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经典物理学的功过评说


    要旨:牛顿的功过评说
    一、牛顿的功绩
    1543年哥白尼发表了日心说,吹响了和古物理学对垒的号角。之后,陆续出了第谷、开普勒、布鲁诺、伽理略、笛卡尔、莱布尼兹等等一大批著名科学家。他们经多年的艰苦工作,发现了亚理斯多德的许多问题,和传统势力作了坚决的斗争,布鲁诺还为此付出了生命。最后,在牛顿手里集其大成,他于1686年发表了巨著《自然哲学之数学原理》,创立了牛顿力学,彻底结束了古物理学两千年的统治地位,斗争历程长达143年之久。
    此后的两百多年间,牛顿力学被应用到物理学范畴的方方面面,形成牛顿物理学体系的一棵巨树,并被尊为“经典物理学”,牛顿“经典物理学”崇高的“经典”地位,与当年亚理斯多德古物理学崇高的“教义”地位已经是一回事了。牛顿到达了亚里斯多德之后的第二个划时代的科学的高峰。
    牛顿物理学的新概念、新理论,还不断深入到人类活动的其它所有领域,从科学到工业、农业、商业,再到政治、经济、军事,再到文化、体育、艺术……等等等等,发明、创造、改进、更新等等成批成批地涌现,使人类文明取得了革命性的突飞猛进的全面的大发展。
    以上就是,牛顿及其经典物理学,在人类文明发展史上的将会被铭记千秋万代的伟大贡献。
    二、牛顿的进步
    1、回到原子论
    牛顿说:所有固体粒子密度相同,每个粒子中都无孔洞,不可能稀释,虚空必须承认。
    牛顿又说:上帝创世时,把物体造成实心的、重而硬的、不可穿透的、可运动的粒子。
    就这样,他抛弃了亚理斯多德的四元素论,回到原子论的正确观点,承认了原子和虚空。
    在牛顿当时,亚理斯多德物理学的根基虽然已被摧毁,但德模克利特的原子论因属唯物论,仍然处于被打入另册的状态。牛顿抛弃四元素论而回到原子论,表现出尊重科学的勇敢精神,他甘愿冒着被许多人攻击偏于唯物、不信上帝的风险。
    2、回到时间流
    牛顿说:绝对的、真正的和数学的时间是自身在那里流,就其本性而言,是均匀流逝着,是与外界任何事物无关而永远地流逝着。就这样牛顿改正了亚理斯多德的不当,回到了赫拉克利特时间流的正确观点,并包容了亚理斯多德的时间是计算次序的工具之务实表述。
    3、实验验证理论
    《自然哲学之数学原理》中的哲学,牛顿自称为实验哲学,西方哲学界名之为证实主义,就是说带有朴素唯物论的成份。以实验事实来验证理论,这一方法是牛顿确立的。
    4、牛顿的上帝
    牛顿说过一句著名的话,他说:“上帝无时不在,无所不在,他就成了时间和空间。”
    牛顿的这句话,经常引起了许多非议。但在笔者看来,比起亚理斯多德,牛顿应大加赞许。从亚理斯多德到牛顿,花了两千年,总算通过牛顿的脚迈出了一大步。
    读者会疑问道:为什么?
    答曰:因为在牛顿那里,他的上帝不仅制造了作为物质的原子,还制造了时间和空间,而且他本身就是时间和空间,就这样牛顿的上帝成了大自然。这与老子的、代表大自然的、生育天地的、生育万物的谷神不是相似了么?牛顿向泛神论靠拢了一大步。不同的是,老子的谷神是“道法自然”的,而牛顿关于这方面未有说明。如果将来也“道法自然”了,那就是一样了。在前面我们曾给读者留过这个问题,以上即是回答。
    答曰:因为在牛顿那  三、牛顿的霸气
    牛顿巨著《自然哲学之数学原理》发表以后,牛顿力学不断地赢得成就,他很快成为名倾国内外的人物,他是第一个被授于皇家爵位的科学家,还长期担任英国皇家学会会长和英国造币厂厂长,位高权重了。
    牛顿本来就是一个很高傲的人,成名之后更如日中天,他身上的傲气演变成霸气而渐行渐远了,时人及后人都有微词,可为科学家之鉴。(请参见《时间简史》中“艾萨克. 牛顿”一节,史蒂芬.霍金著,许明贤等译,湖南科技出版社,2002)四、经典物理学的不完备1、不容许不完备:经典物理学的理论体系涉及物理学和整个自然科学的几乎一切领域,它的理论体系是完整的,但是,它并不完备,特别是理论基础不完备。在前面的文章中,我们讨论了经典物理学在基础方面的七大不完备(可能还有)。
    物理系的细心的同学们可能问道:一种伟大的科学理论,它的基础怎么可以这样呢?
    答曰:在前面我们曾提及,如果理论基础有诸多不完备,这不仅是其严密性存在问题,也是其严肃性存在问题,这是不能容许的。它好象有色面纱遮盖或者哈哈镜照面一样,防碍我们进一步深入认识大自然,防碍我们发现那些本该被发现的新的东西。
    物理系的细心的同学们,不要迷信“伟大的科学理论”,如果它里面也会有不科学的东西,那一点也不奇怪。换言之经典物理学未必到顶,它可能还有不“经典”的地方,这是件好事,因为继续发展有余地了,它还会把新的东西引领出来。
    2、道家哲学有物理意义:在前面的第十七篇文章中,我们讨论了道家哲学的时空观。其实,在道家哲学中还有物质观和运动观,这些观念与牛顿、爱因斯坦、波尔并不一样。这是什么意思呢?就是说,道家哲学不仅仅是哲学,它里还有着深刻的物理意义。
    由于道教的存在和影响,过去对道家哲学的主流意见是神秘主义和虚无主义。道家哲学的物理意义,这个非神秘的、非虚无的、科学的严肃课题,古往今来的研究家们并未去研究它,而它正是我们新观念的基础。可以预言,老子的名字出现于物理学领域,这是肯定的事,而且应该不会太久了。
    3、尊重前辈:我们对伟大的亚理斯多德和伟大的牛顿都充满深深的崇敬,尊重前辈是我们应尽的责任。同时,发现亚里斯多德的不当也是哥白尼/牛顿应尽的责任,发现牛顿的不完备也是其后来者应尽的责任。科学就是这样传、帮、赶、超而不断发展前进。
    主要参考资料如下:
    1、《自然哲学之数学原理》(英,牛顿,郑太朴译,商务印书馆,1931版)2、《自然哲学之数学原理. 宇宙体系》(英,牛顿,王克迪译,武汉出版社,1996版)3、《西方哲学史》(美,梯利,商务印书馆,2005)4、《老子道德经白话新译》(张天健,光明日报出版社,1987)5、《相对论与时空》(郑庆璋等,山西科技出版社,2005)6、《黑洞与弯曲的时空》(赵峥,山西科技出版社,2005)
    (转载自张天健_560)
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