登陆注册
48648100000008

第8章 拉普拉斯的星云说(2)

2.我不需要那样的假设

1796年,拉普拉斯出版了《宇宙体系论》。他根据在巴黎综合工业学校等处的讲稿,整理出了这本历史性名著,在自然科学界和哲学界都产生了巨大影响。在书中的附录七上他提出了星云假说,书中阐述了他对于从分子到整个宇宙的看法。该书在他的生前已经出过5版。1835年出版了第六版,那时拉普拉斯已经辞世8年了。在第六版的序言上,编者说:“作者正在阅读本书第六版校样时突然逝世。在这个新版本里已经由他编入了几个附录。当他患病的最后几日,他还在修改校样,可是这一工作并没有做完。”拉普拉斯没有亲眼看到这本书第六版的正式出版。

《宇宙体系论》全书包括5篇和7个附录,在附录七中,拉普拉斯提出了星云说,他之所以要把这个理论放在附录中,是因为他认为星云说不是通过观测或计算得到的结论,而是一个假说。

在《宇宙体系论》中,拉普拉斯认为,虽然行星系各个成员的表现有许多不同,比如,太阳系中的地球、火星、海王星等行星,它们在形状大小和组成物质的密度上都有很大差别,但是它们之间却有着某种关系,由这种关系,我们可以找出它们的起源。如果仔细考察,会发现许多相同之处,比如太阳系的行星按相同的方向,由西向东运行,而且几乎都在一个平面上绕太阳运行;卫星运动的方向与行星相同;行星、卫星和太阳的自转运动与行星公转方向一致,而且它们的赤道面也相近。拉普拉斯认为,这些奇特的现象绝不可能是偶然形成的,形成这么一致的现象的概率,为200万亿分之一,也就是说宇宙如果随意地起源200万亿次,形成我们现在这样的太阳系的可能性只有一次。这样奇特的现象连牛顿也感到无法解释,“这种美妙的现象”,“只能是一位全智全能的上帝来创作。”拉普拉斯全力反对牛顿的错误观点,认为没有上帝的安排,这后面只有自然规律的支配。

拉普拉斯认为,太阳系是由一个气体星云收缩形成的。他说,开始有一个球形的比今天的太阳要大得多的星云,温度很高,缓慢地自转着。后来,星云逐渐冷却而且收缩,星云收缩时转动速度越来越快,离心力也越来越大,星云越来越高。到一定时候,这个巨大的星云的赤道边缘就不再运动而分离出一个旋转气体环。随着星云的继续冷却和收缩,这个过程一次又一次地重演,便逐渐形成了和行星数目相等的多个气体环,各环的位置大致就是今天各行星的位置。

星云中心部分,则收缩成太阳,在各个气体环内,物质的分布不是均匀的,密度较大的部分把密度较小的部分吸引过去,逐渐形成了一些气团,在大致相同的轨道上绕太阳转动。小气团又集聚成大的气团,最后结合成行星。而卫星的形成,则在小一规模上进行。体积比较大的行星在冷却收缩时又可能重复气环分离收缩的过程,于是形成行星的卫星系统。像我们人类居住的地球,月亮在环绕地球运行,月亮就是地球的卫星。地球只有一个卫星,而木星有很多个卫星。

拉普拉斯认为,星云开始时温度很高,由于冷却才收缩。现代科学研究发现,星云并不热,温度平均只有-173℃—-263℃。可见收缩不是由于冷却而是由于自吸引发生的,星云越收缩,温度越高。

虽然康德与拉普拉斯在太阳系由“原始星云”发展而成这一点上是一致的,但是在对“原始星云”是由什么东西组成上观点并不相同。康德认为原始星云是弥散的固体微粒,而拉普拉斯则认为原始星云是一些非常灼热的气体云,拉普拉斯的星云说比康德的星云说有以下几点进步。

首先,康德的斥力概念是错误的。斥力不会导致质点团绕太阳公转,更无法说明形成的行星都以同一方向绕太阳公转。而拉普拉斯假设星云在自转,因而显得合理、自然。其次,拉普拉斯在讨论太阳系起源的过程时,明确提出了温度的变化,尽管温度由热变冷的过程是错误的,但对于温度变化产生影响的考虑超越了以往只考虑力的影响的范围。第三,拉普拉斯的唯物观点更加彻底。

曾经有这样一个传说:拉普拉斯在完成《天体力学》这部巨著之后,把书献给拿破仑,有人告诉拿破仑说,这本书没有提到上帝的名字。拿破仑是一个喜欢故意为难人的君主,他想惹恼拉普拉斯,责备他犯了一个明显的错误:“你写了这本世界体系的大书,却一次也没有提到宇宙的创造者。”拉普拉斯立即反驳说:“陛下,我不需要那样的假设。”

《宇宙体系论》全书包括篇和7个附录。前6个附录都是天文学史补充。其中附录一谈到中国古代周公测量的某些结果,附录六介绍过去观测的结果,其中还提到周公和郭守敬的结果。

在书中第五篇讲了“天文学史纲要”,介绍天文学的发展过程,其中反映了拉普拉斯的两个观点:一是天文学同其他学科一起并肩发展,它和数学、力学发展较快;二是在天文学的发展过程中真理和谬误交织在一起,天文学在不断淘汰谬误中发展。他说,天文学发展有3个主要时期:哥白尼以前,天文学家了解天象提出假说的时期;哥白尼的天文学革命到牛顿提出一些定律的时期;牛顿以后是第三时期,找到了万有引力是天体运动的原因,并用它解释一切天文现象。

对宇宙,拉普拉斯提出了一些观点,他认为,太阳系边界应比现在所知更远,还有更多的行星和卫星。在拉普拉斯生活的时代,人们只知道太阳系有7颗行星,最远的一颗是天王星。这个推断被后来的科学观测所证实。他还认为,地球并不特殊,其他行星、其他行星系中都可能有生物,有适于它们生存的环境;太阳系和恒星都有起源,我们不能不懂装懂,不要为了自我安慰而去找原因,他对牛顿因不能解释行星轨道规律而认为是“上帝所作”的解释极为反对。

3.我们不知道的无限

拉普拉斯不仅在天文学方面有突出的成就,对数学的发展,也做出许多贡献。他一生共研究了100多个课题,写出专题报告和论文276篇,长篇专著共7卷。

拉普拉斯不仅做研究工作,而且在科学管理和培养人才方面,也做了一些工作。

在法国大革命以前,度量衡系统很混乱,人们在生活、工作中普遍用不同的度量单位,十二进制和十进制混用。混乱的度量单位不利于科学的发展,为了改变这种状况,巴黎科学院在1789年6月成立了以拉普拉斯和拉瓦锡(A.L.Lavoisier,1743—1794)为首的“度量衡委员会”来研究制定公制系统,最后确定了长度单位,他们根据从法国敦刻尔克到西班牙巴塞罗那的大地测量结果,正式决定长度单位“米”为巴黎子午线全长的四千万分之一,然后用十进制确定厘米或者分米等更小的单位和更大的单位。这个长度单位比过去用秒摆定义长度要更加科学可靠,这套公制系统一直沿用至今。

在学术界,拉普拉斯有时也表现出对科研新人的慷慨。有一次,一位青年在巴黎科学院宣读一篇论文,是他经过几年的努力研究的成果。在宣读论文的时候,拉普拉斯正好也在场。当这位青年讲完下来坐回座位时,拉普拉斯把他叫到一边,给他看一份他自己还没有发表的发黄的旧手稿,而研究成果是完全相同的。可见,拉普拉斯比这个青年更早发现了结果。可是,拉普拉斯却非常神秘地告诉这位青年要保守秘密,接着干下去,并发表著作,自己不会和他争发明权。据说,这样的事发生在拉普拉斯身上不止一次。他对待科研新人非常热情。

拉普拉斯在法国大革命爆发后积极参加政治活动,1793年,国民议会宣布解散巴黎科学院,拉普拉斯等一批科学家遭到清洗。据说拉普拉斯逃脱了断头台,仅仅因为他被征召去为大炮计算弹道,并帮助指导制造用于火药的硝石。在遭到清洗前,拉普拉斯带着全家逃离巴黎,直到1年后才回来。

在法国大革命之前,拉普拉斯曾被任命为皇家炮兵学校考官。1785年对拉普拉斯是非常重要的一年。首先,拉普拉斯在这一年晋升为科学院士。其次,这一年一名16岁的少年考入皇家炮兵学校,拉普拉斯作为考官对这名考生进行了考试,这名少年就是后来在法国称帝的拿破仑。这改变了拉普拉斯的生活。

拿破仑非常重视拉普拉斯这位昔日的考官。雾月政变后,拿破仑成为法国最高执政官。很快,拉普拉斯被任命为内政部长,在当时,内政部的职责是处理经济和警务以外的全国国内事务。可见,拉普拉斯的地位和权力是非常高的。拉普拉斯尽管是一个优秀的科学家,但是他做行政工作却非常糟糕,拉普拉斯积极参与政治为后人留下不好的印象,在担任了6周的内政部长之后,拿破仑认为他不适宜任行政官员,又提名拉普拉斯为上议院议员,并于1803年当选为议长。拿破仑给予拉普拉斯最高的俸禄,年收入超过10万法郎。在拿破仑称帝后,拉普拉斯又被封为伯爵。1827年3月,拉普拉斯78岁的时候去世,在他最后的日子里,他反复背诵一句话:“我们知道的不多,我们不知道的无限。”

4.没有结尾的故事

科学在不断地发展,人类社会在不断地进步,尽管现在的我们在回顾过去,看几百年前科学家的新发明、新发现的时候,可能会感到简单,会感到可笑,会看出许多的不足,可是我们却不能不敬佩他们对他们所从事的事业的热爱,不能不敬佩他们敢作敢为,敢为天下先的智慧和勇气。伟人已去,思想犹存。他们的思想不断启发后人的思想,推动社会不断发展进步。

康德和拉普拉斯虽然已经化作泥土,但是他们提出的太阳系演化假说,蓬勃发展。到现在,太阳系演化假说已达100个以上。

19世纪末以前,牛顿的经典力学体系在天文学上取得了极大的胜利,使天文学的研究发展到一个比较高的层次。牛顿的经典力学体系是建立在绝对时空观的基础上的。按照牛顿的观点,绝对的时空观就是不管空间还是时间,它们都是与外界事物无关的。时间,由于其本性而在均匀地流逝;空间,也由于其本性永远相同和不动。牛顿的绝对时空观割裂了时间、空间,物质和物质运动内在的联系,存在着缺陷。德国物理学家爱因斯坦(AlbertEinstein1879—1955)分别在1905年和1915年创立了狭义相对论和广义相对论,带来了时空观念的深刻变革,它彻底破除了绝对时空观。爱因斯坦曾风趣地说:“以前大家相信,要是宇宙间一切物质都消失了,那就留下了时间和空间。但是,根据相对论,物质消失了,时间和空间也就跟着一起消失了。”时空观念上的革命,也带来了天文学方法上的变革,使一批科学家根据相对论探讨宇宙的起源和结构。

尽管目前已有上百个关于太阳系演化的假说,但是要彻底圆满地解释宇宙以及太阳系各种各样现象的起源,还需要几代甚至几十代科学家们的共同努力,“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”,不畏艰辛的探索者通过努力,一定会找到正确的答案。

同类推荐
  • 安徒生童话全集8

    安徒生童话全集8

    《安徒生童话》是世界儿童文学经典,有着独特而又无穷的魅力,其中著名形象如卖火柴的小女孩、丑小鸭、想穿新衣服而又因此上当受骗的皇帝等,栩栩如生、形象生动。阅读这些故事,小读者们可以感受到真、善、美的巨大魅力,并从中得到启迪和感染。
  • 心灵茶座丛书:著名中篇小说选5

    心灵茶座丛书:著名中篇小说选5

    故事讲述了一个青年人与巴黎上流社会一位交际花曲折凄婉的爱情故事。作品通过一个妓女的爱情悲剧,揭露了法国七月王朝上流社会的糜烂生活。对贵族资产阶级的虚伪道德提出了血泪控诉。在法国文学史上,这是第一次把妓女作为主角的作品。
  • 外国民间故事

    外国民间故事

    本书系“百年儿童文学名家译作精选”丛书之一种。20世纪的百年之间,世界优秀的民间故事被广泛介绍,成为中国儿童和成人共享的精神食粮。本书从原刊中挖掘并参照诸家汇编的集子,就趣味性、知识性、史料性及收藏价值等方面作了精心的筛选,尤钟情于前半个世纪的名家译作,如郑振铎译日本民间故事《竹公主》、茅盾译北欧民间故事《十二个月》、许地山译孟加拉民间故事《红宝石》等,都是脍炙人口的篇章。这些作品情节曲折,语言生动,可以帮助孩子们认识生活,了解世界,激发他们的兴趣和想象力,增添他们的智慧和力量。
  • 写给孩子看的艺术史

    写给孩子看的艺术史

    《写给孩子看的艺术史(全译本)》为青少年成长读物类图书,是一本少儿科普读物。该书由美国著名儿童教育学家V.M.希利尔创作,以讲故事的方式来讲述艺术史,既生动,使孩子们快乐地亲近艺术,又实用,在孩子们心中播撒艺术的种子。阅读《写给孩子看的艺术史(全译本)》孩子们能收获了无穷的乐趣,激发孩子进行思考。
  • 兽神·帝国攻盟

    兽神·帝国攻盟

    在幸运之神的眷顾下,食人魔小谷一日比一日兴旺,人类冒险者和投机者纷至沓釆,他们同样为半兽人部落的繁荣做出了贡献。在碧叶丝的精心。可护下,金龙也吸引了大量人类贵族的目光,他们为了看一眼这种传说中最伟大的生物毫不吝惜地抛出手中的金币。但是利益总会引来觊觎者的目光,就像是一大块鲜美的肉总会引来兀鹫和豺狼。哈茵城堡城主狮人男爵派遣狮人战士前往食人魔小谷传达自己的命令,要求食人魔小谷臣服,成为自己的附属部落。道格拉斯断然拒绝。强大的哈茵城堡派遣出雷因族联军攻打食人魔小谷,道格拉斯率领着半兽人部队奋起反击……
热门推荐
  • 废柴姑娘生存笔记

    废柴姑娘生存笔记

    谁说废柴一无是处,谁说废柴就不惹人爱?请看这只大名李梦菲的废柴如何以不变应万变最终抱得美男归!
  • 系统伴我长大

    系统伴我长大

    穿越重生灵气复苏,在十八岁时真正开启系统,完成各类任务,获得许多动漫角色的能力。在冰冷的社会也有许多温暖。(萌新写书多多体谅)
  • 求魔之旅

    求魔之旅

    尘世间物欲横流,鬼魅丛生。无数的凡夫俗子终日摇摆在欲望和痛苦之间,且看重生轮回重修的永夜如何利用世间的诱惑铸魔之旅
  • 援朝大作战

    援朝大作战

    虽然第三次战役结束时,中朝双发产生了争论和分歧,但这并没有妨碍双方继续进行合作抗击侵略。按照毛泽东最新的部署,我军隐蔽入朝后,将在平壤、元山铁路以北德川、宁远公路线以南地区构筑两道至三道防线。如果敌人来攻,则在阵地前分割歼灭;如平壤美军、元山南朝鲜军两路来攻,则打孤立较弱的一路。这个部署的关键是,我军一定要隐蔽开进,否则就会遭到美军优势火力的打击。
  • 伴帝君

    伴帝君

    投的潜力股当了皇帝,落难世家小姐终于扬眉吐气,可等等,一切好像才刚刚开始。多疑、暴躁、冷酷、刚愎自用,当黑暗的性格渐渐浮现,她有一种逃离的冲动。他冷笑道:既然进了我的门,生死都是我的人。你我同是一根绳上的蚂蚱,我若是万劫不复,你也必将粉身碎骨。
  • 药妃天下

    药妃天下

    隐士而居,不问世事,武功盖世,能与兽语,本清浅如水,默默寻找前世亲人足迹。怎奈,一朝得知身世,一朝得见前世仇人,自此,风云再起,五国生变,皆是她报仇之路垫脚石。芙蓉殿内,她冷眼看着他的母妃牵着另一个女子,逼他娶平妃。芙蓉殿外,她默然看着他一脸愧疚自责,痛苦不堪。翌日,她敛去武功,淡然设局,遍体鳞伤出了芙蓉殿。自此,还了他的恩情,断了两人情缘。一夜缠绵,她引毒上身,却气血逆流,一瞬白头,渺渺鬼谷中,她顶着满头银发,日日数着倒退的记忆,终于,转身之后,记忆如孩童,天真如稚儿......
  • 七星乱星河

    七星乱星河

    睿兔,媚狐,雷豹,力虎,冷蛇,水猴,隐猫。七个让整个银河震荡的名字,每一个都在通缉悬赏榜单的最前列,睿兔更是自联邦成立以来的第一个SS级罪犯。讨厌他们的将他们称为七煞,是整个银河联邦的祸害,他们的存在危害了整个社会的安定。喜欢他们的则是将他们称为七星,是上天派给银河联邦的福星,是来净化这个社会的黑暗的,那些讨厌他们的人一定是心里有鬼。而对于他们自己来说,不管是被称为七煞还是七星,他们只是默默的做着自己应该做的事,走着自那封神秘的邀请信后就认定要走的路。
  • 溺宠娇妻:老公别太坏

    溺宠娇妻:老公别太坏

    他是高冷188,权势地位宛如云端之王,遇到小雏菊一般可爱清纯的她,擦出了世间独宠你一人的激情火花!墨逸轩遇上江沐曦,犹如静谧如雾的呼吸,笼罩两人浪漫的天地。“咱能不这样吗?”“不能!”“。。。”“老婆...我想...""不可以!我我我今天不行!”“那可由不得你了”“你怎么这么霸道!”“那也只对你。”
  • 中国2010年度诗歌精选

    中国2010年度诗歌精选

    本书精选集结2010年度最有代表性的作品,力求选出精品和力作,力求能够反映该年度某个文体领域最主要的创作流派、题材热点、艺术形式上的微妙变化。同时,坚持风格、手法、形式、语言的充分多样化,注重作品的创新价值,注重满足广大读者的阅读期待,多选雅俗共赏的佳作。
  • 伟大使命之力挽狂澜

    伟大使命之力挽狂澜

    2049年,在中国成为超级大国之际,四名中国特种作战队员被选中执行一项重大任务,要求乘坐国家刚发明出来的“时间传输器”穿越到全面抗战爆发的地方——宛平城,拉起一支强大的抗日队伍,凭一己之力彻底把日本侵略者赶出中国,并且凭借超时代的科技知识让新中国更早地富强起来,恢复大唐帝国般的盛世,使中华民族屹立于世界民族之林!山河破碎,国已不国,他们能不负众望,突破重重困难,完成这项历史重任吗?答案就在里面!