现代自然科学发展的整个过程是怎样的?
哥白尼:它提供了一个全新的宇宙体系和科学的世界图景。
第谷?布拉:它提供了准确而系统的观测数据。
开普勒:建立了行星运动三定律,并提供了完善的运动模式。
伽利略:提出了一系列最重要的理论和概念。最后,牛顿做了科学的综合和总结。此时,经典力学已经成熟,理论的普适性几乎已经从1跨越到我们今天所能认知的44个数量级。(电子半径约为-16 cm,整个星系约为10 cm),即从原子的结构到空间。
牛顿的理论是对前人科学工作的综合、总结和替代。从亚里士多德开始,人们就一直在寻找对自然的解释,而对“为什么”的追求,到了牛顿时代已经完全变成了描述性的。牛顿的自然哲学数学原理只写了“是什么”,不再追究“为什么”。
牛顿的科学成就给后来两个世纪自然科学的发展留下了深刻的印记。他是科学史上真正的巨人。但牛顿本人清楚地意识到,追求真理的旅程是漫长的,工作远未结束。在弥留之际,牛顿极其谦逊地总结了自己一生的科学发现:“我就像一个在海边玩耍的孩子,时不时地为找到一块光滑的石头或一个漂亮的贝壳而高兴,但浩瀚的真理海洋还没有被我发现!”
爱因斯坦非常尊敬这位科学先驱。他说:“牛顿本人比他之后的许多博学的科学家更了解他的思想结构中固有的弱点。”这个事实经常引起我深深的钦佩。"
在牛顿时代,有很多关于科学发现优先的争论。
关于微积分创立的先后,牛顿和莱布尼茨争论不休;牛顿和罗伯特是在光学和万有引力定律的问题上吗?胡克的论点。这场关于优先权的争论充分说明,在这个伟大的时代,自然科学已经成熟。
自从哥白尼关于天体运行的独立宣言发表以来,科学已经取得了非常可喜的进步,而关于科学发明和发现的优先权的争论,正是因为科学的进步。只有当一大批科学家朝着一个共同的目标进攻时,才会出现这种优先辩论,这是自然科学成熟的标志。在牛顿时代,自然科学的研究已经得到了社会的广泛认可。欧洲的科学社团刚出现的时候,基本都是自发的,后来都是各国政府资助的。虽然皇家社会中有很多贵族和贵妇(当时所有贵族,不管是不是科学家,都可以加入),但这恰恰说明了科学的巨大力量,说明科学活动已经深入人心,得到了社会的广泛认可。
1703年,牛顿成为皇家学会主席,1705年,因对科学的巨大贡献被英国国王封爵。就这样,牛顿因为对科学的贡献,成为了英国王室的一员。此后几乎成为惯例,欧洲很多国家都采用这种方法。许多在科学史上占有重要地位的伟大科学家都获得了贵族称号。
从1665,牛顿开始了他的科学研究工作,从1705,牛顿成为贵族,恰好是中国自然科学从世界领先地位逐渐开始走下坡路的时期。在中国近四千年的封建社会里,没有什么东西是因为对自然科学的贡献而被封建统治阶级所看重的。长期的封建反动统治、八股和科举制度,使中国知识分子走上了“为官读书”的道路,所以中国从来没有像欧洲那样系统、深入、分类地研究自然。
在牛顿的科学研究中,他花了大量的时间在化学和炼金术上。虽然他生前没有出版这方面的书籍,但在他死后的手稿中发现了许多研究和实验记录。很多人不理解牛顿研究炼金术、圣经、启示录的工作。事实上,很有可能牛顿本人已经深刻认识到他的理论并非坚不可摧。他对炼金术和启示的研究可能是在为他的理论寻找支持。
由于牛顿理论的巨大成功,各学科的研究长期以来一直处于牛顿思想体系的影响之下。著名数学家拉格朗日称牛顿的自然哲学数学原理是人类心智的最高产物。他认为牛顿不仅是人类历史上最伟大的天才,也是最幸运的天才。他说:“世界上只有一个人能解释它的规律。”在牛顿的墓志铭上,人们称赞他说:“他第一次用近乎神的思维解释了行星的运动和图像、彗星的轨道和大海的潮汐。”这个概念代表了当时整个科学界的观念,使得牛顿的影响力远远超出了经典力学的范畴。