世界的構造

世界的構造是什么？地球上每一個古老的民族在遠古時代都曾追尋過這個問題的答案。

但是，即便是古希臘的哲人也都沒有找到正確的答案。例如，畢達哥拉斯學派認為，世界的構造源于數字；而泰勒斯則認為世界是由六種元素構成的，比如，土、水、空氣、陽光等等。只是到了近代科學起源之后，人類才逐步揭開世界構造的面紗。

而這種飛躍式的認識，來自于近代科學之父——伽利略。

伽利略眼中的世界構造

出版于1632年的《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》一書被視為人類近代科學的起源。在這本巨著中，伽利略用科學的方法分析出了自然界的一個著名規律——關于運動和動力學的世界體系。

在此之前的1000余年，古希臘哲人亞里士多德也曾對運動和動力學做過描述。到了中世紀，這一描述被教會發揚光大，但是，這是一個完全錯誤的對世界的描述。而伽利略通過對光滑木槽中小球運動規律的研究，發現了運動學和動力學的奠基理論—一慣性定理，以及關于運動變換的規則———伽利略變換。從此，過去無序的世界在伽利略的理論體系中，被構造成一個可以定量描述的、由慣性定律支配的動力學世界。

伽利略的科學發現，不僅在物理學史上，而且在整個科學史上都占有極其重要的地位。他不僅糾正了統治歐洲近2000年的亞里士多德的錯誤觀點，更創立了研究自然科學的新方法。伽利略在總結自己的科學研究方法時說：“這是第一次為新的方法打開了大門，這種將帶來大量奇妙成果的新方法，在未來的年代里，會博得許多人的重視。”

可以說，伽利略邁出的這一步，具有里程碑的意義。這個紛繁世界，可以被人的心智去認識，主要是因為有客觀的規律在里面，這個規律就是慣性定律和伽利略變換。當時人們爭相傳頌：“哥倫布發現了新大陸，而伽利略發現了新宇宙。”今天，史蒂芬·霍金說：“自然科學的誕生要歸功于伽利略，他在這方面的功勞大概無人能及。”

然而，雖然伽利略提出這個劃時代的世界構造理論是在歐洲大陸，但在當時歐洲大陸的教會里，中世紀遺留的思維還在作怪，伽利略這位被后人尊稱為近代科學之父的先驅者，晚年竟然被教會軟禁。

雖然伽利略的世界構造理論沒有在歐洲大陸廣泛傳播開來，但令人欣慰的是，在伽利略去世10天后，另一位科學巨人——牛頓——在英國的鄉間小鎮伍爾索普出生了。后來，這位英國青年不僅發展了伽利略的世界構造理論，并且將經典的運動學和動力學理論推向極致。

牛頓的世界體系

后人一般這樣評價牛頓的世界體系和構造：牛頓的世界構造是一個完全機械式的世界。確實如此。在出版于1687年的、被稱為“自然科學的《圣經》”的《自然哲學的數學原理》一書中，牛頓運動三大定律以及萬有引力公式，是“機械觀”世界構造的基石。

雖然在牛頓謝世之后的一個世紀里，也有人試圖重新表述這個“機械觀”的世界構造體系，如拉格朗日、哈密爾頓以及20世紀初的德國女數學家諾特。但是這些數學形式的改變，都沒能撼動牛頓“機械觀”世界構造的基礎—慣性定律和運動的絕對性（當然也包括時間的絕對性）。直到1905年，一個名不見經傳的專利局職員愛因斯坦的出場。

愛因斯坦手中的世界構造

關于愛因斯坦如何提出世界構造的新理論——相對論，這方面的傳記作品汗牛充棟，流行比較廣的有丹尼斯·奧弗比撰寫的《戀愛中的愛因斯坦》，以及沃爾特·艾薩克森撰寫的《愛因斯坦：生活和宇宙》。

從任何角度看，愛因斯坦都是現代科學的引領者。因為他的相對論以及相對論下的世界構造圖景，撼動了流行近三個世紀、并已深入人心的牛頓的“機械觀”世界構造。

在愛因斯坦的世界構造中，一切皆相對運動，沒有絕對的運動，沒有絕對的時間，一切物理單元都是和運動的相對性密切聯系的。

雖然這個新的世界構造圖景在被提出的20年中沒有得到廣泛的承認，但隨著日后物理學實驗技術的進步，愛因斯坦相對論下的新的世界構造圖景被證明是現代物理學的基石，和同一時代由普朗克提出的量子理論一起構建了現代物理學的大廈。

也正因為如此，20世紀科學哲學中心之一的“維也納學派”及其代表人物卡爾納普，在20世紀20年代末，用哲學家的眼光寫出了這個物質世界構造的基本特征——世界是由邏輯鏈條串聯起來的一個邏輯嵌套。

卡爾納普筆下的世界構造

魯道夫·卡爾納普于1928年出版的科學哲學鴻著《世界的邏輯構造》（英譯本名字改成了《世界的構造》），是20世紀科學哲學的巔峰之作。

20世紀是人類思想最為活躍的世紀。在那個世紀中，世界出現了三個活躍的思想中心，也就后人所稱的三個科學哲學中心，分別是：在英國倫敦的“倫敦學派”，德國柏林的“柏林學派”和奧地利維也納的“維也納學派”。其中，“維也納學派”對20世紀的科學思想有最廣泛的影響。這個學派的代表人物就是魯道夫·卡爾納普，他在1926年撰寫的科學哲學著作《世界的邏輯構造》，被視為20世紀科學哲學十大名著中的壓軸之作。

在這本著作中，卡爾納普用哲學家的眼光，構造出一個真實的物理世界的最基本特征——世界是由邏輯鏈條構成的邏輯嵌套。

人類要認識自然的奧秘，必須從一個最初級的邏輯單元出發，以此為基礎去解釋更高一級的邏輯規律，依次上升。這就像一個鏈條，一環緊扣一環，形成一個邏輯構成的解釋鏈條，不斷向高級延伸。

確實如此。人類的知識進化，正是遵從這樣一個基本規律。近代科學的起源，便是伽利略提出的兩個最基本的邏輯單元——摜性定理和伽利略變換，而此后物理世界的構造就是在這個基礎上一步一步地向更高深處延伸。

卡爾納普認識到了這一點，并且在《世界的邏輯構造》一書中，將其視為人類科學思想進化的基本特征。

世界的構造，無論是哲學家眼里還是物理學家眼里，都是建立在最基礎的概念上的邏輯延伸。從亞里士多德到愛因斯坦，人類對自然界的認識一直遵循這樣的規律。而“維也納學派”的代表性人物，卡爾納普的鴻篇著作《世界的邏輯構造》，便是對這一基本規律的完整總結。