宇宙观与科学
2018-06-14
随便翻开一本有关科学史的书，都会发现可考的科学发展史一般可以追溯到遥远的古代（约公元前二千五百年），并且和哲学的发展交织在一起。因此在将科学狭意地定义、局限于“现代自然科学”之前，实有必要从历史的角度审视科学的内涵。人类从事科学活动的基本目的就是要认识了解自己所处的这个世界；反过来，内在的宇宙观又无时无刻不在影响著人类的认知过程和认知结构。这个关系一直到现在都未改变。
在科学发展的初期，科学是和宇宙论紧紧纠缠在一起的，不同的宇宙观导致了完全不同的科学研究；而且在当初的时代，对二者并没有一个显著的、有意识的区分。这种现象一直到文艺复兴时期才有一些改观。这不是说此后科学和宇宙论完全分家了，而是在人们研究科学时，因宇宙论所导致的分歧逐渐减少；或说在从事科学研究的人员当中，作为先设的宇宙论在涉及科学的观念上隐含著相似的结构。在此我无意讨论这种相似的结构在各自的宇宙论当中是一种断裂的存在，还是一种有机的存在，但无论如何，这种相似的结构使得人们在科学活动中把注意力放在现象界，并开始重视经验。许多我们今天看来理所当然的观念，在历史当中的形成过程往往是非常复杂的，对当时代的人来讲，实在是了不起的突破。因此，在我们评价历史事件时，应该从当时代的历史背景著眼，看它的贡献与突破，而不是用现在的眼光来批判。
常常一提起中世纪，人们就联想到黑暗。最近历史学界开始重新评价中世纪，并对其进行正面的肯定，认为对中世纪过分黑暗的描写是文艺复兴与启蒙运动反传统主义的历史背景所造成的。其实中世纪的人们是相当单纯的，因为有著对上帝的信仰，大多数的人认为人生的每一刻，无论苦与乐，都与上帝有关；纵使人生有许多痛苦，终极来说仍是美好的。由于在此之前，以苏格拉底、伯拉图、亚里士多德为代表的经典哲学对自然的兴趣是以对终极的关怀为背景的。基督教信仰入主西方，人们的终极问题解决之后，对自然的兴趣反而减弱了。这个时期的绘画明显表达出恩典压倒自然的观念，最能反映这种世界观。托马斯·阿奎那（ＴｈｏｍａｓＡｑｕｉｎａｓ，１２２５－１２７４）开始了恩典与自然的讨论，使得自然在人们的世界观中逐渐取得愈来愈显著的地位。这个转变也在这一时期的绘画〔如Ｃｉｍａｂｕｅ（１２４０－１３０２）、Ｇｉｏｔｔｏ（１２６７－１３３７）、和ＶａｎＥｙｃｋ（１３８０－１４４１）〕当中表现出来。这一时期仍然有人零星地从事著自然科学的研究，其中最有创造性和独立思考的是罗吉尔·培根（１２１０－１２９４），他是中世纪和近代科学奇异地融合于一身的人物。他是弗兰西斯教派的僧侣，在牛津和巴黎受教育，特别专心致志地研究数学和物理。他的百科全书式的著作——『大著作』记载了他的思想。他认为数学是一切科学研究的基础，其中包括算术、几何、天文、和音乐；物理包括透视法、占卜天文学和实用天文学、炼丹术，农学（植物和动物）、医学、占星术、和巫术。他还认为研究希腊文、希伯来文、阿拉伯文、和加勒底文是研究神学和哲学所不可缺少的。形而上学是关于第一原理的科学。通过对罗吉尔的介绍，我们可以多少看到中世纪“科学工作者”的一些思想。虽然在罗吉尔的思想中还有许多的混杂，例如占星术和天文学，巫术和力学、炼丹术和化学混杂在一起，但他确实孜孜不倦地研究自然，强调观察的必要性，这一点的至关重要的。现代科学的兴起是与文艺复兴、宗教改革同时期发生的。
下面的年代可以让我们更清楚地看到这一点：达芬奇生于１４５２年，卒于１５１９年；马丁路德于１５１７年将「九十五条」钉在威登堡（Ｗｉｔｔｅｎｂｅｒｇ）教堂大门上；加尔文的「基督教要义」于１５６３年出版；马丁路德于１５４３年逝世；哥白尼（１４７３－１５４３）的地动说于１５３０年发表。在随后的一百多年当中，我们看到的是一长串在科学史中举足轻重的学者的名字，如：开普勒、加利略、笛卡尔、霍布斯、波义尔、帕斯卡、牛顿、……面对著历史上的这一连串事件，一个直接的问题就是：在人们的世界观中到底发生了什么变化，促使人们以顽强的信心，执著地从事科学研究，导致了现代科学的诞生呢？文艺复兴反抗教庭的虚假权威和经院哲学，从古典文化的文学艺术作品中得到启发，是向希腊古典的回归。是以人文主义的方式，求助于古代哲学、文学、和艺术，对文化迫害进行抗议。宗教改革是宗教上的觉醒或复兴，是向圣经权威的回归。是转向圣经和早期教父、特别是奥古斯丁的单纯信仰，批判教庭的腐败，强调上帝与人直接的关系。有一点需要注意的是，研究人类的文化思想史时，我们不能单单被一些事件所吸引，而要意识到在这些事件后面思想层面上的变化。实际上在这些事件背后所涌动的思潮，在事件发生的许多年前就已经开始了，只不过在一个特定时期突然爆发而已。文艺复兴以及之前中世纪理性和文化方面的逐渐复苏，都对现代科学有著直接的影响。但简单说单凭希腊传统便足以引起科学革命是过于草率的。问题是，为什么希腊传统在起初并未引发科学革命，在这其间发生了什么变化，不仅为科学提供了条件，而且在思想层面上促使人们从事科学研究。这一问题可以通过对早期科学研究人员的了解而寻求答案。
虽然现在许多科学工作者秉持自然哲学的宇宙观，认为自然是一个封闭系统。但在现代科学诞生的时期却不是这样。其实从哥白尼至马克斯维尔（ＪａｍｅｓＭａｘｗｅｌｌ）的大部分现代科学的拓荒者都是以基督教的宇宙观做基础的，而且其中很多都是基督徒（从上面的名单中我们也可以略见一斑）。特别有一个信念更影响了这群科学家：宇宙对上帝是开放的，上帝是创造者和定律的赐予者，人可以从创造之物发现上帝已经放在创造之物中的定律。「伦敦皇家大自然知识促进会」（ＲｏｙａｌＣｏｃｉｅｔｙｏｆＬｏｎｄｏｎｆｏｒＩｍｐｒｏｖｉｎｇＮａｔｕｒａｌＫｎｏｗｌｅｄｇｅ）成立于１６６２年，早期的会员，大都自称基督徒。特拉韦仁（ＧｅｏｒｇｅＴｒｅｖｅｌｙａｎ，１８７６－１９６２）在「英国社会史」（ＥｎｇｌｉｓｈＳｏｃｉａｌＨｉｓｔｏｒｙ）一书中说：「波义尔、牛顿、和早期的会员都是虔诚的基督徒，他们都排斥霍布斯的怀疑论。不过，他们也要国人明白宇宙的规律和以科学方法提出疑问，以求取事物的真象。他们相信使用这些方法，不会引致任何与圣经历史和充满神迹的基督教抵触的；牛顿持著这个信念，致死不渝。」尽管在古代的许多文化当中都存在著发展科学的潜在因子，但现代科学在西方诞生，确实有其文化深层（宗教哲学）的原因。促使大部分现代科学的拓荒者从事观察、归纳、经验的科学工作的宇宙观的先设是：在开放的宇宙中，有等量齐一的自然诸因，或说，在这个有限制的时间距离内，有等量齐一的自然诸因。上帝造了一个有因果律的宇宙，所以人可以从「果」找出「因」，但是上帝和人都在等量齐一的自然诸因之外，换言之，所有存在物并非都在一个巨大而囊括一切的宇宙机械之内。当然，如果人和汽车相撞，因果律一定生效，但上帝和人不是整个宇宙机械的一部分。事物都循著因果律运行，但上帝或人可以在某一时刻转变其运转的方向，所以上帝有上帝的地位，人亦有自己适当的地位。这里面有深奥的意义。不论是宇宙机械或是人造的机械，既不是一位「主宰」也不是一种「威胁」，因为机械不是包括一切，宇宙机械以外还有其他东西，人之为人，是有他自己的位置的。这种信念构成了科学研究宇宙的基础，成为一种源动力，促使人们有信心地从事科学工作。后来，虽然基督教基础失去了，某种传统和冲击力已经发动，而人类对科技的实用需求，以及国家的控制，使科学继续向前迈进，但重点却有一个微妙的转变。后来机械的、封闭的宇宙观逐渐取代了开放的宇
宙观，因果律被应用到社会生活的各个层面，人们日益成为庞大、无意义的机器的一部分。由此，又进一步引发了哲学上对这一思想的反动。卢梭的「自由」便与这种思想背景有著很直接的关系。经过存在主义，一直到后现代的今天，产生了对科学背后的宇宙观的全盘否定和反动。这是后话。
当现代科学的传统和冲击力发动之后，虽然开放的宇宙观渐渐地不再占有主导地位，但在从事科学工作的人员的宇宙观中，关于科学的部分却还有著相似的结构，使得传统、经典意义上的自然科学工作继续进行下去。这一相似的结构可以简单概括成：在宇宙中，有等量齐一的自然诸因，或说定律蕴含在这个有著因果律的宇宙当中；人的理性可以透过观察，从「果」找出「因」，了解事物之中的定律。人对机械宇宙的超越虽然不再明显地构成宇宙观的一部分，甚至与一些科学家意识中的世界观相左，但从事科学活动自身就是这种深层意识的直接表达。
此文通过对科学发展史的简单回顾，探讨了宇宙观与科学发展间的紧密关系。虽然没有直接讨论现代科学的精神、态度、以及具体方法、理论、与科学哲学，但希望可以使我们从更广阔的视野来审视科学。
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