牛頓將科學(xué)從上帝手中解救出來

1687年,牛頓的巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》首次出版,隨即引起巨大轟動(dòng),牛頓因此聲名鵲起。1689年,他被選為劍橋大學(xué)的議會(huì)成員,而后在1701年再次當(dāng)選。1703年,他成為英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)長。1705年受封為爵士。1727年牛頓逝世,威斯敏斯特大教堂為他舉行了國葬,盡管他曾拒絕英國教會(huì)的神職工作。伏爾泰評(píng)價(jià)說,牛頓“像一個(gè)國王,被感恩戴德的臣民安葬”。

牛頓的《原理》建立了人類第一個(gè)科學(xué)體系,從此,科學(xué)開始逐漸擺脫宗教的束縛。長期以來,科學(xué)是作為神學(xué)的婢女的身份存在的,17世紀(jì)的科學(xué)家們都認(rèn)為,追求、發(fā)現(xiàn)和闡明自然規(guī)律的意義是顯示上帝造物之奇妙和思慮周詳。他們篤信上帝,許多人在教會(huì)任職。哥白尼終生擔(dān)任西普魯士弗勞恩堡坐堂執(zhí)事,天文學(xué)和數(shù)學(xué)都是他的業(yè)余愛好。伽利略是非常虔誠的基督教徒,他與羅馬教皇烏爾班八世以及許多教會(huì)上層人物長期保持親密的關(guān)系。他認(rèn)為上帝是“自然之書”的偉大作者,將自己的科學(xué)研究視為閱讀和解讀這部大書的行為,是對(duì)上帝智慧和理性最有力的證明。在《哲學(xué)原理》一書中,笛卡爾花了近三分之一的篇幅,證明上帝的真實(shí)存在及其屬性,并以此作為邏輯起點(diǎn)構(gòu)建了全新的無限微粒宇宙和以太渦旋理論。笛卡爾認(rèn)為宇宙中運(yùn)動(dòng)的總量是守恒的,根源在于上帝的不變性;而由于上帝永不騙人,通過幾何學(xué)和邏輯等理性觀念所認(rèn)知的自然規(guī)律才是可靠的。與牛頓同時(shí)代的萊布尼茨提出了“單子論”,人類所處的世界是由無數(shù)非物質(zhì)的、不可分割的精神性實(shí)體,也就是“單子”構(gòu)成的,并且是“所有可能世界中最好的一個(gè)”,那是因?yàn)樯系墼趧?chuàng)造這個(gè)世界時(shí),已經(jīng)預(yù)先設(shè)定好了每個(gè)單子的內(nèi)在狀態(tài)和發(fā)展歷程,使得它們看起來就像是在相互協(xié)調(diào)、相互作用一樣,這種“前定和諧”是上帝的杰作。在萊布尼茨的體系中,包括萬有引力在內(nèi)的所有力,實(shí)質(zhì)上都只是單子之間前定和諧的一種表現(xiàn),而不是所謂真實(shí)的物理作用。

在這樣的時(shí)代里,牛頓的《原理》中居然沒有提到上帝,他的科學(xué)研究竟然不是為了證明上帝的存在和無上智慧。這在當(dāng)時(shí)無疑是相當(dāng)大膽的,因此在《原理》第一版發(fā)表之后,受到了宗教和科學(xué)兩方面的壓力。英格蘭神學(xué)家約翰 哈欽森就表示對(duì)牛頓理論的客觀自然主義感到震驚,認(rèn)為牛頓的自然哲學(xué)忽略了上帝在自然運(yùn)作中的直接作用。他批判牛頓理論將自然現(xiàn)象歸因于機(jī)械作用,而沒有賦予其足夠的神學(xué)解釋。哈欽森認(rèn)為牛頓將重力當(dāng)作一種物質(zhì)固有的屬性,而不是上帝直接作用的觀點(diǎn)是很危險(xiǎn)的,他認(rèn)為宇宙中的每一個(gè)現(xiàn)象都必然是上帝意志的直接體現(xiàn),而不應(yīng)通過某種抽象的、非人格的力來解釋。哈欽森還批評(píng)牛頓提出的通過數(shù)學(xué)和實(shí)驗(yàn)來探究自然規(guī)律的“實(shí)驗(yàn)哲學(xué)”理念,他認(rèn)為這種方法論會(huì)導(dǎo)致對(duì)神圣啟示的忽視。哈欽森強(qiáng)調(diào),真正的知識(shí)應(yīng)基于對(duì)圣經(jīng)的字面理解,而不是依賴于數(shù)學(xué)推理或物理實(shí)驗(yàn)。

喬治 伯克利主教則將矛頭指向牛頓的絕對(duì)時(shí)空概念。他說,這種空間是“永恒、非創(chuàng)造、無限、不可分割和不變的”,這可能導(dǎo)致將空間等同于上帝,或認(rèn)為上帝之外還有某種永恒存在,這在神學(xué)上是“有害且荒唐的”。他反對(duì)牛頓的物質(zhì)實(shí)體概念,認(rèn)為“存在即被感知”,即物質(zhì)世界并不獨(dú)立于心理存在,所有事物都是觀念的集合,只要心靈和上帝才是真實(shí)的實(shí)體。他擔(dān)心牛頓的自然哲學(xué)會(huì)削弱人們對(duì)上帝介入世界的信仰。

在自然哲學(xué)界,批評(píng)的聲音主要了自歐洲大陸,反對(duì)者是笛卡爾的追隨者和牛頓的老對(duì)手萊布尼茨。一方面,他們與神學(xué)家一樣,認(rèn)為牛頓的理論體系中沒有給上帝留出位置。另一方面,他們認(rèn)為在幾百萬英里的無物空間中起作用的吸引力,是一個(gè)無法理解的神秘元素。他們進(jìn)而堅(jiān)持,對(duì)引力的作用應(yīng)給予理性解釋,而不僅限于假設(shè)。在這方面,歐洲大陸的自然哲學(xué)家們堅(jiān)守著一個(gè)源自古希臘的古老觀念,那就是科學(xué)理論最終只能建立在絕對(duì)理性的基礎(chǔ)之上。在他們看來,萬有引力的“超距作用”就像一個(gè)無法解釋的“魔法”,僅僅是描述了一個(gè)現(xiàn)象,而沒有提供理性的、機(jī)制上的解釋。

對(duì)于神學(xué)方面的批評(píng),牛頓在1713年發(fā)表《原理》第二版末尾增加了一篇“總釋”,將宇宙秩序的根源歸于上帝,他寫道:“這最美好的太陽、行星和彗星體系,只能出自一位全智、全能者的籌劃與統(tǒng)治。”他認(rèn)為,行星圍繞太陽作圓周運(yùn)動(dòng),需要一個(gè)初始的切向速度,使其無法直接墜入太陽,這個(gè)切向速度無法由引力等任何已知的力學(xué)原因產(chǎn)生。這個(gè)精巧的、與引力方向垂直的初速度,必須來自于“精通力學(xué)和幾何學(xué)的”的上帝設(shè)計(jì)和推動(dòng)。另外,在“總釋”篇中,牛頓還不忘批評(píng)笛卡爾的漩渦理論,認(rèn)為一個(gè)僅僅由物質(zhì)按機(jī)械規(guī)律運(yùn)行的宇宙,無法解釋其精妙的初始設(shè)計(jì)和持續(xù)的穩(wěn)定。行星的軌道如此和諧,單靠機(jī)械原因是不可能產(chǎn)生的。

而面對(duì)萬有引力超距作用的質(zhì)疑,牛頓沒有輕易的將其歸因于上帝。雖然牛頓反對(duì)笛卡爾的漩渦理論,但對(duì)于“以太”,牛頓進(jìn)行過深入的研究,因?yàn)椤耙蕴奔僬f有個(gè)嚴(yán)重的問題,就是它無論如何細(xì)微,總不免阻礙天體運(yùn)行,使得行星不再準(zhǔn)確地遵循開普勒定律運(yùn)轉(zhuǎn),又或者使得懸擺的周期與計(jì)算結(jié)果存在偏差。他經(jīng)過仔細(xì)研究和多種實(shí)驗(yàn)觀測(cè)發(fā)覺這些效果都不存在,因此也就否定了“以太”的存在。關(guān)于萬有引力的根源問題,牛頓在否定了以太和笛卡爾的“漩渦機(jī)制”以后,他始終不能夠找到答案,特別無法解釋的是,為何這引力能夠穿過像地球這樣巨大星體外層堅(jiān)固的物質(zhì),一直延伸到其內(nèi)層核心,而作用不受如何影響——盡管這一點(diǎn)是他從精密計(jì)算可以完全肯定的。最后,他不得不承認(rèn),萬有引力雖然是普遍自然規(guī)律,但它本身之所以能夠普遍永恒有效,是上帝的能力使然,就是神跡。

最終,反對(duì)的聲音并未掀起多大波瀾,牛頓的物理學(xué)所向披靡、一路凱歌。究其原因,并不是牛頓在“總釋”給予上帝的關(guān)鍵位置打消了神學(xué)家的疑慮,也不是牛頓理論解開了自然哲學(xué)家們古老的心結(jié)。它沒有回答亞里士多德物理學(xué)目的論的問題,而是提供了通用的原理,對(duì)自然現(xiàn)象做了定性解釋的同時(shí),還進(jìn)行了定量的描述和可靠的預(yù)測(cè)。還有一個(gè)原因,就是牛頓物理學(xué)可以給人們帶來的滿足感,當(dāng)某些令人困惑的現(xiàn)象得到解釋的時(shí)候,比如說,為什么拋出的長矛會(huì)繼續(xù)飛行,但最終落回地面。亞里士多德的物理學(xué)解釋也曾給予人們滿足感,然而,牛頓給出的解釋更具說服力,并且可以通過定量計(jì)算預(yù)測(cè)長矛能飛多遠(yuǎn)。這樣的理論帶給人們的滿足感顯然大于亞里士多德。這樣的滿足感促使牛頓物理學(xué)迅速被世人接受,并且推廣到聲、光、電、熱、磁等多個(gè)領(lǐng)域。

在這里,有一個(gè)問題需要說明。盡管牛頓在“總釋”篇中,為上帝留下了至關(guān)重要的位置,但與笛卡爾、萊布尼茨等人將上帝作為邏輯起點(diǎn)的做法有本質(zhì)區(qū)別。他在《原理》的序言中寫道:“理性力學(xué)應(yīng)當(dāng)是一門定量研究任何力所引起的運(yùn)動(dòng)和產(chǎn)生任何運(yùn)動(dòng)的力的科學(xué)?!?因此,本書被命名為自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理。因?yàn)樽匀徽軐W(xué)的一切難題中都涉及通過各種運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象來研究自然的力,再通過這些自然力來解釋其他現(xiàn)象。”在牛頓的體系中,“力”而非“上帝”是所有運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的根源,至于力從何處而來,不在牛頓理論研究范圍之內(nèi)。笛卡爾的《哲學(xué)原理》和萊布尼茨的“單子論”探討的是宇宙起源問題,而《原理》研究的是當(dāng)前世界運(yùn)行的規(guī)律。因此,牛頓沒有主動(dòng)提及上帝,并不與他的宗教信仰沖突。從牛頓的研究筆記看,他花費(fèi)在神學(xué)上的時(shí)間和精力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過研究科學(xué);他不僅虔誠信奉基督教,甚至要回歸古代真正的一神教傳統(tǒng);他認(rèn)為萬物生化是上帝通過充斥宇宙的“滋長靈氣”來實(shí)施的。對(duì)于科學(xué)研究的目的,牛頓也沒有超越時(shí)代,他要以自然規(guī)律頌揚(yáng)上帝的全知和全能。因此,不能因?yàn)椤对怼分袥]有上帝的位置,牛頓開創(chuàng)的力學(xué)體系導(dǎo)致科學(xué)與神學(xué)分道揚(yáng)鑣,就將牛頓歸入宗教的對(duì)立面,或者認(rèn)為他在晚年因?yàn)椴胖强萁卟藕V信上帝,進(jìn)而得出科學(xué)的盡頭是神學(xué)的荒唐結(jié)論。

無論牛頓的本意如何,《原理》使人們發(fā)現(xiàn),在上帝之外,人們可以從自然本身尋求其表面現(xiàn)象背后的原因。牛頓本人也理所當(dāng)然地被視為17世紀(jì)科學(xué)革命主將和現(xiàn)代科學(xué)開創(chuàng)者?!对怼返某晒?yīng)驗(yàn)了當(dāng)時(shí)的神學(xué)家們所擔(dān)憂的,那個(gè)抽象的、非人格的力取代了上帝的位置,成為自然界中各種運(yùn)動(dòng)的根源,自然現(xiàn)象不再是上帝意志的直接體現(xiàn)。牛頓與古希臘自然哲學(xué)的開山鼻祖——泰勒斯一樣,他們都試圖“拋開以神祗的衍生及其意志和作為來解釋自然現(xiàn)象,轉(zhuǎn)而直接從自然本身尋求和論述眾多現(xiàn)象背后的原理”?!蹲匀徽軐W(xué)的數(shù)學(xué)原理》是一道分水嶺,科學(xué)不再是神學(xué)的婢女,科學(xué)家從此獲得了獨(dú)立的社會(huì)身份。是牛頓將科學(xué)從上帝手中解救出來。

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