小雞科學家的科學專欄. 藉由時代話語看見科學的再發現.新概念的科學專欄
宇宙和形上學
希臘哲學家在宇宙萬物與人類方面留下許多發人省思的深遠考察。希臘哲學歷經蘇格拉底─柏拉圖─亞里斯多德三位哲人的一脈相傳構築而成,成為了西洋哲學的根基,在中世紀科學革命興起之前掌握了哲學領域的主權。亞里斯多德的形上學和往內部細分的科學不同。形上學是治理包羅萬象、最實在、最確實、最高層次的一切之學問。
看到圓的時候會想到什麼呢?一般人對於圓都沒有什麼特別的想法:「圓就不過是個圓滾滾的圖案啊。」不過若是稍微學過數學的人,就會想到「圓是一個到一固定點之距離為定長的點的軌跡」等等圓在數學上的定義。如果是有藝術造詣的人,就會想在美學上建構出最和諧的圓。那麼古代希臘人對於圓又是怎麼思考的呢?他們賦予圓在形上學的特別意義─「最完美的圖案」。
這個特別意義也影響到希臘人的宇宙觀。雖然那時代的地球科學尚未發達,但他們卻已經得出地球是圓的結論。泰利斯在地中海近海航行,藉由觀察船在水平線附近的航行而主張地球是圓餅型。畢達哥拉斯以泰利斯的觀測做為基礎,首次主張地球是一個展現神的攝理的完美球體。埃拉托斯特尼也以地球是圓為基礎,計算出地球的大小。
想要輕鬆得到「地球是圓的」這一個結論,其實很困難。這是因為無法暢快地回答:「若地球是圓的,那麼住在南半球的人都貼在天花板上生活嗎?東西也應該從下面往上面掉落才對吧…」諸如此類的問題的關係。不過後來透過牛頓的萬有引力定律,闡明地球存在向心引力。因此可以完全理解地球是圓的事實。儘管在「地平說學會」這類組織仍不接受地球是一個球體的事實,但從宇宙拍攝的地球很明顯的可以看出來,地球就是一個球體。現在連小學生都知道地球是圓的。
關於物體運動的部分,則將天與地的運作分開來思考。亞里斯多德認為地與無法天相提並論,屬地的運動無法長久延續。因此在地上的運動都該是直線運動。另一方面,他認為天是屬神的那方,所以會無止盡地運作,因著沒有盡頭而以完美的圓形軌道運動。換句話說,他認為行星的軌道一定要呈現完美的圓形來運作才行。
科學和形上學
中世紀英國哲學家法蘭西斯•培根一一地駁斥亞里斯多德的形上學。培根重視藉由實驗和觀測等等客觀知識來理解自然,並不喜歡只依賴思考的亞里斯多德哲學。在培根的觀點看來,「圓是最完美的圖案」這個哲學命題是一個沒有任何客觀實證、虛無飄渺的主張。
培根的哲學以科學思維作為基礎,科學呈現的結果物也以不同角度說明宇宙。實際觀測到的結果,地球並不是完美的球體。因著自轉而產生的離心力使地球呈現一個橢圓形。那行星的軌道也是完美的圓形嗎?觀測結果顯示,行星運行的軌道也是橢圓形。雖然太陽系周邊行星的軌道也似乎是圓形,但嚴格來說是有一點歪曲的橢圓形。
話雖如此,也不能一味地將形上學視為錯誤。在科學尚未發達的時代只藉由思考就能得出「地球是球體,行星軌道是圓形」的結論,應該被視為展現驚人洞察力的好例子。不能只把重視客觀的觀測、實驗以及可計算事物的科學觀點視為完美的觀點。這是因為雖然現代科學可以闡明事物是如何運作的,卻無法發現事物帶有的意義和價值。為了發現大自然真正的模樣,一定要好好在形上學的觀點與現代科學的觀點之間找到平衡點。