畢達哥拉斯主義和科學起源

知識 06-28

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畢達哥拉斯主義和科學起源

作者：劉威（英國帝國理工理論物理碩士）

李約瑟難題一直是一個十分讓人困惑的難題，為什麼中國古代對人類科學做出了很多貢獻，卻沒有誕生近代科學？探究其原因，中國古代缺乏畢達哥拉斯主義，而它對西方思想界的巨大影響是科學發源的一個很重要的原因。那什麼是畢達哥拉斯主義？為什麼會在西方誕生？我們可以通過一個故事類比來說明：

很久很久以前，在古希臘的一座島上，有一位名叫安特普的陶匠，他是國王的首席木匠，擁有高超的木工手藝。有一天晚上，在經過了一整晚的辛勞工作後，他躺在他的工作室，打算入睡。然而隱隱約約有一種不安讓他無法入睡。他起身出去，卻驚奇地發現雖是深夜，夜空中卻有一處亮光從北邊升起。他知道太陽是從來不會在北邊升起的。所以肯定不是太陽。緊接著，黑色的雲朵在亮光的頂部出現，逐漸得籠罩了整個夜空，繁星一顆接著一顆得消失，像是被夜空後那地獄裡的怪物所吞沒。

安特普的第一反應是驚恐，為什麼會出現這樣的景象，為什麼上天會如此震怒。他馬上跑到了宮殿，國王已經等待他很久了，希望他能為接下來的祭祀做好必要的準備。於是乎，國王的一聲令下，許多奴隸被押解上台，在祭司的咒語伴隨中，他們被殺死獻祭，期待去安撫憤怒的上天。然而，這一切像是無用，突然之間，開始地震山搖，祭壇開始倒塌，不遠處的海浪不斷高漲，眼看就要漫到王宮。之後在一瞬間，伴隨著一聲巨大的聲響，整個大地劇烈的搖了起來，祭壇倒塌了，所有的祭司和奴隸都被壓死在祭壇下。

這次的地震之後，還有一次次的餘震。在這座島上，只有安特普和一些其它居民得以倖存。安特普聚齊了他的家人們，坐上了一艘小船，在平息後的海面上航行，逃生去別的島嶼。當他抬起頭時，他發現地震過去後，天上的繁星卻還是和地震之前保持相同的圖案。無論導致這場大災難的魔鬼是如何兇猛。他想起了自己那些被地震震碎了的陶器，他覺得這些星星也至少應該被這次大地震震動了一點點吧。然而當他看到月亮的時候，月亮也只是保持往昔的光彩。

如果天上的世界對於這次大災難如此無動於衷，擁有著遠遠比導致這場災難的魔鬼大得多的力量。那麼為什麼魔鬼會在乎地上這些渺小的人們的生死存活呢？它為什麼要在乎我們的獻祭呢？想到這，安特普覺得有些尷尬，他想到底是哪一種力量控制著宇宙和世界，又是什麼導致了這麼一場災難？

直到有一天，他聽說了在一個叫做克羅托的島上，有一個組織，他們知道這一切背後的秘密。他們知道在這個精密的自然下，有著美麗而永恆的數學定律控制著這個宇宙的運行。於是安特普加入了這個組織。而這個組織就叫做——畢達哥拉斯學派。

畢達哥拉斯主義和科學起源

古希臘的自然環境多變，頻發的自然災害，讓人們更多地去思考永恆的問題，泰勒斯首先提出了水元說，第一次嘗試用理性去解釋世界。而航海科技又促進了他們對天文的研究，從而讓他們發現天體運行背後的永恆數學定律。而畢達哥拉斯主義把這種數學規律當做其基本綱領，無限得崇拜數，認為數是萬物的本質。

事實上，畢達哥拉斯主義發源於公元前5世紀左右的古希臘，由古希臘大哲學家畢達哥拉斯所創立。傳統上，都認為是畢達哥拉斯發現了畢達哥拉斯定理(勾股定理)，同時畢達哥拉斯通過對音叉的研究，發現所有的諧音，它們的音叉的長度比都是整數比。從這種種出發，畢達哥拉斯進而認為宇宙背後的和諧是由永恆的數學規律控制的。畢達哥拉斯又進一步把這種和諧現象加以推廣，認為物理世界中的一切都存在著和諧，宇宙的秩序是由那種絕對的和諧所構成的。他們認為，天體在運行時，各自發出凡人聽不見的「聲音」，每個天體因其體積和速度的差異而各自具有特殊的音調，而這種音調又是由天體之間的距離所決定的，這些距離彼此之間有一種和諧關係，與音樂里的音程相適應。他們還認為，圓形和球形是最神聖而完美的幾何圖形，地球和天體都是球形的，每個天體都沿著圓形的軌道運轉。

換一句話說，畢達哥拉斯主義的基本綱領就是「數是萬物的本原。」

另外，相傳無理數最早由畢達哥拉斯學派弟子希帕索斯發現。他以幾何方法證明根號二無法用整數及分數表示，並引發了第一次數學危機。而畢達哥拉斯深信任意數均可用整數及分數表示，不相信無理數的存在。當畢達哥拉斯發現根號二為無理數時，大為震驚、不承認其存在。後來在他的學生希帕索斯觸犯學派章程，向外人透露無理數的存在後，畢達哥拉斯下令將其淹死。

畢達哥拉斯的思想在之後，被古希臘黃金時代三傑之一的柏拉圖繼承並且發揚，柏拉圖進一步地把世界劃分為完全遵守完美永恆數學規律的理型世界，和並不完美的現實的表象世界。而之後柏拉圖主義成為基督教世界的主流思想，深深影響了整個西方的哲學和宗教。這種二元論的思想，提倡了抽象的思考，從而鼓勵了科學家們從廣泛複雜的自然現象當中，抽象出本質的數學規律。比如牛頓的萬有引力定律，可以把天上的行星繞轉和地上的蘋果落地統一起來，抽象出背後統一的引力方程。

既然，物理世界瞬息萬變的現象可以歸結為簡單、完美的數學形式，所以後來的物理學家都嘗試用簡潔的數學形式去統一物理規律。愛因斯坦的廣義相對論用簡潔的場方程統一了時空和引力。粒子物理的標準模型利用對稱性統一了除了引力之外的三種相互作用力。而被視為物理學的未來的弦理論則嘗試去統一自然界所有作用力。

所以西方的畢達哥拉斯主義傳統，很大程度促進了現代科學的誕生。而相對而言，中國古代雖然有很多科學的貢獻，然而由於普遍重視實用，又缺乏畢達哥拉斯主義的影響，並沒有推崇去從廣泛的實際運用問題當中抽象出一個永恆不變的數學規律。

作者簡介

劉威，帝國理工理論物理碩士、倫敦大學高能物理博士，主要研究領域：超對稱及中微子。

理想總是要有的，為什麼一定要實現呢？第歐根尼說，不要擋住我的陽光。不要擋住我的陽光，讓我這輩子執迷不悟就好。

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