Transcript 改變西方思想的三本書

改變西方思想的三本書
李仕德
1
2
《天體運行論》
On the Revolutions of the Heavenly Bodies
1543
 拉丁文
 416頁


哥白尼（Nicolaus Copernicus,1473-1543）
1
2
3
《兩種世界體系對話錄》
Dialogue on the Two Chief World Systems, The
Ptolemaic and the Copernican
1632
 塔斯坎語(Tuscan dialect)
 493頁
 伽利略（Galileo Galilei,1564-1642）

3
4
《自然哲學的數理原理》
Mathematical Principles of Natural Philosophy
1687
 拉丁文/英文
 3冊，591+600+417頁
 牛頓（Sir Isaac Newton,1642-1727）

1
5
哥白尼
《天體運行論》
On the Revolutions of the Heavenly Bodies
哥白尼畫像
6
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f2/Nikolaus_Kopernikus.jpg
1
哥白尼
7
哥白尼 ，波蘭人，但也有人說他們是臣服
於波蘭王室的日爾曼家庭。
 出身富裕，家世顯赫，年青時在義大利
Bologna、padua 、 Ferrara 習醫、法律
 1503年獲教會法博士學位，集醫生、神父
和法律學於一身，業餘研究天文，最後卻
以天文學家身份留芳千古。

自1512年以後的30年，哥白尼便在弗侖堡(Frauenburg)天主
堂任教士，他並在教堂的一間閣樓上設天文台觀察天象。
http://www.us.archive.org/GnuBook/?id=greatastronomers00balluoft#16
http://www.us.
archive.org/G
nuBook/?id=g
reatastronom
ers00balluoft#
18
8
1
日心說
9
1543年，70歲哥白尼臨終前，《天體
運行論》一書出版。
 這一本書打破西方傳統的「地心說」，
倡「日心說」，改變一千餘年的西方
世界觀，也拉開近代科學革命的序幕。

10
哥
白
尼
《
天
體
運
行
論
》
15
43
年
版
書
名
頁
http://archive.org/stream/nicolaicopernici00cope#page/n3/mode/thumb
1
希臘人的天上人間
11
宇宙是一個天球，地球在天球的中央，日
月星辰繞地球轉。
 月亮之上的天上，是神聖的天堂，永恆而
完美，具有神性，上帝住在其中
 月亮以下為人間，人間萬物由「火、氣、
水、土」四元素混合構成，生死成毀。

托勒密系統
12

西元2世紀時托勒密（Claudius Ptolemy，90-168）的
《至大論》(Almagest)集希臘天文學大成，承
希臘人以圓形代表完美的想法，以本輪（小
圓）和均輪（大圓）解釋以地球為中心的天體
體系，地心說也因此稱托勒密系統。
1
14世紀時一本流行德文書描繪的天上人間
Konrad von Megenberg,
(1309-1374)
Buch der Natur(Book of
Nature).
Augsberg: Johannes
Bämler, 1481.
Rosenwald Collection,
13
http://www.loc.gov/exhibits/world/images/s74.jpg
哥白尼
14
《天體運行論》 「日心說」(地動說，太陽
為中心，地球與行星繞日而轉。)並非哥白
尼的創見。早期希臘之畢達格拉斯學派已
有此說。
 哥白尼之重要是在適當時間，提出經過詳
細計算的體系。

The astronomer Copernicus: Conversation with God.Painting by Jan Matejko.
15
1
哥白尼的解釋
16

地球只是月球軌道的中心，並不是宇宙的中心

天體都繞太陽運轉，宇宙的中心在太陽附近

在天空中看到的任何運動，都是地球運動所引起

在空中看到的太陽運動的一切現象，都不是它本身運
動產生的，而是地球運動引起的
改變歷史的一頁
哥白尼1543年版
《天體運行論》
第9頁書影
17
1
哥白尼的解釋－恆星不動
18
《天體運行論》才出版，時哥白尼生命已
在旦夕。
 是書內容艱澀，但伽利略、凱卜勒、牛頓
等人家都讀過這本書。

《哥
天白
體尼
運
行
論
》
書
影
19
http://archive.org/stream/nicolaicopernici00cope#page/n3/mode/thumb
1
《哥
天白
體尼
運
行
論
》
最
後
一
頁
書
影
20
http://archive.org/stream/nicolaicopernici00cope#page/n3/mode/thumb
1
哥白尼的影響
21

因為恆星不動，而太陽只是眾多恆星之一，如此
一來，恆星「天球」之說亦成為多餘，這也開啟
了布魯諾（Giordano Bruno 1548-1600）的無限
宇宙論。
哥白尼
22


哥白尼本人終身信仰虔誠，且行事謹慎，也無意
反抗教會，其目的更是在發現上帝的榮光，生前
並未遭迫害。
對哥白尼的著作，教會方面雖不滿，但只把它當
作一種簡化計算之假說，直到布魯諾被焚，教廷
在1616年將《天體運行論》列為禁書 ，直至1835
年才解禁。
哥白尼革命
23
哥白尼的《天體運行說》，認為太陽才是宇
宙的中心，而地球只不過是圍繞太陽的一顆
行星，改正了一千多年以來天文學的觀念
 這種改變象徵一種思想變革，一種人心目中
的宇宙及人與宇宙關係的轉變，自此人類喪
失了處於宇宙中心的特殊地位，而人的理性
摧毀過去教會架構的宇宙觀。

哥白尼的影響
24


如果地球不是宇宙的中心，無
數古人相信的事物將成為一場
空了。誰還相信伊甸的樂園、
讚美詩的歌頌、宗教的故事呢！
─歌德(Johann W. von Goethe,1740-1832)
哥白尼的影響
25
哥白尼學說撼動人類意識之深，自古以來
無一種創見、無一種發明可與之比擬。
 當大地是球形被哥倫布證實以後，地球為
宇宙主宰的尊號也被剝奪了。自古以來沒
有這樣天翻地覆的把人類意識倒轉過來的。
 ─歌德

歌德(Johann W. von Goethe,1740-1832)
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Goethe_%28Stieler_1828%29.jpg
26
哥白尼
27
反對哥白尼者固有宗教上之偏見，但有些
卻是科學性的討論，例如：地球如果動的
很快，何以人在地球上察覺不出來？人為
何不會被「摔出去」？
 哥白尼辯解謂：人在平穩之船上，不能察
覺船之行動，此對伽利略的力學研究有直
接之啟發。

2
28
伽利略
《兩種主要世界體系對話錄》
Dialogue on the Two Chief World Systems, The
Ptolemaic and the Copernican
伽理略約40歲畫像
29
1
伽利略《兩種世界體系對話錄》1632年版書名頁
http://archive.org/stream/dialogodigalileo00gali#pag
e/n6/mode/1up
30
1
伽利略生平
31
伽利略出身貴族，唯因家道中落而未完成
大學學業，然因科學寫作和各種發明，25
歲被聘為比薩大學的講師。
 28歲時轉到帕度亞大學任教授，時教授薪
資不多，故他常出售改良的科學儀器賺錢
維生，他改良望遠鏡、發明鐘擺，動手做
實驗，為實驗物理的鼻祖。

伽利略
32

1632年伽利略出版《兩個主要世界體系─托勒密
與哥白尼系統的對話》 （Dialogue on the Two Chief World
Systems, The Ptolemaic and the Copernican).
33
《伽
兩利
種略
世
界
體
系
對
話
錄
》
正
文
第
一
頁
書
影
http://archive.org/stream/dialogodigalileo00gali#pag
e/n6/mode/1up
1
34


《兩種主要世界體系對話錄》 透過三位主角以四
天時間的對話，反駁亞里士多德和托勒密的觀點，
論證地球的自轉、公轉和潮汐運動。
1616年教會便警告不許宣揚哥白尼的學說，但個
性倔強的伽理略最後還是在1632年出版的《兩個
主要世界體系對話錄》，希望迂迴的表達真理。
35


此書以塔斯坎文寫成，故看得懂者較多。出
版之後，引起了很大的回響，也惹出了很大
麻煩。
伽利略交遊廣闊，能言善辯，辭鋒銳利，朋
友很多，樹敵也不少。 《兩種主要世界體系
對話錄》成為「異端」的鐵證。
他和他的保護者教宗烏爾班八世
36


教宗烏爾班八世（Pope Urban VIII, 1568, 1623-1644) ）
在1610年認識伽利略，甚讚伽利略的才識。
1623年伽利略到羅馬，六度和烏爾班晤談，獲允
許寫哥白尼的理論，因為伽利略把它當成是一種
理論在研究。
他冒犯了神的領域－天空
37


及《兩種主要世界體系對話錄》出版，除了主張
哥白尼的地動說之外，更讓教宗烏爾班八世憤怒
難當的是這本書當中，為上帝的萬能辯護的，竟
然出自是亞理士多德死硬派的Simplicio 之口，冒
犯了宗教，而冒犯的神的領域－天空就成了罪名。
伽利略沒有被判火刑，但寫下切結書，從此不得
再主張「地動說」，書也被查禁。
http://archive.org/stream/dialogodigalileo00gali#pag
e/n6/mode/1up
38
《
世
界
體
勒系
密對
和話
哥錄
白》
尼中
新的
舊插
兩畫
派，
觀描
點繪
在亞
對里
話士
多
德
、
托
《伽
兩利
種略
世
界
體
系
對
話
錄
》
書
影
39
http://archive.org/stream/dialogodigalileo00gali#
page/320/mode/1up
1
40
《伽
兩利
種略
世
界
體
系
對
話
錄
》
正
文
最
後
一
頁
書
影
http://archive.org/stream/dialogodigalileo00gali#pag
e/n6/mode/1up
伽利略接受天主教的詰問
Cristiano Banti's 1857 painting Galileo facing the Roman Inquisition
41
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/88/Galileo_facing_the_Roman_Inquisition.jpg
1
42



1741年天主教淮許出版伽理略的所有科學著作。
1989年，教宗約翰保祿二世發表了『對伽利略進
行宗教審判是錯誤的』的意見
1992年10月31日，伽利略經360年冤屈終獲平反。
43


伽利略在1637年失明，有一說是因為觀察太陽不
知保護眼晴而致之。
1642年伽利略去世。是年牛頓出生。
科學革命-伽利略
44
《兩種主要世界體系對話錄》不是伽理略
最具份量的書籍，卻是影響力最大的著作。
 在教會與伽利略衝突過程中彰顯了科學革
命的特色，亦即伽利略所宣稱的科學獨立
於神學之外。

3
45
牛頓
《自然哲學的數理原理》
Mathematical Principles of Natural
Philosophy
Mathematical Principles of Natural Philosophy
1687年牛頓第
一版《自然哲學
的數學原理》書
影
46
1
Sir Isaac Newton at 46 in Godfrey Kneller's 1689 portrait
47
1
牛頓的《自然哲學的數學原理》1723年版本
http://archive.org/stream/philosophiaenatu00newt#page/n6/mode/1up
48
1
牛頓生平
49
牛頓(1643-1727)出生平民，是早產的遺腹
子，少年時學業普通。
 1661年進入劍橋三一學院
 當時大學以神學教育為主，僅授亞里士
多德的理論，但是牛頓對於當代哲學家
的思想更感興趣，比如，笛卡耳、伽利
略、哥白尼、凱卜勒等等。

牛頓出生地
A popular history of science (1881)
Author: Routledge, Robert
http://www.us.archive.org/GnuBook/?id=popularhistoryof00routrich#24
50
1
牛頓生平
51



1665-66 兩年，因瘟疫流行，大學停課，牛頓被
迫回到鄉下。
據牛頓的回憶錄，在回鄉的兩年中，他發明了微
積分，發現了色彩理論（陽光光譜），又完成了
行星軌道的初步計算，並發現萬有引力定律。
這些成就包含牛頓畢生最重要的科學工作。當時
他年方24歲。
牛頓生平
52




1667年牛頓重返劍橋大學。
1669年牛頓被選為盧開珊數學教授( Lucasian
Professor of Mathematics，這講座一直維持至
今)。
牛頓留在劍橋一直到1696年。
1687年出版《自然哲學的數理原理》
牛頓生平
53



1689-1690及1701出任國會議員。
1693年，牛頓因神經分裂症而離開劍橋大學，
前往倫敦出任國家造幣局的監督1696出任造
幣局局長
1703年被選為皇家學會主席
《自然哲學的數理原理》 的出版
54

1684年，哈雷(Edmond Halley,1656-1742)造訪劍橋，
對牛頓說：皇家學會中很多人都相信行星的運動
是由一種太陽與行星間的引力所造成的。而且大
家都認為這種引力一定是與距離的平方成反比。
祗是還沒有人會把凱卜勒的橢圓軌道算出來。
1
《自然哲學的數理原理》 的出版
55


牛頓回答說這個計算他早就做完了，但計算紙不
知放到何處。改天有空，他會寫出來交給協會。
1687年，時年44歲牛頓的劃時代的鉅著《自然哲
學的數學原理》出版問世 。
牛頓
「三大運動定律」
56
第一運動定律（慣性定律）：
在不受外力之情形下，物體維持在一直線上之
等速運動，或維持靜止。
(Every body continues in its state of rest, or of
uniform motion in a right line, unless it is compelled
to change that state by forces impressed upon it. )
例如：快速抽出桌巾，而桌面的東西仍留在原
處。




1
牛頓
「三大運動定律」
57
第二運動定律（加速度定律）：
物體之加速度之大小與方向，與所受外力成正
比。與其質量成反比。
(The change of motion is proportional to the
motive force impressed; and is made in the direction
of the right line in which that force is impressed )



1
牛頓
「三大運動定律」
58
第三運動定律（又稱反作用定律）：
物體受外物之作用力，必向外物施一大小相同，
方向相反之反作用力。(To every action there is
always opposed an equal reaction: or, the mutual
actions of two bodies upon each other are always
equal, and directed to contrary parts. )
例如：火箭升空原理



萬有引力
59

牛頓運用歸納和演繹法而獲得萬有引力
這項無心的成就：他相信宇宙就如一部
機器，受數學定律之規則而運作，他以
萬有引力定律用來解釋其所觀察的資料
科學革命大功告成
60
《自然哲學的數理原理》 一書主要內容
包括「三大運動定律」和萬有引力等純數
學知識，以及動力學原理和宇宙觀，這本
書的出版，宣告科學革命大功告成。
 牛頓力學，成為近世物理學的起點，也
是此後數百年工程技術突飛猛進的基礎。

61



牛頓力學在天上人間皆大獲成功，因為年頓，大
家才知道原來自然科學也可以如歐幾里德的幾何
一樣，可以周密的推理(《自然哲學的數學原理》
之體例完全仿歐氏幾何)，更可以經精準計算，
再三以觀測檢驗。
無論是物理，甚至所有科學上，《自然哲學的數
學原理》的內容與方法都成了典範
從此，（周密推理+數學描述+精準計算）觀測
驗證科學方法的正統。
62
自然與自然的規律隱藏在黑夜裡；上帝說，
讓牛頓去吧，於是一切大放光明
 Nature and nature‘s laws lay hid in night;God
said “Let Newton be” and all was light.．．
Alexander Pope (1688–1744)

神授幾何家牛頓
William Blake's Newton as a divine geometer (1795)
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Newton-WilliamBlake.jpg
63
1
64
《自然哲學的數理原理》對西方
思想的影響
排除偏見
65

牛頓時代的哲學與科學仍是混淆不清，牛頓擺脫
哲學的先入之見，從自然科學的大廈中排除掉不
必要的哲學成見，是一種真正的進步。
上帝的歸上帝，凱撒的歸凱撒
66

牛頓證實天體運行之原理，與地面物體之運動
（如蘋果落地），是一致的。亞理斯多德以來的
認為天上物體有神性的信念，亦從此澈厎打破，
天不再是上帝的住所，而是一個物理現象，自然
科學掙脫了宗教的枷鎖。
新的世界觀
67

由於牛頓力學對解釋太陽系的驚人精準性與預言
能力，更成了所謂「機械世界觀」（Mechanical
World, 整個世界是個大機器）與「決定論」
(Determinism，萬事皆前定）的思想根源。
「機械世界觀」或機械論
68

把物質的物理、化學和生物的性質都歸結為力學
的性質，把物理的、化學的和生物的系統和運動
形式都歸結為力學的系統和運動形式，認為自然
界中的一切事物都完全服從於機械因果律。
《自然哲學的數學原理》出版後的世界

從前人們認為他們所居處的世界，是一個富有色、
聲、香，充滿了喜樂、愛、美，到處表現出有目
的的和諧與創造性的理想的世界，現在這個世界
卻被逼到生物大腦的小小角落裡去了。
《自然哲學的數學原理》出版後的世界
70

真正重要的外部世界則是一個冷、硬、無
色、無聲的沉死世界，一個量的世界，一
個服從機械規律性、可用數學計算的運動
的世界，甚至人類行為也是運動的表現，
和古希臘傳統中形成了新的世界觀。
《自然哲學的數學原理》出版後的世界
71

人在這種宇宙觀中，人僅是龐大數學體系中一
個不相干的渺小旁觀者（人就像是被禁閉在暗
室中），而這個體系符合機械原理的規律運動，
這個自然界就如此構成。浪漫主義情趣的光輝
宇宙一掃而空。
決定論
72

拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace , 1749-1824)根據牛頓力
學，說：如果有人（拉普拉斯的精靈，Laplace‘s
demon, intelligence ）能取得宇宙內某一瞬間的狀態，
即能夠以牛頓定理，展現宇宙的過去與未來。─
這是所謂「決定論」。
73


拿破侖在聽了拉普拉斯的演說之後，問：那上帝
在宇宙中扮演什麼角色？他回答是：「上帝是個
多餘的假設。」
人們發覺：上帝雖未必存在，但只要符合牛頓力
學，我們可以造更快的船，更高的樓，更有效的
機器。─「人」失去了宇宙的中心位置，但卻取
得了征服自然的雄心。
74


此觀念使西方人以數學方式發現並解釋自然的法
則，自然乃由物質組合而成，其空間和時間中之
運動，係由力的法則所統馭，此觀念不僅能使人
對自然環境瞭解，並且還可以控制自然。
歐洲有志青年不再以神職為第一志願，流行的是
做科學家、探險家或軍人。
75


歐洲十八、十九世紀的思想大方向，趨向以
「人」之活力，當家作主；以人之智力，來理
解一切。
主張政治、教育平等的盧梭(Jean Jacques Rousseau, 17121778)，經濟學始祖亞當斯密(Adam Smith, 1723-90)，社
會學始祖孔德(August Comte, 1789-1857)，達爾文(Charles
Darwin, 1809-82)的進化論，都可說是這個世界觀之
下發生的，對後世產生極大的影響。
盧梭
亞當斯密
孔德
1
達爾文
76

「機械決定論」的世界觀，成為科學上，甚至一
般人的統一思想模式（孔恩Thomas Kuhn所謂 典範
Paradigm）。這種情況，一直要到廿世紀初，才
被打破
牛頓的學生科茨(Roger Cotes)說:
人們誤會了牛頓
77

顏色、愛情和美麗的世界仍然好端端在那
裡，就像天國一樣存在於人的靈魂中，存
在在一個受到上帝精神感召的靈魂中。這
個靈魂使萬物保持著莊嚴的繁複性，它所
了解的萬物的美比人目所看到的更多，而
且它認定這個世界是非常之好。
牛頓的學生
人們誤會了牛頓
78

牛頓把自然界描述成一個秩序井然的大機械鐘，
只要這個鐘上緊發條，便能自動運轉，但這機械
論仍要請上帝做「第一推動」，為這大鐘上緊發
條。
牛頓與哲學
79

牛頓晚年致力於鍊金術，對神學更是認真。他或
許相信神創世之說，但神創世之後，立下世界運
行的規律後，便不再干涉。科學家的任務就是發
現神的規律。
80


牛頓生前，反對他的人不少。其學說在啟蒙運動
哲士伏爾泰（Voltaire,1694-1778）及百科全書學派
的大力宣揚下，牛頓力學在歐洲，甚至全世界，
成為科學正統達二百餘年(18-19世紀)。
牛頓之後，科學和哲家逐漸分道揚鑣，許多哲學
家對科學家自稱自已的說法比較接近真理甚不以
為然，但不可否能，許多哲學家仍然從科學家獲
取靈感泉源，牛頓便是最重要的泉源之一。
A popular history of science (1881)
西
敏
寺
牛
頓
紀
念
碑
81
Author: Routledge, Robert
http://www.us.archive.org/GnuBook/?id=popularhistoryof00routrich#24
1
牛頓逸事
82


1946年(牛頓生於1943)倫敦皇家學會
補開牛頓誕生三百周年紀念，經濟
學家凱因斯 (J.M. Keynes) 談到有關牛
頓的鮮為人知的另一面
（許仲平，〈牛頓〉
http://episte.math.ntu.edu.tw/articles/mm/mm_16_2_10/index.html
）
牛頓逸事
83

繼牛頓為魯開珊數學教授(Lucasian Professor) 的
惠斯頓教授說牛頓是他 「平生所知道的
最畏怯、最謹慎，而且最多疑的人之
一。」

（許仲平，〈牛頓〉
http://episte.math.ntu.edu.tw/articles/mm/mm_16_2_10/index.html）
牛頓語錄
84
如果我看的更遠，是因為我站在巨人的肩膀上
（If I have been able to see further, it was only
because I stood on the shoulders of giants.）（Letter

to Robert Hooke ）

不必什麼證明，單是大拇指就足以讓我相信上
帝的存在
(In the absence of any other proof, the thumb alone
would convince me of God's existence.)
牛頓語錄
85

柏拉圖是吾友，亞里斯多德是吾友，然而只有
真理才是我最偉大的朋友
Plato is my friend — Aristotle is my friend - but
my greatest friend is truth.
牛頓語錄
86


我不知道世人會如何看我，但對我而
言，我僅僅像是在海邊嬉戲的孩子，
當偶然間找到一顆光滑的石頭或漂亮
的貝殼而感覺開心時，與此同時，我
眼前卻是尚待發掘的真理大海。
I know not what I appear to the world, but to myself I
seem to have been only like a boy playing on the seashore, and diverting myself in now and then finding a
smoother pebble or a prettier shell, whilest the great
ocean of truth lay all undiscovered before me.
（Memoirs of Newton ）