《世界的和谐》书评

和谐宇宙的探索

□瑶草每一个科学家力图将自己描绘世界的模型做成和谐的或者说优雅的。“和谐”这个词来源于开普勒的巨著《世界的和谐（Harmonices Mundi，1619）》，开普勒力求用音乐的和谐比附行星运行的和谐，从而最终描绘出一个和谐的宇宙。霍金则用“优雅”这个词来表达相同的意思，并且对“优雅”给出了三个进一步的解释“包含很少任意或者可调整的元素；和全部已有的观测一致并能解释之；对将来的观测作详细的预言，如果预言不成立，观测能证伪这个模型”。第三个冗长的解释其实来源于波普尔（K.R.Popper）的“证伪主义”（falsificationism）,即认为只有那些通过实践（观测、实验等）能够对其构成检验的学说才是有助于科学进步的，这样的学说具有“可证伪性”（falsifiability）。 拿这个标准去衡量古往今来的各种学说是否科学，无往而不利。一些无视科学史的人们，认为符合现代科学的观点就是有益的，不符合的就是落后甚至迷信的。其实一项科学模型能够在历史上占有一席之地，正在于其是否提供了坚实的阶梯，使得来者能够步武其后，而不在于其绝对海拔高度。且以北大出版社2011年新出版的《世界的和谐》为例，看一看我们今日读科学史上的元典，沿着巨人脚印前进，如何以这三个思路进行。从第一个条件出发，之所以说开普勒发展了哥白尼的学说，一个标准在于开普勒的描绘大大简化了哥白尼的计算。托勒密的天体运动需要77个正圆，哥白尼需要34个正圆，而开普勒只需要7个椭圆就阐释清楚了。当一种理论以更为简洁有效的模式出现的时候，我们直觉上感觉到，距离真理又近了一步。 从第二个条件出发，我们可以解释开普勒的老师第谷·布拉赫（Tycho Brahe，1546～1601）坚持地心说而非日心说，何以不是开历史倒车，而是必不可少的进步中的一环。第谷的模型计算尽管将地球作为中心，但由于第谷本人乃是以肉眼测星空前绝后的大师，他的观测精度决定了其体系的精密，与现实星象的吻合度比哥白尼更胜一筹。因而明末清初的传教士给中国带来的一直是第谷的天文体系。更重要的是，第谷的观测水平远在身体孱弱，视力衰弱的开普勒之上。正是第谷临终前对开普勒的那段话：“除了火星所给与你的麻烦之外，其他一切麻烦都没有了。火星我也要交托于你，它是够一个人麻烦的”，让开普勒找到了下手的入口，最终从火星不合圆周的轨道，推断出椭圆轨道的定律。 从第三个条件出发，第谷和开普勒都是基于事实出发构建模型，由模型推断行星运转起止，从而修订模型，甚至不惜用今日之开普勒，打倒昔日之开普勒。开普勒之所以能够受知于第谷，在于他青年时期所写的《宇宙的奥秘》，用正多面体来解释行星运行的“天球”，而在《世界的和谐》一书中，他已经完全摈弃了立体的天球而转为平面的轨道，从而揭示了行星周期与平均对日距离的数学公式，完成了三大定律。正多面体的数学模型是开普勒研究的基础和出发点，但开普勒并未画地为牢，当实际观测与他的模型误差值大于预期的时候，修订乃至重建模型是最有成效的科学进步。与此对比，多才多艺的开普勒用四声部对位和音乐调式的方法研究行星运行，之所以应者寥寥，并非由于跨界人才少（巴洛克时代以开普勒所处的布拉格为代表的中欧，音乐是贵族必备之艺），而是不能提供可操作的检验，哪怕听起来正确合理，也只能成为空中楼阁。 http://a.xhsmb.com/html/2011-08/04/content_31200.htm