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這個世界的結構是什麼?近代與現代的科學家理解完全不一樣

世界的結構是什麼?自古以來,地球上的每一個民族都在尋求這個問題的答案。

但即使是古希臘的哲學家也沒有找到正確的答案。例如,畢達哥拉斯學派認為世界是由數字構成的,而泰勒學派則認為世界是由六種元素組成的,如土壤、水、空氣、陽光等等。直到現代科學的起源之後,人類才逐漸揭開了世界的結構。

這種跨越式的理解來自現代科學之父伽利略。


伽利略眼中的世界結構

《托勒密與哥白尼對話錄》出版於1632年,被認為是現代人類科學的起源。在這本偉大的書中,伽利略用科學的方法分析了一個眾所周知的自然法則——世界運動和動力學系統。

古希臘哲學家亞里士多德1000多年來也曾描述過運動和動力學。

到了中世紀,這種描述被教會發揚光大,但對世界的描述卻是完全錯誤的。伽利略通過研究光滑木槽中球體的運動規律,發現了運動學和動力學的基本理論、慣性定理和運動變換規律,即伽利略變換。從那時起,在伽利略的理論體系中,過去的無序世界被建構成一個可以定量描述並受慣性定律支配的動態世界。

伽利略的科學發現不僅在物理學史上,而且在整個科學史上都佔有極其重要的地位。他不僅糾正了亞里士多德統治歐洲近2000年的錯誤觀點,而且開創了一種研究自然科學的新方法。伽利略在總結他的科學研究方法時說:「這是一種新方法第一次為新方法打開了大門,它將帶來許多奇妙的結果,並將在未來幾年吸引許多人的注意。」

可以說伽利略的這一步是一個里程碑。這個複雜的世界之所以為人類所理解,主要是因為其中存在著客觀規律,即慣性規律和伽利略變換。哥倫布發現了新大陸,伽利略發現了新宇宙。今天,斯蒂芬·霍金說:「自然科學的誕生要歸功於伽利略,他在這方面的貢獻可能是任何人都無法企及的。」

然而,儘管伽利略在歐洲大陸提出了這一划時代的世界結構理論,但當時在歐洲大陸的教會中,中世紀的思想仍然是錯誤的。伽利略是被後世尊為現代科學之父的先驅者,晚年被教會軟禁。

儘管伽利略的世界構造理論尚未在歐洲廣泛傳播,但令人欣慰的是,在伽利略死後10天,另一位科學巨人牛頓誕生在英國的農村小鎮伍爾索普。後來,這位年輕的英國人不僅發展了伽利略的世界結構理論,而且把經典的運動學和動力學理論推向了極端。


牛頓的世界體系

後人對牛頓的世界體系和結構的普遍評價是:牛頓的世界結構是一個完全機械的世界。情況就是這樣。在1687年出版的《自然哲學的數學原理》一書中,牛頓的三大運動定律和萬有引力公式是構建「機械論」世界的基石。

雖然在牛頓死後的一個世紀,有些人試圖重新表達這種「機械論」的世界結構體系,如20世紀初的拉格朗日、漢密爾頓和德國女數學家諾特。但是這些數學形式的改變並沒有動搖牛頓「機械」世界結構的基礎——慣性定律和運動的絕對性(當然包括時間的絕對性)。直到1905年,一位不知名的專利局職員愛因斯坦出現了。

愛因斯坦手中的世界結構

關於愛因斯坦是如何提出新的世界結構理論——相對論的,在這一領域有很多傳記著作。最受歡迎的是丹尼斯·奧韋比的《愛中的愛因斯坦》和沃爾特·艾薩克森的《愛因斯坦:生命與宇宙》。

從任何角度看,愛因斯坦都是現代科學的領袖。由於他的相對論和相對論下世界結構的展望,牛頓的「機械論」世界結構已經深入人心近三個世紀了。

在愛因斯坦的世界結構中,一切都是相對運動,沒有絕對運動,沒有絕對時間,所有的物理單位都與運動的相對性密切相關。

雖然新的世界構造的前景並沒有被廣泛認可的20年,它提出了,將來與物理實驗技術的進步,新的世界構造的前景在愛因斯坦的相對論被證明是現代物理學的基石,一起和普朗克的量子理論提出了在同一個時代,現代物理學已經建造的建築。

維也納學派正是因為這一原因,科學哲學的中心之一,在20世紀,Karnap及其代表,在1920年代末,寫了基本功能建設的物質世界從哲學家的角度來看,這個世界是一個邏輯嵌套連接的邏輯鏈。

魯道夫·卡爾納普的世界結構

魯道夫·卡爾納普的代表作《世界的邏輯結構》出版於1928年,是20世紀科學哲學的巔峰之作。

20世紀是人類思想最活躍的世紀。在那個世紀,世界上出現了三個活躍的思想中心,即倫敦學派、德國柏林學派和奧地利維也納學派。其中,「維也納學派」對20世紀的科學思想影響最為廣泛。這一學派的代表人物是魯道夫·卡納普,他於1926年創作的《世界的邏輯結構》被認為是20世紀十大著名科學哲學著作的核心著作。

在這部作品中,以哲學家卡爾納普的眼光,建構邏輯嵌套一個真實的物理世界是這個世界最基本的特徵是由邏輯鏈構成的。

要理解自然的奧秘,人類必須從最初的邏輯單位出發,在此基礎上解釋更高的邏輯規律,並依次提升。它就像一條鏈條,一個環節與另一個環節緊密相連,形成一個邏輯的解釋鏈條,不斷延伸到更高的層次。

情況就是這樣。人類知識的發展遵循這樣一個基本規律。現代科學的起源是伽利略的兩個最基本的邏輯單位——拉格朗日定理和伽利略變換,在這兩個邏輯單位的基礎上,物理世界的結構逐步得到擴展。

卡爾納普認識到了這一點,並在《世界的邏輯結構》一書中將其視為人類科學思想進化的基本特徵。

世界的建構,無論在哲學家或物理學家的眼中,都是基於最基本概念的邏輯延伸。從亞里士多德到愛因斯坦,人類對自然的理解一直遵循著這樣的規律。卡爾·納普的代表作《世界的邏輯結構》是對這一基本規律的完整概括。


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