理论教育 牛顿力学的胜出:探寻其纲领

牛顿力学的胜出:探寻其纲领

时间:2023-05-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:莫培督不顾旅途劳累,立即向科学院报告了支持牛顿学说的观测结果。莫培督将自己定位成官方科学机构中牛顿力学的护卫者,同时也给皇家科学院贴上盲目维护笛卡尔主义的标签。这些都为牛顿力学纲领在法国的传播创造了条件。随后,支持这两种研究纲领的人群展开竞争和论战。在皇家科学院支持牛顿研究纲领的团体中,年轻的达朗贝尔日渐活跃。到18世纪中叶,法国官方科学很大程度上皈依了牛顿力学纲领242—243。

牛顿力学的胜出:探寻其纲领

笛卡尔主义者和牛顿派的对峙逐渐聚焦到有关地球形状的问题上。莫培督立足牛顿物理学,关注地球形状问题。他在同伯努利讨论时,运用欧洲大陆的数学分析方法考察这一问题,赞同地球两极扁平的预言,但这一观念与当时公认的测量结果相悖。皇家科学院早期成员、主管皇家天文台的卡西尼一世于17世纪晚期多次组织大地测量。通过所获测量数据,他在1701年宣布地球是一个沿两极方向拉长的球体。其子卡西尼二世接管皇家天文台之后,开展进一步测量,得出的结论支持他父亲的判断。1718年,卡西尼二世向皇家科学院公布了该结论。1720年,德麦兰从笛卡尔的重力概念出发,为这一观点提供了力学上的辩护。丰特奈尔将此结果与笛卡尔主义联系起来。很明显,对地球形状问题提出与上述论点不同的意见,将很难避免将矛头指向笛卡尔主义。莫培督拥护牛顿万有引力概念。他指出,观察似乎给出一个沿两极方向拉长的地球,而可靠的推理则似乎给出相反的结论。就地球形状的问题而言,他倾向于认为过去的测量是不可靠的。

18世纪30年代后半期,新的测量结果引发了双方进一步论战。1735年,路易十五授权巴黎科学院派出两支皇家探测队,对地球形状进行新的测量。莫培督带领一支探测队赶赴北欧的拉普兰地区,随队成员还有克莱劳。拉孔达明则率领另外一支队伍驶向南半球的秘鲁进行测量。1737年8月,拉普兰探测队返回巴黎。莫培督不顾旅途劳累,立即向科学院报告了支持牛顿学说的观测结果。卡西尼二世及其同盟质疑莫培督测量结果的可靠性。他们指出,探测队使用的天顶角规来自英国,该仪器还未经受充分检验,同时怀疑莫培督在使用仪器时有可能犯下错误。此后两年多,天顶角规以及有关测量的问题成为双方争论的核心。到1737年,更多人愿意相信,要想在两大自然哲学体系之间做出判决,就必须从地球形状的问题入手。

在多重因素介入下,莫培督一方逐渐掌握了主动权。接下来的两年,莫培督在官方支持下确证了天文仪器的精度,修正了老卡西尼遗留的测量误差海军大臣莫勒帕伯爵分管皇家科学院,是科学事业的重要赞助人和支持者。莫培督在地球形状问题上一度显得固执己见。1739年,莫培督在与卡西尼二世竞争关于测量方案的资助时,莫勒帕答应了后者的请求。但同年8月,莫培督获得了来自大臣的资助,并开始为辩护扁圆地球的理论准备新的论文。四个月后,他提交了关于巴黎和亚眠之间子午线的测量结果。不仅如此,莫培督从宫廷得知,他获得了丰厚的退休金,还在海军获得一个新职位。莫培督在写给伯努利的信中,对莫勒帕的安排感到满意(Terrall,2002)150。这些是对其行动、思想和成果的奖赏,同时也意味着来自官方的支持。

就在这次表彰半年之后,笛卡尔主义者在地球形状问题上做出了妥协。1740年春天,卡西尼三世宣布,新的测量结果证实了莫培督的结论是正确的。他承认,地球的确是扁圆球形,同时也强调正是通过他和其他皇家天文学家们可靠的经验证据积累,才最终使问题得以解决。虽然卡西尼三世勉力维护皇家天文学家在测量问题上的权威,但对于长期居住在皇家天文台的卡西尼家族来说,这无异于宣告对抗的失败。1743年,莫培督在写给约翰·伯努利的信中宣称,笛卡尔主义甚至在科学院自掘坟墓(Terrall,2002)199。1744年,远赴秘鲁的另一支皇家探测队也返回巴黎,公布的结果同样证实了牛顿理论的推论。至此,这场官方科学家群体内部的争论画上了句号。

在官方科学机构之外,公众的反应似乎有些不同。莫培督精心打造自己严谨科学家形象的同时,也积极营造自己的公众形象。莫培督将自己定位成官方科学机构中牛顿力学的护卫者,同时也给皇家科学院贴上盲目维护笛卡尔主义的标签。这种划分既不准确,也过度简单化。但在具体运用这一策略时,莫培督并没有遭遇什么异议。1738年正是论战的关键时刻,笛卡尔主义者的攻击使莫培督感到沮丧,他甚至逃离科学院一段时间。但即便在这段时间内,他也念念不忘有关地球形状的话题。在公众眼中,牛顿物理学和笛卡尔物理学之间正在开战,而莫培督作为牛顿的代言人,在公开挑战皇家科学院笛卡尔主义的狭隘偏见。在法国公共领域,谈论莫培督的工作一度成为一种时尚,而牛顿派和笛卡尔主义者之间的竞争甚至进入流行小说之中。[6](www.daowen.com)

从18世纪30年代开始,经历了近三十年的时间,笛卡尔主义在法国官方科学机构内部不可避免地走向了衰落。30年代之前,笛卡尔主义者占据皇家科学院的核心位置,统治着这个官方权威机构,代表人物包括丰特奈尔、德麦兰、卡西尼二世、雷奥米尔、莫里哀等。由于法国官方科学家和有教养的知识界之间界限模糊,那些笛卡尔主义者也处在法国知识和文化领域的中心。莫培督在职业生涯早期尽量回避争议,采取与对手接近的立场。他通过伦敦皇家学会阐发观点,通过科学院之外的渠道出版著作。1734年之后,他在皇家科学院内部努力建设同情牛顿主义的团体,并通过自己的社交活动,尝试使法国官方科学立场和大众意见对立起来。这些都为牛顿力学纲领在法国的传播创造了条件。随后,支持这两种研究纲领的人群展开竞争和论战。在皇家科学院支持牛顿研究纲领的团体中,年轻的达朗贝尔日渐活跃。他指出,这一时期的笛卡尔主义者们“力量减弱得非常厉害”。1758年,达朗贝尔已经成为科学院的高级成员。他宣称,“笛卡尔主义的团体几乎消失了”。至少对他来说,论战在法国官方科学体制内部已经结束。到18世纪中叶,法国官方科学很大程度上皈依了牛顿力学纲领(Shank,2008)242—243

图2 牛顿与法国启蒙运动

该图为伏尔泰《牛顿哲学原理》(1738)扉页插图。绘制者为迪堡(Dubourg),雕刻者为福克马(Folkema)。在插图中,牛顿高坐空中,穿着古装,天球仪在身侧,夏特莱侯爵夫人化身女神,在半空中手持镜子,将一道光反射给正在人间伏案工作的伏尔泰。(来源:法国国家数字图书馆

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