第3章 牛顿世界观：普适的运动定律

自然和自然法则在夜间隐去。上帝说，让牛顿来！于是一切都变得明亮起来。

——亚历山大·波普尔

量子理论与我们的直觉冲突得厉害。然而，物理学家却毫不犹豫地将量子理论作为一切物理学——从而也是所有科学——的根本基础来看待。要问为什么会这样，还得从历史谈起。

在17世纪，立场大胆的伽利略创立了现代意义上的科学。在随后的几十年里，艾萨克·牛顿对运动普遍规律的发现为一切事物的运动提供了合理的解释模式。牛顿物理学导致了影响今天我们每个人的思想的世界观。量子力学既依赖于这种思维又对其构成了挑战。

伽利略坚持认为，一种理论是否科学唯有在实验检验的基础上方可被接受或拒绝。理论与人的直觉是否相符必定是不相关的两回事。这一断言否决了文艺复兴时期——事实上，是古希腊——的科学发展观。让我们来看看伽利略在意大利文艺复兴时期所面临的问题：古希腊的科学遗产。

古希腊科学的贡献及其致命缺陷

应当感谢古希腊的哲学家，他们认为大自然是可以理解的，从而为科学活动搭建了舞台。随着亚里士多德的著作在13世纪被重新发现，人们将古希腊人的成就尊称为“黄金时代”的智慧。

亚里士多德指出，自然界发生的一切事物本质上都是物质运动。他甚至举例说，橡子发芽便长成橡树。因此他从处理简单对象的运动开始研究，这样他可以从少数的基本原理起步。这也正是我们今天做物理研究的方式。我们探索基本原理。然而，亚里士多德选定基本原理的方法使得研究要取得进展变得没有可能，因为他假设这些原理必须是直观上可感知的自明的真理。

下面是其中的几条：物质客体都趋于停留在宇宙中心，这个中心“显然”是地球。物体下落是因为它们有趋向宇宙中心的本能。因此重的物体——也就是那种本能较强的物体——毫无疑问会比轻的物体下落得快。另一方面，在完美的天堂里，各种天体都是以最完美的形状——圆形——运动的。这些圆都位于以宇宙中心——地球——为球心的球面上。

古希腊科学有一个致命缺陷：它没有任何机制来推动达成共识。古希腊人对科学结论的实验检验无外乎从政治或审美的立场出发，因此矛盾的观点引来无休止的争论。

黄金时代的思想家们为科学进步付出了很大努力。然而，没有一种用以达成某种共识的方法，要想取得进展是不可能的。虽然亚里士多德在他自己所处的时代没有取得共识，但到了中世纪晚期，他的观点却成为教会的官方教条，这主要拜赐托马斯·阿奎那的努力。

阿奎那将亚里士多德的宇宙学和物理学与教会的道德和精神学说加以配对，创建了一种引人注目的综合体系。地球，万物坠落之所在，也是道德“堕落”之人的活动场所；天堂，完美天体运行之所在，是上帝及其天使的境界；在宇宙中的最低点，也就是地球的中心，是地狱。那时，即文艺复兴之初，但丁在他的《神曲》中就采用了这种宇宙图像，可见这种认识已成为深刻影响西方思想的一种观点。