它比超自然事件更具颠覆性,这就是世界本来的样子
科学革命
在科学史上,有一位著名的学者,名叫伯纳德·科恩(I.BernardCohen)。长期从事科学史特别是科学革命研究。他曾指出,科学革命的本质是范式转变。
如果我们纵观整个科学史的发展,就会发现科学革命能够改变人们的世界观。
亚里士多德的世界观
事实上,早期的科学知识完全符合我们的直觉。例如,亚里士多德曾提出,如果同时在同一高度释放两个物体,较重的物体会先落到地面。这个概念非常符合我们的日常经验。
也有早期的人认为地球不动,万物都围着地球转,这就是地心说。
客观来说,这也符合我们的直觉。我们生活在地球上,我们无法凭直觉感受到地球的运动,所以我们自然而然地认为地球不运动。而天空中的天体,尤其是大量的星星,每年都会发生周期性的变化,所以自然会感觉一切都围绕着地球转。
因此,早期古希腊学者会得出以下结论:
地球不动。地球是宇宙的中心。所有天体都围绕地球旋转。天体作完全匀速圆周运动。月下(地球))力是维持物体运动状态的原因……
我们也称这种世界观为:亚里士多德的世界观。其中,地球不动,地球是宇宙的中心,所有绕地球运行的天体都是这个世界观的基石。一切都是基于这个基石来建立理论并尽可能地贴合观察到的现象。因此,到了后期,地心说发展得极其复杂,使用起来也极其不便。
哥白尼革命
取代亚里士多德世界观的,其实是牛顿的世界观。但整个过程并不是一蹴而就的,而是经历了哥白尼革命。哥白尼、第谷、开普勒和伽利略都参与了哥白尼革命。在这里我还要补充一件事,第谷并不同意哥白尼革命,但他只是提供了帮助。
当这群人建立起来时,他们就开始进行范式转变。新的范式始于太阳是宇宙的中心,地球绕着太阳旋转。伽利略解决了地球运动抛物线问题。说白了,就是地球移动后人为什么会跳起来不往后掉的问题。因此,地球也可以自转、自转。其中,他用思想实验和斜面实验证明了惯性的存在。
古希腊人相信天空(月亮之上)是完美且永恒的,但第谷通过观测发现了超新星和彗星,并否认了这一说法。同时,伽利略第一个使用望远镜观察太空,还发现天空并不完美,并非所有天体都绕地球运行,例如:木星有卫星。
伽利略解决了精度问题。当时的日心说还不是很准确,直到开普勒提出了行星运动三定律,发现行星运动不是圆而是椭圆。
这些学者必须说有力地证明了地心说的基础不是绝对的,同时证明了日心说是可能的。至此,日心说有了全新的世界观:
太阳是宇宙的中心。行星围绕太阳旋转。行星也可以有卫星。行星轨道是椭圆形的。事实上,如果你不是儒家,你可以选择这两种世界观中的哪一个是正确的。总的来说,亚里士多德的世界观会更符合我们的直觉。日心说是对三观的相对颠覆,尤其是伽利略的发现。如果没有望远镜和实验,仅仅依靠肉眼和直觉,是没有办法得出伽利略的结论和发现的。例如,在我们的日常生活中,我们很难断定不同的物体在同一高度、同一时间被同时释放,会同时落在地面上。
因此,自从哥白尼革命以来,科学就开始动摇我们的三观。
牛顿世界观
在科学革命的道路上,牛顿是冠军。他的世界观与我们受过现代物理教育的人们非常一致。但如果是一个没有受过物理学教育的人,其实很难接受牛顿的世界观。所以很多人会觉得物理很难。
牛顿的世界观又是怎样的呢?
事实上,他在哥白尼的基础上再次实现了范式转变,提出了新的力学理论,这就是著名的牛顿三定律。其次,他将哥白尼革命又向前推进了一步,即万有引力定律。更难能可贵的是,他将力学理论与万有引力定律结合起来,即他统一了地球和宇宙的物理学,让我们知道两者遵循相同的物理定律。
因此,基于牛顿,我们会发现我们不再讨论所谓的宇宙中心论,因为在牛顿的世界观中这一点没有任何意义。
只有在地球上,科学家才能用他的智慧发现宇宙和地球遵循相同的物理定律,并证明这一点,而且也能与观察和实验几乎完美契合。这其实是非常可怕的。这就是为什么牛顿迄今为止仍稳居科学家高层之列的原因。而他提出的科学理论其实是极具颠覆性的。
现代物理学的世界观
在上层世界,物理学再次发生了翻天覆地的变化。爱因斯坦和同时代的物理学家在牛顿的基础上进行了两次科学革命和两次范式转变,从而导致了相对论和量子力学的诞生。
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