第二章定律规则 古希腊哲学的许多学派各拥有不同而且经常相互矛盾的 传统，爱奥尼亚人只不过是其中的一家。可惜的是，爱奥尼 亚人的自然观一自然可通过一般定律得到解释并且归结为 简单的一族原理一只在几个世纪间发挥了强有力的影响。 一个原因是爱奥尼亚理论似乎经常未给自由意志或目的，或 者神干涉世界运行的观念留下余地。这些是使许多希腊思想 家正如使今天的许多人一样极度不安的惊人的遗漏。例如， 哲学家伊壁鸠鲁（前341~前270年）基于如下原因反对原 子论，与其成为自然哲学家天命的“奴隶”，不如追随神的 神话。亚里士多德也拒绝原子的概念，因为他不能接受人是 由无灵魂无生命的东西组成的思想。爱奥尼亚人关于宇宙不 以人为中心的观念是我们理解宇宙的里程碑，但是这种思想 直到几乎20世纪后的伽利略才复活，而不再被抛弃，并被 普遍接受。 尽管古希腊人关于自然的猜测极富洞察力，他们的大多 数思想作为现代的科学还不够格。一个原因是希腊人还未发 明科学方法，他们发展理论并不作为实践验证的目标，如此 若一一位学者宣布直到一个原子和第二个原子碰撞之后它才不 沿着直线运动，而另一位学者则宣布直到它撞到一个独眼巨 人之后它才不沿着直线运动，就不存在客观方法来解决争 端。另外，在人的和物理的定律之间也没有清楚的区分。例 如，在公元前5世纪，阿那克西曼德写道，万物都从一种初 等物质产生，并返回其本源，以免它们“因其恶行被罚”。而 根据爱奥尼亚哲学家赫拉克利特（约前540~约前475年） 的看法，太阳如此这般行为，否则的话，正义女神将会把它 毁灭。几百年之后，大约在公元前3世纪产生的希腊哲学斯 多葛学派对人类法规和自然定律作了区分，但是他们将他们 认为普适的人类行为规则一诸如崇尚上帝以及服从父母， ·17· 全你爱 流产康复关键营养
大设计 包括到自然定律的范畴。另一方面，他们经常以法律的术语 描述物理过程，并且相信它们是需要被实施的，尽管被要求 “服从”定律的物体无生命。如果你认为使人去服从交通法规 很困难，想象说服小行星去沿着椭圆轨道运行吧。 这个传统继续影响着许多世纪后接替希腊人的思想家 们。13世纪早期基督教哲学家托马斯·阿奎那（约 1225~1274年)采纳这个观点并利用它来论断上帝的存在， 他写道：“很清楚，无生命的物体并非偶然地而是有意地到 达其终点…因此，有一位智慧的造物主，他命令自然的万 物走向其终点。”甚至晚至16世纪，伟大的德国天文学家约 翰斯·开普勒(1571~1630年)还相信，行星具有感觉并且有 意识地遵循运动定律，它们的“头脑”理解这些定律。 自然定律必须被有意服从的观念反映了古人专注于为何 自然如此这般行为，而非它如何行为。亚里士多德是拒绝科 学必须首要以观察为基础的思想的那种方法的主要动议者之 一。无论如何，古代精确测量和数学计算是困难的。我们在 算术中如此方便的十进位记法只能回溯至大约公元700年。 正是印度人为了使那个学科成为有力的工具迈出了巨大的第 一步。直到15世纪才出现加减的缩写。而在16世纪之前等 号和能计时到秒的钟都还未出现。 然而，亚里士多德不把测量和计算中的问题认为是发展 能够产生定量预言的物理的阻碍，毋宁说，他认为它们设有 必要进行。亚里士多德反而基于在智慧上投其所好的原则上 建立起他的物理学。他隐匿不讨其喜欢的事实，并且把努力 集中于事情发生之因，用相对少的精力去精确地详述所发生 的。当亚里士多德的结论和观察的极显著差别不能被忽视 时，他的确去调整结论。可是那些调整通常只是特别解释， 只比把矛盾各方粘贴在一起好一点。以那种方法，不管他的 ·18·
第二章定律规则 “如果在长期统治期间我学会了一件事，那便是我们 正在被放在火上烤。” 理论多么严重地偏离实际，他总是能改变至恰好似乎足以摆 脱其冲突。例如，他的运动论指明重物以和它们质量成正比 的恒速度下落。为了解释物体在下落时很清楚地增加速率， 他发明了新的原理一当物体靠近其静止的自然地方时，它 更喜悦地前进，也就是加速。今天以这个原理似乎用来描述 某些人比描述无生命的物体更合适。尽管亚里士多德理论通 常只有很小预言价值，他的科学方法支配了西方思想界几平 2000年之久。 希腊基督教继承者拒绝宇宙由中性的自然定律制约的观 念。他们还拒绝人类在宇宙中不占有优势地位的观念。尽管 中世纪并没有一个连贯的哲学体系，但基调是宇宙只是上帝 的玩具小屋，而宗教是远比自然现象更有价值的研究对象。 ·19·
大设计 按照教皇约翰二十一世指示，1277年巴黎主教滕皮尔居然发 表了应当予以谴责的219项错误或异端的清单。自然遵循定 律的思想是其中一项，因为那与上帝的万能相冲突。有趣的 是，数月后，教皇约翰的宫殿屋顶坠落将其砸死，这正是由 于引力定律的效应。 17世纪出现了自然定律的现代概念。开普勒似乎是第一 个在现代科学意义上理解这个术语的科学家，尽管正如我们 说过的，他仍保留有物理对象的泛灵观点。伽利略 (1564~1642年)在其大多数著作中不用“定律”这个术语 (尽管出现在那些著作的译本之中)。然而不管他是否用了这 个词，他的确发现了大量定律，并且提出观侧是科学的基础 和科学的目标是研究存在于物理现象之间的定量关系的两个 重要原则。而第一位明确并严格地表述如我们理解的自然定 律概念的是勒内·笛卡儿(1596~1650年)。 笛卡儿相信，所有物理现象都必须按照运动物体碰撞来 解释，物体由三个定律一牛顿著名的运动定律的前身—一 来制约。他断言那些定律在所有地方和所有时间都有效，并 且明确说明服从那些定律并不意味着这些运动物体具有精 神。笛卡儿还理解我们今天称作“初始条件”的重要性。那 是描述在不管哪个我们想作预言的时间间隔的开端的一个系 统的状态。在给定一族初始条件下，自然定律确定一个系统 如何在时间中演化，然而若无特定的初始条件，演化就不能 被指定。例如，如果在零时间处于正上空的鸽子释放某物， 那个落体的路径就由牛顿定理所决定。但是在零时间，鸽子 是静立在电线上还是以每小时20英里速度飞行，其结果将 大为不同。为了应用物理定律，人们必须知道系统是如何出 发，或者至少在一确定时刻的状态。（人们还可以利用定律 在时间中将系统向过去演化。) ·20·
第二章 定律规侧 随着重新相信存在自然定律，人们试图将那些定律和上 帝的概念相调和。按照笛卡儿的观点，上帝可随心所欲地改 变道德原则或者数学定理的对错，但不能改变自然。他相 信，上帝颁布自然定律，但不能选择这些定律，因为我们所 经验的定律是仅有可能的定律，他才挑出这些。这似乎有损 上帝的权威，但笛卡儿又论证说因为定律是上帝自身本性的 反映，所以是不能改变的，由此来躲避触犯上帝。如果这是 真的，人们也许会认为，上帝仍然具有创生种种不同世界的 选择，每一种对应一族不同的初始条件，但是笛卡儿又否认 这个。他论断道，不管在宇宙开端如何安排物质，随着时间 推移，它就会演化成和我们一样的世界。此外，笛卡儿感到 上帝一旦让世界启动，他就再也不管它了。 艾萨克·牛顿(1643~1727年)采用类似的观点（有些除 外)。正是牛顿使其二大运动和引力的科学定律的现代概念 被广泛接受。这些定律解释了地球、月亮和行星的轨道以及 诸如潮汐现象。他创造的若干方程以及其后我们由此而推出 的精巧的数学框架，今天仍被讲授。无论是建筑师设计大楼， 还是工程师设计轿车，或是物理学家计算如何把登陆火星的 火箭瞄准日标，都要使用这些东西。正如诗人亚历山大·波普 (Pope,1688-1744年)说的： 自然与自然的法则隐藏在黑夜里， 神说：“让牛顿降生吧！” 一切都是光明。 今天大多数科学家会说，自然定律是一种基于观察到的 规律以及为超过它所基于的直接情形提供预言的规则。例 如，我们也许注意到，在我们生命的每天早晨，太阳都从东 ·21·