代世界的關(guān)系；近期發(fā)現(xiàn)的引力波又讓大眾對(duì)于科學(xué)與人類的未來(lái)充滿期待，而忽略了最重要的部分——現(xiàn)代文明的構(gòu)建恰恰是從牛頓所生活的17世紀(jì)的英國(guó)開(kāi)始的。這篇文章通過(guò)分析17世紀(jì)英國(guó)的科學(xué)背景、宗教以及文化背景，與牛頓同時(shí)代的科學(xué)家之間的關(guān)系，闡述牛頓以及與他同時(shí)代的科學(xué)家對(duì)于現(xiàn)代文明世界構(gòu)建的作用和影響，并提出身處于現(xiàn)代文明的我們應(yīng)當(dāng)如何正確看待這個(gè)時(shí)代的科學(xué)發(fā)展甚至人類文明的發(fā)展，以及如何對(duì)未來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和評(píng)價(jià)。

牛頓；觀念體系；科學(xué)家群體；湯淺現(xiàn)象

在所有人的童年中，牛頓是大家都喜歡的人物，并且都想成為像他一樣偉大的科學(xué)家；但從中學(xué)起，所有人都討厭他，因?yàn)樗蔀榱宋覀兊奈锢砝蠋?，甚至成為了試卷上的考試題。所以無(wú)論牛頓多么偉大，那些受過(guò)義務(wù)教育的普遍大眾對(duì)他敬而遠(yuǎn)之，沒(méi)有好印象，在大多數(shù)人的青春年代為難過(guò)大家。所以，除了我們這些搞科學(xué)研究的人之外，沒(méi)有多少人會(huì)喜歡他。

討論“牛頓與現(xiàn)代文明世界誕生”這個(gè)問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)是因?yàn)樵诮裉爝@個(gè)被電子設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)包圍的時(shí)代，大家獲取知識(shí)的難度大大降低，可是這種求知方式卻與讀書(shū)存在很大不同。利用網(wǎng)絡(luò)求知它的方向是“向前”，即了解這個(gè)世界上有什么新東西、新發(fā)明等，而讀書(shū)學(xué)習(xí)卻是“向后”，這也導(dǎo)致了一種現(xiàn)象，人們會(huì)慢慢發(fā)現(xiàn)自己對(duì)整個(gè)世界毫不了解，小到桌子如何制作出來(lái)，大到強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)如何產(chǎn)生新的物質(zhì)微粒，這是一種空間上的障礙；另外一種是時(shí)間上的障礙，例如太谷為什么叫太谷這樣的問(wèn)題。綜上，我們看起來(lái)雖然是一個(gè)個(gè)活蹦亂跳的自由的人，而實(shí)際上我們都被空間與時(shí)間這兩座高墻圍阻，唯一能夠翻越的辦法就是“向后”看這些知識(shí)。所以，讀書(shū)甚至做科學(xué)研究的終極目的，就是為了搞清楚自然科學(xué)與哲學(xué)的終極目標(biāo)——生命從何而來(lái)，又將去向何方。這個(gè)“來(lái)”在哲學(xué)中指人類的觀念體系，譬如“自由”“平等”“科學(xué)”，這些觀念在中國(guó)倒退幾十年，在西方倒退幾百年沒(méi)有人知道是什么。所以現(xiàn)在的人類生活在一個(gè)觀念體系的“至高點(diǎn)”上，在我們下面的是人類豐富的觀念構(gòu)成的“地基”。比如中國(guó)的雕版印刷術(shù)，來(lái)源于兩河流域的印章文化、印度的佛印文化、中國(guó)的碑板拓片以及中國(guó)的造紙術(shù)與油墨技術(shù)，是多種技術(shù)組合之后的技術(shù)品種。再比如“0”這個(gè)數(shù)字是人類最偉大的發(fā)明之一，如果沒(méi)有0，就沒(méi)有現(xiàn)代數(shù)學(xué)，更不用說(shuō)我們的“物理學(xué)大廈”。而發(fā)明0的印度人，在自己的宗教中，存在“空”這種天然的概念，印度人甚至還精準(zhǔn)地測(cè)量出了許多我們?cè)谡Z(yǔ)文書(shū)當(dāng)中用到的時(shí)間概念，如“1剎那=1念=0.018秒”。所以在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代分析牛頓要比其他時(shí)候更加重要。牛頓不僅是科學(xué)史上的巨匠，為我們創(chuàng)造了力學(xué)三定律、萬(wàn)有引力定律，更重要的是牛頓創(chuàng)造了一整個(gè)時(shí)代的觀念系統(tǒng)，是重大的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。英國(guó)詩(shī)人波普在牛頓去世后寫(xiě)下了聞名世界的墓志銘“自然和自然界的規(guī)律，隱藏在黑暗里。上帝說(shuō)：讓牛頓去吧！于是，一切成為光明”，在今天，它才是牛頓真實(shí)的價(jià)值所在。

在牛頓之前，人類是一個(gè)非?？蓱z的、看老天爺臉色吃飯、在非?？癖┑淖匀恢ο缕堁託埓奈锓N，人類的生存系統(tǒng)非常脆弱。但牛頓這一生只做了一件事，從蘋(píng)果落地到潮汐現(xiàn)象，最后到行星之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，一切井然有序，符合他在紙上寫(xiě)下來(lái)的幾個(gè)定律（力學(xué)三定律，萬(wàn)有引力定律），即我們生活在一個(gè)可以用數(shù)學(xué)來(lái)推算的精密系統(tǒng)中（霍金也曾提出過(guò)“人擇宇宙”的觀點(diǎn)），有規(guī)律可循。更可怕的是，一旦我們掌握了它，便可以繼續(xù)向下延伸。直到今天，我們有了相對(duì)論、量子力學(xué)，并且在不久前“看”到了引力波！雖然還有大量規(guī)律沒(méi)有向我們展現(xiàn)，有些還像謎一樣，我們?nèi)匀豢梢杂脭?shù)論中的知識(shí)來(lái)打趣“世界上，無(wú)理數(shù)比有理數(shù)多得多，那么有道理的事情比沒(méi)有道理的事情多得多”。這一切的一切，牛頓是叩開(kāi)這個(gè)大門(mén)的第一個(gè)人！他讓后來(lái)者看到對(duì)于規(guī)律的追求，然后讓人類可以了解和控制自然，不斷獲得進(jìn)步，是一件可能的事情。所以，英國(guó)人總是非常自豪地說(shuō)，整個(gè)大自然的奧秘是牛頓找到了鑰匙，后來(lái)瓦特拿著牛頓的鑰匙打開(kāi)了工業(yè)革命的大門(mén)……

牛頓的貢獻(xiàn)也不局限于科學(xué)與工業(yè)，他對(duì)政治、經(jīng)濟(jì)、哲學(xué)的影響也是深遠(yuǎn)的。美國(guó)國(guó)父?jìng)兊募抑卸紩?huì)掛牛頓的畫(huà)像，就連美國(guó)第28任總統(tǒng)威爾遜都曾說(shuō)過(guò)“美國(guó)的憲法是臣服于牛頓規(guī)律的”?？此撇幌嚓P(guān)的兩套東西，在實(shí)質(zhì)上是一套思維體系。美國(guó)的憲法是在費(fèi)城的制憲會(huì)議上制定的，從此以后它就像一臺(tái)原型機(jī)，僅僅是進(jìn)行一些小小的修補(bǔ)工作，利用修正案一直運(yùn)作到今天，造就了世界上最強(qiáng)大的國(guó)家。不管人間萬(wàn)象幾多變化，在美國(guó)的國(guó)父?jìng)兛磥?lái)，都可以抽取出幾個(gè)牛頓式的簡(jiǎn)單規(guī)律，一旦找到并且用公式確定下來(lái)之后，就可以永遠(yuǎn)運(yùn)行。

牛頓出生的這一年不僅伽利略去世，同時(shí)也是英國(guó)資產(chǎn)階級(jí)革命爆發(fā)的一年。在這不太平的年代，牛頓又是與他同時(shí)代科學(xué)家中最慘的一個(gè)，波義耳的父親是伯爵，哈雷的父親是商人，只有牛頓出身農(nóng)民而且還是遺腹子。牛頓一生的轉(zhuǎn)折點(diǎn)在1666年，這也成為牛頓的豐收年，也是科學(xué)史上第一個(gè)奇跡年。在這一年，牛頓幾乎做出了他一生所有重要的科學(xué)貢獻(xiàn)，并且他也是第一個(gè)以科學(xué)家身份拿到爵士頭銜的人，他被葬在倫敦的西敏寺，出席葬禮的還有法國(guó)文學(xué)家伏爾泰，從此蘋(píng)果落地的故事就從伏爾泰的書(shū)中進(jìn)入到我們的教科書(shū)中。

作為一個(gè)現(xiàn)代人，我們看到的是一個(gè)花花世界，物質(zhì)生活極大豐富的背后有著科技、政治、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)各種力量，但是這一切都建立在牛頓為我們構(gòu)建的觀念體系之上。人類文明的發(fā)展必然伴隨著觀念的生成過(guò)程，新的觀念體系是疊加在上一代觀念體系之上的，例如現(xiàn)代物理學(xué)所用的兩大利器——量子力學(xué)與相對(duì)論，都是建立在牛頓為我們構(gòu)建的物理學(xué)觀念體系基礎(chǔ)之上成長(zhǎng)起來(lái)的。美國(guó)人想要把自己的民主推廣到全世界，很多人也認(rèn)為美國(guó)的民主好，可是所有人都忽略了它的民主是建立在自己觀念體系的“地基”頂端，如果把這個(gè)“地基”拿掉，那這個(gè)“美麗的”民主就會(huì)將整個(gè)社會(huì)壓垮。從這一點(diǎn)可以看出牛頓的偉大，不僅在于他是偉大的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家，更重要的是牛頓和那一代科學(xué)家構(gòu)筑了我們今天人類文明的觀念的地層，沒(méi)有牛頓，現(xiàn)代文明社會(huì)根本不會(huì)發(fā)生。

想要了解牛頓和那一代科學(xué)家為我們現(xiàn)代社會(huì)構(gòu)建的觀念體系，就必須回到那個(gè)時(shí)代和當(dāng)時(shí)的觀念體系中尋找答案。牛頓以及那一代人開(kāi)天辟地的思想成果，實(shí)際上是從那個(gè)時(shí)代的宗教觀念體系中生長(zhǎng)出來(lái)的。很多人不理解，牛頓作為一個(gè)科學(xué)家，不應(yīng)該有宗教信仰，甚至是封建迷信。而事實(shí)上，科學(xué)是在宗教的土壤里倔強(qiáng)地生長(zhǎng)出來(lái)。一系列的巧合，讓基督教氛圍很濃重的倫敦甚至整個(gè)英國(guó)再一次相信“最終審判日”將發(fā)生在1666年，天空中出現(xiàn)了彗星，英國(guó)的鼠疫，倫敦市區(qū)的大火，就連英國(guó)著名詩(shī)人約翰·多恩在那時(shí)也寫(xiě)下了《喪鐘為誰(shuí)而鳴》。許多做科學(xué)史研究的學(xué)者們也都提出，在當(dāng)時(shí)的這種情緒下，牛頓這一代科學(xué)家才試圖解開(kāi)，上帝對(duì)人類最終命運(yùn)的安排是什么樣的。在那個(gè)時(shí)代，相信宗教的人都認(rèn)為上帝是一個(gè)全能的神，他安排一切事情，并且在人間留下了兩條痕跡，需要有智慧的人去破解。第一條在《圣經(jīng)》中，以文本的方式留下了痕跡，所以牛頓晚年對(duì)《圣經(jīng)》十分感興趣，去解讀它的密碼。

另外一本書(shū)也是上帝留下來(lái)的，就是我們的大自然，我們的宇宙。所以仰觀天象，在宇宙的整個(gè)運(yùn)行規(guī)律中，上帝到底給我們留下了哪些關(guān)于人類最終命運(yùn)的線索，這也是一本可以解讀的書(shū)。對(duì)于牛頓來(lái)說(shuō)，研讀《圣經(jīng)》和研讀整個(gè)天體之間沒(méi)有什么矛盾，這只是兩個(gè)他作戰(zhàn)的戰(zhàn)場(chǎng)而已，所以無(wú)論是萬(wàn)有引力還是力學(xué)三定律，本質(zhì)上都是解讀上帝留下來(lái)的密碼。如果在基督教的觀念體系中思考問(wèn)題，會(huì)擔(dān)憂牛頓這一代人為我們構(gòu)建觀念體系什么時(shí)候破土而出。其實(shí)很多準(zhǔn)備工作已經(jīng)為牛頓做好了，其中最重要的一個(gè)就是科學(xué)方法?，F(xiàn)代人提到科學(xué)方法是一個(gè)默認(rèn)的正確思維方式。科學(xué)方法的實(shí)質(zhì)即用實(shí)證的方法去認(rèn)知世界，什么東西都必須依靠實(shí)驗(yàn)眼見(jiàn)為實(shí)，而這種認(rèn)知世界的方法并不天然。例如亞里士多德在自己的文章里曾提出了這樣的觀點(diǎn)：男人的牙齒比女人多，這種觀點(diǎn)就是相信別人道聽(tīng)途說(shuō)來(lái)的。全世界所有民族都有亞里士多德這樣的觀點(diǎn)：在那個(gè)時(shí)代，先知、經(jīng)典已經(jīng)把該掌握的知識(shí)全部發(fā)現(xiàn)出來(lái)了，我們要么延伸與詮釋，要么重新發(fā)現(xiàn)，譬如中國(guó)的文人常搞托古改制。牛頓一生都認(rèn)為他的發(fā)現(xiàn)在古埃及、古巴比倫時(shí)代就已經(jīng)存在了，自己只不過(guò)是重新發(fā)現(xiàn)罷了，他也不認(rèn)為自己是一個(gè)獨(dú)創(chuàng)者。所以科學(xué)方法聽(tīng)起來(lái)很高尚，但在當(dāng)時(shí)卻是一種奇葩的思維方式；不僅在當(dāng)時(shí)，即便是今天，我們身邊真的出現(xiàn)一個(gè)科學(xué)狂人，你也會(huì)不會(huì)理解他?？茖W(xué)方法的誕生源于歐洲人打開(kāi)了眼界，知道這個(gè)世界上還有大量他們不知道的東西，先人的書(shū)中沒(méi)有記載。第一，大航海，發(fā)現(xiàn)了美洲；第二，伽利略發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡，看到了全新的世界；第三，列文虎克發(fā)明了顯微鏡。橫向、縱向空間的視野忽然變得無(wú)比廣闊，使得科學(xué)方法有了用武之地。并且，科學(xué)方法的唯一優(yōu)點(diǎn)在于可以將不確定的事情變成確定的。在當(dāng)時(shí)皇家學(xué)會(huì)的科學(xué)家中，許多人對(duì)世界的很多現(xiàn)象并不清楚，很多的理論還很不靠譜。但有了科學(xué)方法，就可以用實(shí)證的方法找到靠譜的東西。例如，他們就曾認(rèn)真研究在犀牛角上的蜘蛛是否可以跑掉。

從上我們可以看出，當(dāng)時(shí)英國(guó)的知識(shí)狀況與兩百年前的中國(guó)無(wú)很大差別，但正因?yàn)橛辛丝茖W(xué)方法，它可以讓人類知識(shí)一點(diǎn)點(diǎn)發(fā)生進(jìn)展。例如，中國(guó)有煉丹術(shù)，西方世界有煉金術(shù)，可是中國(guó)只發(fā)明了火藥，而西方誕生了現(xiàn)代化學(xué)，其關(guān)鍵在于煉丹術(shù)追求的結(jié)果——長(zhǎng)生不老這個(gè)結(jié)論很難驗(yàn)證，而煉金術(shù)的結(jié)果是正確的。我們現(xiàn)代許多的化學(xué)符號(hào)都是當(dāng)年牛頓這一代煉金術(shù)士留下的。英國(guó)著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家凱恩斯曾發(fā)表演說(shuō)“牛頓不是現(xiàn)代社會(huì)的第一人，而是最后一個(gè)魔法師?！彼巧弦粋€(gè)時(shí)代的魔法師，也是新時(shí)代的奠基人。

最后，構(gòu)建現(xiàn)代社會(huì)觀念體系的最后一個(gè)原因即是科學(xué)家群體的出現(xiàn)。這是人類科學(xué)史上一個(gè)非常獨(dú)特的現(xiàn)象，即某一個(gè)國(guó)家，突然出現(xiàn)一群人，如牛頓、胡克、哈雷等，即“湯淺現(xiàn)象”，16世紀(jì)的科學(xué)家都在意大利，17世紀(jì)轉(zhuǎn)移到了英國(guó)，18世紀(jì)到了法國(guó)，19世紀(jì)輪到德國(guó)，直到20世紀(jì)美國(guó)才出現(xiàn)科學(xué)人才。所以，當(dāng)一幫人出現(xiàn)時(shí)，新的觀念才能夠破土而出，建立全新的觀念體系。除此之外，科學(xué)家群體的出現(xiàn)所帶來(lái)的另外一個(gè)結(jié)果是說(shuō)話方式的轉(zhuǎn)變，以前人們說(shuō)話謙虛而繁瑣，可是科學(xué)家之間，目的十分明確，所以直接、不文雅的表達(dá)方式成為了科學(xué)家群體的主體語(yǔ)言，即語(yǔ)言的簡(jiǎn)化趨勢(shì)，科學(xué)家也有很大貢獻(xiàn)?？茖W(xué)家群體出現(xiàn)的最后一個(gè)附帶效應(yīng)是彼此之間的競(jìng)爭(zhēng)變得越發(fā)激烈，尤其是一些科學(xué)成果的發(fā)明權(quán)，最讓大家熟悉的莫過(guò)于牛頓與萊布尼茨關(guān)于微積分的發(fā)現(xiàn)權(quán)之爭(zhēng)。

綜上所述，人類歷史往往只有在特定時(shí)間、特定國(guó)家、特定圈層里的人，才有機(jī)會(huì)和幸運(yùn)構(gòu)筑一個(gè)新的觀念體系，將整個(gè)人類文明向上提高到一個(gè)全新的高度。在牛頓之后，直到20世紀(jì)才出現(xiàn)愛(ài)因斯坦、波爾這、薛定諤一代人，構(gòu)建下一個(gè)觀念體系，類似的1905年為愛(ài)因斯坦的豐收年，也稱為科學(xué)史上第二個(gè)奇跡之年。所以，當(dāng)我們回首牛頓的一生，就可以理解牛頓的后半生，都不如1666年這一年的成果，并不是因?yàn)榕ｎD墮落了，而是因?yàn)橛^念體系的突破僅僅是一個(gè)小窗口，傾盡才智，也只能完成那樣的突破，而更大的突破要再等一百年甚至幾百年。

當(dāng)我們以這個(gè)角度出發(fā)觀察科學(xué)史和人類文明史，得出的結(jié)論會(huì)發(fā)生改變。例如，對(duì)科學(xué)技術(shù)的未來(lái)是悲觀還是樂(lè)觀，會(huì)產(chǎn)生不同推測(cè)。如著名的“奇點(diǎn)”理論家?guī)炱濏f爾曾在自己的書(shū)中提到，2046年奇點(diǎn)來(lái)臨，之后是科技大爆發(fā)；也有科學(xué)家說(shuō)它是“低垂之果”，我們現(xiàn)在看到的眼花繚亂的世界，享受著互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的便利，這一切都是建立在阿蘭·圖靈與馮·諾伊曼這一代數(shù)學(xué)家與計(jì)算機(jī)科學(xué)家建立的觀念體系之上，我們?cè)谙碛盟麄冊(cè)苑N的果實(shí)，并且越吃越少。

更加客觀地說(shuō)，我們現(xiàn)在所擁有的現(xiàn)代文明，只從對(duì)與錯(cuò)來(lái)分析會(huì)顯得過(guò)于膚淺。值得我們深思的是：現(xiàn)代文明是建立在人類的觀念體系的頂端，每一個(gè)我們確信與認(rèn)可的觀念，都有其自身逐漸發(fā)展、生長(zhǎng)、修正的過(guò)程，所以它們并不是天然就正確，只有深入了解牛頓與現(xiàn)代文明構(gòu)建的內(nèi)在關(guān)系，我們不僅可以了解什么是對(duì)的，更重要的是知道它什么時(shí)候開(kāi)始走向正確，一邊品嘗科學(xué)的果實(shí)，一邊避免現(xiàn)代文明給人類帶來(lái)的傲慢。

[1]科學(xué)家群體研究的七個(gè)層面[J]. 自然辯證法研究，2014（5）：101-106.

[2]“湯淺現(xiàn)象”內(nèi)涵解析及其現(xiàn)實(shí)意義[J].社會(huì)科學(xué)論壇：學(xué)術(shù)研究卷，2007（7）：4-8.

[3]科學(xué)的歷程[M].長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2013.

[4]福爾.牛頓傳[M].北京：中國(guó)對(duì)外翻譯出版公司，1999.

[5]牛頓的科學(xué)發(fā)現(xiàn)與科學(xué)思想[M].長(zhǎng)沙：湖南教育出版社，1989.

[6]王克迪.論牛頓的宇宙論思想[J].自然辯證法通訊，2001（5）：60-67.

[7]牛頓引力論對(duì)于天體研究的影響及其與廣義相對(duì)論的關(guān)系[J].自然雜志，1987.

[8]“0”的起源與印度佛教[J]. 文苑：經(jīng)典選讀，2012（6）：77.

[9]爾. 奇點(diǎn)臨近[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

G02

A

趙云（1985-），男，天文學(xué)碩士，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院教師，天文學(xué)、物理學(xué)，時(shí)間簡(jiǎn)史（天文學(xué)、物理學(xué)通識(shí)課）。