新的思想结构

牛顿的微粒世界机器的建构，完成了哥白尼在一个半世纪前发动的概念革命。在这个新的宇宙中，哥白尼的天文学革新所提出的问题最终被解决。哥白尼的天文学第一次在物理学和宇宙论上都成为可信的。地球和宇宙中其他物体的关系再一次被规定。人们再一次知道了为什么射向空中的炮弹将回到它出发的地方，尽管他们现在明白了炮弹不会完全笔直地发射。只有到哥白尼学说通过这个新的概念框架的传播和接受而变得可信的时候，对行星地球概念最后的有实质意义的反对才消失了。然而，牛顿的宇宙不仅仅是容纳哥白尼的行星地球的框架，更重要的是，它是一种看待自然、人和上帝的新路径——一种新的科学和宇宙论的视角，这种视角在18和19世纪一再地丰富了科学，并重塑了宗教和政治哲学。

通过为开普勒定律提供一种经济的来源和可信的解释，同样的牛顿定律结束了天文学革命，并为天文学本身提供了大量强有力的新研究技术。例如，当改进的望远镜的定量观测技术显示行星并不是真的完全遵守开普勒定律时，牛顿物理学使得先解释、然后预测行星对其基本的椭圆轨道的轻微偏离成为可能。牛顿的推导表明，严格地说，开普勒定律只能在太阳对每颗行星施加唯一的引力的情况下应用。但是，行星也相互吸引，特别是当它们接近和擦肩而过的时候，这种额外的引力使它们偏离自身的基本轨道，并使它们的速度发生改变。在18世纪，牛顿工作的数学扩展使天文学家能够以极高的精度预测这些偏离；在19世纪，这种预测技术的逆向应用导致了天文学上一项重大的胜利。1846年，法国的勒维烈（Leverrier）和英国的亚当斯（Adams）各自独立地预测了一颗前所未知的行星的存在及其轨道，他们相信它是导致已知行星天王星的轨道难以解释的不规则性的原因。当望远镜对准天空，在牛顿理论预测的位置附近1度以内发现一颗新的行星——海王星——朦胧可见。

牛顿定律在天文学中成效卓著的例子，几乎可以无限增长，而天文学并不是唯一受影响的学科。如果只考察众多学科当中的一个可能的例子，可以考虑牛顿的工作在18世纪对化学实验的影响。尽管牛顿的意思很清楚，但还是使他的大多数继承者相信引力是物质的内在属性，从而重量也是。于是他赋予了重量一种科学上的新意义。重量首次成为物质的量的一种明确的量度，其结果是使天平成为基本的化学仪器。单用天平就可以告诉化学家一个化学反应中投入了多少物质，又产生了多少。自古以来化学家们就相信在化学反应的过程中物质的量是守恒的，但是一直没有一个广泛认可的“物质的量”的量度。在亚里士多德甚至笛卡尔思想的氛围中，重量通常被认为像颜色、质地或者硬度一样，是物质的第二属性——可以被化学反应过程改变的属性。重量作为被普遍认可的工具的概念就是牛顿主义的部分成果，它被用来“平衡”化学反应，判断反应过程中是否有物质流失到某个未知的地方或者从某个未知的来源获得了物质。这个新工具是18世纪最后几十年以法国人拉瓦锡为中心的化学思想革命的几个重要根源之一。

要把这两个孤立的例子——海王星的发现和重量的新意义——转换和丰富为关于新宇宙对科学的影响的一个均衡的讨论，需要整整一本书，即便如此，讨论仍然是不完整的。在围绕新的宇宙生长出来的概念结构中，非科学的思想同样也被改变了。在17世纪的科学家和哲学家设想的无限的、多世界的宇宙中，将天堂定位在天空中，地狱定位在地壳底下，变成了单纯的隐喻，它曾经是有具体地理学意义的象征，这时只剩下逐渐消逝的回音。同时，宇宙是由按照天赋的法则永恒运动的原子构成的概念，改变了许多人对上帝自身的想象。在机械宇宙中，上帝常常只作为钟表匠出现，他塑造原子部分，建立它们的运动法则，启动它们的运转，然后任其自行运转。这种观点的一个精致的版本——自然神论，是17世纪晚期和18世纪思想的重要组成部分。随着它的发展，对奇迹的信仰衰落了，因为奇迹是机械法则的中止和上帝及其天使对地上事务的直接干涉。到18世纪末，越来越多的人，包括科学家也包括非科学家，认为没有必要再假定上帝的存在了。

新科学的另一些反响可以在18和19世纪的政治哲学中找到。近来一些作者已经指出，在17世纪太阳系机械运转的概念和18世纪社会平稳运作的概念之间，有明显的相似之处。例如，体现在美国宪法中的制衡体系，企图赋予新的美国社会一种面临破坏力时的稳固性，它跟惯性力和万有引力精确补偿给予牛顿太阳系的稳定性是同一类型。同样，18世纪从个人的天性推导出优良社会之特征的方法，很可能部分地被17世纪的微粒论所助长。在18和19世纪的思想中，个体一再地作为组装社会这台机器的原子出现。在《独立宣言》的开头部分，杰弗逊从作为社会原子的人的天赋的、不可剥夺的权利推导出革命的权利，而且他的推导似乎跟一个世纪前牛顿从单个物理原子的天赋的内在性质推导出自然的机制颇为相似。(https://www.daowen.com)

即使是这几个无关的、未经展开的例子也表明，随着牛顿宇宙的创立，我们的故事完成了一个循环。牛顿宇宙要对哥白尼天文学做的事，正是亚里士多德宇宙对地心天文学所做的。两者都是一种世界观，使天文学跟其他学科紧密联系起来，也跟非科学思想关联起来；两者都是一种概念工具，一种组织、评估并获得更多知识的方法；两者都统治了一个时代的科学与哲学。经过这个循环，从一种世界观转到另一种世界观，我们将最终意识到它在何种意义上开启了哥白尼的天文学革新。行星地球的概念第一次成功地打破了古代世界观的构成要素。尽管它被有意地仅仅看作一场天文学上的改革，但它却具有破坏性的结果，这结果只能在一种新的思想结构中得到解决。哥白尼自己没有提供这种结构；他自己的宇宙概念更接近于亚里士多德而不是牛顿。但是，他的革新导致的新问题和新建议，是革新本身所产生的新宇宙的发展中最显眼的里程碑。在实现的过程中创造需求、提供帮助，这都是构成了哥白尼革命的那些历史贡献。

不过，它的历史贡献并没有穷尽这场革命的重要性。由于它展示了知识增长的连续循环过程，哥白尼革命还具有更广泛的重要性。最近两个半世纪已经证明，这场革命中形成的宇宙概念，是一个远比亚里士多德和托勒密的宇宙有用得多的智力工具。17世纪科学家发展出来的科学宇宙论，以及作为其基础的空间、力和物质的概念，以古代不可想象的精度解释了天和地的运动。另外，他们还引导了许多新颖的、成效卓著的研究计划，揭开了许多过去不为人知的自然现象，揭示了古代世界观统治下的人难以驾驭的经验领域中的秩序。这都是永久的成就。只要西方学术传统仍然持续存在，科学家就可以解释由牛顿的概念最先阐明的现象，正如牛顿可以解释由亚里士多德和托勒密先行阐明的较狭窄范围的现象一样。科学就是这样发展的：每一个新的概念图式都包含其前任图式解释过的现象，并为之添加更多的内容。

但是，尽管哥白尼和牛顿的成就是永久的，使这些成就成为可能的那些概念却不是永久的。只是可解释的现象不断增加；而解释本身并没有类似的累积过程。随着科学的前进，它的概念被反复地摧毁和替代，牛顿的概念在今天似乎也不能例外。就像过去的亚里士多德主义一样，牛顿主义最终发展出了很多问题和研究技术（这次只是在物理学内部），它们跟产生它们的世界观无法协调。半个世纪以来，我们一直处于由此产生的概念革命之中，这是一场再次改变了科学家关于空间、物质、力和宇宙结构的概念的革命（不过尚未涉及外行人）。由于牛顿的概念为大量信息提供了一种经济的总结，它们还在使用。但是，它们越来越只是因其经济性而被使用，就像古代的两球宇宙被现代的航海家和测量员使用一样。它们对帮助记忆仍有用处，但已不再对未知事物提供可靠的引导。

因此，尽管比它的前任更有威力，牛顿的宇宙还是没有被证明更具终结性。它的历史作为人类思想发展的众多章节之一，在结构上与牛顿和哥白尼摧毁的地心宇宙的历史也没有太大区别。本书只是持续已久并将延续下去的故事中很长的一章。