宇宙秩序從哪裡來的？

宇宙秩序從哪裡來的？

我已用了許多篇幅講述了東西方的不同點，可是有些國人仍然不願意承認自己的不足點，咬死說，中國人的智慧在全世界首屈一指，中華文化深博蓋世。什麼叫世界首屈一指？就是指世界第一名，請問，過去和現在，拿什麼證明是世界第一？不能貢獻任何劃時代的知識學科、學說和原理給世界，如何好意思自誇首屈一指！雖然中國人的確也不算笨，但是象這樣不謙虛下去，才真正顯得非常愚笨！從小慫恿說謊、偽裝、扯皮，一直象這樣教會講假話，養成這種性格，確實危害整個社會不淺。倒是對統治階級虛誇業績、掩蓋錯誤、宣揚永遠偉大正確，十分有利。

我已說過，中國人只有靠這種善於偽裝自己、掩蓋缺陷的小聰明自欺國民，而不會有大智慧拿出來供全世界鑒別和使用。就拿發現宇宙運行規律這個大智慧來談吧，這足以證明了這一點。而西方人的大智慧也就是從這裡開始起步，一步步向世人證明其無窮的力量，令人驚嘆的想像力，高等數學的抽象力，因而一次次突破了人類的極限，向造物主挑戰——宇宙秩序從哪裡來的？

在千千萬萬個西方天文物理學家之中，最具有代表性的也是最初開創的三個劃時代的人物：波蘭天文學家哥白尼（1473—1543年）、德國天文物理學家開普勒（1571-1630年）、英國天文物理學家牛頓（1643—1727年）。幾乎成為一場接力賽中的一組選手，把天文物理學推向人類最自信最輝煌的階段，讓後人高舉這個火炬，一路狂奔到如今。

是什麼因素使得西方人腦洞大開的？我認為，這一切都是因為西方人研究園形和球形的數學思維能力促成的。亞里士多德螺旋線是東方人從沒有想到過的事，例如西方人用螺旋原理抽水，直到文革時，農村人工抽水還在用滑板抽水。機器上的螺絲釘也是人家發明的。這足以說明中國人對於園形和球形的思維能力欠缺。所以才會一直認為「天圓地方」之說，地永遠是平直的，天永遠繞著地轉。西方人很早就認識到地是園孤形的，古希臘有人用竹竿在二地之間，測出同一時間陽光下的投影長度，以此計算二地的孤長、弦長和地球的周長，運用的是三角函數。

正是因為認識到地球是園球形的，才有了和哥白尼處於同一時代的哥倫布，探索新大陸的壯舉——從大西洋繞到東方。「二哥」驗證了「日心說」的原理的正確性，因為球形的物體才會滾動，天體運行現象是在地球滾動的情況才會發生的。

約在1515年前，哥白尼為闡述自己關於天體運動學說的基本思想撰寫了篇題為《淺說》的論文，他認為天體運動必須滿足以下七點：1、不存在一個所有天體軌道或天體的共同的中心；2、地球只是引力中心和月球軌道的中心，並不是宇宙的中心；3、所有天體都繞太陽運轉，宇宙的中心在太陽附近；4、地球到太陽的距離同天穹高度之比是微不足道的；5、在天空中看到的任何運動，都是地球運動引起的；6、在空中看到的太陽運動的一切現象，都不是它本身運動產生的，而是地球運動引起的，地球同時進行著幾種運動；7、人們看到的行星向前和向後運動，是由於地球運動引起的。地球的運動足以解釋人們在空中見到的各種現象了。

有關「日心說」的學說經過多少爭論和教會威脅，直到1543年5月24日，垂危的哥白尼在病榻上才收到出版商從紐倫堡寄來的《天體運行論》樣書，他只摸了摸書的封面，便與世長辭了。從歷史的角度來看，《天體運行論》是當代天文學的起點──當然也是現代科學的起點。

哥白尼也和前人一樣嚴重低估了太陽系的規模。他認為星體運行的軌道是一系列的同心圓，這當然是錯誤的。他的學說里的數學運算很複雜也很不準確。不象中國人一切學說從不靠數學支撐，只要簡單的古文敘述一下就可以成立，這是中國人智慧最大的軟肋之一！也是西方人最不認同的地方。哥白尼的書立即引起了極大的關注，驅使一些其他天文學家對行星運動作更為準確的觀察，其中最著名的是丹麥偉大的天文學家泰壽·勃萊荷，開普勒就是根據泰壽積累的觀察資料，最終用數學推導出了星體運行的正確規律。

開普勒發現了行星運動的三大定律，分別是軌道定律、面積定律和周期定律。這三大定律可分別描述為：

（一）行星運動第一定律（軌道定律）：所有行星分別在大小不同的橢圓軌道上運動。太陽的位置不在軌道中心，而在軌道的兩個焦點之一。

（二）行星運動第二定律（面積定律）：在同樣的時間裡，行星半徑在其軌道平面上所掃過的面積相等。

他把地球作為比較標準：以日地平均距離（為1個天文單位，即1..5億公里）為距離單位；以地球繞太陽運動周期（一年）為時間單位。計算出各個行星的公轉周期（T）及它們與太陽的平均距離（R）排列成一個表，以探討它們之間存在什麼數量關係：

行星名稱 公轉周期（T） 太陽距離（R）

水星 0.241 0.387

金星 0.615 0.723

地球 1.000 1.000

火星 1.881 1.524

木星 11.862 5.203

土星 29.457 9.539

從這個表中這麼一堆亂七八糟的數字中，又能反映出什麼規律性的東西呢？這就像做數字遊戲一樣，開普勒對表中各項數字翻來覆去作各式各樣的運算：把它們互相乘、除、加、減；又把它們自乘；時而又求它們的方根……。這樣，在很少有人了解和支持的困難情況下，他頑強地苦戰達9年之久。經過無數次的運算失敗，他終於找到一個奇妙的規律。他在原來的那個表裡增添兩列數字：

行星名稱 公轉周期（T） 太陽距離（R） 周期平方（T） 距離立方（R）

水星 0.241 0.387 0.058 0.058

金星 0.615 0.723 0.378 0.378

地星 1.000 1.000 1.000 1.000

火星 1.881 1.524 3.54 3.54

木星 11.862 5.203 140.7 140.85

土星 29.457 9.539 867.7 867.98

從這個表的後面兩列數字里，我們可以看出這個奇妙的規律，即：T2（T的平方）=R3（R的立方），從而得出行星運動第三定律：

（三）行星運動第三定律（周期定律）：行星公轉周期的平方與它同太陽距離的立方成正比。

天體為什麼會有秩序有規則的運動著？於是這個接力棒就傳到牛頓手裡。他在1687年發表的論文《自然定律》里，對萬有引力和三大運動定律進行了描述。這些描述奠定了此後三個世紀里物理世界的科學觀點，並成為了現代工程學的基礎。他通過論證開普勒行星運動定律與他的引力理論間的一致性，展示了地面物體與天體的運動都遵循著相同的自然定律；為太陽中心說提供了強有力的理論支持，並推動了科學革命。

牛頓三大運動定律——第一定律（即慣性定律）說明了力的含義：力是改變物體運動狀態的原因；第二定律指出了力的作用效果：力使物體獲得加速度；第三定律揭示出力的本質：力是物體間的相互作用。牛頓為解決運動問題，才創立這種和物理概念直接聯繫的數學理論的，牛頓稱之為「流數術」（即微積分）。微積分的創立是牛頓最卓越的數學成就。

第一定律引入力的概念和闡明慣性屬性，定性揭示力和運動的關係，為第二定律打下基礎、準備必要的概念；第三定律進一步給出作用力的性質，揭示物體運動的相互制約機制。三定律結合，全面解決了任意物體在受複雜的外力作用後的運動問題。牛頓運動三大定律是一個有機整體，是一脈相承的完整理論體系，是力學的基本公理，由它們出發推論而出的動量定理、動量守恆定律、動能定理、機械能守恆定律、動量矩定理、角動量守恆定律，進一步證實了動力學公理化體系相容性和一致性。

萬有引力定律是牛頓在1687年於《自然哲學的數學原理》上發表的。牛頓的普適的萬有引力定律表示如下：任意兩個質點有通過連心線方向上的力相互吸引。該引力大小與它們質量的乘積成正比與它們距離的平方成反比，與兩物體的化學組成和其間介質種類無關。

牛頓在《自然哲學的數學原理》第三卷中寫道：「最後，如果由實驗和天文學觀測，普遍顯示出地球周圍的一切天體被地球重力所吸引，並且其重力與它們各自含有的物質之量成比例，則月球同樣按照物質之量被地球重力所吸引。另一方面，它顯示出，我們的海洋被月球重力所吸引；並且一切行星相互被重力所吸引，彗星同樣被太陽的重力所吸引。由於這個規則，我們必須普遍承認，一切物體，不論是什麼，都被賦與了相互的引力的原理。因為根據這個表象所得出的一切物體的萬有引力的論證……」

牛頓用萬有引力定律證明了開普勒定律、月球繞地球的運動、潮汐的成因和地球兩極較扁等自然現象。牛頓的萬有引力定律是天體力學的基礎。人造衛星、月球和行星探測器的軌道，都是以這個定律為基礎來計算的。

這也解釋了為什麼所有天體都是圓球狀的物體。由於離心力，所以星球會變成一個各個面都必須穩定的形狀；根據萬有引力和角動量守恆，這些物質會繞其引力中心自轉，並加速收縮，逐漸形成球狀；天體在太空中處於失重狀態，在萬有引力和分子引力下各向受力相等，只有圓才能使各質點的重力勢能降到最低。自然界中的物體都會自發的向最低能量狀態轉化，因為球形體表面是圓弧形的，能分散受到的壓強，從而增加抗壓強度，因此顯得更結實；是因為重力場的作用力源自於星體中心，將所有的物質都往內拉，大質量天體在自身引力的作用下，都向長期來自重力中心的萬有引力作用屈服，因此形成圓形。但小質量天體就不一定了，例如絕大部分小行星、彗星其重力太小，而無法超越本身結構的力量。因此，這些星體也就保有不規則及不完整的形狀。

萬有引力定律的發現，是17世紀自然科學最偉大的成果之一。它把地面上物體運動的規律和天體運動的規律統一了起來，對以後物理學和天文學的發展具有深遠的影響。正確地反映了宏觀物體低速運動的宏觀運動規律，實現了自然科學的第一次大統一。這是人類對自然界認識的一次飛躍。它第一次解釋了（自然界中四種作用力之一）一種基本相互作用的規律，在人類認識自然的歷史上樹立了一座里程碑。

萬有引力一開始就是想回答地球怎麼繞著太陽轉的問題，但是一開始是誰把他們扔出去的呢？這就是所謂的「第一次推動問題」。我們的太陽、地球和月亮系統看上去好像還是穩定的，已經運行了不知多少億年了，而且分秒不差。那麼是誰在照料著這個穩定的系統，圈著它，把它關進了太陽系的籠子里，不讓它亂跑的呢？

儘管牛頓對宇宙認識得這麼深刻，牛頓仍然相信「創世說」。牛頓明確地說：他認為天體之所以會運動，是因為上帝創造了萬物以後，也設定了各種自然規律，比如運動定律等等。上帝先把它們一推，然後天體就按「動者恆動」的定律一直運動下去，事物都就按照自然規律和概率順其自然的發生。上帝不再作任何事情。

包括愛因斯坦在內，由於他們越是深入研究出自然規律如此精巧、如此分秒不差，就會越相信有一個上帝之手存在。牛頓實在找不到科學的答案來解釋這一切，從而把第一次推動的功勞以及以後對太陽系照看的功勞都只能歸於上帝了。要不，你說是誰呢？

1727年3月20日，偉大艾薩克·牛頓逝世。同其他很多傑出的英國人一樣，他被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上鐫刻著：

讓人們歡呼這樣一位多麼偉大的

人類榮耀曾經在世界上存在。

只有不懂得宇宙規律的人，才會稀里糊塗的過下去，永遠不會問宇宙秩序從哪裡來的？用牛頓的話來作結論：「在沒有物質的地方有什麼存在呢？太陽與行星的引力從何而來呢？宇宙的萬象為什麼秩序井然呢？行星的目的是什麼？……動物的眼睛是根據光學原理所設計的么？……豈不是宇宙間有一位造物主么？……雖然科學未能立刻使我們明白萬物的原治，但它引導我們歸向宇宙的主宰。」

2016.7.27