人类历史上伟大的科学家艾萨克·牛顿(Isaac Newton)的出现,改变了人与自然的关系。1687年7月5日出版的《自然哲学的数学原理》改变了人类社会的发展轨迹。在该书中牛顿阐述了导致人类社会发生天翻地覆的变化的牛顿三大运动定律和万有引力定律。
牛顿三大运动定律和万有引力定律对人类社会的发展产生了巨大的影响,改变了人们的思维模式。它的主要影响在于:
1)揭示了力与质量、运动的关系,揭示了机械运动的规律,为从汽车到飞机、宇宙飞船的设计提供了理论基础。
2)揭示了日月星辰的运动规律,使得人们可以计算几千年前或几千年后日月星辰的运动轨迹,给了人类认识乃至征服自然的信心。
3)世界变化的规律是确定的。这些规律可以用简单而优美的公式表示出来。
4)世界变化的规律是放之四海而皆准的。就像人们可以用牛顿三大运动定律和万有引力定律来预测日月星辰在未来的运动一样,可以将发现的规律应用到各种未知领域中,去预测世界的变化。
5)世界变化的确定性规律是存在的,在未知领域中人们的任务是发现这些规律。(www.daowen.com)
牛顿三大运动定律和万有引力定律是工业时代的基本定律,它为打开工业时代的大门提供了钥匙。而拿着这把钥匙去打开这扇门的是天才发明家詹姆斯·瓦特(James Watt)。瓦特应用牛顿运动定律对纽科门蒸汽机进行了改进,发明了高效的通用蒸汽机。通用蒸汽机被广泛地应用在工厂中,成为几乎所有机器的动力,开启了工业时代的大门。
牛顿三大运动定律和万有引力定律改变了人们的思维方式,将人们带入到工业社会的确定性思维。正如法国科学家拉普拉斯侯爵在19世纪初的论断,宇宙是完全被决定的。他认为存在一组科学定律,只要完全知道宇宙在某一时刻的状态,便能依此预言宇宙中将会发生的任一事件。例如,假定知道某一个时刻的太阳和行星的位置和速度,则可用牛顿定律计算出在任何其他时刻的太阳系的状态。人们开始有信心去发现事物的规律。一旦发现了事物的规律,就可以确定其未来的变化。
牛顿之后的詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)在《电磁场的动力学理论》中提出了场的概念和麦克斯韦方程组。他通过四个简洁的方程描述了电磁场的基本规律,揭示了电场与磁场在相互转化中产生的对称性优美。通过麦克斯韦方程组可以预测电磁波的存在,通过其推导出来的电磁波理论,实现了电、磁、光的融合,为电磁波的发展和应用提供了理论基础。
确定性思维的巅峰是阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)的相对论。依据研究的对象不同,相对论分为狭义相对论和广义相对论。狭义相对论讨论的是匀速直线运动的参照系(惯性参照系)之间的物理定律,广义相对论则推广到具有加速度的参照系中(非惯性系),并在等效原理的假设下,广泛应用于引力场中。
基于两个基本假设:①物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式;②在所有的惯性系中,光在真空中的传播速度具有相同的值。爱因斯坦建立了狭义相对论,并揭示了能量与质量的确定关系:E=Mc2。质能关系为人类利用原子能指出了方向,是现代核能理论的基础。
人类的确定性思维在描述宏观世界事物的规律方面获得了巨大的成功。牛顿定律、麦克斯韦方程组、爱因斯坦的相对论,均是使用简单公式来描述事物的规律。根据这些公式,人类可以确定某个事物在过去、现在、未来的准确状态。
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