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科技之光在閃爍:康德-給我物質,我就用它造出一個宇宙來!

2024-10-24科學

1754年,康德透過「潮汐假說」宣告了地球的淪陷,次年又提出「星雲假說」,揭示了太陽系的起源,從而開啟了一場科學革命的序幕。

伊曼努爾·康德於1724年出生在普魯士哥尼斯堡的一個手工業者家庭,父親是馬鞍匠,家庭條件相當拮據。康德自小體弱多病,成年後身高僅為1.57米。靠著家庭的節儉和親戚、老師的資助,他才得以入學。1740年,他進入哥尼斯堡大學學習,在教授馬丁·克努真的影響下,對天文學和哲學產生了濃厚的興趣。

克努真向康德系統地講解了牛頓的力學,激發了他探索宇宙奧秘的渴望。牛頓透過萬有重力描繪了宇宙運動的圖景,其中各種天體透過萬有重力相互聯系,恒星位置固定,行星沿著固定軌域執行。康德在學習中提出了一個重要問題:「天體是如何產生的?」這個問題讓他困惑不已,於是他向老師求教。

「關於起源的問題,牛頓已經解決了。」克努真回答。

「牛頓的描述僅限於天體的運動,而他認為這都是上帝的第一次推動。」

「是上帝嗎?」

「對於無法解釋的問題,只能歸結於上帝。」

康德決心深入研究宇宙的起源。然而,由於家庭困境,康德在1747年尚未完成學業便離開了哥尼斯堡大學。為了維持生計,他成為了一名家庭教師,足足教了8年,學生多是十歲左右的孩子。在這段時間裏,康德利用業余時間閱讀了大量書籍,特別受到古希臘哲學家德謨克利特和伊壁鳩魯原子理論的啟發。他們認為,世界的本原是原子,宇宙萬物由不可再分割的最小物質體子——原子構成。

除了吸收前人的成果,康德也十分關註當時的最新進展。1754年6月,他發表了第一篇科學論文【對一個問題的研究:地球是否因其自轉而發生過變化】。這篇論文是按照普魯士科學院的征文主題寫的,但最終獎金被一位神父獲得。該神父認為,自神創之日起,地球就沒有發生過任何變化。

康德在論文中提出了潮汐摩擦導致地球自轉速度減緩的理論。他認為,月球的重力作用使得地球自轉時在月球重力切線方向上形成潮水,而潮水與地球表面產生摩擦,導致地球自轉速度逐漸降低。盡管這種速度的變化微乎其微,但在永恒的作用下,地球和整個太陽系最終將走向淪陷。這就是康德著名的潮汐假說。

在擔任家庭教師的日子裏,康德幾乎完成了一部關於天文學的哲學著作,並於1755年初定稿,命名為【關於諸天體的一般發展史和一般理論,或根據牛頓原理試論整個宇宙的結構及其機械起源】。由於康德年輕且地位不高,再加上當時神學自然觀的影響,他匿名發表了這部著作,並以極為恭敬的語氣獻給普魯士國王腓特烈二世。1755年3月,這部著作在哥尼斯堡出版,中文譯名為【宇宙發展史概論】。

在這部著作中,康德認為宇宙的初始狀態是一種由各種微粒組成的原始星雲,這些微粒如同灰塵般彌散在空間,星雲處於不斷運動之中。物質微粒之間存在重力和斥力兩種作用力。重力使一些物質微粒相互吸引,形成重力中心,最終生成太陽;而斥力使物質微粒發生旋轉,並產生新的重力中心,形成行星、衛星及其他天體。這就是康德的星雲假說,具有以下三個特征:一是肯定宇宙的本原為原始星雲物質;二是重力與斥力是天體起源與演化的基本作用力;三是天體的起源與演化是一個漸進的過程。

康德的兩個自然科學假說,一個揭示了地球的淪陷,另一個則闡明了太陽系的誕生,展示了宇宙的產生、形成、發展以及衰亡的全過程。這一系列理論第一次將宇宙生成問題從神學禁錮中解放出來,摒棄了牛頓關於神的「第一次推動」的說法,為18世紀僵化的自然觀開啟了一個缺口,標誌著一場真正的革命。

然而,遺憾的是,康德的學說在當時並未被理解。【宇宙發展史概論】出版後,未能得到應有的重視,初版印數不多,銷售不暢,出版商甚至宣告破產,導致康德的卓越思想被埋沒了近半個世紀。

盡管如此,康德積極進取、勇於探索的精神值得我們學習。當時的歐洲彌漫著「宇宙不變論」的沈悶氣氛,但地位低微的康德卻不拘泥於保守思想。他不斷學習,勇於接受新事物,不畏名人權威。在23歲時的一次演講中,他曾說:「若想發現真理,牛頓和萊布尼茨的威儀應當毫不在意。」他冒著遭受宗教勢力圍攻的風險,深入研究天體演化理論,大膽地提出:「給我物質,我就能造出一個宇宙!」在31歲時,他出版了巨著【宇宙發展史概論】。