科學,到底是什麼?(20)_風聞
西方朔-2022-02-03 21:01
一
現在説空間化。
受過教育的現代人,世界觀基本上都是牛頓式的。
牛頓式的世界觀,可以簡單歸納為3個要素:絕對時空是一個筐,裏面裝有有質量的物質微粒,微粒在力的作用下進行運動。
一切科學只能以能夠在時間和空間中定位的東西為研究對象,那些宣稱超時空事物的科學,難免被稱為偽科學。
不過,人類並不是自古以來就認可牛頓的空間觀念。現在來看看古希臘人的空間觀念是怎樣的。
古希臘人的空間概念中,影響最大的,是亞里士多德提出的處所概念。它有兩個重要特徵。
第一,處所表達的是“環境”概念。一個物體的處所指的是它所處的直接的周遭環境。沒有物體就談不上處所。因此,虛空作為空虛的處所,是一個自相矛盾的概念。
第二,處所會影響物體的存在狀態。物體處在其自然處所(如水在河裏),其自然狀態就是靜止。否則會產生自然運動和受迫運動(依據朝向還是背向自然處所)。
亞里士多德的空間概念,與現代的空間概念完全不同。第一,現代空間概念,物體與空間可以分開,虛空可以設想;第二,空間各向同性,沒有任何差異。因此,空間不對物體存在方式構成任何影響。
現代空間概念的興起,有兩條歷史線索。一是哥白尼發起的宇宙論革命,一是笛卡爾的物質即廣延的思想。
科學史家科瓦雷把近代科學革命的本質概括為“從封閉世界到無限宇宙”。這是因為,古希臘人的宇宙,是一個有限的球體,宇宙有邊界,邊界就是恆星天球。
古希臘人有多種方式來論證宇宙是有限的,其中最重要的是,有限意味着確定性,這樣就可以得到確定性知識。
哥白尼在提出日心説時,還是相信宇宙是有限的,因為如果宇宙無限,就沒有什麼中心了。
科學史家逐漸意識到,宇宙中心的遷移,真正重要的是,中心遷移導致地球運動;地球運動,則天球不必運動;天球不運動,則沒必要存在;恆星因此不必釘在天球上,完全可以散落在宇宙之中。
正是地球的自我運動,為打破封閉世界準備了條件。
二
現代空間概念的另一個來源是笛卡爾。
通過把物質與廣延等同,笛卡爾完全撇開了亞里士多德的處所概念,把廣延概念打造成現代占主導地位的空間概念。
亞里士多德的處所(空間)是一個質的概念,無法進行數學處理。而笛卡爾的廣延(空間)是同質化的、數學化的,這導致了現代空間概念的幾何化特徵。
不過,笛卡爾的空間(廣延),是與物質綁定在一起的,是相對的、有限的,而不是絕對的無限的。
完全背景化的現代空間概念的最後一步,是英國哲學家亨利·摩爾走完的。他把空間和物質剝離開來,使空間成為純粹的背景和物質世界的舞台。這一思想為牛頓所繼承。
現代科學的世界圖景把空間和時間作為基本的框架,這是前所未有的。
空間的空虛化、均質化、無限化,使牛頓第一定律成為可能。均質化的空間是無差別的,由於位置無差別,所以運動和靜止是等價的。引入絕對空間對於牛頓力學是必不可少的,否則,“運動”概念將無法理解。
沒有現代空間概念,就沒有牛頓定義定律。沒有任何人在任何地方看到過牛頓第一定律所描繪的現象,因此,這一定律與絕對空間概念一樣,是一種先驗的構造,而不是從經驗世界中發現的。