天穹與天界(節錄)


書名|從封閉世界到無限宇宙:近代科學與哲學的宇宙觀革命
(From the Closed World to the Infinite Universe)
作者Alexandre Koyré
出版社商周出版
出版日期2018年8月 4 日

本書是科學史經典名著,作者為科學思想史學派創始人亞歷山大.夸黑。書中描述,十六、十七世紀的人類心靈,遭遇了一場深度的革命;它改變了我們的思考架構和模式,古代那個秩序井然的封閉世界(cosmos)最終變成了均一的無限宇宙(universe),價值世界也與事實世界完全分離開來。而希臘與中世紀天文學的地球中心宇宙,亦被現代天文學的無中心宇宙所取代。近代科學與近代哲學既是這場革命的根源,也是它的成果。

夸黑首次提出「科學革命」一詞,以人類的宇宙觀及人類於宇宙所居位置的轉變來詮釋這場革命,並揭露其對現代世界的深刻影響。他所揭示的新的科學史研究方法,以哲學導向來研究科學思想的發展,不僅扭轉了原先薩頓百科全書式的大綜論,更奠基了科學史研究的地位及重要性;夸黑及其科學思想史學派所描繪的「科學革命」,已然成為當今社會大眾理解的科學發展輪廓。

編輯室推薦******
科學、哲學與神學,看似相差十萬八千里,但仔細一看,其感興趣的領域仍有相近之處,如時空的本質、物質結構乃至人類的思維、智識與價值等。天文學家哥白尼在16世紀提出「地動說」以降,在近代科學先驅伽利略等人的努力下,科學革命應運而生,人類的宇宙觀也在牛頓之後擺脫教會神學家的玄奇思想。自此,實證科學研究與形上玄想始終站在對立面,實務上似乎也少有思考上的相互考慮,然而近代科學與哲學的歷史圖像,真的就這樣了嗎?本書竭誠展示17世紀科學革命時期,兩者間的緊密關係,並描繪當時的哲學思想對科學研究提出的實驗方向、理論塑造,不僅有著巨大影響,也幾成科學思想裡的不可或缺,是一本不容錯過的科、哲經典。
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無限宇宙的概念,像每個概念(或者幾乎每個概念)般,當然也是源自希臘人。希臘思想家對於空間無限性與世界多元性的思索,的確在我們將處理的歷史中,占有一個重要的地位。可是,對我而言,似乎不可能把宇宙無限化的歷史,化約成希臘原子論者世界觀的再發現。由於新發現的拉克略修(Lucretius)和新翻譯的狄奧堅尼.拉俄修斯(Diogenes Laertius),希臘原子論者變得更著名。我們不可忘掉希臘原子論的無限主義概念,已被希臘哲學和科學思想的主流所駁斥(主張原子論的伊比鳩魯傳統〔Epicurean tradition〕並不是科學性的學派),正由於這個理由,雖然它們從未被遺忘,但也無法被中世紀人接受。

況且,我們不該忘掉「影響」不是個簡單的雙邊關係,正好相反,它非常複雜。我們並沒有被閱讀或學習的每件事所影響。在一個意義上(或許是最深層的意義上),我們自己決定了所受到的影響;我們的知識祖先全然不是外在的賦予,而是出於我們的自由選擇─至少在相當大的範圍內。

儘管狄奧堅尼和拉克略修流行了一百年,他們兩人對十五世紀的宇宙論思維都沒有任何影響,我們要如何說明這件事實?第一位採納拉克略修式的宇宙論者,嚴格說來是布魯諾(Giordano Bruno)。庫薩的尼可拉(Nicholas of Cusa)似乎不怎麼關切它,我們實在不確定當他寫《博學的無知》(De docta ignorantiaLearned Ignorance〕, 1440)一書時,是否知道《論自然物質》(De rerum natura)。然而正是尼可拉,這位中世紀晚期最後一位大哲學家,首度駁斥了中世紀的層級宇宙概念,因此斷言宇宙無限性的功勞或罪惡,有時就被歸因於他。

布魯諾、克卜勒(Kepler)、最後是笛卡兒,的確是以這樣的方式來解釋尼可拉。笛卡兒在寫給他的朋友柴那(Chanut)的著名信件中告訴他:「庫薩的主教與其他幾位神學家已假設世界是無限的,卻未曾受到教會譴責;相反地,據信無限世界的觀念使他的作品在榮耀上帝方面,顯得非常偉大。」(柴那向笛卡兒報告了瑞典的克里斯丁納〔Christina of Sweden〕的一些反省,他懷疑在笛卡兒那無限擴張的宇宙中,人類是否仍然據有中心的位置?根據宗教的教諭,那是上帝在創造世界時賦予人類的。)當尼可拉拒絕被層層天球之壁所環包的有限世界時,笛卡兒對尼可拉教諭的解釋的確相當合理。但是尼可拉並未積極地斷言宇宙的無限性;事實上,他和笛卡兒一樣小心地、一致地避免把量上的「無限性」歸給宇宙,他把這一點保留給上帝──而且也唯獨上帝。他的宇宙不是「無限的」(infinitum),而是「無止境的」(interminatum),這概念的意義不單指宇宙是無邊界的(boundless),還有它的構成無法被「終結」(terminated),也就是說,它完全缺乏精確性和嚴格的限定性。它絕無法抵達「極限」(limit);在這個字最完整的意義上,它是不受限定的indertermined)。因此,它不能作為整體精確知識的對象,而只能作為局部推測知識的對象。它確認了我們的知識必然是局部且相對的特徵,也確認了我們不可能為宇宙建立一個單一客觀的再現。這些觀念構成了《博學的無知》的種種內容面向之一,尼可拉把博學的無知當作超越我們理性思想限制的一種工具。

尼可拉的世界概念,不是建立在當時天文學或宇宙論的批判之上,也沒有導向科學中的革命(至少在他自己的想法中)。雖然人們通常會認為庫薩的尼可拉是哥白尼的先驅,然而事實卻並非如此。不過,他的概念極為有趣,就其一些大膽的斷定或否定的觀點而言,哥白尼望塵莫及。

尼可拉的宇宙是個上帝的表現或發展──雖然必定是不完美且不適當的──因為它在不可區分且緊密統一的上帝內在,展示了多樣與分立的王國,換言之,一個擁抱了存有的差異、甚至對立性質的統一(complicatio)。反過來說,宇宙中每個單一事物都以自己的方式表徵∕再現它──宇宙──從而也表徵∕再現了上帝;每個方式都和別的方式不同,藉由「合同作用」(contractio),宇宙的豐富多樣與其自己獨一無二的個體性和諧一致。

尼可拉的形上學觀念是「對立物在超越它們的絕對者之中一致」,此觀念超越了線性推論和理性思考的傳統;與之相關的知識論概念則是「博學的無知即理智行為」,其掌握了「對立統一」(coincidence of the opposite)的關係。這些概念引導且發展出某種數學悖論的模式,亦即把那對有限對象而言是有效的一定關係加以無限化。譬如說,在幾何學中,沒有什麼會比「直線性」和「曲線性」更加對立;然而,在無限大的圓之中,圓周卻等同於切線;在無限小的圓之中,圓周則等於直徑。進而,在兩種情況中,圓心均失去它獨一無二的確定位置;在無限小的圓之中,它等同於圓周;在無限大的圓之中,它不在任何地方或者無處不在。但是,「大」和「小」本身是一對對立的概念,只在有限量的領域內、以及沒有「大」或「小」物體的相對存在的領域內(因此也沒有「最大」或「最小」,只有「較大」或「較小」的物體),才是有效且有意義的。比起無限的領域,沒有任何東西會比其他東西更大或更小。絕對無限的極大量和絕對無限的極小量,同樣都不屬於大和小的行列中。它們在行列之外,因此尼可拉大膽地結論說:它們相同。

運動學提供了另一個例子。運動和靜止的確是兩件最為對立的事物。運動中的物體絕不會在同一地點上;靜止的物體絕不會在同一地點之外。然而,以無限速度沿著圓形路徑運動的物體,總是位於它的起點上,同時又總是在其他地方。這一點優越地證明了運動是個包括對立的「快」和「慢」的相對性概念。正如同純幾何量的領域中,「快」與「慢」的對立也導出沒有運動的最小量和最大量、沒有最慢和最快。如我們所見,絕對的最大速度(無限快)以及絕對的最小速度(無限慢或靜止)兩者是相同的,都在「運動」的範疇之外。

尼可拉明確地意識到他的思想之原創性,甚至也意識到他被博學的無知引導向相當弔詭和奇特的結論。

如果人們先前未曾聽聞《博學的無知》所建立的論點,現在讀到時,可能會感到很驚駭。

尼可拉毫不在意。他依據博學的無知建立了如下論點:

……宇宙是三位一體的;一切事物都是潛能、實現和相關變化的統一;沒有一個可以缺乏他者而獨自存在;在一切事物之中,三者以不同的程度存在,不同到宇宙中沒有兩個東西彼此間會完全相同。因此,如果我們考察種種多樣的天體運動,我們會發現宇宙的機器不可能有任何固定不動的中心;不管它是這可感的土地,或是氣,或是火,或是任何其他東西。因為,我們可以發現在運動中沒有絕對的最小量─也就是,沒有固定的中心,因為最小量必然和最大量相同。

因此,世界的中心(centrum)和其周界(circumference)相同。它不是物理的中心,而是不屬於世界的形上學中心。這個同於「周界」的「中心」,也就是開端和終結、基礎和極限、「包含」世界的「場所」,其實就是絕對的存有者或上帝。

尼可拉繼續推論,奇特地顛覆了一個著名的、支持有限世界的亞里斯多德(Aristotle)式論證:

世界沒有周界,因為如果它有一個中心或周界,而且因此本身有一開端和終結,世界將相對於他物而受界限,世界之外就會有他物存在,空間和事物將會整個地失真。因此,把世界包括在一個物質中心和周界之間是不可能的。我們的理性不可能完全瞭解世界,因為完全的瞭解意味著掌握了上帝─祂既是世界中心又是其周界。

因此,

……雖然世界不是無限的,然而它不能被認知為是有限的,因為並沒有界限來限制它。因此,地球不是中心,不是完全沒有運動;但是它以無限小的運動方式而運動是必然的。儘管地球和天穹(sky)在比較之下,地球顯得靠近中心,而天穹靠近周界;但正如地球不是世界的中心,恆星球殼(sphere of the fixed stars)也不是世界的周界。地球也不是八個天球或任何其他天球的中心;地平線上的黃道六星座的升起,也不意味地球是八個天球的中心。因為即使地球距中心有一段距離,而且在橫貫兩極的天球中軸(axis)之外,以致一部分朝向一天極(pole),另一部分則沉向另一天極。然而,顯而易見的是從兩天極到地平線間的距離是如此地巨大,以致人們只能看到天球的一半(因而相信自己是位於宇宙中心)。

再者,世界的中心同樣也不在地球內部;因為地球和任何其他天球都沒有中心;真的,中心是距圓周等距的一點,然而,不可能存在一個真正球體或圓周,所以更真、更精確的圓周也不可能;不同物體的精確等距,不能在上帝之外被發現。唯獨祂是無限相等。因此,博愛的上帝是世界的中心。祂是地球與一切天球的中心,世界上一切事物的中心,祂同時也是一切的無限周界。再者,天空並不存在不可動的、固定的天極,雖然恆星的天穹由於運動而顯得像是在進行不同等級的圓周運動,有的比中等量級的太陽軌道圓周還小;然而事實上,天穹的所有部分都必定在移動,雖然相較於恆星所進行的圓周運動而言,它們較為不均等。因此,一如某些恆星進行著最大的圓周運動,也有其他恆星進行著最小的圓周運動,但是,沒有不作圓周運動的恆星。因此,在天球上沒有固定的天極,所以,很明顯地,也無法找到精確的平分,亦即和兩天極等距離的中點。因此,也沒有第八個恆星天球以最大的圓周運轉,因為距兩極的等距點並不存在,因此,以最小圓周運轉的恆星也不存在。因此,天球的兩極點和中心是相同的,極點即是中心,也就是博愛的上帝自己。

尼可拉所發展的概念,其精確意義不是很清楚;我所引用的段落,可以用很多不同的方式來解釋,不過我在此不想考察。就我自己而言,我相信可以把這個段落理解為在表達與強調受造世界的精確性和穩定性。因此,正好在天球兩極,或者赤道上,沒有恆星。沒有固定不變的中軸;第八天球和其他天球,繞著不斷改變位置的幾個中軸而旋轉。何況,這些球體(球面)絕對不是數學正圓球體(球面),而是我們今天所謂的「橢球體(球面)」(spheroid)。根據這點,就「中心」這個詞的精確意義而言,橢球體形的天球就沒有中心。因此,可導出地球不能位於宇宙的中心上,任何其他東西也不能。因為所謂的中心並不存在,而世界上也沒有什麼東西可以完全且絕對地靜止。

在上述的詮釋之外,我不相信我們還可以走得更遠,遠到像布魯諾一樣把空間的純相對概念歸給尼可拉。空間的純相對概念意味著拒絕天體軌道和天球的存在,但我們不能把尼可拉詮釋成這樣。

僅管保留天球,但在尼可拉的世界觀中卻仍有許多相對主義的成分存在。他繼續說:

除非運動物體和固定的東西比較,否則我們無法察覺運動,也就是說,在我們對運動的測量中,先假定靜止的中心或極心,然後加以參考。由此導出我們總是使用推測,而且測量的結果會出現誤差。根據古人,一些恆星應該在某些位置上,但是我們在那些位置上看不到恆星,我們會感到很驚訝。為什麼?因為在天極和中心的概念,以及對它們的測量之上,我們(錯誤地)相信了古人是對的。

對尼可拉而言,古人的觀察和現代人的觀察之間的不一致,似乎必須由中軸與兩極位置的改變來加以說明,或許是由恆星本身位置的改變來說明。
從這一切,也就是世界上沒有什麼東西是靜止的,尼可拉結論:

……明顯的是,地球在動。因為我們從經驗中得知彗星、大氣和火這些元素都在運動,而且月球從東方到西方的運動比水星或金星還少,水星與金星比太陽少,如此推之,由此導出地球(被視為土元素〔earth〕)也在運動,而且比其他元素運動更少。如同先前已證明的,恆星沒有沿著最小的圓繞著中心或天極,第八個天球也沒有沿著最大的圓而繞著中心或天極。

你們現在必須注意考慮下列:正如恆星繞著第八天球的假想兩極而運動,地球也是。月球和行星以種種多樣的方式和不同的距離繞著一極點,我們必須推測該極點存在於某處,你們習慣稱該處為中心。由此導出地球雖然是最靠近中心的星球,它卻仍然在運動。然而,如同先前已卓越展示的,地球的運動軌道並不是最小的圓周。況且,太陽、月球和其他天球(雖然對我們而言,天球是另一回事)的運動軌道,都不是正圓,因為它們都沒有環繞著固定基點而運動。正圓不存在於任何地方,所以,比正圓更正的圓周也是不可能的。有史以來,沒有任何東西曾以正圓運動,也沒有以一個精確的等圓而運動。故地球也沒有以一個完美的等圓運動─雖然我們沒有覺察到。

我們很難精確地說,尼可拉到底主張地球是作什麼種類的運動?無論如何,地球的運動不是哥白尼的那種主張,尼可拉認為:地球沒有繞自己中軸的周日自轉,也沒有繞太陽的周年運轉,而是一種近似軌道陀螺的迴轉,繞著一個無法明確限定的中心,不斷地改變位置。地球的運動和其他天體(包括恆星天球)的運動有相同的本質,雖然地球的運動是一切運動中最慢的,恆星天球則是一切運動中最快的。

希臘和中世紀天文學有如下的內容和理想:天體運動乃是看似不規則的表象,等速圓周運動則是表象背後的真實,天體運動必須化約成互相關聯的圓周運動,即是透過揭示永恆穩定的等速圓周運動來「拯救」(save,或「保住」)現象(phenomena,即規律性)。從尼可拉的知識論前提中,不可避免地會產生如下的推論。他斷定宇宙中不存在精確的正圓軌道或是精確的等速運動。雖然尼可拉沒有明白地這麼說,但是由脈絡中他很清楚地做了如下的暗示:此斷定必須被解釋為立即意味著「希臘和中世紀天文學的事實內容和理想」整個是謬誤的,必須被捨棄。……【更多內容請見《從封閉世界到無限宇宙:近代科學與哲學的宇宙觀革命》】

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