牛頓在歷史人物中的位置#
20 世紀末，美國物理學家麥可．哈特（Michael H. Hart）出版《影響人類歷史進程的 100 名人排行榜》。這份榜單迄今仍被視為最權威、最公正的：
- 第 1 名：穆罕默德（Muhammad，伊斯蘭教創始人）
- 第 2 名：牛頓（Isaac Newton）
- 緊隨其後：耶穌、佛陀、孔子
牛頓能比肩這些奠定人類思想基礎的思想家，不只因為科學上的巨大貢獻，更因為他作為思想家改變了人類的思維方式，以及對自然與自我的認知。本節聚焦於他在方法論上的貢獻。
貢獻一：相信能動性#
牛頓讓人們相信自己的能動性，相信世界的規律可以透過人的能動性認識。
牛頓之前：迷信與恐懼#
牛頓之前，人類對自然的認識充滿迷信和恐懼——蘋果為什麼會落到地上、日月星辰為什麼會升起又落下，當時都無法解釋。人類迷信，是因為無法解釋現象，便歸結於神的作用。
事實上，不是神創造了人，而是人創造了神。
直到今天，許多人相信陰謀論，也是因為搞不清原因、又懶得搞清楚——這種現象作者稱為認知上的無知和被動。
有知識與主動#
與「無知、被動」相對的是「有知識、主動」：
股市震盪時：
- 無知者：以為機構在惡意做空，將自己這樣的散戶洗一遍 → 恐慌
- 有知識者：知道波動可能來自通膨造成的加息壓力、地區局勢緊張、之前漲多後機構鎖定利潤等
主動性：遇到未知時用科學方法尋找答案。牛頓告訴人們：任何事情背後都存在規律性，人可以靠理性發現那些規律。
牛頓時代的科學群星#
牛頓時代英國湧現出一批傑出科學家：
- 物理學家波以耳（Robert Boyle）
- 顯微鏡的發明者胡克（Robert Hooke）
- 計算出哈雷彗星運動週期的哈雷（Edmond Halley）
他們對人能認識世界的規律極有信心，每天努力發現規律。人類有幾千年文明史，整體進入理性時代只是最近三百多年的事。
貢獻二：以純粹理性構建知識體系#
牛頓的《自然哲學的數學原理》（Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica，後文簡稱《原理》）與歐幾里得《幾何原本》並列影響人類文明的著作。
對比兩本書，會發現結構異常相似——牛頓完全仿照《幾何原本》寫《原理》：
- 《幾何原本》：從幾個簡單的定義和公理出發，用邏輯推導出整個幾何學
- 《原理》：先給出物理學定義，再給出力學公理與定律（包括著名的牛頓三大定律），然後從這些出發構建整個經典力學的大廈
書中以「引理 → 定理 → 推論」的形式講述物理學原理。
引理、定理、推論都是科學命題：
- 定理：構成知識體系不可少的、重要的結論——體系的支架
- 引理：簡單的結論，意義在於為定理做貢獻
- 推論：定理在特定場合下的延伸，用於解決具體問題
牛頓告訴人們：純粹理性的推理不僅能解決數學問題，還能解決各種自然科學問題。
自牛頓以後，科學家用數學和邏輯重構自然科學，才讓自然科學變成邏輯自洽、嚴謹的知識體系。
貢獻三：動態地看待世界——微積分思想#
牛頓告訴人們要動態地看世界與規律，看整個過程而不僅是狀態。
- 牛頓之前，人們會說「速度快」或「速度慢」，但搞不清速度從慢到快的變化過程
- 牛頓發明微積分（calculus），用它可以動態描述運動變化的全過程
飛輪效應（flywheel effect）：飛輪剛開始受力時轉得很慢，但會越轉越快。許多人用它教育大家堅持長期主義。為何會有飛輪效應？牛頓的積分很好地解釋了加速度的積累如何導致速度的增加。
貢獻四：簡單性原則#
簡單性原則通常被稱為奧卡姆剃刀（Occam’s Razor），源自 14 世紀英國方濟各會修士奧卡姆的威廉（William of Ockham）。原話是：「如無必要，切勿假定繁多。」
亞里士多德、阿奎那等人都表達過類似思想，但奧卡姆剃刀真正廣泛流傳，得益於牛頓的詮釋：
「我們需要承認，自然事物各種現象的真實而有效的原因，除了它自身以外再無須其他，所以，對於同樣的自然現象，我們必須盡可能地歸於同一原因。」
簡單性的範例#
牛頓之後，簡單性原理成為科學鐵律：
- 焦耳（James Prescott Joule）用一個簡單公式描述能量守恆
- 馬克斯威爾（James Clerk Maxwell）用幾個簡單方程式描述電磁世界
- 愛因斯坦只用幾個公式構建龐大的物理學新體系
- 詹姆斯．沃森（James Watson）與弗朗西斯．克里克（Francis Crick）發現 DNA 只是由四種鹼基構成的雙螺旋結構
如果為一個簡單的問題搞出一套非常複雜的理論，那大概率是走錯了方向。
機械論的三個核心思想#
牛頓的這些思想被概括為**機械論（mechanism）**或機械思維（這個詞由與牛頓同時代的英國物理學家波以耳發明）。今天說「思維機械」帶有貶義，但機械論在認知發展過程中具有劃時代意義。
機械論的三個核心思想：
- 簡單性原則：任何事物的變化都有規律，且可用形式上非常簡單的文字或公式描述
- 確定性原則：這些規律是確定的，在任何符合條件的地方使用都得到正確結論
- 預見性：規律能預測尚未發生的事情或尚未被觀察到的現象
確定性原則的歷史意義#
在科學革命前，人們覺得除了宗教教義，其他沒什麼是確定的——玄學、神秘主義、不可知論盛行。直到今天仍有許多人相信玄學或神秘主義。
真正確定、能不斷驗證的知識，都是透過科學方法產生的。從科學時代起，主觀捏造、無法被證實或證偽、不具普遍意義的內容，都被科學剔除了。
預見性帶來的力量#
大科學家哈雷利用牛頓原理計算出一顆彗星圍繞太陽運轉的週期：每 75–76 年造訪地球一次。哈雷沒等到那顆彗星回來，但它確實在預言時間返回——後人以他的名字命名為「哈雷彗星」。
後人利用牛頓理論還能精確預測上千年後日食月食的時間——這在過去無法想像。
科學與技術的融合#
- 牛頓之前：科學與技術完全不同——研究科學的人不關心技術改進，工匠則靠長時間經驗累積，甚至幾代人的累積，才能改進一點點
- 牛頓之後：科學與技術開始融合，科學結論可以指導技術改進
牛頓自己就是踐行者——利用光學知識發明反射式望遠鏡，避免折射式望遠鏡清晰度差的問題。今天世界上最大的太空望遠鏡韋伯空間望遠鏡（James Webb Space Telescope）用的就是牛頓望遠鏡的原理。 牛頓當選英國皇家學會會員，也是因為發明了這種新望遠鏡。
從牛頓時代開始，科學與技術緊密結合，自此才有了「科技」這個詞。今天大部分人不做科學研究，但需要學基礎科學知識——也是因為科學的預見性。
瓦特（James Watt）深受《原理》影響，依靠書中理論的預見性發明了萬能蒸汽機，開啟了工業革命。牛頓和瓦特的成就標誌著理性主義的勝利。
結語#
在西方人看來，牛頓不僅開創了科學的時代、理性的時代，還開啟了西方近代社會——對他如何盛讚都不為過。
對我們而言，對理性堅定的信念是不斷成功的關鍵。
不過，理性是否萬能？100 年前的答案會是肯定的，但 100 年前發生的一些事情，讓人們意識到理性也有局限性。
延伸閱讀#
- [荷蘭] 斯賓諾莎：《倫理學》
- [英] 牛頓：《自然哲學的數學原理》