壹、前言
曾經(jīng)聽到兩個人爭辯著：上帝不符合科學(xué)。當(dāng)然，你可以贊成上帝是符合科學(xué)的，或者上帝是不科學(xué)的。只是，上帝符不符合科學(xué)并不是我接下來所要討論的主題。我們接下來要討論的是：在科學(xué)的發(fā)展史中，上帝究竟扮演了什么角色。至于上帝科不科學(xué)，我認(rèn)為就留待對科學(xué)本質(zhì)認(rèn)識不清的人去爭論不休吧！
在這份報告中，我將探討幾位在科學(xué)史中占有一席地位的科學(xué)家，并談?wù)撍麄兊男叛觯约爱?dāng)時的社會環(huán)境與科學(xué)家之間的互動關(guān)系。藉以看看上帝在科學(xué)的發(fā)展中所扮演的角色為何？最后再試著企圖為科學(xué)與信仰間的關(guān)系提出一套較好的解釋。
貳、科學(xué)發(fā)展簡史
首先，我們先來看看天文學(xué)的發(fā)展。
古代的巴比倫人、埃及人、和中國人至少在西元前3000年就有基本天文和數(shù)學(xué)，包括對天體的運動都有相當(dāng)準(zhǔn)確的了解和預(yù)測的能力。這可從他們的年歷和其他的記載看出來。
在古希臘時代，我們可以當(dāng)時杰出的思想家作為當(dāng)時科學(xué)的代表。然而事實上，當(dāng)時的哲學(xué)與科學(xué)并沒有明顯的區(qū)別。因此，一個哲學(xué)家往往也是科學(xué)家。當(dāng)時的人民并不把科學(xué)與其他問題劃分開來。在這個時代里以亞里斯多德的科學(xué)成就為最。亞里斯多德的物理學(xué)的第一個假設(shè)是「作用力造成運動速度」。這是建立在日常經(jīng)驗上。若你看到一個東西在移動，你就會尋找一個推動它的東西。當(dāng)沒什么東西推它時，它就會停止運動。有少數(shù)的現(xiàn)象似乎是例外，譬如說，拋物體能飛在空中，卻看不見有什么東西在推它。但這也可以想辦法來解釋，只要說空氣從拋物體的前面移開，再跑到后面去推它。
第二個假設(shè)是「地球是宇宙的中心」，這就是「地球中心說」。這也建立在我們看到的所有東西上。天空看起來是一個以地球為中心的球面，而且所有的東西都繞著地球跑。物體很自然的不是往地球走，就是背著它走。
第三個假設(shè)是有關(guān)物質(zhì)的成份。亞里斯多德的化學(xué)很簡單，他說地上的東西是由土、氣、火、水這四種元素組成的。用這個理論他們就能解釋當(dāng)時所觀察到物質(zhì)的屬性和變化。
亞里斯多德說天體（太陽、月球、行星、恒星）是由另外第五種元素「以太」 (ether) 組成的，跟地上的物質(zhì)不同的是它永遠(yuǎn)不變、完美。
所以天上會變的東西，像流星、彗星、新星都在天空之下、在地球大氣層空氣中，而不是在恒星和行星中。以太的自然運動不是往地球的直線運動而是繞地球做等速圓周運動，自然形狀也是光滑的球形，因為球或圓圈是最完美的形狀。
住在埃及亞里山大城的「托勒密」（ Ptolemy, 西元后 150 年）延伸了亞里斯多德的系統(tǒng)。他發(fā)明周轉(zhuǎn)圓圈（epicycle）的觀念，就是說用很多層周轉(zhuǎn)圓來解釋行星、月球、太陽的復(fù)雜運動。這些天體所呈現(xiàn)的運動不是等速圓周運動， 反而會快會慢甚至于偶而會往后退，亮度也會有變化。Epicycles是圓圈上的圓圈，像有一種機(jī)器使這些天體在天空行走。托勒密自己大概不是真的認(rèn)為天空中真有這樣一套機(jī)器，而只是把天體的運動分析成這些圓圈以計算未來運動的工作。但后來的人認(rèn)為這些圈子是真的，是由一種透明的材料組成的。
一千多年之間，世人都同意托勒密的理論是正確的。有兩個非常合乎人性的因素，使大家特別容易接受他的假說就是真理：
第一、托勒密理論主要是以人類可以觀察得到的現(xiàn)象為基礎(chǔ)。人人可以看得到；因為肉眼看到的是那個樣子，自然便覺得他的說法是很「合理」的。
第二、他的理論滿足了人的自我。試想，以地球為宇宙的中心，所有的星辰都圍繞著地球運轉(zhuǎn)，同時人又主宰著地球，這是何等令人類自欣自慰的消息；聽起來彷佛都是由人類一手造成的。
托勒密的 epicycle系統(tǒng)，為了要符合所觀測到行星的位置而受到很大規(guī)模的調(diào)整，圓圈的數(shù)量增加到八十以上。據(jù)說有一個國王提議說，若在創(chuàng)造的時候他在場，就會建議天空的創(chuàng)造要簡單一點。住在波蘭的「哥白尼」（ Nicolas Copernicus, 1473-1543 年）研究天文以后就看的出， 若epicycles系統(tǒng)改成以太陽為中心，那會使計算更簡單更準(zhǔn)確。這就是說太陽是中心而地球不是，地球是繞太陽走的。他計算了從運動中的地球來看別的行星所在的位置。這跟亞里斯多德的教導(dǎo)，也是天主教會的教導(dǎo)，有重大的出入。哥白尼只敢說這是效率較高的計算方式，連這也等到他知道快要死時才敢發(fā)表。但地球在走也是真的嗎？他的一些間接的話好像暗示著他是這么想，一個理論這樣簡單又準(zhǔn)確，應(yīng)該是離真理不遠(yuǎn)。
在科學(xué)界與一般人之間，對于哥白尼的理論接受得都很緩慢，除了極少的例外，當(dāng)時的反應(yīng)大都是強(qiáng)烈的反對。天主教方面直到一六一五年，才對哥白尼的理論加以駁斥。一六一六年，這本書被列入《禁書索引》；同時并宣布，「凡屬肯定地動說的其他著作，均應(yīng)一并查禁。」然而，「真理畢竟只有一個」，而哥白尼的理論是接近真理的。所以學(xué)術(shù)界經(jīng)過繼續(xù)的研究，終于證實了哥白尼理論的成立。修正了人類一千四百年來錯誤的宇宙觀。
在后世科學(xué)家不斷的研究修正之后，世人常會提出一個問題：「哥白尼的理論究竟是不是真確的？」哥白尼所留下的理論，的確是不夠完整的，而且在許多方面是不正確的。但是哥白尼理論體系中最重要的一點，他選擇了日球為我們居住的行星系統(tǒng)的中心，是發(fā)現(xiàn)有關(guān)宇宙奧秘基本的真理；同時，由于他這一重大的啟示，奠定了近代天文學(xué)的基礎(chǔ)。
在看完了天文學(xué)的這一段發(fā)展簡史，我必須提出兩個核心問題：
第一、無論是亞理斯多德、托勒密或者其他哲人科學(xué)家，都抱持著一個共同的信念─這宇宙間有一個真理（規(guī)則）存在。
第二、即使是造成天文學(xué)一千多年以來的革命的哥白尼，他的出發(fā)點仍是以上帝造萬物為基本前提，之后才能進(jìn)而提出這個宇宙運行的真理應(yīng)該更簡單、精巧。
哥白尼的貢獻(xiàn)是不容置喙的。舉其中一位歌頌哥白尼最為透徹的人士，史泰森（ Harlan True Stetson ）。
他說：「當(dāng)我們檢讀長長的歷代名人姓氏表，其中有許多位是對于促進(jìn)世界史上科學(xué)的進(jìn)步具有重大貢獻(xiàn)的人物。如果要我舉出其中三個最重要的人物，我將不加遲疑地答覆，哥白尼、牛頓，和達(dá)爾文。他們?nèi)齻€具有共同的特性，使他們在贏得進(jìn)步的過程中不可分。這些特性就是想像力，無盡的天才，以及在悟解新觀念中表現(xiàn)的創(chuàng)造性。如果將這些因素都考慮在內(nèi)，則在此三位偉大的天才之中，桂冠應(yīng)歸于哥白尼。因為是他奠定了現(xiàn)代天文學(xué)的基礎(chǔ)；如果沒有他的理論，牛頓將無法建立其萬有引力定律。而且，哥白尼打開了通往革命式思想的大門，向流傳已久的正統(tǒng)學(xué)說挑戰(zhàn)。因為有了哥白尼作先驅(qū)，進(jìn)化論才能在我們的思想中獲得一個立足點。」
的確，這樣的革命式思想已經(jīng)啟蒙，同時更替科學(xué)披上了理性、客觀甚至正義的外衣。于是科學(xué)的某部份特質(zhì)不斷的彰顯，人們依賴科學(xué)、相信科學(xué)，彷佛歌頌科學(xué)萬能。但是，萬萬卻沒有想到，所有從古至今的科學(xué)家，都相信宇宙間有著永恒不變的真理。這份相信真理的信仰，不正是由非理性因素構(gòu)成？就如同基督徒信仰上帝般，沒什么原因，就是感受得到上帝的愛。
這樣的結(jié)論我們?nèi)匀豢梢詮奈锢韺W(xué)的發(fā)展得到相似的印證。從前面對亞里斯多德的思想介紹，我們大約的可以了解當(dāng)時對于物理學(xué)的一些基本觀念。直至十七世紀(jì)的牛頓出現(xiàn)，物理科學(xué)又再一次的產(chǎn)生重大進(jìn)步。十七紀(jì)學(xué)術(shù)分科未若今日之精密；當(dāng)時所稱的物理科學(xué)，包括了數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)與天文學(xué)；牛頓便是一位集大成而又開拓了學(xué)術(shù)上新疆域的大人物。其重要的三大發(fā)明則足以使牛頓擠身于古今最偉大的科學(xué)家之中而無愧。這三大發(fā)明便是：
1.發(fā)明微積分；
2.牛頓發(fā)明光的組成定律，由此更分析了顏色的性質(zhì)與白光的性質(zhì)；
3.「萬有引力定律」的發(fā)現(xiàn)，牛頓的貢獻(xiàn)在于：他證明了引力在實際運作中是有普遍性的。
另外，牛頓的學(xué)說精華也集中在一六八七年初版的《數(shù)學(xué)原理》。《數(shù)學(xué)原理》這部書，想要用日常生活的語言來作一個簡潔的說明，是十分困難的事情。全書是以數(shù)學(xué)的方法，說明星體的運動，共分三冊。首冊討論力學(xué)，解釋空中物體運動的道理。第二冊討論在有阻力─如空氣和水─的環(huán)境中，物體如何運動。第三冊中，牛頓利用前兩冊中建立的原理，說明整個太陽系的結(jié)構(gòu)和運作。
他利用拉丁文 gravitas （譯為重量或重）創(chuàng)造新字gravity （重力）。他還精確解釋木星的衛(wèi)星、土星和地球的運動，兼及環(huán)繞太陽的所有行星。他的說明精密正確，兩百多年來，沒有多少重大修訂的地方。接著他又說明如何利用地球的質(zhì)量，計算太陽和行星的質(zhì)量。他精密描繪月球運動，解釋地球潮汐是月球和太陽的引力作用引起的。《數(shù)學(xué)原理》講的都是宇宙間種種現(xiàn)象，并沒有解釋造成這種現(xiàn)象的原因；換言之，它只是討論「如何」而不涉及「為何」。牛頓在此書出版后，為答覆讀者的批評，曾聲明他的書完全是一種機(jī)械式的說明，絕不敢對于至高無上的創(chuàng)造者締造宇宙的最高動機(jī)妄加一詞。《數(shù)學(xué)原理》第二版出版時，牛頓曾在書中加上下面一段自白，以說明他個人的信念──「這一至美至善的包容了日球、行星、慧星的大系統(tǒng)，惟有出于全知全能的上帝之主張……猶如一個盲人對于顏色毫無觀念，我們對于上帝理解萬事萬物的方法，也是一無所知。」
我們可以說，牛頓相信，科學(xué)的作用，乃在建立知識；當(dāng)我們的知識豐富時，便越能了解上帝創(chuàng)造世界的道理─雖然，人類也可能永遠(yuǎn)都不能發(fā)現(xiàn)支配自然界真正的科學(xué)法則。
參、結(jié)論
在第二部份的科學(xué)發(fā)展簡史里，物理科學(xué)的發(fā)展我只談到牛頓。后來影響科學(xué)發(fā)展甚大的愛因斯坦等人卻沒有提及。主要的原因是，我將在結(jié)論的部份以愛因斯坦為例作一個結(jié)束。
歷史上真正能影響后代、流芳百世的人物，往往是在身后始享盛名。像愛因斯坦（ Albert Einstein,1879-1955 ）可算是極罕見的例外之一。
愛因斯坦理論之難于了解，是由于他研究的范圍、性質(zhì)極其復(fù)雜艱深。但是愛因斯坦理論中的某些要點，畢竟仍然可以不必憑藉數(shù)學(xué)上的象徵符號而加以說明。不過我們必須在心理上先準(zhǔn)備接受一個狂想的世界觀。譬如說，照愛因斯坦的理論解釋，空間是曲線的；兩點間最近的距離并非一條直線；宇宙間是有定限的但沒有一定的疆界；平行線最后仍必相交；光線是曲折的；時間是相對的，所以不能在任何地方都用同樣的方法去衡量；長度是隨著速度而改變的；宇宙是圓柱形的，而不是如過去所相信的球形；物體在運動中，大小將要收縮，但質(zhì)量卻要增加；除了大家已經(jīng)熟悉的高、長、寬等空之外間觀念，還有一個四度空間，那便是時間。總之，愛因斯坦對于科學(xué)的貢獻(xiàn)能名震當(dāng)時，流傳后世，主要是由于其相對論─他在這方面的成就，霍夫曼曾加以總結(jié)說，「《相對論》具有劃時代的意義，使其作者可以置身于古往今來最偉大的科學(xué)家之林，與牛頓或阿幾米德分庭抗禮。」
愛因斯坦即使成名后仍是孜孜不倦地研究，他所要完成的研究被稱作「統(tǒng)一場理論」，試圖解說大自然的和諧一致。從這里我們又可以看到一位偉大的科學(xué)家對真理的信仰。按照愛因斯坦的觀點，物理定律凡適用微小的原子者，應(yīng)該也適用于龐大的天體。「統(tǒng)一場理論」將把一切物理現(xiàn)象都包容在一套理論體系之中。引力、電力、磁力、原子能以及世間一切的力量，都將受到此一理論的規(guī)范。不過，由于數(shù)學(xué)上的困難，「統(tǒng)一場理論」還沒有能夠與既存的物理學(xué)理論一一相互驗證。愛因斯坦本人對于這一套理論懷有不可動搖的信心。他認(rèn)為統(tǒng)一場理論將來必對于「能的原子性格」提出充分的解釋，并且可以展示出來宇宙間「萬物有序」的秩序。
不僅如此，在一次講學(xué)中，愛因斯坦在講詞中顯示了他性格中重視精神情感的一面─「我們所能體驗到的最美妙最深邃的情緒，乃是對于神秘的驚奇感。這種驚奇感乃是一切真正科學(xué)的播種者。如果一個人對于這種情緒感到陌生，如果他對于神秘的事物皆不感到驚奇而只是凜然兀立，這個人可以說是雖生猶死了。能夠知道有些事情的確是我們無法理解的，承認(rèn)自然本身便是最高的智慧，最為光華耀目的美，以我們淺漏的知識來說，僅能理解其最原始的形式─這樣的知識，這樣的情感，便是真正虔誠的宗教感的中心。」
談到這里，不難發(fā)現(xiàn)我所反覆論證及說明的，正是從古至今的這群科學(xué)家的一個共同特徵─對于宇宙（自然）間真理的探尋。我們可以說這些科哲學(xué)家，在先驗的信仰上已經(jīng)假設(shè)了有一定的真理、規(guī)則。我們看到了這些科哲學(xué)家對于科學(xué)知識的建構(gòu)不遺余力，但是這些知識的構(gòu)筑事實上有其內(nèi)在的危機(jī)。孔恩的《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》一書在1960 年問世后，便對以往的科學(xué)線性發(fā)展史發(fā)出挑戰(zhàn)。科學(xué)史學(xué)界在二十世紀(jì)的新發(fā)展，其影響大略有三： 1. 新發(fā)展嚴(yán)重地打擊了「啟蒙時代」以來所代表的光明、理性、希望的形象； 2. 在對前啟蒙時代的巨人及其傳統(tǒng)作內(nèi)容分析以及預(yù)設(shè)分析時，許多人發(fā)現(xiàn)這些科學(xué)研究傳統(tǒng)的預(yù)設(shè)中有不少「哲學(xué)」的因素； 3. 對許多「科學(xué)革命」作科學(xué)史的研究，所得的結(jié)果有很有趣。「學(xué)圈」當(dāng)初在劃分科學(xué)與哲學(xué)的區(qū)別時，一定涉及了一個問題：一個科學(xué)理論憑什么優(yōu)于另一個科學(xué)（或玄學(xué)）理論？我們可以說，在科學(xué)史的新發(fā)展里對于過往科學(xué)研究的典范的勾勒，同時也幫助我們發(fā)現(xiàn)科學(xué)崇拜背后的信仰。如果真是如此，科學(xué)的哲學(xué)專家肯不肯說幾乎整部科學(xué)史都是非理性的呢？─因為科學(xué)的發(fā)展不符合他們的理性判準(zhǔn)。不過，大概沒有一個科學(xué)家愿意隨便犧牲科學(xué)在過去的光輝形象。
這里我們終于回到了最前面所舉的例子：上帝不符合科學(xué)？我并無意討論上帝是否符合科學(xué)這件事，而是要來質(zhì)疑科學(xué)本身作為衡量上帝的判準(zhǔn)的正當(dāng)性。科學(xué)研究作為知識的累積，這樣的貢獻(xiàn)我并不打算予以抹除。但是，科學(xué)本身對于客觀、真理和簡單而劃一的宇宙規(guī)則的向往不正是非理性的因素所構(gòu)成？從科學(xué)的發(fā)展簡史上看來如此，從科學(xué)哲學(xué)的角度看來亦是如此。因此，我們不得不對我們平日所崇拜的科學(xué)持些許的保留。并且能對科學(xué)與信仰的關(guān)系能有進(jìn)一步的認(rèn)識。兩者的關(guān)系也許并不是對立的，而是一體的兩面，如同熱與冷、光與影的關(guān)系一般。至于，對于上帝科不科學(xué)的質(zhì)疑，我則認(rèn)為信不信在個人的意愿、情感的問題，用科學(xué)研究去質(zhì)疑上帝的存在，在現(xiàn)在看來似乎已經(jīng)不是那么明智的想法了。
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就著微分幾何學(xué)而言，其實我們并不能『預(yù)設(shè)』這個宇宙的空間是的什么樣子。只有在『光速不變』的實驗結(jié)果之下，我們才能寫出這個宇宙的『度規(guī)』（兩點之間的長度數(shù)學(xué)代表式），我不太喜歡『空間是曲線』的這種說法，這種說法是預(yù)設(shè)了宇宙是內(nèi)在于另外一個更高維的空間之內(nèi)，由這個空間看來我們現(xiàn)在居住的這個空間是曲線的。但事實并不必然如此：我們所居住的空間很可能就僅僅只是四維的。但是由數(shù)學(xué)家惠特尼證出的一個甚難的數(shù)學(xué)定理中，任何度規(guī)都可能看成是更高維的歐幾里得空間（就是在高中學(xué)習(xí)的那種空間）的一個曲面：所以這種說法，有一種數(shù)學(xué)上的味道。
另外就是，兩點之間最近的距離，是所謂的短程線。就著居住在任何一種維度上的生物而言，他所能做的，并不是跑到更高維的空間去觀察，決定兩點之間那一種距離是最短的，他所能做的，是比較『所有他所能找到的路徑』，來找出那一條路徑是最短的。在地球表面上的生物移動的唯一方法，就是沿著地球表面運動。只有更高維空間的生物，才會認(rèn)為他們?yōu)楹尾恢苯哟┻^地球運動。但這點觀點，在更更高維的生物看來，可能還不是最短的。在這里我們看到度規(guī)一變，短程線也就跟著變動。但是我還是要強(qiáng)調(diào)：我們并不必然『內(nèi)在』于另一個更高維的空間之內(nèi)，如果我們把一點到另一點的最短距離定義為『直線』，那我們就是在走『直線』而不是『曲線』。
至于愛因斯坦的方程式是動力學(xué)方程式：他只告訴你如果初始條件是這樣，他會按那一種方式變化，從愛因斯坦的方程式并不必然推出宇宙長的是什么樣子。宇宙是『閉』的，是『開』的，或是『平直』的，是在假設(shè)了宇宙的大尺度性質(zhì)是『均勻』的和『各向同性』的性質(zhì)之后，由數(shù)學(xué)推導(dǎo)出來的結(jié)論。其實在這里我們可以看到一個更有意思的問題：就是近代科學(xué)不喜歡把人類弄到宇宙中一個特別有利的位置上，人在宇宙中和任何其他的生物一樣的平凡，當(dāng)然這也并不必然如此。就我所知，在這種假設(shè)下，宇宙的大尺度形狀還要取決于兩個參數(shù)，但現(xiàn)在也未找出這兩個參數(shù)確實的數(shù)值。
我自已覺得這一點很有意思：物理學(xué)必然有一個統(tǒng)一理論可以說明所有的現(xiàn)象嗎？現(xiàn)代的物理學(xué)家對這點與其說是有真正的了解，毋寧說是抱持著某種信念。如果理論是理解真實的工具，統(tǒng)一場論的企圖就是要大家全部使用同一種工具來達(dá)成理解真實的目的。現(xiàn)實生活中是很難出現(xiàn)一種工具（不管是物質(zhì)的或是理論的）可以取代掉所有其他的工具的。在什么樣的領(lǐng)域中容許出現(xiàn)這樣的一種工具，這也許是另一個有意思的問題。當(dāng)然，我也許扯的太遠(yuǎn)了。
