宇宙的鐘擺 The Clockwork Universe
宇宙的鐘擺
從天使魔鬼、煉金術走向科學定律，現代世界的誕生
The Clockwork Universe
Issac Newton, the Royal Society & the Birth of the Modern World
Edward Dolnick──著
黃珮玲──譯
夏日出版社──出版
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“The universe is but a watch on a larger scale.”
──Bernard de Fontenelle, 1686
少有時代像17世紀晚期般，讓人開始夢想秩序完美的世界。後來的歷史學家稱之為「天才的時代」（Age of Genius），卻鮮少著墨這也是個騷動的時代。這個莎士比亞的世紀到了尾聲，自然和超自然仍然密不可分，疾病是上帝所命定的懲罰，天文學尚未與占星術分家，認為天空中仍瀰漫著徵兆。
眾所矚目的歷史舞台上，我們所見盡是危機和災難。德國在這個世紀初，遭逢後來我們所稱的三十年戰爭。此一平淡無奇的戰爭名稱，掩蓋了這場宗教戰爭所帶來的種種恐怖行徑，一批又一批燒殺擄掠的軍隊接踵而至，隨之而來的則是飢荒和疾病。一場內戰撼動了英國，1649年在倫敦，震驚的群眾看著皇室劊子手高舉斧頭，砍下國王的頭顱。1650年代，席捲了整個歐洲的瘟疫，在1665年來到了英國。
在暗處，即將改寫世界的事件仍舊無人注意。很少人知道，更少人關心，有一小群受好奇心所驅使的人，正研究著天空，並在筆記本上塗寫著方程式。
人類早已認識大自然大致運行的模式──日升夜落、月有陰晴圓缺、星星構成人們所熟悉的星座、四季更迭。但是人類也注意到，沒有兩天是相同的。「人類知道太陽會升起，」一如阿弗瑞德·懷德海（Alfred North Whitehead）寫道，「卻捉摸不住風向。」（Men expected the sun to rise, but the wind bloweth where it listeth.）人類援引這類「自然法則」時，心知肚明這並非全然正確的規則，而比較像是有例外存在、需要額外詮釋的經驗法則與指導方針。
然後，在17世紀的某個時間點上，一個新的想法誕生。認為自然世界並不只遵循草率的模式運行，而是依照精確的、正式的、有數學規律的法則。雖然它看起來很隨意，有時甚至是混亂的，但宇宙其實是一個結構複雜並且運作完美的鐘錶機械裝置。
宇宙大大小小的環節都受到精心安排，上帝不僅創造了世界，設計各種功能，還持續不懈地監督著。祂讓群星運作，並照顧每一個角落；祂為地球選擇了完美的自轉率和理想的地殼厚度。
自然法則儘管無所不包，條列卻很少；上帝的操作手冊裡只有一、兩行字。比方說，當牛頓了解到引力如何作用，他所宣告的不是一項新發現，而是適用在所有事物上的「普世定律」。是這條定律讓月球軌道圍繞地球，讓箭鏃射向天空，讓蘋果從樹上掉下，而且這條定律將運動精準量化，而非僅用一般性的字眼來描述。17世紀的科學家堅信，上帝是一名數學家，上帝用數學符號撰寫祂的律法，而科學家的任務是找到解開符碼的關鍵。
所有這些思想家有兩項共同特色：他們是天才，並且絕對相信宇宙是以無懈可擊的數學所設計出來的。本書接下來要說的，是一群科學家如何解讀上帝心意的故事。(p.16~18)
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將這群天才、社會不適應和古怪的人一把抓的正是「倫敦皇家自然知識促進學會」（The Royal Society of London for the Improvement of Natural Knowledge）的皇家學會（The Royal Society），這是世界上第一個正式的科學組織。這個嶄新的概念出現時，「科學」這個詞甚至還不存在。早期這段日子裡，幾乎所有啟人疑竇的科學問題如：火為什麼燃燒？山如何升高？岩石為何落下？……要不引發茫然的眼神回應，要不就是熱切的爭論。
英國皇家學會的成員並不是世界上最早的科學家，早在此之前，科學巨人包括笛卡爾、開普勒和伽利略，都交出不朽的成績。但是在很大程度上，那些科學先鋒們是孤獨的天才。隨著英國皇家學會的興起──當然也要接受牛頓這個超級例外──早期科學發展的故事裡，相互合作遠多於孤獨的沉思。
牛頓沒有參加學會最早的會議，但他註定有一天將擔任學會主席（他會以獨裁的方式治理學會）。西元1660年，他還只是一名鬱鬱寡歡的十七歲少年，備受煎熬地在母親的農場工作。不久之後，他起程開創他在劍橋的大學生涯，但即使在那裡，他也是默默無聞。隨著時間的推移，他將成為第一個科學名人，如同他那個時代的愛因斯坦。
沒有人搞得懂牛頓這個人。作為一個奇特的歷史人物，「他的脾氣是我所知道最可怕、謹慎、可疑的」，一個同時代的人這麼說他。他一生對自己的生活守口如瓶、獨來獨往，從未與人發生親密關係，一直到他八十四歲過世為止。高度緊張的偏執狂如他，總是在瘋狂的邊緣搖搖欲墜，也曾一度陷入瘋狂。
牛頓在個性上與皇家學會的其他成員相距甚遠。但是，所有早期的科學家有著共同的心靈景觀。他們飄搖在兩種世界之間，一個是他們出生成長的中世紀；另一個則是他們尚且只能窺見一角的新世界。這是一群聰明、雄心勃勃、充滿困惑又矛盾的人，他們一方面相信天使、煉金術和魔鬼；另一方面也相信宇宙遵循著精確的數學法則運行。
假以時日，他們會推開通往現代世界的大門。(p.22, 23)
煉金術，是科學追尋的神奇目標，它提供了可能是新舊觀念並存最突出的例子。煉金術的目標是要找到一種叫做「賢者之石」（philosopher's stone）的物質，儘管它不過是種液體，所擁有的魔力能將普遍的物質變成銀和金，任何人喝下去都將長生不死。17世紀，人人篤信煉金術，但沒有人比牛頓更堅持。他小小潦草的字跡佈滿一本又一本的筆記本，記錄他的煉金實驗。牛頓關於煉金術的大量紀錄約有五十萬字，差不多為《戰爭與和平》一書的字數。
「不管他的目的為何，我都不能夠理解，但是他在這段時間的痛苦與努力，讓我覺得他的目標超出了人類的藝術與工業所能及。」與牛頓一起研究的助理說。
在推崇進步概念的領域中，諸如此類對過往的藐視是很常見的。與其說這是反智，不如說是因為不耐煩。我們為什麼要研究古代的錯誤？所以，科學家忽略大多數前輩的研究，或將他們貶低為愚蠢的。只有極少數的天才例外，他們被視為是從今日穿越時空回到過去，就跟我們一樣，只是莫名其妙地發現自己戴上了假髮。
但是，他們與我們並不相同。
許多偉大的數學家都像牛頓一樣難懂。他們對絆倒身後的追隨者不屑一顧，援引山繆·強生（Samuel Johnson）的言論：「我已經為你找出論點，我沒有責任讓你了解這個論點。」有時候，展示成品、精煉修辭是出於審美的動機，就好像藝術家精心利用畫格子的方式幫助他找到對的比例。
而牛頓特意將《數學原理》一書寫得深奧難懂，他寫道，這樣他就不會被「對數學一知半解的人所打斷。」弄不懂的人無從批評。至於能夠理解他推理的人則將看到它的優點。
「Nullius in Verba」或許是皇家學會的正式座右銘，但該學會成員高尚的性格只是曇花一現。他們都明白高爾·維達爾（Gore Vida）所說：「成功並不足夠，其他人還必須失敗」。
在講求實際的英國，「實用性」和「常識」是人們推崇的最高美德，喬納森·斯威夫特（Jonathan Swift）對數學的不屑態度廣泛受到知識份子同儕的贊同。但他不知道的是，他尖銳針對數學家的這一點是對的。這些愛作夢的人正如斯威夫特的直覺所顯示，是最危險的科學家。顯微鏡和望遠鏡是吸引眾人目光的精彩發明，《格列佛遊記》一書見證斯威夫特著迷於它們揭示新世界的能力，但新器具的發明只是這個時代一部份的故事。人們很快就會看見改變世界不需奇特的工具，只需一枝筆。
1913年，亞伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）和他的妻子艾爾莎，在人們夾道歡迎下來到加州威爾遜山的天文台，那裡有世界上最大的望遠鏡。有人告訴艾爾莎，天文學家利用這個宏偉的望遠鏡確定宇宙的形狀。「嗯，」她說，「我丈夫利用的是一個舊信封的背面。」
科學家看待自己的工作是向上帝表示敬意的一種方式，但批評者不這麼肯定。天文學激起人們最多恐懼，當我們已經從最權威的書上知道天堂和人間的故事，誰還需要更新的天文學知識？進一步探討等於視聖經不過是資訊來源之一，可以像任何其他資訊來源一樣受到檢視與質疑。17世紀有個通俗的順口溜捕捉住科學家的觀點：「摩西五經不過是假設」（All the books of Moses / Were nothing but supposes）。
「還有什麼會是更荒謬和不恰當的，」一位神職人員厲聲說道，「比起發現有人將全副心思放在象限、望遠鏡、火爐，以及虹吸管和空氣幫浦，而非準備迎接死後永恆的生命？」(p.95)科學就這樣激怒了那些認為它華而不實和荒謬的人，也得罪了認定它顛覆的人；而同樣重要的是，它幾乎困惑了每一個人。
伽利略堅持，「一本用數學符號寫的書」他說，任何不能用方程語言表達的「都不過是虛有其名。」
受伽利略影響的後代知識份子在今日仍擁護相同的觀點。「那些不了解數學的人很難體會自然之美，最深層的美麗，所引發的真實感受……」物理學家理查·費曼（Richard Feynman）寫道。「如果你想了解自然，欣賞自然，你必須要了解她所使用的語言。」
伽利略說，剝開世界的外觀，你會發現掩蓋之下的真正世界。世界單由運動粒子組成，就像撞球在廣大的球台上相互碰撞。這個單純的事實構成我們周圍所有複雜的事物。
科學史家C.C.Gillispie寫道，在伽利略和牛頓之後，科學「用度量數量的數學語言溝通，」這種語言「之中不存在好或壞，善良或殘酷……或是意志、目的和希望。」以「力量（force）」一字為例，「不再意味著『個人權力』，而只是『質量乘以加速度。』」
那簡樸、幾何的世界擁有自己的美麗，由伽利略和他的追隨者保持。問題在於大多數人無法理解。數學家熱切地認為他們的工作一如任何的音樂作品一般優雅、細微、豐富。每個人都可以欣賞音樂，即使他們完全看不懂樂譜。對數學圈外的人而言，也就是幾乎對所有人來說，高等數學是一首沉默的交響曲，只能昏昏沉沉地看著舞台上滿滿的音樂家賣力演出無聲的曲目。
在科學革命之後的幾世紀，隨著新的世界觀越來越站得住腳，詩人呼天搶地抱怨科學家讓世界失去神秘、變得荒蕪。「所有迷人之處飄逝／當我們用冷漠的哲學方式思考？」英國詩人約翰·濟慈（John Keats）這麼詰問。美國詩人與散文家華特·惠特曼（Walt Whitman）和許多人一樣，態度更加尖銳。「當我聽到博學的天文學家，」他寫道，他們談論數字、圖表和圖形讓他「疲憊又不適。」
一直以來，人類理所當然是宇宙的中心，世界為了我們的利益運行。這樣的想法已經不復可行。在新的世界圖像中，人不再是創作的巔峰，而是後來添加之物。少了我們，宇宙仍將以幾近完全相同的方式繼續運行下去。天空中的星星依循著軌道，無論人們是否曾經注意到，這些軌道都不會改變。在這場宇宙大戰中，人類的角色是一隻嗡嗡作響的蒼蠅，圍繞著華麗的古老大鐘打轉。(p.100)
亞里士多德的質疑解釋了世界，伽利略的追問則描述世界。 (p.100)
亞里士多德堅持人們並不「理解事情直到他們知道『為什麼』」，但伽利略完全不做此想。他宣稱，問事情為什麼發生「並不是調查的必要部分。」
伽利略、牛頓和他們的革命夥伴立即放棄另外一個令人重視的觀念。這次，他們要放逐的對象是眾所周知的常識。世人長時間所熟悉的事物一直被喻為是防止妄想最可靠的保障，新興科學家拒絕這個陷阱。「天空並不如表面上所見，天體運行也是，」一位現代歷史學家複述笛卡爾的意見。「整個宇宙都不是我們所見到的樣子。我們看見一個有品質和生命的世界。但這些都僅只是外在。」(p.102)
「新的哲學思維質疑一切，」身為詩人和牧師的約翰·多恩（John Donne）在一首詩歌中寫道。「將一切拆解成碎片，不復理解。」