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科技之光在闪烁:康德-给我物质,我就用它造出一个宇宙来!

2024-10-24科学

1754年,康德通过「潮汐假说」宣告了地球的毁灭,次年又提出「星云假说」,揭示了太阳系的起源,从而开启了一场科学革命的序幕。

伊曼努尔·康德于1724年出生在普鲁士哥尼斯堡的一个手工业者家庭,父亲是马鞍匠,家庭条件相当拮据。康德自小体弱多病,成年后身高仅为1.57米。靠着家庭的节俭和亲戚、老师的资助,他才得以入学。1740年,他进入哥尼斯堡大学学习,在教授马丁·克努真的影响下,对天文学和哲学产生了浓厚的兴趣。

克努真向康德系统地讲解了牛顿的力学,激发了他探索宇宙奥秘的渴望。牛顿通过万有引力描绘了宇宙运动的图景,其中各种天体通过万有引力相互联系,恒星位置固定,行星沿着固定轨道运行。康德在学习中提出了一个重要问题:「天体是如何产生的?」这个问题让他困惑不已,于是他向老师求教。

「关于起源的问题,牛顿已经解决了。」克努真回答。

「牛顿的描述仅限于天体的运动,而他认为这都是上帝的第一次推动。」

「是上帝吗?」

「对于无法解释的问题,只能归结于上帝。」

康德决心深入研究宇宙的起源。然而,由于家庭困境,康德在1747年尚未完成学业便离开了哥尼斯堡大学。为了维持生计,他成为了一名家庭教师,足足教了8年,学生多是十岁左右的孩子。在这段时间里,康德利用业余时间阅读了大量书籍,特别受到古希腊哲学家德谟克利特和伊壁鸠鲁原子理论的启发。他们认为,世界的本原是原子,宇宙万物由不可再分割的最小物质粒子——原子构成。

除了吸收前人的成果,康德也十分关注当时的最新进展。1754年6月,他发表了第一篇科学论文【对一个问题的研究:地球是否因其自转而发生过变化】。这篇论文是按照普鲁士科学院的征文主题写的,但最终奖金被一位神父获得。该神父认为,自神创之日起,地球就没有发生过任何变化。

康德在论文中提出了潮汐摩擦导致地球自转速度减缓的理论。他认为,月球的引力作用使得地球自转时在月球引力切线方向上形成潮水,而潮水与地球表面产生摩擦,导致地球自转速度逐渐降低。尽管这种速度的变化微乎其微,但在永恒的作用下,地球和整个太阳系最终将走向毁灭。这就是康德著名的潮汐假说。

在担任家庭教师的日子里,康德几乎完成了一部关于天文学的哲学著作,并于1755年初定稿,命名为【关于诸天体的一般发展史和一般理论,或根据牛顿原理试论整个宇宙的结构及其机械起源】。由于康德年轻且地位不高,再加上当时神学自然观的影响,他匿名发表了这部著作,并以极为恭敬的语气献给普鲁士国王腓特烈二世。1755年3月,这部著作在哥尼斯堡出版,中文译名为【宇宙发展史概论】。

在这部著作中,康德认为宇宙的初始状态是一种由各种微粒组成的原始星云,这些微粒如同灰尘般弥散在空间,星云处于不断运动之中。物质微粒之间存在引力和斥力两种作用力。引力使一些物质微粒相互吸引,形成引力中心,最终生成太阳;而斥力使物质微粒发生旋转,并产生新的引力中心,形成行星、卫星及其他天体。这就是康德的星云假说,具有以下三个特征:一是肯定宇宙的本原为原始星云物质;二是引力与斥力是天体起源与演化的基本作用力;三是天体的起源与演化是一个渐进的过程。

康德的两个自然科学假说,一个揭示了地球的毁灭,另一个则阐明了太阳系的诞生,展示了宇宙的产生、形成、发展以及衰亡的全过程。这一系列理论第一次将宇宙生成问题从神学禁锢中解放出来,摒弃了牛顿关于神的「第一次推动」的说法,为18世纪僵化的自然观打开了一个缺口,标志着一场真正的革命。

然而,遗憾的是,康德的学说在当时并未被理解。【宇宙发展史概论】出版后,未能得到应有的重视,初版印数不多,销售不畅,出版商甚至宣告破产,导致康德的卓越思想被埋没了近半个世纪。

尽管如此,康德积极进取、勇于探索的精神值得我们学习。当时的欧洲弥漫着「宇宙不变论」的沉闷气氛,但地位低微的康德却不拘泥于保守思想。他不断学习,勇于接受新事物,不畏名人权威。在23岁时的一次演讲中,他曾说:「若想发现真理,牛顿和莱布尼茨的威仪应当毫不在意。」他冒着遭受宗教势力围攻的风险,深入研究天体演化理论,大胆地提出:「给我物质,我就能造出一个宇宙!」在31岁时,他出版了巨著【宇宙发展史概论】。