主题：【文摘】趣谈物理学的革命和统一 -- 夏翁

2-1. 科学的诞生

自从地处两河流域的苏美尔人被迫走向文明之后，世界各地大大小小地有几十处都先后走向文明，然后灭绝。其中最辉煌的古代四大文明，到如今也只剩下了泱泱中华硕果仅存。每当有关中国的重大场合，我们都会听到那悲壮的呼号:中华民族到了最危险的时候。作为这十三亿之众中的一员，作者也常常有不寒而栗的感觉。说到底，都是科技这玩艺没有被中华民族认同造成的。

所谓科技，就是科学和技术的简称。就一般的定义来说，科学是认识世界的一种方法论。其目的是寻求一个简洁、精确和统一的世界图象。而技术则是人们用于改造世界，使之更适合人类生存的各种手段。自从距今二百多万年前人类拿起石头制作工具起，技术就产生了。而科学则滥觞于距今二千多年前的古希腊。以英国工业革命为标志的技术与科学联姻孕育出科技距今也只有二百多年。如果单说技术，这老家伙待我中华民族也不是太薄：历史上还施舍过一些指南针，造纸术，活字印刷和火药什么的。而科学这贱人则只会崇洋媚外，至今还没有给我们什么象样的东西。

现代科学为什么没有在中国产生---这是以李约瑟老先生命名的难题。他老人家从大英帝国不远万里来到中国，换姓埋名苦苦琢磨了一辈子也没有给出个明确答案。本作者虽然也是不远万里从中国来到美国，购书万卷苦读至今对此也不敢妄下断言。为了一些没有科学史背景的读者，只好在此说上几句。

这首先要从西亚的两河流域说起。这里生活在距今五千多年前的苏美尔人因首先进入文明而生活美满。其周围的部落在文明的照耀下也逐步走向文明并繁衍出越来越多的人口。到了史称为巴比仑的时期，虽然有限的土地已经不能承受，但这些人好象知道他们脚下有石油似的就是不愿离开。为了争取生存空间他们经常打得头破血流。尽管他们那位名叫汉穆拉比的头儿为此颁发了现在还能看到的人类第一部法典来保证秩序，但他们还是不时提心吊胆地盯住天空，生怕天有不测的风云影响了他们的收成。久而久之倒也看出了一些名堂：他们在距今三千五百年左右发现了日食和月食的规律。

在距今二千五百年左右时，一位名叫泰勒斯的古希腊人跑到巴比仑把上述规律学了去。泰勒斯回到落后的希腊城邦，因用该规律预言在希腊人与波斯人开战时会出现日食应验而名声大燥。后来官拜希腊名城米利都（在今土尔其境内）执政并被尊为古希腊七贤之一。泰勒斯在得意洋洋之余断言万物都源于水而又被尊为西方的哲学和科学之父。要知道，在我中华文明发展的初期，一位杞国的人士也曾经有类似巴比仑人的情怀关心过上天。无奈竞被一些聪明的人讥为杞人忧天后放弃了努力。真令我辈痛惜！

说起这古希腊人，大家可能还记得在距今约三万五千年前的那批把欧洲土著尼安德特人斩尽杀绝的现代人种。辽阔的欧洲平原为他们提供了丰富的食物和纵横驰骋的空间。直到距今一万年左右他们才开始逐步地搭窝做棚住了下来。优越的自然环境使他们以女性血缘为主的母系社会绵延长达悠悠几千年。现代西方社会中至今还不敢把他们的父姓放到前面并有许多事情必须是 Lady First 大概与此有很大关系。这批 欧洲人中比较强悍的一支曾经占据了现今俄国黑海、里海北部和第聂伯河、伏尔加河之间的土地。在距今五千五百年左右，他们预见到了今天俄国的经济危机，惊恐之下便四处逃散。其中向南逃跑的在距今四千五百年左右看到了印度河与恒河流域之间古印度文明的曙光。在该光明的指引下他们又跑了五百年，大概是惧怕这些出了名的凶悍之人，古印度文明竞在此时熄灭了。又过了五百年，这批人才到古印度文明的废墟上住了下来繁衍子孙。所谓语言学上的印欧语系中的印这一支就起源于这批家伙。另一部向西南逃窜的，就是我们前面提到的古希腊人。

在距今大约五千年前，这批向西南逃窜的人看到了遥远的地中海上一个名为克里特的岛屿上发出了一些光亮。这是克里特岛在经受东南方向不远的古埃及和古巴比仑文明的长期照耀后而逐渐产生的文明曙光。他们之中一伙被后来历史学者称为阿卡亚人的部落在距今三千六百年前率先到达了克里特岛附近的迈锡尼。仿照克里特岛人的A-型线性文字，他们制做了表征印欧语系中他们的欧这一支的B-型线性文字。接着繁衍后代也象模象样地过起了文明生活。

到了距今三千四百年前，这批阿卡亚人趁着地震在克里特岛上造成的混乱灭掉了不属于印欧语系的克里特文明。在距今大约三千一百年前，另一伙向西南逃窜的被后来历史学者称为多利亚人的印欧语系部落也来到了迈锡尼。多利亚人看到了他们的先头部队阿卡亚人竟然堕落到了文明的程度，一怒之下又灭掉了阿卡亚人所创造的史称迈锡尼的文明。

从此在古希腊这块土地上，到腓尼基人在距今大约二千七百年前为他们发明表音字母的四百年间，多利亚人坚持不使用文字而是以口头传颂来保持他们的文化。以本作者之愚见，这也许是为什麽民主和科学产生在古希腊的原因。能通过口头传颂的神就是他们共同的神。能通过口头传颂的各种行为规则就是他们愿意共同遵守的法律。对于在他们逃窜的艰辛路途中曾经帮助过他们渡过各种难关而有资格上升为神??的众多英雄，也只有通过不断增强的逻辑联系来划分出清晰的谱系才容易口头传颂下来。最重要的是口头传颂大大加强了他们意识到的通过抽象思维可以认识周围世界的信心。所以在距今大约二千五百年前，他们听到那位名叫泰勒斯的人把千变万化的世界居然简化到了只有水这一样东西又怎能不万分钦佩呢?

如果我们反观那些率先使用文字的古代文明，他们死活不愿离开那旱涝保收的大河流域。不历什么大的艰险，也就没有多少英雄神??令他们歌颂。文字这种强有力的工具大多被用来传播统治者绝对权力的意愿。可叹的是我中华故国也没能免俗。

泰勒斯的声名远扬吸引了一位名叫毕达哥拉斯的人前来求学。因泰勒斯俗务在身不能言传身教，便请弟子阿那克西曼德初步调教后送毕氏去埃及留学。拜尼罗河周期泛滥所赐，古埃及人民不必象巴比仑人那样望天也能五谷丰登。但他们却必须花费大量精力去丈量不断被尼罗河淤泥盖住的耕地界碑。否则分配不公也会象巴比仑人那样打得头破血流。量来量去倒对算术与几何产生了许多心得。毕达哥拉斯到了这里一待就是十多年，最终不但把这些先进的数学知识都学了去，临回希腊时还顺手牵羊地带走了古埃及盛行的灵魂学说。习惯了古埃及炎热气候的毕达哥拉斯最终在古希腊南端一个叫克罗顿（位于现今意大利的南部）的地方住了下来。接着便开门立户，传授学问。出于对数字与几何的极端偏爱，毕氏宣称世界的本质是数。天上的日月星辰则是按理想数为半径的各个天球环绕球形的大地运转。

到此为止古希腊接收消化了古巴比仑和古埃及文明的精华，开始用他们所擅长的抽象思维来创造辉煌灿烂的古希腊文明。而我们中国在大约相同的时代也出了象老子和孔仲尼这类杰出的人物。他们虽然敬畏上天却不信神灵，对怎么做人和治人颇有心得。不幸的是没有重视用数学把握世界，以至于我中华民族始终生活在混沌如鸡子的世界里。

却说这古希腊的近邻波斯帝国，则是属印欧语系那批向南逃窜的一伙。他们征服了小亚细亚的米底人之后，就不断骚扰他们的远亲古希腊人。害得泰勒斯和毕达哥拉斯的弟子们不得不逃向北部雅典城。在那里他们有的纵横捭阖活跃于权贵之间，有的挂牌办学调教出了大批杰出人物，如象苏格拉底、柏拉图和亚里士多德这样的大学问家。而亚里士多德居然又调教出了亚历山大这样出名的帝王。最终亚历山大征服了他们的仇敌波斯帝国，进而远征古埃及和古印度把他们的科学和文化到处宣扬。和我们下文有关的希腊天文学家阿里斯塔克斯曾在亚里士多德创办的吕昂克学园中学习过，他首先提出了日心说，但因不能解释惯性现象而不被人接受。喜珀恰斯改造了柏拉图学院的欧多克斯在毕达哥拉斯宇宙模型基础上创建的同心球叠加模型，用他自己创立的球面三角建立了宇宙的本轮---均轮体系。该体系被托勒密纳入了他那本鼎鼎大名的《至 大 论》而统治西方天文学达一千多年之久。

2-2. 中世纪与文艺复兴

辉煌的古希腊科学随着古罗马帝国的兴起而衰落。同属印欧语系的罗马人的祖先与古希腊人的先祖大约同时逃到地中海边。然而罗马人却更崇尚武力。他们不但杀死了聪明的古希腊物理学家阿基米德，甚至把上帝的儿子---耶稣基督也钉到了十字架上。悲痛万分的耶稣弟子们便来用宗教毒害罗马帝国。首先门徒保罗宣称耶稣受难不仅是为了犹太人，同时也是为了拯救世界所有的人。然后他们跑到这时已是罗马行省的亚历山大城，利用还在那里流传的希腊哲学来包装基督教的教义使之容易为罗马帝国的上层人物接受。经过长达三百多年的不懈努力，终于使罗马帝国的皇帝君士坦丁一世成为基督徒并规定督徒教为国教。耶稣诞生的年份也成了罗马儒略历的元年。

现在我们再回过头看看上述印欧语系的人群开始逃离的那块俄国黑海、里海北部和第聂伯河、伏尔加河流域之间的土地。这时已经住上了被西方人称为匈（Hunt）的人。到了公元 375 年的时候，他们也感觉到了脚下的土地不是一块好地方并决定逃跑。从他们不敢向东跑的迹象判断，他们大概是被我中华帝国汉武帝赶到了我西北边陲那批匈奴人的后裔，尽管现在还没有确切的考古学证据。这批向西逃跑的匈奴人把大批印欧语系的凶蛮的日尔曼人赶到了罗马帝国的境内。最终导致了西罗马帝国的崩溃。

由此在当今世界如日中天的西方文明才开始走上历史舞台。所谓西方最初是指以希腊罗马为中心的西方。主要是由上述那些一个大字不识的日尔曼人部落组成。所幸的是首先有基督教为他们扫盲。然而这是有代价的，他们组成十字军为教皇与在公元 610 年开始兴起的阿拉伯人等进行了三百年的血腥战争。其中神圣罗马帝国的红胡子皇帝腓特烈一世在小亚细亚阴沟翻船被溺死，法王路易九世在进攻埃及时被俘，花了大批黄金才被赎回。所幸他们在战争中得到了经阿拉伯人发扬光大的古希腊科学和文化，我中华帝国的四大发明也经阿拉伯人之手到了他们手里。

在十字军东征中捞尽好处的意大利弗罗伦萨、威尼斯等地的商人为了制造更多的俗人以扩大他们的市场，在战争结束后不久又闹起了以复兴希腊科学文化为名的群众运动。没想到大批文人墨客，如彼特拉克、达芬奇之流也下海凑热闹而一发不可收拾。在公元 1453 年奥斯曼帝国征服了拜占庭帝国挡住了他们的东方贸易线路，使西方本来已经紧张的硬通货问题更加突出。无奈之下便打发哥仑布等人下真海寻求黄金。在上述托勒密那本《至大论》的一个伟大错误指引下，哥仑布等人不但找到了黄金并且还把“发现了”广阔无比的新大陆。这种运气我中国至今还没有过。现代科学便是看上了这笔横财决定投胎西方。虽然我中华在公元三到十四世纪 这一千多年的时间里科学技术不断进步，一直处于世界领先地位，但辛辛苦苦挣钱又怎能和抢银行的相比呢？

3-1. 科学的革命

公元 1492 年哥仑布发现新大陆，刺激了西方新兴资本主义的海上贸易快速增长。古希腊传下来的托勒密地心宇宙体系提供的天文历表精度越来越满足不了航海事业发展的需要。首先敢于向该体系发难的是波兰一个教堂的神职人员哥白尼。这位在文艺复兴的重地意大利留过十年学的叛逆者的勇气来自我们前面提到的阿里斯塔克斯的日心说和他自己的潜心观测。反对托勒密就等于反对上帝。原因就是我们前面提到的基督教的教义是希腊哲学包装过的。特别是那位赫赫有名的奥古斯丁因引用过托勒密体系论证上帝的存在而被封为圣徒。意大利的那位布鲁诺就因不识时务而被教会活活烧死。哥白尼只有在临死时才敢正式发表他那部引发科学革命的光辉著作《天体运行论》。

哥白尼的日心说也还是不能解释地球绕太阳旋转的时候为什么没有把我们这些因得罪过上帝的亚当夏娃而没有德性的后代给摔出去。这一大难题被几十年后出生在意大利比萨的伽利略解决了。他宣称我们有惯性，这一来他也得罪了上帝。因为亚里士多德没这么说过。而文艺复兴的重大成果之一就是基督教的教义又被更为有名的托马斯－阿奎那用亚里士多德的哲学包装了一回。当然伽利略的罪状还不止这一条。后来在丹麦贵族第谷花了一辈子时间积累的天文观测资料的基础上，德国的穷教师开普勒总结出了太阳系行星运行三定律。英国平民牛顿以前述意大利伽利略教授开创的新物理学原理加上他自己发明的微积分，给出了经典物理学的三大定律完成科学革命而被封为爵士。剩下的故事则人尽皆知，作者在此从略。

科学这小女子把上帝盘剥到只剩下第一推动的权力之后便开始窈佻丰满准备嫁人了。头一个被科学看上的是十八世纪末在大英帝国出现的蒸汽机。在他们眉来眼去的过程中，蒸汽机得到了越来越高的效率。作为回报，科学得到了能量守恒，熵增加和绝对温度不能达到这一组宇宙间最普遍的定律。

在科学小姐与蒸汽机调情的时候，一些行走于欧洲大陆的绅士嫉火日升。先是由以刻薄著称的哲学家康德把牛顿大师骂得狗血淋头，又由丹麦的奥斯特，法国的安培和德国的欧姆等摆弄电和磁来扰乱这位小姐的目光。当英国的法拉第和麦克斯韦等意识到危险而抢先把精美的电磁理论时装送给这位小姐时，已经稍微晚了一点。欧洲大陆，甚至那些没有绅士风度的美国佬也得到了她的秋波。

欧洲大陆之所以得到更多青眯的另一个原因是来自化学。中世纪的炼丹术在文艺复兴时由欧洲大陆的珀拉赛而苏斯、阿哥里克拉、郝而蒙特和波义尔引向了医学和矿物的研究。在德国斯塔尔的燃素说和英国普利斯特列，瑞典舍勒发现的氧气的基础上，法国的拉瓦锡创立氧化学说而完成了化学革命。为这位科学小姐所必须的涂脂沫粉创造了条件。不幸的是拉瓦锡在法国被完成了政治革命的人砍掉了脑袋。被科学小姐撩起了热情的各种技术使西方列强国力大增。他们不但相互之间大打出手，还把我中华帝国搅了个乌烟瘴气。往事不堪回首，不提也罢。

话说到了十九世纪末，以孕育出科技而显示了魅力的科学又被俄国门捷列夫化学元素周期律，德国施莱簦、施旺的细胞学说和英国达尔文的进化论打扮得更加抚媚。 但是详知科学这位女士与蒸汽机调情内幕的英国神童凯尔芬勋爵却看到了她脸上依然有两个令人不舒服的雀斑：美国鬼子迈克尔逊、莫雷失败的以太漂移试验和英国佬瑞利算出的黑体辐射的紫外灾难。这两个问题的解决将为我们认识宇宙提供极为有力的工具：相对论和量子论。