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伽利略于是就用这种世界形象为自己和所有科学家辩护,认为科学家的权威性与神职人员一样具有权威性,不容置疑。哈里森这样写道:“自然之书和解释它的哲学家们接替了以前的圣事和教师的角色。”
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但是,自然之书的形象现在依然萦绕在人们心中。这其中有一个原因就是它暗示了某个终极的一致性真理的存在——一个“终极理论”。虽然许多科学家对此深信不疑,可它终究只是一种想象。随着概念和技术的发展,人们极有可能在自然界中发现更多的理论。而且世界的形象也暗示出自然之书的“文字”源于神授。有种观点认为世界就是一位具有超能力的作者写成的全部著作。从这种观点又发展出了认为世界是一位聪明的设计师设计的杰作的观点。当代的科学社会学家们屈从于上述意义,把科学家看作是“从事”或者“想要去从事”与教士类似的工作。
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我们从伽利略身上学到的最重要一点是,在科学讨论中,要不断提出比喻,并对其加以修正。
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[1]个人的主观经验是以自我行动为中心的。它被投射到非人事物上并成为事物的属性之一。这也表明了哲学家Maxine Sheets-Johnstone所谓的“活体即是原型的来源”。她指出该过程是早期科学概念形成的关键。类比思考,亦即用熟悉的事物去理解不熟悉的事物就是一个经典的例子。这个例子中最值得注意的就是,熟悉的事物在生命的触觉-感觉体验中存在着基础,因此,它也是有物质来源的。关于早期力学思想和宗教思想之间的联系,参见马克思·詹摩尔的Concepts of Force: A Study of the Foundations of Dynamics,剑桥:哈佛大学出版社,1957年,第2章。
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[2]几乎所有亚里士多德的现代版本中都会标出在1831出版的标准版中的页数。引用的时候,标准的做法是引用亚里士多德所著书籍名和章数,有时还会加上行数。由于亚里士多德书籍的版本和译本众多,上述做法是很有效的。该条引用是《论天》(On the Heavens),第1册,第3章,第207b行13~17。
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[3]他推断说,天的不变之处在于“永不停息的圆周运动”。这一点不仅可以清楚地推出,也是明显的事实。Metaphysics,1072a21。
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[4]全部的规则可以在《物理学》(Physics),第Ⅶ册的第5章,《物理学》第Ⅷ册的第10章和《论天》第Ⅰ册的第1章中找到。这些规则包括“如果力变为原来的一半,那么同样的物体在相同的时间内所通过的距离也将变为原来的一半”;“如果物体的重量变为原来的一半,那么物体在相同大小的力的作用下通过的距离将变为原来的两倍”;“如果物体受到的阻力变为原来的两倍,那么它通过的距离将变为原来的一半”;“介质的浓度越大,物体在其中下落的速度越慢”;“物体越重,下落的速度越快”。现在人们喜欢用数学公式表述上述规则。后来的学者,站在几千年后的立场上回头看亚里士多德的思想时,将亚里士多德关于运动的叙述改写为:如果保持力的大小不变,那么在相同的时间内,物体所通过的距离与它受到的阻力成反比;如果保持力的大小和通过的距离不变,那么所需的时间与物体受到的阻力成正比。人们经常还会进一步作数学上的简化,把距离和时间用速度(V)代替,用F代表力,R代表阻力:
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V∝F/R(速度与力和阻力的商成正比)以及
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V∝W/R(速度与重力和阻力的商成正比)
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但是上述表达式是误导性的,并没有反映出观察到的事实。亚里士多德知道上述公式可能存在例外,甚至有公式不适用的情形存在。例如,力和速度之间的联系并不是连续变化的——50个人推动船只移动的距离是100个人推动船只移动距离的一半,但是1个人却是没法推动船的,也就是说运动距离为0。但是依照亚里士多德的定律,情况却不是这样的。他相信物体的速度在接近自然位置时会增加,而这一点却未能在他的规则中得以体现。
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[5]亚里士多德没有匀速运动的概念。他对于运动状态,如匀速运动、加速运动和匀加速运动等,并不感兴趣,而更关心运动的物体从何而来,到哪里去。因此,他不会区分瞬时速率和平均速率。对他而言,速率只有区间速率一种,也就是物体通过一段距离所需的时间。他发现有些运动所需的时间比其他的要长。林德伯格写道:“把速率看作一个科技术语,并提出速率可以取数值,源自中世纪人们的贡献。”戴维·林德伯格,《西方科学的起源》(The Beginnings of Western Science: The European Scientific Tradition in Philosophical, Religious, and Institutional Context, 600 BC to AD 1450,芝加哥:芝加哥大学出版社,1992年),第60页。
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[6]《论天》,第Ⅰ册,第8章。
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[7]同上,第Ⅲ册,第2章。
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[8]此处亚里士多德的两个观点,见《物理学》的第4册和第8册。要了解对这两个观点的分析,参见Marshall Clagett, The Science of Mechanics in the Middle Ages,麦迪逊:威斯康星大学出版社,1959年,第505~509页。
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[9]参见Clagett, The Science of Mechanics,第258~261页。
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[10]“推动力具有永恒的本质。这种本质不同于使抛射物发生运动的局部运动……”引自戴维·林德伯格的《西方科学的起源》,第303页。
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[11]“没有必要把信息作为天体运动的推动力……我们可以说,上帝创造天体时,就让天体以自己希望的方式运行。因为不存在阻力,原动力就不会损耗或消失,所以一开始赋予天体的原动力就能一直让天体运动下去。”引自Simon Oliver的Philosophy, God and Motion,纽约:罗德里奇出版社,2005年,第152页。
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[12]比如,他证明了平均速率定理,即匀加速运动的物体(如汽车在1分钟内速度从每小时0英里均匀加速到每小时60英里)所通过的距离等于物体以平均速度匀速运动时(以速度每小时30英里运动1分钟)所通过的距离。詹摩尔,Concepts of Force,第66页。
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[13]“对点、线和面,或者它们的属性加以想象是必要的。点和线虽然既看不见,也不存在,但仍有必要把它们虚构出来。”Marshall Clagett编译,Nicole Oresme and the Medieval Geometry of Qualities and Motions,麦迪逊:威斯康星大学出版社,1968年,第165页。
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[14]可参见伯纳德·科恩的The Triumph of Numbers: How Counting Shaped Modern Life,纽约:诺顿出版公司,2005年。
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[15]关于伽利略对力的使用,参见Richard Westfall的Force in Newton’s Physics: The Science of Dynamics in the Seventeenth Century,纽约:爱思唯尔,1971年,第1章和附录A。
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[16]Westfall, Force in Newton’s physics,第41~42页。
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[17]詹摩尔,Concepts of Force,第120页。
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[18]伯纳德·科恩,“Newton’s Second Law and the Concept of Force in the Principia”, The Annus Mirabilis of Sir Isaac Newton, 1666-1966, Robert Palter编(马萨诸塞,剑桥:麻省理工学院出版社,1971年),第171页。
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[19]牛顿,《自然哲学的数学原理》(The Principia: Mathematical Principles of Natural Philosophy),伯纳德·科恩和安妮·惠特曼翻译(伯克利:加利福尼亚大学出版社,1999年),第407页。
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