第18章 亚里士多德世界观所面临问题的总结
假设你和我生活在17世纪上半叶，我们一直关注新发现的发展。我们对伽利略通过望远镜得到的证据都很熟悉，也发现这些证据让传统的托勒密地心说观点遇到了问题。我们同样很熟悉开普勒关于宇宙的更为简单的模型，在这个模型中，行星沿椭圆形轨道运动，且在轨道不同点上的运动速度也有所不同。我们承认开普勒体系可以做出更好的预言和解释。我们也意识到了，开普勒在17世纪20年代出版的天文学表格以其构建的新体系为基础，具有明显的优势。总的来说，假设我们已经相信开普勒的日心说观点是正确的（而且很有可能的是，至少到17世纪中叶，大多数一直关注这些发展的人也都会跟我们一样相信开普勒的观点是正确的了）。简言之，此时我们认为地球和其他行星沿椭圆轨道以变化的速度围绕太阳运转，同时地球沿其自身轴线转动，一天转动一圈。这些观点会给亚里士多德世界观带来多种多样的问题，而本章的主要目标就是对这些问题进行总结。
我必须指出，此时并不是每个人都已接受了日心说观点。我们在前面几章中看到了，关于一个观点（这里我指的是地心说观点），不管积累了多少证据，总还可以选择坚持这个观点，而摒弃多个辅助假设，或者在某些情形中，是对这个观点的某些部分进行修改，而坚持这个观点的核心部分。举个例子，正如我们在前一章里讨论过的，伽利略通过望远镜所得到的证据，特别是对金星相位的发现，强有力地反驳了托勒密地心说体系。然而，第谷的地心说体系却可以与金星相位保持一致，就此而言，第谷体系可以与通过望远镜获得的全部证据保持一致。对那些坚持秉持地心说观点的人们来说，第谷理论变成了完美的理论。我们在第15章讨论过，第谷体系仍然是为数不多的地心说理论支持者所偏爱的体系。
尽管如此，似乎很明确的一点是，到了17世纪中叶，大多数跟踪着新发现发展的人都已经相信日心说观点是正确的。然而，接受这个有关地球和宇宙的观点会给亚里士多德世界观造成一系列问题，在本章接下来的篇幅中，我的主要目标就是对这些问题进行一下总结。除此之外，我们将简要讨论与之紧密相关的命题，也就是“这个关于宇宙的新观点需要一种新科学”的事实，具体来说，这是一种可以与运动的地球保持一致的科学。首先，我们将总结一下亚里士多德世界观的问题。
｜亚里士多德世界观的问题｜
如果地球在运动，既围绕自身轴线旋转又围绕太阳运转，那么是什么使我们停留在地球上，为什么重量大的物体会向下落？回忆一下，在亚里士多德世界观中，重量大的物体有一种向宇宙中心运动的天然趋势，我们正是因此而留在地球上，这同时也是重量大的物体向下落的原因。但是，如果地球不是宇宙中心，那么亚里士多德世界观拼图中的这块拼板就不能保留了。
除此之外，是什么因素使地球始终保持运动？在亚里士多德世界观中，运动的物体总会停下来，除非有外界因素使这个物体保持运动。这个观点与我们日常生活中的经验一致，但如果地球是运动的，那么这块拼板一定也是错的。
同样地，当我们将一个物体竖直向上抛出后，为什么它会重新落到我们手里？在亚里士多德世界观中，关于这一点的标准观点是，如果地球在运动，那么物体在空中运动时，我们应该已经因为运动而离开了物体所在位置的下方。因此，抛出的物体所做的运动，成了亚里士多德世界观拼图中又一块不能保留的拼板。
如果地球每天围绕自身轴线旋转一周，那么由于这个运动，我们应该是以1000英里/小时的速度在运动。如果地球围绕太阳运转，那么地球一定是以超乎想象之快的速度在其围绕太阳的轨道上运动（现在我们知道这个速度是将近70000英里/小时）。但是，根据亚里士多德世界观中的常识性观点，我们应该预计能注意到这些高速运动所带来的效果。那么为什么我们并不觉得自己在运动呢？为什么没有强劲的风吹过脸颊？为什么我们感受不到高速运动通常会产生的震动和其他效果？
另一方面，开普勒体系的椭圆形轨道和不断变化的运动速度又产生了什么影响？根据亚里士多德世界观，要解释天体的持续运动，比如行星的持续运动，需要以“天空是个完美地方”的观点为基础。沿正圆轨道以不变的速度进行的持续运动才是适合于天空的运动。也就是说，如果天空是个完美地方，我们就不能预计在天空中看到沿椭圆形轨道、以变化的速度进行的运动。所以，新出现的观点对亚里士多德世界观中“天空是个完美地方”的观点提出了严峻挑战。
同样地，亚里士多德世界观拼图中“宇宙比较小而舒适”的观点所对应的那些拼板也不能保留了。如果地球围绕太阳运转，当我们从地球轨道上一点运动到与此相对的最远的一点时，我们在宇宙中的位置会发生非常大的变化（我们知道这个变化距离是将近200000000英里）。随着地球围绕太阳运转，我们也进行了运动，且因这个运动经过的距离非常非常远，那么要解释为什么我们没有观察到恒星视差，唯一的答案就是恒星与我们之间的距离远到超乎想象，因此，宇宙一定大到无法想象，甚至是无限大的。
但是，一个无限大的宇宙并不能与亚里士多德世界观拼合在一起，特别是不能与亚里士多德天然运动的观点保持一致。无限大的宇宙既没有中心，也没有边界。因此，对基本元素天然运动的描述，不管是朝向宇宙中心的运动还是远离宇宙中心的运动，放在一个无限大的宇宙里都是无法实现的。
除此之外，到了这个时候，基督教神学和亚里士多德宇宙观已经紧密融合在一起（特别是在欧洲），因此对其中一个提出了挑战，就意味着同时挑战了另一个。在这个由基督教和亚里士多德世界观混合而成的拼图中，即使是“宇宙虽然巨大，但仍然有限”的观点也不能很好地拼合进去。举个例子，回忆一下，月上区域在很长一段时间内都被认为是个完美地方，此时人们已经认定这种完美是与基督教中的“上帝”相关联的。“天堂”本身就被认为存在于这个完美区域里，事实上，天堂常常被认为存在于恒星球面之外的区域。恒星球面（与行星所在的各个球面相似）出于对完美的渴望而运转，尽管此时完美是与基督教的上帝相关联的。不过，请注意，在日心说观点中，恒星球面不再运动。更糟糕的是，恒星球面已经没有存在的必要了。毕竟，如果恒星不运动，那么这样一个球面就没有作用了。因此，在日心说观点中，恒星不再被看作是镶嵌在一个单独的球面上，而是散布在巨大的甚至可能是无限大的宇宙中。因此而遭到动摇的观点不仅包括“天堂存在于恒星球面之外”，还有“基督教的上帝在宇宙运转中扮演着一个无所不在的角色”。简言之，日心说观点需要一个巨大的宇宙，而这样的宇宙也给宗教观点带来了挑战。
现在让我们转向亚里士多德世界观更为抽象的部分，思考一下亚里士多德世界观中关于“宇宙是有目的的，而且有本质存在”的观点。举个例子，回忆一下亚里士多德世界观对物体为什么向下落、是什么使我们停留在地球表面以及行星和恒星运动的解释。这些解释都以“宇宙是有目的的，而且有本质存在”的观点为基础。然而，如果地球围绕太阳运动，那么这些根据亚里士多德世界观所构想出来的解释就行不通了。这就使亚里士多德世界观中关于“宇宙是有目的的，且有本质存在”的观点遇到了问题。
如果宇宙主要由大块空荡荡的空间组成，而我们所生活的地球只是在宇宙中运动着的一粒尘土，那么人类在宇宙中扮演怎样的角色呢？回忆一下，亚里士多德和托勒密的地心说模型并不是出于宗教原因而发展出来的，然而，尽管如此，地心说模型后来仍然与西方宗教观点很好地拼合在了一起。这样的宗教观点倾向于认为人类是上帝创世的中心，这与亚里士多德世界观中“地球是宇宙中心”的观点很好地拼合在了一起。因此，新科学发现给亚里士多德世界观中有关宗教的观点，特别是“人类很特别”的观点，带来了问题。
请注意，亚里士多德世界观所面临的并不是相互孤立的、只涉及外围拼板的小问题。相反，这些问题都与亚里士多德世界观的核心观点有关。正因如此，对亚里士多德世界观进行修正，也就是用新的拼板替换拼图中的旧拼板，但同时仍然保持整个拼图基本不变，并不是一个现实可行的选择。相反，此时需要的是一个新的世界观。重点是，新的世界观需要新的科学观点。换句话说，新的世界观将需要一种新科学作为其自身的一部分。接下来，我们将简要探讨一下那时所需的是什么样的新科学。
｜对新科学的需求｜
正如在前面强调过的，17世纪早期新科学发现的影响远远超过判断地心说和日心说哪一个是正确观点的范畴。举个例子，在2000多年的时间里，整个亚里士多德科学体系一直占统治地位，而这个科学体系的基础几乎完全是一个以地球为中心的宇宙。因此，地心说观点的瓦解同时意味着亚里士多德科学体系的瓦解。更糟糕的是，那时并没有别的科学体系来替代它。
举个例子，亚里士多德世界观对下落物体的解释是，重量大的物体有一种向宇宙中心运动，也就是向地球中心运动的天然趋势，而当地球围绕太阳运转时，这个解释就不再适用了。因此，在17世纪早期，即使是对“为什么石块会向下落”这样简单的问题，也不存在解释。同样地，“为什么地球在其围绕太阳的轨道上以难以想象的高速运动时，我们却觉得自己似乎是静止的”，这个问题也没有答案。与此类似，“当我们竖直向上抛出一个物体时，为什么它会落回到我们将其抛出时的位置”，这个问题也没有得到解释。开普勒提出的椭圆形轨道，以及是什么因素使行星获得了最初的运动，也都没有得到解释。简言之，存在了2000多年的科学已经不能再为人们所接受，但同时还没有出现一种新的科学来替代它。
对于有关宇宙的新观点，包括“地球围绕太阳运转”的观点，需要有一种与之相适应的新科学。从根本上说，新科学必须能与运动的地球保持一致。这个新科学最核心的部分最终将由牛顿提出，我们将在后续两章中进行讨论。
｜结语｜
我不想让你产生这样一种印象，也就是亚里士多德世界观拼图从亚里士多德时代到17世纪一直保持完好无损，然后，几乎是一夜之间，这个拼图就不能再为人们所接受了。事实上，从亚里士多德所生活的时代到17世纪的2000多年中，亚里士多德世界观拼图经历了很多变化。举个例子，在最初的亚里士多德世界观拼图中，西方世界的主要宗教并不是其中一部分，但是，这些宗教观点在中世纪被加入了亚里士多德世界观。同样地，最初的亚里士多德世界观对运动的观点也得到了修改，其中一些修改为17世纪发现惯性定律创造了条件。
然而，尽管有这么多变化，这个世界观仍然是亚里士多德世界观。根据这个世界观，地球在宇宙的中心，月球之外的区域是完美的天空，宇宙被认为有本质存在、有目的，且相对较小、较舒适。这些关于宇宙的观点与当时占统治地位的宗教观点都可以很好地拼合在一起。
17世纪早期的新发现不仅使人们关于宇宙的具体观点发生了变化，更使人们对“我们生活在怎样的宇宙中”的整体认识发生了变化。过去那个有目的、有本质存在、以地球和人类为中心的宇宙已经不复存在了，一起消失的还有关于“我们居住在怎样的宇宙中”的整体认识。接下来两章的重点将是替代了亚里士多德宇宙观的观点。
｜几点注意｜
在这里，简要重复一下最初在前言部分中提到过的几点注意，可能是个明智的做法。我们现在所研究的是在很长一段时间内留下了浓重一笔的人物和事件。在这种情况下，关于人们和事件之间的相互影响和关联，会存在一些过于简单化而又会产生误导的观点，这些观点很容易就会把我们引入歧途。
举个例子将会有助于解释这一点。我们刚刚探讨过，基于17世纪的某些发现，亚里士多德世界观已经站不住脚了。除此之外，我们看到了，当时需要的是一种新科学，也就是一种可以与运动的地球保持一致的新科学。在接下来的两章中，我们将看到牛顿所做的努力如何为当时所需的新科学提供了核心部分。
确实，亚里士多德的科学体系行不通了，对新科学的需求确实存在，牛顿也确实为新科学提供了核心内容。然而，如果认为牛顿本人有意并直接尝试填补因亚里士多德科学体系瓦解而出现的真空地带，这就不是真的了，或者至少这个观点会产生误导。换句话说，举个例子，如果认为牛顿是在我们刚才所讨论问题的直接影响下直接解决了这些问题，那么我们就很容易偏离本来所要讨论的人物和事件，但这样的偏离将会是错误的。
通常来说，真实情况要复杂得多。牛顿，跟我们大家一样，是一个复杂的个体，会受到一系列复杂因素的影响。牛顿与当时支持竞争理论的人进行的较量、其早期研究成果的接受情况、其本人的性格冲突、当时社会上对什么人首次发现了什么事的争论，甚至可能还有牛顿童年时期与母亲的关系，都对牛顿产生了影响和激励。总的来说，大量复杂的因素在牛顿的研究工作进程中扮演了重要角色。
通常，对诸如我们在此所研究的那些人物和事件来说，其背后总有很多复杂因素。正如在前言里提到过的，我认为通常的研究方法，比如本书所采用的方法，都是很有价值的，但我鼓励你牢记，在我们所研究的人物和事件背后都有很多微妙的因素。同时，我在前言里也提到过，当你读完这本书时，我希望你发现自己受到了启发，想要继续深入研究这些复杂微妙的因素。
理解了前面这简要的几点，让我们开始探讨新科学和新世界观的发展。
