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第二章 定律规则 斯克尔狼将恐吓月亮 直到它飞往忧戚之林： 海逖狼将追逐太阳， 它与瑞德威特尼尔沾亲。 《格里木尼尔之歌》，北欧史诗《埃达》旧版 在 维京神话里，斯克尔狼和海逖狼追逐太阳和月亮。当 狼抓住任一个，就会出现食，当这发生之际，地球人 就急忙尽量制造噪声，希望将狼吓跑以拯数太阳或月亮。在 其他文化中，也有类似的神话。但是过一段时间后，人们应 该会意识到，不管他们是否四处大叫大闹，太阳和月亮都会 很快地从食中出现。过一段时间后，他们还应该会注意到， 日食和月食并非随机地发生：它们以规则的自我重复的模式 发生。这些模式对于月食而言是非常明显的，尽管古代巴比 伦人并未意识到月食是太阳光被地球遮挡所引起的，他们依 然相当精确地预言月食。而因为日食只能在地球上大约30 英里(1英里=1.609千米)宽的通道上看到，因而预言日食 就更加困难。尽管如此，这模式一旦被理解，它就很清楚地表 明食并不归因于超自然存在的一时兴致，而是由定律制约的。 尽管我们的祖先在预言星体运动中取得了一些成功，他 们不能预言自然中的大多数事件。火山、地震、风暴、瘟 疫，长到肉里去的脚指甲，似乎所有这一切都在没有明显原 因或模式下发生。古人很自然地将自然的暴烈行为归于一族 顽皮或者恶毒的神祇。我们通常认为灾难是人们不知怎么地 PDG ·11·
大设计 日食 古人不知什么引起日食，然而他们注意到其发生时的模式。 触犯了诸神的征兆。例如，大约公元前5600年，奥勒岗的 玛扎玛火山爆发，好多年岩石如雨点般地下落，火山灰烧得 通红，引起了多年落雨，最终水充满了今天被称作克雷特湖 的火山口。奥勒岗的克拉玛特印第安人的传说与这事件的每 一个地学的细节都合拍，不过把一个人描绘成灾难的原因使 之增加一点情趣而已。人们的自责心这么重，总能找到方法 去自咎。在那个传奇中，地狱的首领劳迷恋上克拉玛特首领 美丽的女儿。她狂傲地拒绝了他，劳为了报复以火来毁灭克 拉玛特。据说幸运的是，天堂首领苏克尔怜悯人类，就和他 的地狱对手作战。劳终于受伤，后退至玛扎玛山中，身后留 下一个巨大的洞，也就是最后充满了水的火山口。 古人对自然方式的无知，导致他们去发明神衹对人类的 PDG ·12·
第二章定律规则 生活方方面面作威作福。因而存在爱和战争之神；太阳、月 亮和天空之神：海洋和河流之神；风雨雷电之神；甚至地震 火山之神。当神高兴时，人类便享受好天气、和平，并避免 自然灾害和疾病。当他们不高兴时，干旱、战争、瘟疫和传 染病就降临。由于人类看不到自然中原因和结果的联结，这 些神就显得不可思议，而人们被玩弄于其股掌之上。但是随 着大约2600年前的美里塔司的泰勒斯（约前624~约前547 年)的出现，事情开始改观。自然遵循着一致的可被解释的 原则的思想就产生了。这就起始了利用宇宙概念来取代神权 统治的长期过程，而宇宙是中自然定律制约的，并按照我们 将来总有一天能读懂的蓝图创生的。 从人类历史的大事年表看，科学探讨只是一个非常新近 的努力。我们物种智人是在大约公元前20万年起源于撒哈 拉沙漠以南的非洲。书写语言仅可回溯至大约公元前7000 年，这是农耕社会的产物。（一些最早书写的碑铭是有关每 位居民的啤酒每日定量。)古希腊伟大文明的最早书写记录 可回溯到公元前9世纪。但该文明的高峰“古典时代”是在 几个世纪之后到来，始于比公元前500年早一点。按照亚里 士多德（前384~前322年）的说法，大约在那个时期，泰 勒斯首先发展如下观念，即世界可被理解，在我们周围复杂 事件可被简化成简单的原理，并不诉诸神秘或神学的解释而 得到阐明。 首次预言公元前385年的日食是泰勒斯的功劳，虽然他 预言的高度精确性也许只是碰好运的猜测。他是一位模糊的 人物，没为后世留下自己的任何著作。他的家是名为爱奥尼 亚地区的知识者中心之一。爱奥尼亚被希腊殖民，它的影响 最终抵达从土耳其到意大利那么远的西方。爱奥尼亚科学是 以强烈兴趣来揭示基本定律以解释自然现象为特征的努力， 13 PDG
大设计 是人类思想史上的一座巨大里程碑。他们的方法是理性的， 在许多情形下得到令人惊异地类似于今天我们用更复杂方法 使自己相信的结论。它代表了伟大的开端。但岁月更迭，爱 奥尼亚科学中的许多都被遗忘了一只好重新发现或发明， 有时甚至不止一次。 在传说中，今天我们称为自然定律的最早数学表述可回 溯至一位名叫毕达哥拉斯（约前580~约前500年）的爱奥 尼亚人，他以他的名字命名的定理而闻名于世：直角三角形 的斜边（最长的边）的平方等于其他两边的平方和。据说毕达 哥拉斯发现了乐器中弦的长度和声音的谐波组合的数值关 系。用今天的语言，我们可将此关系描述成在固定张力下弦 振动的频率一每秒振动数一一与弦长成反比。从实用的观 点看，这就解释了为什么低音吉他的弦必须比通常吉他的弦 要长。毕达哥拉斯也许并没有发现这个一他也没有发现以 他的名字命名的定理一但是现存的证据表明，人们那时就 获知弦长和音调之间的某种关系。若如此，可以将那个简单 的数学公式当做今天我们称为理论物理的第一个事例。 除了毕达哥拉斯弦定律，古代人正确通晓的物理定律只 有3道，那是由阿基米德（约前287~约前212年）详述的。 阿基米德是古代的最杰出的物理学家，远高过所有其他人。 用今天的术语讲，杠杆定律解释了，因为杠杆按照离支点距 离的比而将一个力放大，所以用小的力可以举起大重物。浮 力定律是说，任何浸入液体的物体都会受到向上的等于它所 排除的液体质量的力的作用。而反射定律断言，一束光和镜 面的夹角等于其反射光束和镜面的夹角。但是阿基米德没有 把它们称作定律，他也未就有关观察和测量对它们做解释。 他反而将它们处理成仿佛是在一个公理系统中的纯粹数学定 理，该系统很像欧几里得为几何创立的那个系统。 PDG ·14