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開卷筆記 – 大發現

又一本大歷史,這本談科學方法的「發現」之旅,由泰勒斯談起。古代的這些自然哲學家與現代科學家大大不同,他們相信世界依某些規則運作,也提出諸多理論,例如世界是由水、火、土、風等等元素組成之類,但他們卻不會對此進行觀察和修正理論,提出了就算,根本沒想過要驗證理論。根據現實觀察來進行驗證,是很後來的事。作者溫伯格是諾貝爾獎得主,也甘冒歷史寫作之忌,不留情地以現在的標準評價古人,為的就是想找現代科學革命是怎麼發生的,而一如他所言,這是一場大發現,卻並非必然。

古希臘的學者是自然哲學家,但在作者口中更像是詩人,對所提出用來解釋世界運作的模型,關注點是美不美,或者是否乎合某種道德觀,是否公平等等。符不符合現實,則是其次,這讓人感受到一種精英的離地。當然還是有些自然哲學會做測量和驗証,但似乎都不被重視。

有趣的是,科學發展有賴數學,讓我們可以對現實進行計算,但也某程度上阻礙了科學方法的發展。因為數學使用公理和定理,由幾個公理推理出一大系統的定理。古代自然哲學也以方式思考,先有一堆「公理」,再以此展開理論。問題自然是公理的定義就是不證自明的,所以不用驗証,於是很多理論就由某某大師說了算。

古希臘對於世界運作的興趣,跟據作者描述曾一度失傳,幸好相關有關測量和數學工具流出後再流入,再綜合起其他如阿拉伯、埃及、印度等等來的新數學概念,才讓科學發展又重新出珼。事實上,有關觀察的技術發展越好,我們才能越對於現有的理論進行質疑和反思。現代跟古代的分別是,我們知道自己很可能錯,而不是很可能對。

此書討論的重點是天文和物理,去到講述托密勒、哥白尼、伽利略等人時,花了很多篇幅去講他們對於天體運行的各種不同的模型,而當中有某些模型只要稍作修改,其實可以符合現實觀察。問題當時有些學者決定要修改的不是理論,而是數據,這在我們現代科學也有,叫微調,是一個問題。

作者認為科學革命是有發生的,也跟一般看法一樣會將焦點集中在哥白尼、伽利略、波普耳、牛頓等人身上。我們在這時期,開始由只相信自己兩眼所見,到相信儀器的觀察,並要理論符合觀察。有關世界的機械觀漸漸成形,初代科學家變成以揭開上帝自然之書的運作為己任。當中還是會有美學,甚或道德感的判斷。例如日心說就比起其他天球理論來得簡潔和有說服力,於是被後人更加重視。到牛頓時其的重力理論,既簡單又一統江湖。

我們事實上漸漸地對於簡潔美的追求減少了,更加依重的是符合觀察。現在有關原子理論最有力的是標準模型,是非常臃腫,一點也不簡潔,但非常符合觀測。標準模型也脫離了由一、兩個偉人科學家想出來的模式,是由國際間物理學家大型合作和累積而成。科學家們對於現實追求,由理論符合預測所帶來的喜悅,與古時的美感追求已有所不同。

這書據說是由課堂物料轉變出來的,所以有某些章節讀來也有點累人,雖然作者已經將所有計算細節推到書的附錄上,但還是讓人讀起來很想跳開某些技術細節。若果用歷史學角度,則還是相當偏頗的只是歐洲、只是天體物理、只是男人等等。至於科學革命何以發生,這書其實又不怎麼講得到,因為很多時都是作者評論某古人「本來應該一早發現XX的」,為何「本來」不了則似乎仍要講歷史脈絡吧。

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