培根和笛卡爾在知識體系上建立了世界的宏圖，但真正把人類從原始的中世紀推到新時代的大圣人是牛頓唁影。
01 人物背景
牛頓的故居相當于明朝末期的一個建筑耕陷，在那里你可以發(fā)現(xiàn)墻壁上有很多畫。那個時候還沒有鉛筆据沈，人們喜歡拿石頭在墻上作畫啃炸，畫了很多東西，是用來驅(qū)邪的卓舵。因為以前認為惡魔會躲在墻角里南用，所以人們建房子時都會畫一些東西來驅(qū)邪，就像我們有些民居門口會掛八卦鏡一樣。牛頓自己也畫了一幅一米多高的畫裹虫，畫的是一個大教堂肿嘲，畫得很精細。雖然工筆不是特別好筑公，但是可以看出牛頓是一個非常認真的人雳窟。通過這個細節(jié)要告訴大家的是牛頓是在一個什么樣的時代背景中成長出來的匣屡。他就像出淤泥而不染的蓮花一樣封救，在一個蒙昧落后的時代敲董，在所有人都相信妖魔鬼怪存在于我們周圍的這樣的一個時代建立了科學的思維體系既琴。這個就真的是非圣人而不能為之。那牛頓的發(fā)現(xiàn)是什么呢慢哈？
我們在中學都學過牛頓物理蔓钟，但那些物理并沒有告訴我們這個世界的本來面貌是什么，而是讓我們?nèi)プ鲱}卵贱。這是19世紀德國人為了訓練有數(shù)理化的個人而設立的滥沫，并不是讓我們?nèi)チ私膺@個世界。因此我們有必要去講講牛頓物理背后的邏輯艰赞。用一句話來概括就是打破我們這個世界不合理的常識佣谐。
02 牛頓的三大定律
打破常識并不是從牛頓開始的肚吏，是從哥白尼開始的方妖。哥白尼發(fā)現(xiàn)了日心說，這本來就是不合常理的現(xiàn)象罚攀。因為如果地球正在繞著太陽飛速運轉(zhuǎn)党觅，那我們坐在一個每秒運行29.8公里的飛行器上，這么快的速度為什么我們沒有感覺斋泄，這是一個非常詭異的事杯瞻。再看看我們?nèi)ビ螛穲鐾娴臐L動輪盤，如果速度過快輪盤會把我們轉(zhuǎn)吐炫掐。而地球的速度要比游樂場的器械快上幾千倍魁莉，我們怎么可能覺得是靜止的呢？這個問題直到哥白尼去世一百多年后才由伽利略、笛卡爾旗唁、牛頓這三位偉大的科學家共同解決出來畦浓。
1687年，牛頓在《自然哲學的數(shù)學原理》中系統(tǒng)闡述了這樣一個思想检疫，叫做牛頓第一定律：如果物體不受外力影響讶请，則靜止或者勻速直線運動。如果物體不受影響屎媳，會靜止夺溢，這是一個常識，從亞里士多德時代所有人都知道烛谊。真正的發(fā)現(xiàn)不在于這里风响，而在于后半句，如果物體不受外力影響晒来，會做勻速直線運動钞诡。物體不用力也可以運動，這是和常識相反的湃崩。你在地球上扔一個籃球荧降，籃球自己不可能在地球上保持勻速運動，火車可以勻速運動是因為有火車頭在拉攒读。
實際上進入20世紀朵诫，人類進入太空，我們才真正通過實驗確定這個定律是對的薄扁，速度可以免費剪返。免費的基礎是相對論，相對論可不一定是愛因斯坦的相對論邓梅。牛頓也有牛頓時代的相對論脱盲，這個相對論是速度的相對。我們都有這樣的體驗日缨，即你坐著不動钱反，但是一輛車以每小時50公里的速度離你遠去，你也在以這個速度在離車遠去匣距，所以這個速度是相對的面哥。這個相對是勻速運動之間的相對，我們沒有資格說一個正在做勻速直線運動的人或者物體是運動的毅待，因為相對他們而言尚卫，他們是靜止的，我們是運動的尸红。
有人說這個理論是伽利略和笛卡爾提出來的吱涉，這是沒錯的刹泄，但是牛頓把他推進了極大的一步。牛頓的一個能力是發(fā)現(xiàn)地上的邏輯和天上的邏輯是一樣的怎爵。關于牛頓蘋果樹的故事是真的循签，因為那是牛頓自己說出來的，那棵樹現(xiàn)在還在他家的莊園里疙咸。
牛頓當年看到蘋果樹上蘋果掉下來县匠，那他就想既然有一種力能夠把樹上的蘋果拉下來，那這個樹再高一點撒轮，蘋果還會不會再掉下來乞旦，應該會，再高一點呢题山，應該也會兰粉。那高到哪里蘋果不會掉下來呢，答案是高到哪里都會掉下來顶瞳。所以這個力應該是無遠弗屆的玖姑，是宇宙中一個非常廣泛的東西，牛頓的萬有引力就是這么推論出來的慨菱。
古人認為天上和地下是不一樣的焰络，天上是神圣的，牛頓第一個打破這樣一個迷思符喝。自然界中的很多特性是宇宙一般特性闪彼，地上的也是天上的。所以牛頓三大定律和萬有引力定律不光是地上的定律也是天上的定律协饲，這是前人完全沒有想到的畏腕。所以牛頓第一定律能夠適應完整的宇宙，這和牛頓本人是分不開的茉稠。牛頓第一定律說明速度是免費的描馅，那第二定律實際上就說明了不免費的速度能帶來一個什么樣的現(xiàn)象。不免費的速度就是加速度而线，加速度的效果來自力铭污，因為F=m*a 。也就是物體的質(zhì)量吞获、加速度况凉、力這三個東西是相關的谚鄙。力可以改變物體的運動方向各拷，或者說運動速度，改變的效果取決于這個物體的質(zhì)量闷营。換言之烤黍，這個質(zhì)量和什么相關知市。要注意，質(zhì)量并不是重量速蕊，在天空中嫂丙，一頭大象和一根羽毛在天平上都是一樣重的。質(zhì)量不是重量规哲，根據(jù)前面的公式跟啤，質(zhì)量是一種阻力。也就是說同樣的力施加于物體之上唉锌，會有不同的變化隅肥。施加在羽毛上，羽毛會非嘲兰颍快腥放，而在大象上，加速度會很小绿语，因為質(zhì)量大秃症，所以阻力大。
在宇宙太空中稱量一個人的體重用的是彈簧秤吕粹，因為看彈簧收縮的速率能夠最精準地判斷這個人的質(zhì)量种柑，因為天平無法作用。但是加速度和質(zhì)量的關系匹耕，不關是在地球上適用莹规，在宇宙都適用。這就是牛頓的邏輯泌神，不僅僅在地球適用良漱，在宇宙中完全一樣。在以前的高中物理中為什么經(jīng)郴都剩看到彈簧秤母市，就是因為彈簧秤不光在地球有用，在宇宙天空里也能用损趋。這是人類第一次有了宇宙的偉大視角患久，通過這個視角我們可以發(fā)現(xiàn)質(zhì)量原來是一種阻力，而且可以發(fā)現(xiàn)在宇宙中怎樣移動呢浑槽，要往外噴出一些東西蒋失。所以宇宙中的很多飛行器的移動靠的是往外噴射，這是作用力與反作用力原理桐玻，是牛頓第三定律篙挽。所以他的邏輯不光在那個時代適用，在現(xiàn)在依然是研究這個宇宙的重要指針镊靴。并不是說完全準確铣卡，但是卻非常重要链韭。
03 牛頓不僅是科學家，還是哲學家
眾所周知牛頓是一個科學家煮落，但牛頓還是一個哲學家敞峭，他寫的那本名著《自然哲學的數(shù)學原理》，所以在他自己的觀點里他還是一個自然哲學家蝉仇。其實早期的科學家都認為自己是自然哲學家旋讹。哲學，自古以來的范圍就非常廣轿衔，除了思想上的骗村，還有外界的事物，還有其他各種各樣的學科呀枢。其實“科學”一詞是由日本人發(fā)明的胚股，他們有一個觀點說得很好，科學就是一科一科的學問裙秋。由于各科的學問成長過大琅拌，所以沒有辦法再出現(xiàn)一個包羅萬象的哲學家，像亞里士多德摘刑、柏拉圖那樣的进宝。很多學問從哲學里面剝離出去，自成一科枷恕，自成體系党晋。這也是為什么我們今天的哲學系研究的東西都相對小眾，相對狹隘徐块。我們究竟是誰?這個世界究竟是怎樣的未玻，這些話題自古以來都是哲學的話題。雖然現(xiàn)在我們把研究這些課題的領域變成物理胡控、化學扳剿、生物，但是從廣義來看這些都是哲學最關注的事情昼激，也可以說是哲學的核心部件庇绽。但是由于我們現(xiàn)在各科知識的高度深入，再也沒有一個人能夠統(tǒng)羅所有的知識橙困。因此瞧掺，哲學被拆分了，但是從一個基本的觀點即哲學三大問題：我們是誰凡傅，我們從哪里來辟狈，我們到哪里去?凡是與此相關的都屬于正統(tǒng)的哲學，所以牛頓是一個哲學家毫無問題像捶。
04 神奇的萬有引力
牛頓的三大定律上陕，其中第一定律速度是免費的。牛頓第二定律則告訴我們質(zhì)量是阻礙物體加速的因素拓春，在天空里質(zhì)量大的東西更難被加速释簿，質(zhì)量小的東西更容易被加速，但是這又跟另外一個現(xiàn)象產(chǎn)生了矛盾硼莽。當年伽利略做過一個實驗庶溶，一個大鐵球和一個小鐵球同時從高處往地下扔，你會發(fā)現(xiàn)二者是同時落地的懂鸵。不同質(zhì)量的東西在地球上同時往下掉偏螺，它們的加速度是一樣的，這也是我們的秤能在地球上運行的根本原理匆光。由于只有在地球上套像，不同重量的物體往下落加速度一樣，所以秤才能運轉(zhuǎn)终息。在天空里沒有這個現(xiàn)象夺巩，秤就運轉(zhuǎn)不了。在根據(jù)F =ma 周崭，質(zhì)量不一樣柳譬，加速度完全一樣。這說明不同的東西续镇，面對相同的地球美澳，受到了不同的引力。換言之摸航，地球是看人下菜單的制跟。給不同的東西不同的引力，所以引力的大小不關是地球決定的酱虎，而是地球和地球吸引的東西共同決定的凫岖。所以在牛頓的萬有引力公式里面你會發(fā)現(xiàn)，兩個物體的質(zhì)量全部算進去才能算出引力逢净，因為引力是雙方共同決定的哥放。并且這個引力無遠弗屆，能夠無限延伸爹土。因為引力沒有斥力甥雕，只是離得越遠，效果越弱胀茵。就像光線一樣社露，離光越遠，那么看到的光越弱琼娘，因為在同等面積上峭弟，達到的光子就越少附鸽。那接收的光子少，自然光越弱瞒瘸。引力和光線的效果一樣坷备，距離遠一倍，引力就變成四分之一情臭。但無論有多遠省撑，引力的效果都在，可以無限劃分下去俯在。
引力不僅在地球上竟秫，而且地球的引力直接伸到月亮上去。包括我們和月亮之間也有引力跷乐，只不過有些引力太小肥败，我們感覺不到。但是月亮的引力很大愕提，所以我們能感覺到拙吉。地球和月亮是一個雙子星系統(tǒng)，那你會不會奇怪月亮既然受地球的引力但為什么掉不下來呢揪荣？好比說放開一個粉筆頭筷黔，那么粉筆頭掉下去的速度是固定的，掉下去需要一定時間仗颈。然而我們還知道地球的表面是圓的佛舱，也就是說把地球表面往足夠長去看，地球表面也是在下降的挨决。換言之這個粉筆頭如果不是往地上扔请祖，而是往前扔，只要速度夠快脖祈，落地的速度和地面下降的速度達到一個平行肆捕，那這個粉筆頭就永遠掉不下來。那這個速度是多少呢盖高，是每秒鐘7.9公里慎陵。換言之，一個速度每秒7.9公里的飛行器想掉到地面上是掉不下來的喻奥，除非減速席纽，月球就是這么一個情況。月球的速度很高撞蚕，所以不斷往下掉的同時润梯，地面也在不斷往下走，所以月球掉不下來。地球和月球的關系像奧運會上的大力士扔鏈球纺铭，萬有引力就像二者之間的鏈子寇钉。什么時候萬有引力沒了，月球就飛出去了舶赔。這也是為什么宇航員在天空站里會失重扫倡，實際上他們沒有失重，他們只是橫向速度太快了顿痪。橫向速度太快镊辕，所以他們掉不下來油够，掉不下來但又一直在墜落蚁袭。人在不斷向地球墜落的同時，往上會有一個虛擬力和萬有引力抵消石咬，所以他好像處在一個無重力的狀態(tài)揩悄，但是還是有引力的。要是沒有引力鬼悠，宇航員就直接飛到天空里面去了删性。
牛頓是第一個發(fā)現(xiàn)萬有引力的人，他也是第一個給引力定名的人焕窝。在以前蹬挺，人們認為引力就是一個自然的屬性，不認為是一種外力它掂。牛頓發(fā)現(xiàn)這是一種外力巴帮，而且這個外力和我們?nèi)粘＝佑|的所有力都是不一樣的，因為這個力不需要任何的接觸虐秋。你推一個桌子榕茧，拿起手機，都是需要接觸的客给。你在高處丟一個物體用押，物體沒有和地面接觸就往地面去了。這個引力可以跨越距離靶剑，跨越真空蜻拨。兩個東西毫無接觸，但卻能夠互相吸引桩引，實在神奇官觅。而且引力是看人下菜單的，根據(jù)雙方的距離而改變阐污。雙方都必須要知道對方在哪里休涤，否則怎么可能出現(xiàn)恰當?shù)囊δ兀砍堑厍蛑捞栐谀睦铮駝t怎么能繞著太陽轉(zhuǎn)?除非月亮知道地球在哪里功氨，否則怎么能繞著地球轉(zhuǎn)?所以當時這個東西很難讓人理解序苏，所以當時人們認為這是神的證明。
牛頓本人是一個虔誠的基督徒捷凄，但是他身后的學術素養(yǎng)讓他對這個問題做了一個可觀的描述忱详。他說對于萬有引力的描述僅僅是來自觀測，至于為什么是這樣跺涤，他說不知道也不想引申匈睁。這個說法在哲學上其實叫工具主義方法論。實際上是什么樣就是什么樣桶错，知之為知之航唆，不知為不知。不知道萬有引力背后還有什么邏輯院刁，但是運算時可以這么運算糯钙。
牛頓并沒有簡單地用神跡來描述引力，因為用神來描述引力無非是用一個神秘去代替另一個神秘退腥。然而這個神秘終究在這里任岸，所以后來其他一些在哲學史上的圣人包括法拉第，包括愛因斯坦狡刘，他們對這個萬有引力有更深刻的解讀享潜，后續(xù)會接著講。
但按著時間線的發(fā)展嗅蔬，我們先講哲學史上的另外一個偉大的發(fā)現(xiàn)——進化論剑按。
