三百八十年前的現在,伽利略正在羅馬宗教法廷等待審判,罪名是宣傳異端學說—哥白尼的日心說。那時日心說已問世九十年,伽利略也七十歲了。審判的結果我們都耳熟能詳,最後成為教廷史上的最大笑柄。 以後見之明評斷這樁公案,義正辭嚴、快意恩仇,或有宣泄情緒之功,卻沒有多少教育意義,因為忽略了值得追問的問題:如果日心說為真,地動說必然也為真。據說判決那天,伽利略下跪領罪,宣誓放棄異端理論;待站起身,不禁對著地面喃喃自語:「可是,它在動啊。」這個故事是虛構的,動機不難理解,只不過低估了伽利略面對的困難。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。. S7 A5 k, L5 l' `% x! l+ i, n
原來地球的運動非常複雜,其中以繞太陽公轉與繞地軸自轉最容易理解。但是地球的兩種轉速都非常高,超越我們的想像:公轉每秒卅公里;北回歸線上,自轉時速超過一千五百公里(超音速!)。令人驚心動魄的雲霄飛車,時速最高只有兩百四十公里。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。 X( }1 Z& i) P" K! ^( g# q: ^
為什麼我們感受不到地球的高速運動?直到今天,即使我們從小就相信地球公轉又自轉,絕大多數人都沒察覺這個問題。tvb now,tvbnow,bttvb# f- @: G" I. ]6 C# S
其實一五四三年哥白尼發表日心說,教廷並未立即視為洪水猛獸。那時的學者多有神職,只是他們將日心說視為有用的計算模型,或者叫做「假說」。科學揭露的自然規律、用以解釋規律的理論,未必就是真理。真理出自信仰。耶穌回答羅馬總督彼拉多的問話,說自己來到世間,「特為給真理作見證」。彼拉多評論道:真理是什麼呢?—信仰與真理的關係,這句話一針見血。tvb now,tvbnow,bttvb1 c2 E. c- M8 J" }* R
在宗教裁判所,伽利略若想起彼拉多的評論,一定感觸良多。因為他以慣性原理解釋我們為什麼察覺不到地動,偏偏慣性原理並不是從經驗事實歸納出來的。愛因斯坦認為歸納法無法導出物理概念,舉出的第一個例子就是慣性。
; X+ K4 [1 _+ |% H) }+ Qos.tvboxnow.com根據慣性原理,一個物體若不受外力,靜者恆靜,動者恆動,而且是等速運動。更重要的是,我們無法以力學實驗分辨物體究竟是動是靜。在地球上以一般物體做自由落體實驗,無法告訴我們地球是靜還是動。我們察覺不到地動,只因地表的物體與大氣都分享了地球的等速運動。在超音速噴射機上,我們不覺得飛機正在高速飛行,是同樣的道理。1 N4 t; k3 k$ z4 F0 a% D( x/ M
慣性原理不是歸納的結果,經驗事實、物理實驗提供的只是線索。在經驗中尋找線索、玩味線索的意義,愛因斯坦有個譬喻非常傳神:就像一頭獅子身上的虱子。虱子東爬西爬,怎麼都見不著獅子的雄姿。人的處境也一樣,但是乘著想像的翅膀,人的理性可以衝決經驗的網羅,所謂道通天地有形外是也。公仔箱論壇/ {( O( S- W' U4 l
人覺悟地圓的過程,對照虱子譬喻,更發人深省。與孟子同時的亞里斯多德論證地圓,舉出的經驗證據都有倒果為因之嫌:先有地圓的結論,再用以解釋經驗。例如人往南走,或往北走,先前見不到的星座會從地平線升起,逐漸移動到頭頂。另一個證據,中國人自古就特別重視:月蝕。亞氏指出,月亮上的蝕影邊緣是弧形的。這不但必須知道地是圓的,還明白月亮上的暗影是大地的投影。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。( R5 L8 r4 @, x. c% A
伽利略受審,是因為他寫了一本書,說明支持地動說的基本物理原理。他最大的困難,是讓讀者產生信仰—信仰他發現的原理—再跟隨他的思路,演繹出種種可用經驗考察的結論。時移世易,到了大眾政治時代,克服這一挑戰的難度,只增不減。 (作者是生物人類學者,任職於中研院史語所) tvb now,tvbnow,bttvb9 v1 Y. t) v T
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* S3 l( i. z8 Z0 E【2013/04/03 聯合報】
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