宇宙秩序從哪里來的？
我已用了許多篇幅講述了東西方的不同點，可是有些國人仍然不愿意承認(rèn)自己的不足點，咬死說，中國人的智慧在全世界首屈一指，中華文化深博蓋世。什么叫世界首屈一指？就是指世界第一名，請問，過去和現(xiàn)在，拿什么證明是世界第一？不能貢獻(xiàn)任何劃時代的知識學(xué)科、學(xué)說和原理給世界，如何好意思自夸首屈一指！雖然中國人的確也不算笨，但是象這樣不謙虛下去，才真正顯得非常愚笨！從小慫恿說謊、偽裝、扯皮，一直象這樣教會講假話，養(yǎng)成這種性格，確實危害整個社會不淺。倒是對統(tǒng)治階級虛夸業(yè)績、掩蓋錯誤、宣揚(yáng)永遠(yuǎn)偉大正確，十分有利。
我已說過，中國人只有靠這種善于偽裝自己、掩蓋缺陷的小聰明自欺國民，而不會有大智慧拿出來供全世界鑒別和使用。就拿發(fā)現(xiàn)宇宙運行規(guī)律這個大智慧來談吧，這足以證明了這一點。而西方人的大智慧也就是從這里開始起步，一步步向世人證明其無窮的力量，令人驚嘆的想象力，高等數(shù)學(xué)的抽象力，因而一次次突破了人類的極限，向造物主挑戰(zhàn)——宇宙秩序從哪里來的？
在千千萬萬個西方天文物理學(xué)家之中，最具有代表性的也是最初開創(chuàng)的三個劃時代的人物：波蘭天文學(xué)家哥白尼（1473—1543年）、德國天文物理學(xué)家開普勒（1571-1630年）、英國天文物理學(xué)家牛頓（1643—1727年）。幾乎成為一場接力賽中的一組選手，把天文物理學(xué)推向人類最自信最輝煌的階段，讓后人高舉這個火炬，一路狂奔到如今。
是什么因素使得西方人腦洞大開的？我認(rèn)為，這一切都是因為西方人研究園形和球形的數(shù)學(xué)思維能力促成的。亞里士多德螺旋線是東方人從沒有想到過的事，例如西方人用螺旋原理抽水，直到文革時，農(nóng)村人工抽水還在用滑板抽水。機(jī)器上的螺絲釘也是人家發(fā)明的。這足以說明中國人對于園形和球形的思維能力欠缺。所以才會一直認(rèn)為“天圓地方”之說，地永遠(yuǎn)是平直的，天永遠(yuǎn)繞著地轉(zhuǎn)。西方人很早就認(rèn)識到地是園孤形的，古希臘有人用竹竿在二地之間，測出同一時間陽光下的投影長度，以此計算二地的孤長、弦長和地球的周長，運用的是三角函數(shù)。
正是因為認(rèn)識到地球是園球形的，才有了和哥白尼處于同一時代的哥倫布，探索新大陸的壯舉——從大西洋繞到東方。“二哥”驗證了“日心說”的原理的正確性，因為球形的物體才會滾動，天體運行現(xiàn)象是在地球滾動的情況才會發(fā)生的。
約在1515年前，哥白尼為闡述自己關(guān)于天體運動學(xué)說的基本思想撰寫了篇題為《淺說》的論文，他認(rèn)為天體運動必須滿足以下七點：1、不存在一個所有天體軌道或天體的共同的中心；2、地球只是引力中心和月球軌道的中心，并不是宇宙的中心；3、所有天體都繞太陽運轉(zhuǎn)，宇宙的中心在太陽附近；4、地球到太陽的距離同天穹高度之比是微不足道的；5、在天空中看到的任何運動，都是地球運動引起的；6、在空中看到的太陽運動的一切現(xiàn)象，都不是它本身運動產(chǎn)生的，而是地球運動引起的，地球同時進(jìn)行著幾種運動；7、人們看到的行星向前和向后運動，是由于地球運動引起的。地球的運動足以解釋人們在空中見到的各種現(xiàn)象了。
有關(guān)“日心說”的學(xué)說經(jīng)過多少爭論和教會威脅，直到1543年5月24日，垂危的哥白尼在病榻上才收到出版商從紐倫堡寄來的《天體運行論》樣書，他只摸了摸書的封面，便與世長辭了。從歷史的角度來看，《天體運行論》是當(dāng)代天文學(xué)的起點──當(dāng)然也是現(xiàn)代科學(xué)的起點。
哥白尼也和前人一樣嚴(yán)重低估了太陽系的規(guī)模。他認(rèn)為星體運行的軌道是一系列的同心圓，這當(dāng)然是錯誤的。他的學(xué)說里的數(shù)學(xué)運算很復(fù)雜也很不準(zhǔn)確。不象中國人一切學(xué)說從不靠數(shù)學(xué)支撐，只要簡單的古文敘述一下就可以成立，這是中國人智慧最大的軟肋之一！也是西方人最不認(rèn)同的地方。哥白尼的書立即引起了極大的關(guān)注，驅(qū)使一些其他天文學(xué)家對行星運動作更為準(zhǔn)確的觀察，其中最著名的是丹麥偉大的天文學(xué)家泰壽·勃萊荷，開普勒就是根據(jù)泰壽積累的觀察資料，最終用數(shù)學(xué)推導(dǎo)出了星體運行的正確規(guī)律。
開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動的三大定律，分別是軌道定律、面積定律和周期定律。這三大定律可分別描述為：
（一）行星運動第一定律（軌道定律）：所有行星分別在大小不同的橢圓軌道上運動。太陽的位置不在軌道中心，而在軌道的兩個焦點之一。
（二）行星運動第二定律（面積定律）：在同樣的時間里，行星半徑在其軌道平面上所掃過的面積相等。
他把地球作為比較標(biāo)準(zhǔn)：以日地平均距離（為1個天文單位，即1..5億公里）為距離單位；以地球繞太陽運動周期（一年）為時間單位。計算出各個行星的公轉(zhuǎn)周期（T）及它們與太陽的平均距離（R）排列成一個表，以探討它們之間存在什么數(shù)量關(guān)系：
行星名稱 公轉(zhuǎn)周期（T） 太陽距離（R）
水星 0.241 0.387
金星 0.615 0.723
地球 1.000 1.000
火星 1.881 1.524
木星 11.862 5.203
土星 29.457 9.539
從這個表中這么一堆亂七八糟的數(shù)字中，又能反映出什么規(guī)律性的東西呢？這就像做數(shù)字游戲一樣，開普勒對表中各項數(shù)字翻來覆去作各式各樣的運算：把它們互相乘、除、加、減；又把它們自乘；時而又求它們的方根……。這樣，在很少有人了解和支持的困難情況下，他頑強(qiáng)地苦戰(zhàn)達(dá)9年之久。經(jīng)過無數(shù)次的運算失敗，他終于找到一個奇妙的規(guī)律。他在原來的那個表里增添兩列數(shù)字：
行星名稱 公轉(zhuǎn)周期（T） 太陽距離（R） 周期平方（T） 距離立方（R）
水星 0.241 0.387 0.058 0.058
金星 0.615 0.723 0.378 0.378
地星 1.000 1.000 1.000 1.000
火星 1.881 1.524 3.54 3.54
木星 11.862 5.203 140.7 140.85
土星 29.457 9.539 867.7 867.98
從這個表的后面兩列數(shù)字里，我們可以看出這個奇妙的規(guī)律，即：T2（T的平方）=R3（R的立方），從而得出行星運動第三定律：
（三）行星運動第三定律（周期定律）：行星公轉(zhuǎn)周期的平方與它同太陽距離的立方成正比。
天體為什么會有秩序有規(guī)則的運動著？于是這個接力棒就傳到牛頓手里。他在1687年發(fā)表的論文《自然定律》里，對萬有引力和三大運動定律進(jìn)行了描述。這些描述奠定了此后三個世紀(jì)里物理世界的科學(xué)觀點，并成為了現(xiàn)代工程學(xué)的基礎(chǔ)。他通過論證開普勒行星運動定律與他的引力理論間的一致性，展示了地面物體與天體的運動都遵循著相同的自然定律；為太陽中心說提供了強(qiáng)有力的理論支持，并推動了科學(xué)革命。
牛頓三大運動定律——第一定律（即慣性定律）說明了力的含義：力是改變物體運動狀態(tài)的原因；第二定律指出了力的作用效果：力使物體獲得加速度；第三定律揭示出力的本質(zhì)：力是物體間的相互作用。牛頓為解決運動問題，才創(chuàng)立這種和物理概念直接聯(lián)系的數(shù)學(xué)理論的，牛頓稱之為“流數(shù)術(shù)”（即微積分）。微積分的創(chuàng)立是牛頓最卓越的數(shù)學(xué)成就。
第一定律引入力的概念和闡明慣性屬性，定性揭示力和運動的關(guān)系，為第二定律打下基礎(chǔ)、準(zhǔn)備必要的概念；第三定律進(jìn)一步給出作用力的性質(zhì)，揭示物體運動的相互制約機(jī)制。三定律結(jié)合，全面解決了任意物體在受復(fù)雜的外力作用后的運動問題。牛頓運動三大定律是一個有機(jī)整體，是一脈相承的完整理論體系，是力學(xué)的基本公理，由它們出發(fā)推論而出的動量定理、動量守恒定律、動能定理、機(jī)械能守恒定律、動量矩定理、角動量守恒定律，進(jìn)一步證實了動力學(xué)公理化體系相容性和一致性。
萬有引力定律是牛頓在1687年于《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》上發(fā)表的。牛頓的普適的萬有引力定律表示如下：任意兩個質(zhì)點有通過連心線方向上的力相互吸引。該引力大小與它們質(zhì)量的乘積成正比與它們距離的平方成反比，與兩物體的化學(xué)組成和其間介質(zhì)種類無關(guān)。
牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》第三卷中寫道：“最后，如果由實驗和天文學(xué)觀測，普遍顯示出地球周圍的一切天體被地球重力所吸引，并且其重力與它們各自含有的物質(zhì)之量成比例，則月球同樣按照物質(zhì)之量被地球重力所吸引。另一方面，它顯示出，我們的海洋被月球重力所吸引；并且一切行星相互被重力所吸引，彗星同樣被太陽的重力所吸引。由于這個規(guī)則，我們必須普遍承認(rèn)，一切物體，不論是什么，都被賦與了相互的引力的原理。因為根據(jù)這個表象所得出的一切物體的萬有引力的論證……”
牛頓用萬有引力定律證明了開普勒定律、月球繞地球的運動、潮汐的成因和地球兩極較扁等自然現(xiàn)象。牛頓的萬有引力定律是天體力學(xué)的基礎(chǔ)。人造衛(wèi)星、月球和行星探測器的軌道，都是以這個定律為基礎(chǔ)來計算的。
這也解釋了為什么所有天體都是圓球狀的物體。由于離心力，所以星球會變成一個各個面都必須穩(wěn)定的形狀；根據(jù)萬有引力和角動量守恒，這些物質(zhì)會繞其引力中心自轉(zhuǎn)，并加速收縮，逐漸形成球狀；天體在太空中處于失重狀態(tài)，在萬有引力和分子引力下各向受力相等，只有圓才能使各質(zhì)點的重力勢能降到最低。自然界中的物體都會自發(fā)的向最低能量狀態(tài)轉(zhuǎn)化，因為球形體表面是圓弧形的，能分散受到的壓強(qiáng)，從而增加抗壓強(qiáng)度，因此顯得更結(jié)實；是因為重力場的作用力源自於星體中心，將所有的物質(zhì)都往內(nèi)拉，大質(zhì)量天體在自身引力的作用下，都向長期來自重力中心的萬有引力作用屈服，因此形成圓形。但小質(zhì)量天體就不一定了，例如絕大部分小行星、彗星其重力太小，而無法超越本身結(jié)構(gòu)的力量。因此，這些星體也就保有不規(guī)則及不完整的形狀。
萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，是17世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的成果之一。它把地面上物體運動的規(guī)律和天體運動的規(guī)律統(tǒng)一了起來，對以后物理學(xué)和天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。正確地反映了宏觀物體低速運動的宏觀運動規(guī)律，實現(xiàn)了自然科學(xué)的第一次大統(tǒng)一。這是人類對自然界認(rèn)識的一次飛躍。它第一次解釋了（自然界中四種作用力之一）一種基本相互作用的規(guī)律，在人類認(rèn)識自然的歷史上樹立了一座里程碑。
萬有引力一開始就是想回答地球怎么繞著太陽轉(zhuǎn)的問題，但是一開始是誰把他們?nèi)映鋈サ哪?？這就是所謂的“第一次推動問題”。我們的太陽、地球和月亮系統(tǒng)看上去好像還是穩(wěn)定的，已經(jīng)運行了不知多少億年了，而且分秒不差。那么是誰在照料著這個穩(wěn)定的系統(tǒng)，圈著它，把它關(guān)進(jìn)了太陽系的籠子里，不讓它亂跑的呢？
盡管牛頓對宇宙認(rèn)識得這么深刻，牛頓仍然相信“創(chuàng)世說”。牛頓明確地說：他認(rèn)為天體之所以會運動，是因為上帝創(chuàng)造了萬物以后，也設(shè)定了各種自然規(guī)律，比如運動定律等等。上帝先把它們一推，然后天體就按“動者恒動”的定律一直運動下去，事物都就按照自然規(guī)律和概率順其自然的發(fā)生。上帝不再作任何事情。
包括愛因斯坦在內(nèi)，由于他們越是深入研究出自然規(guī)律如此精巧、如此分秒不差，就會越相信有一個上帝之手存在。牛頓實在找不到科學(xué)的答案來解釋這一切，從而把第一次推動的功勞以及以后對太陽系照看的功勞都只能歸于上帝了。要不，你說是誰呢？
1727年3月20日，偉大艾薩克·牛頓逝世。同其他很多杰出的英國人一樣，他被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上鐫刻著：
讓人們歡呼這樣一位多么偉大的
人類榮耀曾經(jīng)在世界上存在。
只有不懂得宇宙規(guī)律的人，才會稀里糊涂的過下去，永遠(yuǎn)不會問宇宙秩序從哪里來的？用牛頓的話來作結(jié)論：“在沒有物質(zhì)的地方有什么存在呢？太陽與行星的引力從何而來呢？宇宙的萬象為什么秩序井然呢？行星的目的是什么？……動物的眼睛是根據(jù)光學(xué)原理所設(shè)計的么？……豈不是宇宙間有一位造物主么？……雖然科學(xué)未能立刻使我們明白萬物的原治，但它引導(dǎo)我們歸向宇宙的主宰?！?/p>
2016.7.27
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