如果古希臘的科學技術在當時能繼續發展下去,是否牛頓力學體系能提前一千年建立?


謝邀。沒人知道,歷史太多偶然的事,很難說假設


謝謝邀請。和上面某些觀點一致,可能會提前數百年左右,但不一定會有一千年這麼多。

科學技術的發展一般都是與生產力相對應的,超前也不會超前太多。需求決定供給是人類發展的一般規律。例如希臘輝煌的幾何學發源於古埃及對土地測量的需求,微積分的雛形也只是與幾何相關的無限切割。這套東西的好處是容易公理化,這是現代數學的源頭。但比較致命的問題是重幾何輕代數,把數字神化以至於重數字輕計算。這和古希臘的計數制有關,缺少十進位計數法使得數數都是一門學問。這個問題歷史上是阿拉伯人從印度搬來十進位與阿拉伯數字才得以解決。如果獨立發展下去,短時間內很難得到突破,因為就當時條件來看,需求不大。

近代微積分的樣子與阿基米德時代是不一樣的,它根植於解析幾何而不是古典幾何。社會生產力的發展導致了我們需要這種東西,大家才會有動力去做它。解析幾何的出現導致了幾何的代數化,定量化。比如我們可以精確計算炮彈的彈道。。。

如果古希臘文明繼續發展下去,這當然都不是太大的問題。因為亞歷山大時期希臘化進程已經推進到中國和印度附近,漢武帝征大宛時大宛已經是希臘化國家。以此進程發展下去,經過四五百年左右,希臘的幾何體系與中國的演算法體系必將會發生碰撞,戰爭頻繁出現導致技術的需求增加,也會刺激理論的發展。我猜想牛頓體系應該會提早數百年左右出現,但不會提前太多,因為社會生產力的發展也是需要時間的。

還想離題談一下中國。中國的古算實際上是一種演算法體系,幾何也只是作為演算法的工具而出現。對於數字只關注用整數與小數用來計算並沒有有理數無理數的區分。相對於幾何體系而言,這種實數體系的公理化過於困難導致古算走上了相對於現代科學的邪路(相對中國可以看出,希臘的幾何公理化某種程度上是人類的運氣)。


肯定會提前。但是否是一千年,就不確定了。

考慮到技術的積累需求,估計至少提前500年是不成問題。


澄清一個誤解:現代科學並不發端於古希臘哲學的思維方式。兩者在內核處甚至有衝突的地方。按照溫伯格在《最初3分鐘》里的說法,希臘人最大的成就是在那個年代算出了地球半徑,除此之外便與今天的科學成就無關。希臘人的幾何很了不起,但希臘式幾何最近的成就是羅巴契夫司機的非歐幾何。咦?聽上去和廣相有點關係嘛。不過今天做廣相的大都沒看過司機的幾何。他們用的是按另一套體系演化的幾何:笛卡爾——歐勒——黎曼——加丹——陳省身。這種解析的思維方式,是近代才有的。與希臘式的公理體系沒有傳承關係,相反倒與阿拉伯的一些代數技巧有關。貼一下以前寫的東西:

科學(或者說以數字為語言的理科)是在近代彈道計算以及天文曆法的需求刺激下,並在足夠成熟的機械與測量技藝的基礎上發展起來的,是只有近代才有的東西。

人類首次以數字來描述物體運動規律的嘗試是建立一套描述行星運動的唯象定理。創立者開普勒,十六世紀末期生人,出生於德國,在奧地利與義大利展開學術生涯。多次觀測、取均值+測量誤差、比對觀測量之間的關聯,用方程將這些關聯一一表達出來。開普勒的這套方法成為後來科學家建立唯象模型的典範:在海量的觀測基礎上提煉出簡潔的關係。而在眾多的唯象模型之上,系統的理論才現端倪。在此之前,這樣的方法並無人使用,原因無外是實驗條件與測量技藝的缺陷。

當然,科學並非憑空造就,它與先前的學科確有繼承的關係。數學無疑是其中一環,而哲學家們關於天地人的思考也在某種程度對科學有所啟發。但是這裡會有誤解:有人覺得西方的哲思蘊含更多科學的因素。這是不確切的。以一個現代人回頭看,東西兩方的古人都好像摸象的盲人一般,你沒法說哪邊的盲人摸得更多些,各自對世界的理解都有正確的地方,甚至有相通相似之處。在舊大陸的任何一處土壤上,孕育出科學的幾率都是平等的。古希臘的那些神棍里,有不少思維模式是有悖於科學精神的,對幾何美的過分執著便是其一。比達格拉斯學派賜死了自己發現無理數的門人, 在「真」與「美」的抉擇之間,他們拋棄了「真」,這群幾何牛人最後建立的是一個不許吃豆子的神秘主義團體,他們對科學的體悟大概都不如幾何遠不如他們的墨者。

古代西方的邏輯學被認為是科學的另一塊礎石。甚至以前聽聞過,中國古代沒有科學是因為古人不講邏輯。古人講不講邏輯姑且放一邊,話說到這份上出口者一定不太講邏輯。西方的邏輯學講求的是形式邏輯,這是一門很重要的學問,它深刻地影響了西方的法學,並塑造了所有大陸法國家的判決範式。這種法律淵源(憲法,律條,司法解釋,行政命令,善良風俗,學術專著等)+具體案情(當事人間契約、權利對象是否合格等)=判決 的司法方式與古希臘講求三段論的形式邏輯範式如出一轍。但是,科學所需要的邏輯是自然邏輯,與這些完全無關。對科學而言最重要的推理是溯源,而不是演繹,從某種程度上說好比是偵探的思維。古希臘的邏輯思維,對開普勒創建行星運動模型毫無助益,他手頭並沒有推理的邏輯起點,有的只是雜亂無章的觀測數據,他需要做的是梳理與歸納。同樣地,牛頓也不需要先哲告訴他如何進行推理。若是講求嚴謹與完滿,世上便不會有物理學了。

其實與古典時代的賢哲相比,中古時代一些實惠的小發明往往被人所忽視,但是他們對於科學的萌發遠比古代神棍的胡言亂語重要。擒縱機、溫度計、望遠鏡等便在齊列,尤其是第一個,沒有它近代科學幾乎無法開始,因為無法把握時間,便無法描述運動。擒縱裝置是所有機械鐘錶的內核。這種機械計時裝置把量時精度提高到秒的量級。人類是視覺動物,長度是唯一可以被直接感知、測量的觀測量。如何把悄無聲息的時間轉換為可以直觀度量的長度是人們長久以來的願望。最早人們用日晷、沙漏來刻畫時間。而擒縱機無疑是中古時代最優秀的計時裝置。史載最早的擒縱機是英國人發明的。1323年聖奧爾本教堂,方丈理查督造了當時最龐大精準的機械鐘。不過最早製造有擒縱結構機械的,是宋代的蘇頌,作品:水運儀象台。有人認為擒縱結構是由中國自絲路傳到西方,並成為歐洲天文鐘的始祖的。看到不,技術的交流從來都是你來我往,共同進步的。沒有必要為暫時的先進與落後倨傲或羞慚。更沒必要為技術的起源爭個高下。所有的技術都是輾轉四方,在最需要它的地方突進脫胎,等到再傳回來的時候就已經面目全非了。對於蘇頌本人來說,機械與天文只能算個業餘愛好,古時候的天才大多是通才,令人羨艷。

說了這麼多,無非是說科學既不專屬於西方,也不屬於東方,它是只有近代才有的東西。而舊大陸的各個地方,都有平等孕育它的可能性。非要問緣何它發端於歐洲,那佛學為何會在印度發矇呢?近代科學最早誕生在德國南部與義大利城邦,其實不止有科學,銀行、市民自治、公債發行等一系列現代國家的運作手段都誕生在這裡。仰賴地中海水路,那些最早近代化的地區享受過一小段時光的繁榮,但最終都未成為強國,科學上的造詣也就平平而以。取而代之的是英國、法國,到19世紀末葉,科學的中心轉到了德國,二戰之後又到了美國。英國人在研習科學的時候從來不會糾結,這糾結這究竟是英國的學問還是義大利的學問。美國人也不會問,科學為何不在美洲發端。那我們何必又多此一問呢?若事事如此詳考,則秦不用衛鞅,韓不用申子,何者能成功業?佛學是印度人的學問,但是印度現在已經沒有佛教了,四大菩薩的道場與舍利子全在中國。我們從來不問我們的文化中是不是有有利於佛學的地方。因為宗教與倫理、風俗、文化是可以獨立開來的,那科學就更是如此了。就像之前說的,任何學問都會徙轉四方,然後在最需要它的地方,士風最開明,智力活動最活躍的地方突飛猛進,最後再以全新的面目流傳到自己的發端國,而那時,估計那裡的人都已經認不出這是從自己那流傳出去的學問了。而我相信,我能活著看到科學的中心轉移到中國。


若印度數字不出現,可能不行。良好計算符號體系使計算成本下跌是重要的。


查了下資料,阿基米德(前287~212)曾提出過地球是球體,並繞太陽轉動,但他沒有對此進行系統研究。另外,阿基米德對天文學和光學都有研究。

古希臘的歐幾里得(前330~275),完成幾何原本,建立歐式幾何,公理化體系

古希臘的哥白尼 阿里斯塔克斯(Aristarchus, 約公元前 310年- 約公元前230年),是人類歴史上有記載的首位提倡日心說的天文學者。

他將太陽而不是地球放置在整個已知宇宙的中心,他是人類歴史上有記載的最早期的日心說的提倡者之一。但是在當時的古希臘、他的宇宙觀和傑出的智慧並未能被當時的人們所理解,並被亞里士多德和托勒密的才華之光芒所掩蓋,直到16世紀(約1760年以後)(1543年,天體運行論出版),哥白尼才很好地發展和完善了 阿里斯塔克斯的宇宙觀和理論。

阿里斯塔克斯(或譯:亞里斯塔克)流傳至今的唯一著作,就是關於太陽和月球的體積以及到地球的距離的論著,是基於地心說的宇宙觀的。但是,通過其他人的引證,可以知道他還寫了另一本書,在書中他發展了一個變通的日心說的模型。阿里斯塔克斯提出日心論的論文已經遺失。我們之所以知道它的存在,是因為一些後代學者曾經提起,其中最著名的是阿基米德與普魯塔克(Plutarch)。阿基米德指出阿里斯塔克斯日心宇宙模型的重點為:

  * 太陽與固定的恆星不會運動。

  * 地球繞太陽運行。

  * 地球的軌道為圓形。

  * 太陽位於該圓的中心。

  * 固定的恆星距離太陽與地球極為遙遠。

公元前240年左右,阿里斯塔克斯觀察月食時發現地球遮擋住月亮,推測出地球的直徑大約在月球2.5倍,然而他轉念又想到,當月球運動到圓滿時,在地球上所見光線基本上就是一個點,說明月球經過太陽的光照射後,經過遙遠的距離已經縮小了一倍,因此,他估算出地球直徑為月球3.5倍,這個數字與現代測量得出的3640km相差不超過5%。當時由於對宇宙知識的欠缺,他並不確信這個方法,直到17個世紀之後,人們才普遍接受了他的發現。

阿里斯塔克斯認為太陽,月球和地球在每個月的首個或最後的四分之一時期內,構成了一個近似的直角三角形。他估計最大角約為87°。儘管他應用的幾何理論沒有錯,但由於觀測數據有偏差,他得出了日地距離是月地距離的20倍的結論。事實上,前者是後者的390倍。阿里斯塔克斯指出,月球和太陽有幾乎相同的視角,因此他們的直徑與他們到地球的距離是成正比的。儘管這符合邏輯,但是這依然是一個錯誤的結論。但是,這指出了太陽明顯大於地球,恰恰可以用來證明日心說模型。


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