01新科學(xué)發(fā)展過程中的哲學(xué)性/概念性關(guān)聯(lián)

17世紀(jì)是個美妙的時代，出現(xiàn)了數(shù)量眾多的變革，包括科學(xué)劝贸、哲學(xué)、宗教和政治等領(lǐng)域的變革逗宁。這些領(lǐng)域之間的相互作用和相互促進令人驚嘆映九，而且與人們通常所認(rèn)為的情形大為不同。17世紀(jì)哲學(xué)/概念領(lǐng)域的變革影響了科學(xué)發(fā)現(xiàn)瞎颗，反之亦然件甥；同樣地，宗教哼拔、政治和科學(xué)領(lǐng)域的變革也都對彼此產(chǎn)生了相互影響引有。

具體來說，我們將研究的內(nèi)容包括尼古勞斯·馮·庫斯和喬達諾·布魯諾的某些宗教和哲學(xué)觀點如何影響了17世紀(jì)的發(fā)展倦逐，以及原子論中某些從很大程度上說是形而上學(xué)的觀點是如何在這個過程中發(fā)揮作用的譬正。

現(xiàn)在既然地球已經(jīng)顯然是圍繞太陽運轉(zhuǎn)的，我們也就必須承認(rèn)宇宙比我們曾經(jīng)所想象的要浩瀚得多檬姥。

在此之前的幾個世紀(jì)里曾我，幾個哲學(xué)家和神學(xué)家都曾經(jīng)從哲學(xué)角度提出，宇宙是無限大的穿铆，其中有無限多的恒星您单，唯有這樣的宇宙才可以與無限偉大的上帝相稱斋荞。這些人中最值得注意的是尼古勞斯·馮·庫斯（1401—1464）和喬達諾·布魯諾（1548—1600）荞雏。這里，必須強調(diào)的是尼古勞斯·馮·庫斯和喬達諾·布魯諾都不是科學(xué)家，他們的觀點幾乎全都是以哲學(xué)和宗教為基礎(chǔ)的凤优。

在其有生之年悦陋，馮·庫斯和布魯諾關(guān)于宇宙無限大的觀點都沒有得到廣泛認(rèn)可。（比如筑辨，布魯諾因其觀點而遭受宗教裁判迫害俺驶，在1600年被當(dāng)作異教徒而活活燒死）。然而棍辕，到了17世紀(jì)早期暮现，人們對于“宇宙很大，而且可能是無限大”的認(rèn)識開始逐漸變得清晰楚昭，此時馮·庫斯和布魯諾的觀點則使這個“宇宙無限大”的觀點變得更易于接受了栖袋。他們認(rèn)為，無限大的宇宙反映了上帝的無限偉大抚太，這個觀點有助于使這些難以理解的新觀點得到接受塘幅。

同時值得注意的是，馮·庫斯和布魯諾的觀點還與一種被稱為“原子論”的古老哲學(xué)聯(lián)系在了一起尿贫。原子論可以追溯到古希臘哲學(xué)家留基伯和德謨克利特（公元前5世紀(jì)）电媳，以及繼承了這兩人思想的伊壁鳩魯（公元前341—公元前270年）和盧克萊修（公元前99—公元前55年）。后來庆亡，原子論在16世紀(jì)晚期和17世紀(jì)成為在歐洲廣受歡迎的一種觀點（在17世紀(jì)匾乓，這種原子論觀點通常被稱為“微粒”觀點）身冀。原子論在這一時期復(fù)興钝尸，背后有很多原因，其中部分原因就與馮·庫斯和布魯諾的哲學(xué)變得越來越受歡迎有關(guān)搂根。

根據(jù)原子論珍促，世界說到底是由原子和虛空兩部分組成的。原子被認(rèn)為是微小的剩愧、不可分割的粒子猪叙，也就是實際上可能存在的最小粒子。另一方面仁卷，虛空與我們所知的真空十分相像穴翩，也就是說，是一個完全空曠的空間锦积。有些原子聚集在一起芒帕，形成了我們在身邊所看見的物體。另外有一些原子只是在空曠的空間（也就是虛空）中飛過丰介。在虛空中飛過的這些原子背蟆，其運動模式就像臺球一樣鉴分，也就是說，它們沿直線運動带膀，除非與其他單個或多個原子發(fā)生碰撞志珍。如果發(fā)生了碰撞，這些原子會像臺球碰撞后彈開一樣彼此彈開垛叨。原子論更多的是一個形而上學(xué)的哲學(xué)性/概念性觀點伦糯，而不是一個經(jīng)驗性觀點。

笛卡爾是第一個對現(xiàn)在所說的慣性定律進行清晰表述的人嗽元。笛卡爾受到了原子論觀點（或微粒觀點）的影響敛纲，但這并不是巧合〖涟“宇宙無限大”的概念和原子論哲學(xué)有助于人們理解17世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的主要科學(xué)定律载慈，也就是慣性定律。

重點是珍手，我不想讓你覺得慣性定律的發(fā)現(xiàn)只是接受“宇宙無限大”的概念并同時運用原子論哲學(xué)的結(jié)果办铡。慣性定律是通過各種實驗、運用了認(rèn)識宇宙的新方法并由很多人在很長一段時間內(nèi)付出了巨大努力后才發(fā)現(xiàn)的琳要。不過寡具，就像與宇宙大小有關(guān)的情形一樣，有些領(lǐng)域通常被認(rèn)為是相互獨立的稚补，但彼此之間的相互影響事實上多到令人驚訝童叠。

02新科學(xué)和牛頓世界觀概述

17世紀(jì)新科學(xué)的發(fā)展是很多研究人員共同努力的結(jié)果。然而课幕，將這些努力匯集在一起的厦坛，則是牛頓在1687年發(fā)表的著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》。這部著作通常被簡稱為《原理》（Principia乍惊，源于這部著作的拉丁文名稱Principia Mathematica Philosophiae Naturalis）杜秸。《原理》展示了一種新的物理學(xué)润绎，與運動的地球保持一致撬碟，同時建立了我們現(xiàn)在所認(rèn)為的牛頓科學(xué)的核心。這部著作還提供了一個易于使用的方法莉撇，可以用來研究牛頓世界觀呢蛤，也就是一個新的觀點拼圖，一個可以替代亞里士多德世界觀的觀點拼圖棍郎。

新科學(xué)

當(dāng)時出現(xiàn)的新科學(xué)是許多人經(jīng)過幾十年不斷努力的結(jié)果其障。正如前面提到過的，這個新科學(xué)隨著牛頓著作的出現(xiàn)而最終成型涂佃。正因如此励翼，我們將主要研究一下牛頓科學(xué)粮揉，盡管我們不應(yīng)該忘記牛頓的研究也得益于其他科學(xué)家的努力。（同樣值得一提的是抚笔，在戈特弗里德·萊布尼茨（1646—1716）創(chuàng)立微積分學(xué)的同時，牛頓也獨立創(chuàng)立了微積分學(xué)侨拦。微積分學(xué)是牛頓科學(xué)發(fā)展過程中的一個重要數(shù)學(xué)工具殊橙，直到今天，也仍然是應(yīng)用最為廣泛的數(shù)學(xué)工具之一狱从。）通常認(rèn)為牛頓科學(xué)由運動三大定律和萬有引力定律組成膨蛮。當(dāng)然，在這600頁中季研，牛頓并不只是提出了一系列運動定律和萬有引力概念敞葛。

運動三大定律

牛頓第一定律是我們現(xiàn)在通常所說的慣性定律。任何物體在不受任何外力的作用下与涡，總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)惹谐，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)。慣性定律的多種前身在16世紀(jì)得到了廣泛探討驼卖，在17世紀(jì)早期氨肌，伽利略對運動的物體進行了一系列研究，幾乎正確總結(jié)出了慣性的核心概念酌畜，但還是差了那么一點兒怎囚。到了17世紀(jì)中葉，笛卡爾對慣性進行了準(zhǔn)確的總結(jié)表述桥胞，牛頓的運動第一定律從很大程度上說是借鑒了笛卡爾的表述恳守。

牛頓運動第二定律的表述是，物體運動的改變與其所受作用力成正比贩虾，而且與其所受作用力的方向成一條直線催烘。這條定律通常被歸納為F=ma，也就是物體所受作用力等于質(zhì)量乘以加速度缎罢。

牛頓運動第三定律的表述是颗圣，對任何作用力，總會存在一個方向相反屁使、大小相等的反作用力在岂。

萬有引力

萬有引力通常都被表述為任意兩個物體之間的相互吸引力。更具體地說蛮寂，兩個物體之間的萬有引力作用與物體的質(zhì)量成正比例蔽午。同時，萬有引力作用與兩個物體之間距離的平方成反比例酬蹋。相較于在開篇即得到了完整及老、簡明表述的運動定律抽莱，萬有引力概念的提煉和描述則有所不同，是一個逐漸展開的過程骄恶。

牛頓用“重力”指代把物體往地球方向吸引的作用力食铐，很明顯，這里所使用的這個術(shù)語僧鲁，其含義并不是“萬有引力”虐呻。牛頓表明地球的重力作用肯定至少影響了月球，而且是月球軌道形成的原因寞秃。同時斟叼，牛頓還表明，不管其他行星的衛(wèi)星（如木星的衛(wèi)星）是在什么作用力的作用下保持在其自身軌道上運行春寿，那個作用力一定與地球的重力特點相同（也就是朗涩，這個吸引力與物體的質(zhì)量成正比，與物體之間距離的平方成反比）绑改。牛頓還表明谢床，使行星始終沿其軌道圍繞太陽運轉(zhuǎn)的作用力一定也與地球的重力特點相同。此時厘线，也就是在《原理》第三卷的命題七中萤悴，牛頓一切準(zhǔn)備就緒，提煉出了重力的概念：重力普遍存在于一切物體中皆的。那么在這里覆履，我們最終得到了一個完整的“萬有引力”概念。

牛頓世界觀概述

值得注意的是费薄，亞里士多德世界觀拼圖中的大多數(shù)拼板硝全，不只是科學(xué)相關(guān)的拼板，也包括哲學(xué)性/概念性拼板楞抡，都不能與這個新科學(xué)相適應(yīng)伟众。換句話說，我們需要一系列新的哲學(xué)性/概念性拼板來與牛頓所提供的與科學(xué)有關(guān)的拼板進行組合召廷。

此時宇宙已開始被看作是更像一臺機器凳厢。在一臺機器中，不同的零件之間彼此推拉竞慢，而各種零件之所以會有如此表現(xiàn)先紫，原因正是其他零件所施加的作用力，同樣地筹煮，宇宙中的物體也開始被認(rèn)為是在其他物體的推拉和外界作用力的影響下而形成其運轉(zhuǎn)模式了遮精。這個機器的比喻在新世界觀中占了主導(dǎo)地位。簡言之，新科學(xué)不再需要上帝來使宇宙運轉(zhuǎn)本冲。

有趣的是准脂，在堅持“國王有神圣權(quán)利”信條的最后一代君主之中，有一位是英國國王查理一世檬洞。直到17世紀(jì)40年代狸膏，自己被推翻、審判并處決時添怔，查理一世國王仍然在維護這個并不能讓人信服的信條湾戳。西方世界近代史上主要的政治革命，也就是發(fā)生在17世紀(jì)40年代的英國革命澎灸，以及隨后發(fā)生的美國和法國革命，其過程中都以個人權(quán)利為重點訴求遮晚，這些革命都發(fā)生在亞里士多德世界觀被摒棄以后性昭，很可能這并不是巧合。

總的來說县遣，在亞里士多德世界觀中糜颠，宇宙是一個比較小而舒適的空間，同時萧求，地球在宇宙的中心其兴。宇宙充滿了天然目標(biāo)和目的，因此這是一個目的論夸政、本質(zhì)論的宇宙觀元旬。這個宇宙觀也延伸到了人的身上，每個人在自己所處的整體環(huán)境中都有一個天然位置守问，就像物體在宇宙中都有各自的天然位置匀归。而且，在日常生活中耗帕，需要有上帝或與上帝類似的存在來使宇宙保持運動穆端。

哲學(xué)思考：對待牛頓重力概念的工具主義和現(xiàn)實主義態(tài)度

具體來說，我想花點時間來探討仿便，為什么重力概念從某個特定角度來看是個奇特的概念体啰。之所以認(rèn)為我在讓你做一件不可能的事情，是基于一個已經(jīng)成為常識的判斷嗽仪，這個判斷的起源至少可以追溯到古希臘荒勇。這個判斷說的是，一個物體（比如你）不可能在不存在任何形式的聯(lián)系或交流的情況下對另一個物體（比如鋼筆）產(chǎn)生影響闻坚。用通俗的話來說枕屉，這個判斷通常都被總結(jié)為，“超距作用”不可能存在鲤氢。

也就是說搀擂，人們通常用一種現(xiàn)實主義態(tài)度來看待重力西潘，認(rèn)為重力真實存在，而這在很大程度上解釋了我們?nèi)粘Ｉ钪兴^察到的大部分現(xiàn)象哨颂。

我懷疑我們大多數(shù)人都用現(xiàn)實主義態(tài)度看待重力喷市，主要是因為從我們很小的時候就開始被灌輸重力的概念，因此不容易注意到重力威恼，或者說至少用現(xiàn)實主義態(tài)度來看待的重力品姓，具有某些其實相當(dāng)奇怪的特點。

萊布尼茨攻擊牛頓在科學(xué)中引入了“超自然”的力箫措，而萊布尼茨這種觀點恰恰是基于重力似乎涉及某種神秘超距作用的問題腹备。

這個問題的一個解決方案就是用工具主義態(tài)度來看待重力，而且實際上斤蔓，牛頓本人通常都聲稱自己是用工具主義態(tài)度來看待重力的植酥。

牛頓確實始終希望對重力給出一個現(xiàn)實主義的描述，與他在《原理》中給出的數(shù)學(xué)計算保持一致弦牡，并且從某個意義上說友驮，這個描述僅涉及數(shù)學(xué)計算而沒有超距作用。

03哲學(xué)插曲：什么是科學(xué)定律

哲學(xué)家一直樂于對科學(xué)定律和自然規(guī)律進行區(qū)分驾锰，在過去50年中尤為如此卸留。

我們通常所認(rèn)為的科學(xué)定律，比如開普勒行星運動定律椭豫、牛頓運動定律和萬有引力定律等耻瑟，通常都只是近似地描述了物體的運轉(zhuǎn)模式

粗略地說，通常都將自然規(guī)律定義為“負(fù)責(zé)宇宙運轉(zhuǎn)的宇宙基本特點”赏酥，而將科學(xué)定律看作是近似地反映了這些自然規(guī)律的定律匆赃。

與科學(xué)定律相關(guān)的特點

一條科學(xué)定律反映了宇宙某個基礎(chǔ)且無例外的方面，也就是說今缚，科學(xué)定律反映的是事物應(yīng)當(dāng)具有的運轉(zhuǎn)模式算柳，而不僅僅是事物的某個偶然行為。

開普勒行星運動第二定律姓言，這一定律通常也被稱為“等面積”定律

然而瞬项，通常認(rèn)為像開普勒第二定律這樣的一個表述所描述的是行星一直會遵循的運轉(zhuǎn)模式，而不僅僅是行星通常如何運轉(zhuǎn)何荚，而這正是科學(xué)定律的一個特點囱淋，也就是它們反映了無例外的規(guī)律性。目前餐塘，讓我們暫時記下這個觀點妥衣，也就是反映無例外的規(guī)律性似乎是科學(xué)定律的一個關(guān)鍵特點。

通常與科學(xué)定律聯(lián)系在一起的另一個關(guān)鍵特點是，我們認(rèn)為科學(xué)定律反映了世界的客觀特點税手。我在這里所使用的“客觀”蜂筹，其關(guān)鍵點是某個東西是否依賴于人類。更具體地說芦倒，我們通常認(rèn)為如果即使人類不存在艺挪，某個東西也可以存在，那么這個東西就是客觀的兵扬，如果情況相反麻裳，那么我們通常就認(rèn)為它不是客觀的。我必須指出這不僅是“客觀”這個詞的意思器钟，也是我在這里所要使用的這個術(shù)語的意思津坑。

無例外的規(guī)律性

首先，我們要看到不存在意外情況的規(guī)律性隨處可見傲霸，不過其中大多數(shù)都是我們并沒想作為潛在科學(xué)定律的疆瑰。潛在科學(xué)定律的無例外的規(guī)律性與不是潛在科學(xué)定律的無例外的規(guī)律性之間有什么區(qū)別？

對于這個問題狞谱，有一個相當(dāng)常見的答案乃摹，盡管這個答案本身也會帶來一些難以解決的命題禁漓。這個答案所涉及的是我們通常所說的“反事實條件句”跟衅，或者也可以叫“反事實”。需要指出的是播歼，反事實除了在這里的討論中發(fā)揮作用伶跷，在其他討論中，包括科學(xué)的和非科學(xué)的秘狞，也都會發(fā)揮作用叭莫。

反事實

反事實是日常語言與思維的一個常見特點。

在區(qū)分我們通常認(rèn)為是潛在科學(xué)定律的無例外的規(guī)律性與通常認(rèn)為不能作為潛在科學(xué)定律的無例外的規(guī)律性時烁试，反事實通常被當(dāng)作是一個關(guān)鍵因素雇初。

通常認(rèn)為，可以作為潛在科學(xué)定律的無例外的規(guī)律性與不能作為潛在科學(xué)定律的無例外的規(guī)律性之間减响，關(guān)鍵的一個區(qū)別就是前者即使面對多種反事實條件仍然可以保持為真靖诗，而后者則無法做到這一點。

利用反事實條件是否足以區(qū)分兩種規(guī)律性了支示？很不幸刊橘，并不是這么簡單。具體來說颂鸿，利用反事實條件可以對這兩種規(guī)律性進行區(qū)分促绵，但同時也產(chǎn)生了問題嚴(yán)重的命題。這些命題涉及兩個方面，其中一個與語境依賴性有關(guān)败晴，另一個與通常所說的“其他條件不變句”有關(guān)浓冒。

1. 語境依賴性 如果對科學(xué)定律進行描述需要反事實條件，而反事實條件又是依賴于語境的位衩，那么反事實條件是依賴于人的（或者更準(zhǔn)確地說裆蒸，反事實條件的真假是依賴于人的）。因此糖驴，反事實條件的使用破壞了科學(xué)定律的表面客觀性僚祷。

2. 其他條件不變句 認(rèn)為科學(xué)定律反映了無例外的規(guī)律性，還導(dǎo)致了另一個基礎(chǔ)性命題贮缕。嚴(yán)格來說辙谜，開普勒第二定律所反映的并不是有關(guān)行星軌道的無例外的規(guī)律性。比如其他行星的撞擊感昼，使得行星沒有按既定的軌道運轉(zhuǎn)装哆，這樣的事件似乎使科學(xué)定律不能再適用于其本該適用的情形，而且可能在所有涉及科學(xué)定律的情形中都會存在此類事件定嗓⊥汕伲或者換句話說，很有可能并沒有任何一條科學(xué)定律能夠被直接而嚴(yán)格地遵循宵溅。為了盡量避免這一問題凌简，通常的做法是引入通常所說的“其他條件不變句”

毫無懸念，這個解釋也引發(fā)了新的問題恃逻，我將討論其中兩個雏搂。首先，你可能已經(jīng)注意到寇损，對其他條件不變句的討論與前面對反事實條件的討論之間是存在聯(lián)系的凸郑。兩個討論確實相互關(guān)聯(lián)。當(dāng)我們認(rèn)為開普勒第二定律是一個伴隨著其他條件不變句的定律時矛市，就相當(dāng)于說（同樣以前面提到過的木星為例）芙沥，這個定律所說的就是木星在沒有受到其他外力影響的情況下，就將按照開普勒第二定律描述的軌道運轉(zhuǎn)浊吏。然而而昨，我們從一開始就知道木星實際上是受到各種外力影響的。因此卿捎，前面這個描述就把自己變成了一個反事實條件配紫，因而也具有我們在前面討論過的反事實條件的各種問題。

除此之外午阵，請注意躺孝，一一列舉所有可能的其他條件不變句也是不可能的享扔，因為存在太多可能性。

相似性的概念與人類利益緊密聯(lián)系植袍。如果界定科學(xué)定律的特點需要使用其他條件不變句惧眠，而使用這類句子又依賴于相似性概念，相似性概念本身又取決于人類的判斷于个，那么我們對科學(xué)定律的界定似乎又不符合“科學(xué)定律具有客觀性”的概念了氛魁。

總結(jié)

從多個角度來看，有一個模式盡管肯定不是一個無例外的規(guī)律性厅篓，但確實反復(fù)出現(xiàn)秀存，那就是，每當(dāng)我們深入到一個看似相對直接明確的科學(xué)命題或概念中時羽氮，我們很快就會遇到難以解決且令人困惑的問題或链。

04 1700～1900年牛頓世界觀的發(fā)展

在17世紀(jì)以后的幾個世紀(jì)里，牛頓世界觀得到了發(fā)展和修正档押，但盡管如此澳盐，這個世界觀的核心元素仍然保持不變。

對科學(xué)主要分支發(fā)展的評述令宿，1700～1900年

我們的第一個任務(wù)將是對科學(xué)的某些主要分支進行簡要評述叼耙，并探討這些科學(xué)主要分支在1700～1900年之間是如何發(fā)展的，這些評述將有助于說明科學(xué)的不同分支是如何“牛頓化的”粒没，也就是筛婉，它們在范圍廣闊的牛頓科學(xué)體系中是如何發(fā)展的。

現(xiàn)代化學(xué)的起源通常追溯到18世紀(jì)晚期革娄，以安東尼·拉瓦錫（1743—1794）的研究為標(biāo)志倾贰。

化學(xué)的定性研究方法在18世紀(jì)晚期發(fā)生了巨大變化冕碟。安東尼·拉瓦錫開始以天平作為主要實驗工具來進行大量化學(xué)研究拦惋。通過這種做法，拉瓦錫提出了新的觀點安寺，這些觀點的解釋和預(yù)言能力要優(yōu)于當(dāng)時現(xiàn)有理論厕妖，很快，他的定量研究方法就開始成為化學(xué)研究的主流挑庶。

約翰·道爾頓（1766—1844）構(gòu)建了他的原子理論言秸，這是一個基本都在牛頓科學(xué)體系內(nèi)的理論。道爾頓認(rèn)為理解氣體運動模式最好的方法是把它們看作是粒子因互斥力而相互作用的結(jié)果迎捺。請注意這種研究方法與牛頓研究方法之間的相似之處举畸。比如，牛頓認(rèn)為行星的運動是天體受外力影響的結(jié)果凳枝。類似地抄沮，道爾頓認(rèn)為氣體的運動從根本上說跋核，所涉及的就是物體和作用于物體上的力。

不管是化學(xué)還是物理學(xué)叛买，它們所研究的世界基本上都被構(gòu)建為一個可用牛頓科學(xué)體系來探究的世界砂代，也就是在這個世界中，物體都受到外力影響率挣，而這些外力都可以通過數(shù)學(xué)法則來精確描述刻伊。

生物學(xué)是一門范圍頗廣的學(xué)科，值得注意的是椒功，生物學(xué)中很多非常重要的著作都完成于16世紀(jì)和17世紀(jì)捶箱。但是，直到18世紀(jì)和19世紀(jì)动漾，“生物現(xiàn)象并沒有脫離牛頓宇宙觀”的認(rèn)識才變得清晰起來

活力論者的觀點是讼呢，有生命的物質(zhì)和無生命的物質(zhì)是不同的，因此適用于無生命物體的規(guī)律（比如牛頓定律）并不一定也適用于有生命的物體谦炬。從18世紀(jì)開始悦屏，一直延續(xù)到19世紀(jì)和20世紀(jì)，生物學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的研究都清楚地表明键思，活力論者的觀點是錯誤的础爬。

對神經(jīng)的研究，包括對神經(jīng)纖維的解剖研究吼鳞，以及對運動神經(jīng)元和感覺神經(jīng)元之間區(qū)別的認(rèn)識看蚜，可以至少追溯到公元前500年。

在18世紀(jì)晚期赔桌，路易吉·伽伐尼（1737—1798）進行了一系列實驗供炎，實驗結(jié)果表明電流會使青蛙腿部肌肉收縮。不久以后疾党，亞歷山德羅·伏特（1745—1827）延續(xù)了伽伐尼的研究工作音诫，并有所擴展。隨著伽伐尼和伏特（還有其他許多人）研究的深入雪位，“神經(jīng)傳導(dǎo)是一種電學(xué)現(xiàn)象”的觀點很快就建立起來了竭钝，這與過去關(guān)于“神經(jīng)是維持生命所需的液體或生命力的通路或管道”的觀點相比相當(dāng)不同。

然而雹洗，1828年香罐，弗里德里希·維勒（1800—1882）成功用一種非有機化合物合成了尿素时肿，也就是一種很明確的有機化合物庇茫。

在1700～1900年間，生物學(xué)領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)的主要發(fā)展的例子說明了人們是如何逐漸認(rèn)識到生物現(xiàn)象與非生物現(xiàn)象實際上并無差異的螃成。盡管甚至到了20世紀(jì)初期旦签，仍然有一小部分人堅持為活力論辯護桃焕，但此時素跺，已經(jīng)很明顯的是采蚀，機械論觀點才是正確的澎嚣。

總的來說，到20世紀(jì)初淋淀，生物遥昧、化學(xué)和物理出現(xiàn)了融合，并開始被視為是在不同層面對同一個處于牛頓科學(xué)體系內(nèi)的世界所進行的研究朵纷。

電磁理論

對與電和磁相關(guān)現(xiàn)象的研究炭臭，至少從古希臘時期就已經(jīng)出現(xiàn)了。

在18世紀(jì)中期袍辞，本杰明·富蘭克林（1706—1790）證明了閃電是一種電學(xué)現(xiàn)象鞋仍，同時還證明了電學(xué)現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間存在一系列有趣的聯(lián)系。然后搅吁，在18世紀(jì)晚期和19世紀(jì)初期威创，研究人員，包括查爾斯·庫侖（1736—1806）和邁克爾·法拉第（1791—1867）谎懦，當(dāng)然還有其他很多人肚豺，讓我們對電和磁的認(rèn)識發(fā)生了重要飛躍。舉個例子界拦，庫倫發(fā)現(xiàn)磁和電的斥力和引力遵循平方反比的規(guī)律吸申，也就是說兩個物體之間的電引力/斥力或磁引力/斥力與兩個物體之間距離的平方成反比。

值得注意的是享甸，庫倫定律平方反比的性質(zhì)與牛頓重力概念的平方反比性質(zhì)相當(dāng)類似截碴。

從理論角度來看，法拉第最具影響力的觀點是“電力蛉威、磁力和光可能是同一個根本源頭的不同側(cè)面”日丹，很快得到了發(fā)展，成了由詹姆斯·克拉克·麥克斯韋（1831—1879）在19世紀(jì)中期提出的電磁理論瓷翻。

在這段時期聚凹，這些領(lǐng)域都出現(xiàn)了超乎尋常的發(fā)展割坠，許多現(xiàn)象過去都曾經(jīng)被認(rèn)為是獨特的齐帚，而且要用定性的方法進行研究，此時卻逐漸統(tǒng)一了起來彼哼，而且都可以用牛頓科學(xué)體系中的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)定量方法來進行研究对妄。

概括評述

1900年，有一種感覺是我們已經(jīng)幾乎完全了解了自然敢朱，只剩下幾個相當(dāng)無足輕重的問題還有待解決剪菱。接下來摩瞎，讓我們對其中幾個問題進行一下探討。

幾塊小烏云

英國著名物理學(xué)家之一開爾文爵士在1900年發(fā)表了一段經(jīng)常被引用的談話孝常，在談話中他指出旗们，在現(xiàn)代科學(xué)本應(yīng)晴朗的天空里，現(xiàn)在只有幾塊“小烏云”了构灸。開爾文所指的“小烏云”中上渴，有兩塊比較重要，分別是邁克爾遜-莫雷實驗結(jié)果和對黑體輻射理解上的某些問題喜颁。

事實上稠氮，對邁克爾遜-莫雷實驗結(jié)果的理解有賴于愛因斯坦相對論的確立，而對與黑體輻射相關(guān)命題的理解半开，以及對下面要討論的其他命題的理解隔披，都有賴于量子理論的創(chuàng)立。

邁克爾遜-莫雷實驗

邁克爾遜-莫雷實驗涉及光速和光傳播的方式寂拆。阿爾伯特·邁克爾遜（1852—1931）和愛德華·莫雷（1838—1923）進行了大量有關(guān)這些命題的實驗奢米，最重要的幾個發(fā)生于19世紀(jì)80年代末期。

德沙內(nèi)爾所著的《自然哲學(xué)》

在“科學(xué)”這個單詞成為標(biāo)準(zhǔn)之前纠永，“自然哲學(xué)”就用來指代我們所說的科學(xué)恃慧。順帶提一下，德沙內(nèi)爾的書出版于邁克爾遜-莫雷實驗之前渺蒿，后來痢士，這個實驗給書中牛頓科學(xué)體系內(nèi)關(guān)于光傳播的觀點帶來了大量問題。

跟聲音一樣茂装，光被認(rèn)為是來源于震動的怠蹂；但是，跟聲音一樣少态，它也不需要空氣或其他有形物質(zhì)的存在來使其震動從源頭傳播到周邊城侧。……似乎需要假設(shè)存在一種遠比普通物質(zhì)更為稀薄的介質(zhì)……【這種介質(zhì)】可以用遠遠超過聲速的速度來傳播震動彼妻∠佑樱……這種假設(shè)存在的介質(zhì)被稱為“以太”。（德沙內(nèi)爾侨歉，1885, p. 947）

邁克爾遜-莫雷實驗的目的是找出更多直接證據(jù)來證明以太的存在屋摇。

然而，與大家所預(yù)期的相反幽邓，兩道光總是在相同時間點回到光源處炮温。這個結(jié)果非常出人意料，在這種情況下牵舵，應(yīng)該反復(fù)進行這個實驗柒啤，不斷驗證倦挂。事實也正是如此。但是每次實驗結(jié)果都相同担巩，也就是兩道光總是同時回到光源處方援。

黑體輻射

“黑體”是物理學(xué)里的一個技術(shù)術(shù)語，指的是一個理想化的物體涛癌，可以吸收所有指向它的電磁輻射肯骇。舉個例子，光是電磁輻射的一種形式祖很，所以笛丙，如果我們向一個黑體投射光線，黑體將吸收所有光線假颇，因而表現(xiàn)出黑暗的性質(zhì)（因此才被稱為“黑體”）

然而胚鸯，實際觀察到的輻射模式與根據(jù)牛頓科學(xué)體系預(yù)言的輻射模式卻有顯著差異。簡單來說笨鸡，情形是這樣的：當(dāng)僅觀察波長較長的輻射時姜钳，所觀察到的輻射模式與預(yù)言的模式十分相近。但是形耗，到了短波時哥桥，觀察到的輻射模式則與預(yù)言模式大相徑庭。（順帶提一下激涤，這些有問題的短波位于電磁波譜的紫外線一端拟糕，因此這個問題有時被稱為“紫外災(zāi)難”。）

其他問題

在20世紀(jì)開始的時候倦踢，物理學(xué)家意識到某些元素受熱后發(fā)出的光都有出人意料的模式送滞。

受熱元素所發(fā)出光線具有特定波長模式，以及這些光僅由特定波長的光線組成

根據(jù)牛頓科學(xué)體系的觀點辱挥，元素發(fā)出的光應(yīng)該是由大量連續(xù)波長的光線組成犁嗅，而不是僅由幾種離散波長的光線組成。因此晤碘，我們又遇到了一個關(guān)于牛頓科學(xué)體系的不證實證據(jù)褂微，盡管在當(dāng)時，這看起來同樣是相對不重要的問題园爷，然而宠蚂，這個問題后來也被證明只能靠量子理論來解決。

陰極射線實際上是一個電子束

現(xiàn)在人們認(rèn)為X射線是一種電磁輻射腮介，與可見光相似肥矢，但波長更短。

放射性也是在這一時期被發(fā)現(xiàn)的叠洗，相關(guān)研究中包括瑪麗·居里（1867—1935）和皮埃爾·居里（1859—1906）的研究和重要發(fā)現(xiàn)甘改。（瑪麗·居里是第一位獲得諾貝爾科學(xué)領(lǐng)域獎項的女性，同時也是第一位兩次獲得諾貝爾獎的人灭抑。）同樣十艾，放射性元素的性質(zhì)也被證明令人困惑。

結(jié)語

1700～1900年間腾节，出現(xiàn)了大量科學(xué)研究成果忘嫉，它們都融入了17世紀(jì)的科學(xué)家們所提出的架構(gòu)體系，其中最值得注意的就是牛頓提出的科學(xué)體系案腺。新研究成果的融入庆冕，使這些架構(gòu)體系看起來前景無限。所有內(nèi)容似乎都完美地拼合在一起劈榨，結(jié)果就是得到了牛頓體系的宇宙觀访递，它看起來幾乎可以解釋一切，或至少人們希望如此同辣。