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牛顿喜爱引用前贤们的格言(III):自然界是简单的!

已有 411 次阅读 2026-5-23 01:10 |个人分类:科技史|系统分类:科研笔记

在我的上一篇博文中,我提到:牛顿曾经为他的合作者兼朋友威廉·布里格斯的著作《视觉理论》撰写了序言。 

那篇序言中有句简洁的格言:“自然界是简单的”(拉丁文:Simplex etenim est Natura)。根据谷歌搜索,这句格言出自古希腊哲学家亚里士多德; 但据微软的BING搜索,此格言源自与亚里士多德同时代的另一位古希腊哲人:第欧根尼(Diogenes the Cynic,约413/403 —约324/321 BC),就是跟亚力山大大帝说“不要挡了我的阳光”的那一位。不管怎样,那篇序言中牛顿引用了一句源自古希腊的格言。

我们可以从两个层面来理解这句格言:

1. 本体论的层面:在某个观察或研究的领域内,自然界的现象错综复杂但其后面的本质很可能是几条简单的规律。在那篇序言中牛顿对这一点作了进一步的阐释:“因为自然界是简单的,其运行规律的准则通常包含着极其丰富的效果(即,现象)”。

2. 方法论的层面:当我们试以建立一种理论或一个理论框架去解释某个观察或研究领域内的自然现象时,我们应择取最少和最简单的一组假设。从这个层面上来说,这句格又同源自亚里士多德的另一句格言异曲同工:“大自然不做徒劳之事”——我在之前的一篇博客中提到过,1682年9月12日牛顿写给布里格斯的一封私函信件中引用过这句格言,那是在牛顿撰写那篇序言约三年多之前。

14世纪方济会修士奥卡姆的威廉(William of Ockham, 约1287年至1347年)提出了奥卡姆剃刀法则,又称简约法则:关于同一个问题如果有许多种理论,每一种都能作出同样准确的预言,那么应该挑选其中使用假定最少的。尽管越复杂的方法通常能做出越好的预言,但是在不考虑预言能力(即结果大致相同)的情况下,假设越少越好。

显然,奥卡姆剃刀法则与上述格言的方法论层面的阐释是一脉相承的。

后来,牛顿将“自然界是简单的”和“大自然不做徒劳之事”这两句格言合并在一起写进了《自然哲学的数学原理》:第三卷:哲学推理规则:规则 I。王克迪先生译的《自然哲学的数学原理》中文版(2005年版)相关优美译文如下:

杨振宁先生曾多次回忆说,他中学时代读过一本科普读物《神秘的宇宙》(The Mysterious Universe ),深受其激励和启发。此书由英国著名物理学家、天文学家詹姆斯·金斯(Sir James Jeans, 1877年 9月11–1946年 9月16日 ) 所著,是基于他在剑桥大学所作的一个系列讲座,英文版于1930年出版。我目前在美国生活,一直没能读到此书的中文版。但我浏览过此书的英文版:它从欧洲文艺复兴后的科学革命说起,一直介绍到当时还是新生的相对论和量子力学。不仅如此,书中还有科学哲学和方法论方面的思索,讨论了牛顿引用过的那两句格言,也讨论了奥卡姆剃刀 。此书不愧为一本非常好的科普读物。

事实上,杨振宁先生所作的很多科普讲座也有类似的风范:既介绍了物理学发展的一系列事件,又从更高的一个层次(可以说为科学哲学的层次 ) 对那些发展进行概括和反思。看他的那些讲座的视频或阅读他基于那些讲座撰写的文章会使人深受启发的。



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