《机械宇宙》书评

伟大的时代

现代科学精神的发源，已经从文艺复兴的意大利来到了不列颠。达芬奇式的天才，不需要什么阴谋论和穿越或者秘籍，是人类从古希腊古罗马就开始的知识传承。从一群天才到另外一群，来到了英国皇家学会，资本，技术，天才在这里可以聚集起来，探索宇宙是如何运作的。这个时代的科学先驱们，在探索宇宙运行的实践中，需要怀着对世界的无比好奇，才能从思维上不断创造新的概念，甚至是跟宗教权威相悖的思想，来解释世界如何运作。这个时候的探索、发现之旅，光是想想是远远不够的。只有不断发明还没有存在的新的轮子的能力，才能在连工具都没有的时代，为了探索每一个新的想法，创造出新的工具。所以这个时代的先驱们，都必须是达芬奇式的天才，继承从维特鲁威开始的罗马传统，多才多艺，从对美的认识和表现能力、文字表达能力、数学能力、构建系统的工程能力，正是从达芬奇就开始复兴的古罗马传统。而且在科学还弱小的年代，不但要能自己创造性的用新概念理解世界解释万物运行，自己从零到一用所有可能的材料，来创造从未存在过的工具，不断迭代优化。还要正好在那么一个圈子里，一群充满好奇心和动手能力的天才，有足够资本且同样渴望知识的有钱人，一起去思考问题，构建工具，不断探索未知的世界。开启实证科学之路，光靠自己难以具备所有这些条件，而且所有工具都是当场发明，绝无仅有的，没有一堆这样的人在，就像达芬奇的时代，只能画在纸上。现代的科学技术爆炸，让更多人能够接触到科学知识。通过分科来降低对系统理解世界的需要。但是造成了一种有趣的现象，有些人觉得自己学习理科这个分科，就理所当然并且以不具备艺术相关能力为荣，仿佛是说爱因斯坦一定不比自己会弹小提琴，自己一定比牛顿作文写得好一样；虽然生活在科学先驱精神发展而来的世界，反而失去了那种精神、割裂对世界的理解。有趣的是，这个时代的科学先驱，本质上都是为了证明上帝的伟大而进行工作的。从思想和实践上都找到了一种方式，将科学探索、好奇心、和神学的目的结合起来。从而在科学爆发的路上，不再存在根本性的阻碍。思想看似理所当然，但是其作用就像人类简史中的故事，能够创造出一种力量，将人连接起来，赋予方向，无论是走向繁荣还是失败毁灭，都一往无前的力量，科学、领导力、愚昧、迷信都根源于此。牛顿的确不愧伟大之名，他所做的思想创新，突破了无数种我们生存本来的一些看似非常合理的东西和解释，来到了像经济学思维一样反常识的领域。不过一旦发明出来，就如拉格朗日说的，宇宙只有一个，牛顿发现了。

他为神学目的投身科学，最终却为无神论提供了思想武器

提要：鲜有时代像17世纪一般，历史学家称之为“天才的时代”，却也是个“骚动的时代”。由笛卡尔、伽利略始创，牛顿、莱布尼茨等加以发展的机械论哲学，所带动的理性精神和怀疑主义，后来成为了一颗包涵巨大能量的种子，从蒙昧和混沌中诞生了现代世界。艾萨克•牛顿被公认为“现代第一位科学家和最伟大的科学家之一”。不过，只有少数人意识到他对世界奥秘的畏惧。凯恩斯曾诗意地形容牛顿是“最后一位术士，最后一位巴比伦人和苏美尔人，最后一位伟大的智者：他的眼光与将近一万年前就开始构建我们文化遗产的那些人的眼光相同，他用这样的眼光观察着这个可见的、理性的世界。”牛顿认为自然世界并不只是遵循草率的模式，而是依照精确的、正式的、有数学规律的法则在运行。虽然它看起来很随意，有时甚至是混乱的，但宇宙其实是一个结构复杂并且运行完美的钟表式机械装置。全能的上帝是如何创造这个世界的呢？这是牛顿研究科学的出发点，也是17世纪以及之前一群科学家的共同看法。这个令人讶异的事实一直若隐若现地隐藏着，如今清晰地呈现，通过一本书——《机械宇宙》。美国科普作家爱德华•多尼克撰写。在描述自然界这一艰苦的事业中，牛顿最著名的贡献是将天空与地球合为一体。在牛顿之前，哥白尼和伽利略已经提出了“日心说”的假设，开普勒发现了天体运动的三个著名定律。按照伽利略第一运动定律，物体应该永远沿一条直线运动，除非它受到外力的作用；但是按照开普勒定律，行星围绕太阳做椭圆运动。那么，是否可以假设，太阳本身就有一种作用在行星上的吸引力呢？牛顿观察到了地球吸引物体的客观现象。换句话说，地球和太阳都吸引物体。所有自然现象都可以从运动定律和引力定律中推导出来。“苹果落地”只是虚构的故事，但万有引力的确是伟大的发现，属于牛顿的至高荣誉。如果说哥白尼摧毁了笼罩在天体上的神秘主义、迷信和神学，使人们能够用更加理性的观点来看待天体，他动摇了基督教的根基；那么，牛顿的引力定律则是用一种理性的眼光重新肯定了上帝的存在，因为这个定律表明，行星像地球上类似的运动物体一样，遵循着同样的行为模式，宇宙中没有哪个角落不在这些定律所包含的范围内。牛顿认为自己发现了依附于神的意志的量的世界，只有按照定量研究这一方式，才能理解上帝造物的目的以及缔造世界的运行方式。牛顿为人们勾画了一个永恒不变、具有普遍数学规律的机械宇宙世界。这样一来，宇宙数学设计的论据就更加强有力了。这一认识不亚于一场思想领域的地震，随着我们阅读的不断深入，这一点将会更加清楚地显示出来。在多尼克看来，历史背景很重要。让我们重返17世纪的英国。瘟疫流行，伦敦大火，饿殍遍地，灾难频发。人们面临信仰危机，上帝是否真的存在？17世纪50年代，一个被称为“实验哲学俱乐部”的群体开始在牛津大学的沃德姆学院会面讨论哲学，用机械装置进行试验，观察解剖和演示。克里斯托弗•雷恩和胡克都是其早期成员，后来玻意耳等人也加入了进来。查理二世1660年复辟之后，俱乐部的几位主要成员制定了新的章程，并于1662年获得了皇家特许状，成为改进自然认识的伦敦皇家学会。牛顿不是学会最早的一批成员，但他注定将和皇家学会的成员们发生各种纠葛，包括他后来以学会主席的身份实施的独裁统治。历史无可争议地表明牛顿对待他的同代人的方式应该受到批评，胡克、莱布尼茨等人都曾受到过不公正的对待。如何解释牛顿的人格，以及如何辨析牛顿作为科学家与神学家合而为一的双重身份，也是多尼克提醒我们注意的一个问题。到底是牛顿，还是莱布尼茨，谁首先发现了微积分？这桩公案至今迷雾云绕。尽管牛顿和他的对手们为了各项成就和荣誉的归属权争斗不休，但他们的共同目标却又如此惊人的一致。他们在不同程度上重新诠释了亚里斯多德的自然哲学体系。他们是对宗教有一种怀旧感的理性主义者，在以前的时代里，上帝的神迹无处不在，现在他们不得不找寻证据，但他们的努力并不能阻止冲垮宗教堤坝的思潮。精英知识分子先后经历了几次重大的转折：从维护正统的宗教教义使之合理化，从信仰到使基督教走向自然神论，然后经过“科学的自然神论”到怀疑论，最后走向了无神论。由笛卡尔、伽利略始创，玻意耳、牛顿、莱布尼茨等加以发展的机械论哲学，起初被信仰上帝的人们寄予殷切的期望，但它所带动的理性精神和怀疑主义，后来成为了一颗包涵巨大能量的种子，从蒙昧和混沌中诞生了现代世界。“如果说上帝是钟表匠，他必然是一个盲眼钟表匠。”20世纪的进化论科学家理查德•道金斯如此说道。现代科学起源于1500至1750年之间发生在欧洲的科学高速发展时期，即我们现在所称的科学革命时期。18和19两个世纪见证了巨大的科学进步，尤其是在化学、光学、能源、热力学以及电磁学等研究领域，这些新发展在大多数情况下都被看做是在一个宽泛的牛顿宇宙观范围之内做出的。20世纪上半叶，这栋宏伟的理论建筑发生了严重的动摇，量子力学和相对论重新定义科学的各个领域，牛顿那备受推崇的科学体系的漏洞一一呈现，而他的宗教思想更是逐渐被人遗忘。但正如18世纪崇尚理性的启蒙运动领袖们所预言的那样，科学是推翻现存世界的杠杆的支点，是建造新秩序的主要工具。牛顿为了神学目的投身于科学研究，而他的研究最终却为无神论提供了思想武器。晶报2016.7.30，有删改，此为原文。

关于一群天才的故事

《机械宇宙》一书开篇讲道，17世纪被历史学家称为“天才的时代”，但它同时也是一个”骚动的年代“。尽管自然与超自然仍然密不可分，疾病是被认为是上帝降下的惩罚，天文学和占星术也并未分家，但是人们也在这个莎士比亚世纪的尾声开始梦想秩序完美的世界。本书讲述了波义耳、胡克、列文虎克、伽利略、哈雷、开普勒、牛顿、莱布尼茨、笛卡儿等人在解读上帝心意的同时探秘自然奥秘的故事，这是历史上首度透过科学社群的集体力量寻找描述宇宙的简洁的数学形式。作者认为，他们努力的成果，永远改变了人看待自己和自身地位的方式。本书结合历史和科学，描绘一幅引人入胜的科学家群像，他们所揭示的答案在今日仍旧是我们理解世界的关键。 混乱肮脏的城市环境、持续多年的宗教战争、死人无数的瘟疫、毁灭性的伦敦大火，当17世纪晚期绝大多数人仅看到分崩离析的世界时，世界在这群早期科学家眼中却有着完美的秩序。这群人是当时世界上最绝顶聪明的人，他们笃信宗教，他们试图通过自身的不懈努力解读上帝的心意，并以此来认清楚这个世界。他们宣称，宇宙在表面的混乱下，其实像是结构复杂并运行完美的机械时钟。为此，他们大胆地进行科学实验验证事物的性质，透过望远镜向外观看探索广阔的宇宙，使用显微镜观察无尽向内探索微小的世界。尽管他们是带着宗教信仰，带着解读上帝旨意的目的去做着些事，并且他们的观念制造也充满了对立，但是他们的成果为现代科学奠定了基础，也促成现代世界的诞生。信仰与科学在他们身上结合相当完美，并不是今日社会中人们将科学与宗教绝对对立起来。关于二者关系的探讨，以及这群科学家的有趣故事，都在书中有精彩阐述。这是一本想了解早期自然科学史的人不能不读的难得佳作。最后强烈建议，对初高中物理教科书里加速度、牛顿运动定律以及开普勒行星运动定律不太理解的人，可以看看这书，说不定你就很清楚了。另外，书中也讲了牛顿与莱布尼茨对撕的故事，爱看热闹的也尽管围观一下。

为发现“上帝的奥秘”， 他们成了现代世界“接生婆”

文/严杰夫如果让我来细数斯蒂芬•茨威格笔下的“人类群星闪耀”时代，17世纪一定名列其中。艺术上，这个世纪发展出了承前启后的巴洛克艺术；经济上，则是资本主义“扬帆起航”的时代——1640年，英国资产阶级革命拉开了帷幕；更重要的是，在科学领域，更是出现了“井喷”：开普勒、伽利略、笛卡尔、胡克、牛顿、莱布尼茨、哈雷……这些人类文明史上最耀眼的名字，都生活在这个世纪。遗憾的是，“文科生”茨威格并没有发觉到这一个伟大的时代，在他那本著作中，我们没能看到17世纪的影子；倒是半个世纪后的美国作家爱德华•多尼克察觉到了这一世纪的光芒。在《机械宇宙》中，多尼克正是记录了这些名垂人类科学史的“明星”的事迹。在提及这些伟大人物之前，多尼克首先让我们熟悉了17世纪的社会状况。他认为，我们有必要先要来认识一下，现代世界诞生前人类社会的样貌。那个时代最伟大的城市——伦敦自然是最好的例子。然而从外表看去，这座“伟大的城市”似乎依然过于“不堪入目”：“马车夫的叫喊声、发臭的垃圾、漫天飞扬的尘土……初来乍到的人在这个规模巨大的城市根本连路都没办法走好”。这样的景象，不用说与现代城市相比，即使是与古罗马时代的城市比较，都显得过于粗鄙和肮脏。不过，这还不是最坏的情形，17世纪60年代伦敦接连遭遇了两场大灾难，更是让人们仿佛触摸到了“地狱”的边界。查理二世以及詹姆斯二世时代的海军部秘书塞缪尔•皮普斯的日记，成为后人了解这两场灾难的最好资料。对于1665年爆发的瘟疫，皮普斯刚开始是以一种漫不经心的笔调来记录的，他通过街头巷尾的传说记录到有些人已经被隔离，在这个时期，瘟疫对于伦敦城里的大部分人，尤其是像皮普斯这样的上流阶层来说，还是件遥远的事；但过多久，皮普斯就开始记录下触目惊心的景象，“死亡在城里蔓延”，并且已“是立遗嘱的时候了”。1665年的夏天，伦敦死亡的人数从6月的每周数百人到8月达到了每周6000人。后来的统计显示，大约有超过8万人死于这场瘟疫。不过，瘟疫还只是伦敦所遭遇的第一轮打击。1666年，一场持续四天的大火，再次“洗劫”了这座尚未从上一场灾难中恢复的城市。1666年9月，大火从一间普通的烘焙铺子开始，然后迅速在这座当时欧洲最大的城市中蔓延。最后，大火几乎烧毁了这座城市六分之一的建筑，包括著名的圣保罗大教堂。有意思的是，记录了瘟疫的皮普斯再度亲眼目睹了大火的发生，他写道，“烈焰发出可怕的噪音”。或许，伦敦在17世纪遭遇的情况有些夸张和极端，但却典型的代表了那个时代人类社会的处境：在灾难面前显得极为无助和绝望。今天的我们自然知道，17世纪已经处在现代世界的“前夜”，经历了工业革命，跨过技术和文明的瓶颈，人类社会将不再惧怕“天灾人祸”。然而，对于一个生活在17世纪的普通人来说，那却是一个极端黑暗的年代。或许，这就是我们常说的“黎明前的黑暗”。在这样的境况下，17世纪埋首于发现“新世界”的科学家们才愈发凸显出他们的伟大。不过，“牛顿们”自己一定会对这种“乱世出英雄”的庸常论调感到不屑。对于现代人来说，皓首穷经的研究代表的是对真理的向往和追求，但他们却仅仅把“科学”看作是一种兴趣。他们真正感兴趣的是“破译上帝的秘密”。对于那个时代的学者来说，整个宇宙都是复杂而设计完美的机制，是“上帝穷尽所有可能设计出的最好的世界”。所以，“牛顿们”认为，自己的职责并不只是发现宇宙的定律，也并非期望自己的研究能够带来任何实际的应用。他们真正的理想是从表面的混乱中重现“上帝的秩序”。正如诗人亚历山大•蒲柏所说，“所有的混乱，都是不被理解的和谐”。“牛顿们”相信，上帝其实很早以前就已经揭示真理，只是这些真理在历史中遗失了。古埃及人和古希伯来人曾发现了它们，古希腊人也一度做到，现在则轮到“牛顿们”了。在我们后世看来的“文艺复兴”和“科学启蒙”，在牛顿等人看来则应当是一种“敬虔”和“领悟”，归根到底他们把自己的发现和研究看成是一种“神启”——那些能够发现上帝奥秘的人，意味着受到了“上帝的拣选”。而在17世纪，两种工具的发明更是强化了学者们的这种观念：显微镜和望远镜。前者帮助人们从微观领域观察到“上帝的精致”，后者则揭示了“上帝的宏大”，它们从不同的面向诠释了“上帝的完美”——“天际、跳蚤、苍蝇和羽毛的荣耀都要贵与上帝”。于是，罗伯特•胡克在《显微制图》里描摹苍蝇时所表现出的敬虔，就好像是见到神迹与天使的亚伯拉罕；而当他用显微镜观察人造的针尖和书页上的符号时，却将它们比作“长时间锈蚀的铁管”和“伦敦污泥造成的大污点”。这就是“人造物”和“神造物”间的差异。同样，伽利略和牛顿通过望远镜对宇宙的运行进行的推测和考察，也同样是想要发现“上帝的秩序”。因此，伽利略尽管率先将数学引入到了自然科学的研究之中，却还是拒绝承认开普勒关于行星是沿着椭圆形轨道运行的观点，这仅仅因为他觉得圆形轨道才是“完美”的。但伽利略在自然科学领域的开创性研究以及对于物质运动的认识，还是给牛顿的研究奠定了基础。所以，牛顿三大定律的伟大意义尽管在今天已经被人们所熟知，却很少有人认识到，牛顿本人对这些伟大发现感到欣慰的地方不是在于，它们在物理学史乃至于科学史上拥有多么伟大的原创性，而是在于他认为自己较同时代的人更能理解“上帝的法则”。所以，在《机械宇宙》里，多尼克写道，牛顿所有的研究都试图要让人更加虔诚、恭敬地面对上帝的创造。他的目的“不是使人迈向自由，而是让他们敬畏地跪下”。然而，牛顿和他在“皇家学会”的小伙伴们的研究，却无意之间打开了“一扇门”。包括微积分在内的现代数学体系的建立，逐渐成为自然科学研究的基础，宇宙似乎成为一座能够自行运作的机械，而无须外力的干扰，上帝在此也显得无足轻重了。而牛顿也本以为他精密计算下所揭示的物体运行规律，会让人更惊讶于上帝的大能，却未曾想自己却巩固了科学的根据，而降低了上帝的位置。最终，在牛顿的理论体系中，“上帝更像是一位缺席的领主”。于是，“牛顿们”本想是捍卫“上帝的宝座”，却意外打开了现代世界的大门。有意思的是，除去记录“牛顿们”的各项壮举，多尼克在《机械宇宙》中也穿插了17世纪这些科学精英之间的恩怨情仇。这些“伟大精英”间的关系并不如我们所想象的那般和谐，而是充满了“既生瑜何生亮”的猜忌和嫉妒。而在这一干人物中，牛顿更像是一个班级里经常惹是生非的“熊孩子”。他不仅和胡克关系恶劣，也和莱布尼茨争吵终身。牛顿的自傲让他的性格本就很难与人相处，因此碰到同样性格怪癖的胡克和莱布尼茨，便只能陷入“相爱相杀”的境地。当然，这样的“花边消息”自然不可能消弭“牛顿们”的伟大，却反而更凸显了他们身上所体现出的复杂性格无异于常人，而并非是“上帝的圣徒”。正如拉格朗日在感叹 “宇宙只有一个，而牛顿发现了它”时，赫胥黎也指出牛顿是“一流的怪物”、“失败的男人”。不过，还有一个故事是作者在书中未曾提到的。牛顿在晚年担任皇家学会主席的同时，还兼任了皇家铸币局的主管。只是，在经济学上，牛顿所表现出的学识却远逊于他在自然科学领域所获得的成就。这不仅表现在他那屡战屡败的“投资业绩”，还在于他在处理英国白银外流问题上的笨拙。不过，他对了减缓白银外流而提出的降低国家金币价格并稳定金币价值的方案，却误打误撞地提升了黄金在货币体系中的地位。也正是由于这个今天被经济学家们评论为拙劣的方案，却令金本位制度和中央银行所代表的现代金融体系也开始慢慢浮现出来。所以，我们或许不得不承认，牛顿领衔的皇家学会以及其他生活于17世纪的英豪，不仅在自然科学领域，更是全方位地揭开了人类历史新的一幕——有意或无意地，他们本想成为上帝的“十字军骑士”，却未料最终成为了现代世界的“接生婆”。----------------------------------------如果您喜欢我的文章，请帮忙在“朋友圈”转发，并推荐“严杰夫的约柜”。：）