牛頓為什麼相信上帝存在

牛頓可以說是歷史上最偉大最有影響力的科學家，正是牛頓對世界的探索，使得人們開始對上帝的存在產生了懷疑。而牛頓自己卻一直堅信上帝是存在的。 吳宗敏（復旦大學長江學者、特聘教授）一次去韓國中部的大田，在大田的世博會公園遊玩，看到沿著主幹道邊上有許多塑像，都是一些歷史上著名的科學家。描寫牛頓的那尊塑像引起了我的特別注意，那是牛頓倚靠著一顆蘋果樹癱坐著，一顆蘋果正砸在牛頓的頭上，好像已經把牛頓砸昏了。雕塑家為了體現動感，半空中又有一顆蘋果正在往下掉，快要砸向牛頓。再上面蘋果枝上還有一顆蘋果也已經斷了梗，馬上也要掉下來了。看起來，倒霉的牛頓會在幾秒鐘之內被蘋果連續砸中幾下。看到這尊雕像，我會心地笑了。一般人都沒有被蘋果砸中腦袋的機會，這可能也是一個有趣的數學問題，問一下身邊的人,他一生中被蘋果砸中腦袋的概率是多少。當然，別人拿蘋果扔你的不算。而牛頓卻正是那種極少數極幸運，一生中被蘋果不知砸到多少次的人。他不僅被蘋果砸到，而發明了萬有引力，發明了微積分，而且還發明了許多許多別人在他發明之後想學會弄明白都還需要費盡腦筋的東西。

牛頓可以說是歷史上最偉大最有影響力的科學家，正是牛頓對世界的探索，使得人們開始對上帝的存在產生了懷疑。而牛頓自己卻一直堅信上帝是存在的。那不是他對世俗宗教的阿諛奉承，像伽利略一樣害怕宗教的迫害而做出的違心表示，而是牛頓對科學的探索後知道，科學的發展還不足以解釋基本的科學現象，從而採用的一個不得已的選擇。大多數人會奇怪：牛頓這麼偉大的科學家為什麼還相信上帝呢? 但通常只是奇怪而已，其中的絕大多數並不真正關心答案，而更少有人會用科學的態度去追尋了解這個答案。因為這涉及深奧的數學知識。還是要從那顆蘋果——萬有引力講起。

萬有引力一開始就是想回答地球怎麼繞著太陽轉的問題，稱為兩體問題。地球與太陽就好比網球與籃球，那麼為什麼我們沒有看到過一個網球老是圍著一個籃球轉呢？萬有引力就好比在兩個球之間繫上一根橡皮筋。橡皮筋拉力的大小等於gm?m?/r2，也就是萬有引力的大小。這裡g是重力加速度常數，m?,m?分別為網球與籃球的質量，而r是兩個球心之間的距離。你把這兩個球用力地扔出去，如果沒有地球吸引力與空氣摩擦力，那麼網球相對於籃球（就是把坐標放在籃球上，站在籃球上看那個網球），就畫出了一條橢圓軌道。這個橢圓軌道的數學描述可以在學了微積分後容易導出。根據慣性定律，那個網球就永遠地沿著這條橢圓軌道運行下去了。回到原來的問題，就是好比我們的太陽與地球。旦復旦兮，年復一年，永遠地這樣運行下去了。還是把這兩個球看成是太陽與地球，那麼再加上月亮呢？我們把它稱為三體問題。也就是三個球，譬如剛才的網球與籃球，再加上一個乒乓球。如果它們也是由萬有引力聯繫在一起的，會發生什麼情況呢？牛頓對三個球的三體問題進行了計算。發現找不到像兩個球那樣有漂亮的橢圓軌道。而總是越走越亂，不是撞在一起，就是越走越遠，不能周而復始地運行下去。所以牛頓認為，我們的太陽、地球再加上月亮的系統是不穩定的。這是一件多麼沮喪的事啊！旦復旦兮可以，在牛頓那裡，日月光華好像就有點難了。

三體問題有穩定解嗎？思想家是不會停止思想的，進一步地還引導出了兩個更加本質的，你想描述世界而繞不過去的問題。第一個是關於兩體問題的，運行軌道倒是穩定的，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」。第二個是關於三體問題的。好像與我們的太陽、地球和月亮系統的現狀不符，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。那麼是誰在照料著這個不穩定的系統，圈著它，把它關進了太陽系的籠子里，不讓它亂跑的呢？太陽、地球和月亮系統根據牛頓的計算，就好像是三個調皮的小孩，只是它們之間的萬有引力聯繫不能將它們聚集在一起，而不跑出這個小花園——太陽系，那麼 是誰在擔當著保姆，在它們或它們中的某個要跑出小花園時拉住或者叫住了它們呢？牛頓實在找不到科學的答案，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？我們可以列出一些歷史上曾經思考過這個問題的著名思想家。拉普拉斯認為三體問題不可以有解析解。萊布尼茨堅信上帝存在，而上帝是不會創造出這樣混亂的世界的，所以他相信三體問題有穩定的解，當然這些結論是建築在他們對這個方程進行仔細嚴密的演算基礎上的。瑞典國王奧斯卡二世曾設立了獎項，獎勵能夠解出三體問題解的科學家。龐加萊證明了可以有解析解，並且據說因此獲得了這個奧斯卡獎。但後來自己又發現了證明過程中的錯誤，用奧斯卡獎的獎金買斷了所有已經付印的論文，並且進行了銷毀。這些科學家帶著信仰都在努力地證明三體問題有穩定解，當然目的是想證明上帝的存在。同時，又遵循嚴密的科學思想，絕不想自己的論點為後世留下詬病的瑕疵。直到現在還有許多數學家及物理學家在研究這個問題，這個研究方向叫做動力系統。太陽系是穩定的嗎？確定的說，答案還不知道。但由這個問題已經引出了許多深刻的結果，他們可能比問題本身的解答更為重要。J. K. Moser (1978)大多數的本質的科學及數學問題也是這樣。可以用是或不是回答的問題都已經成了習題，對於思想家來說，屬於低級的遊戲，不怎麼好玩。科學的本質是在研究問題的過程中創造性地提出新問題與新方法。真正好玩的遊戲是可以一關一關地打下去，永遠有新的驚喜與意想不到的狀況、問題及解法出現。

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