「無限宇宙」的思想探險
陳瑞麟
科學的宇宙觀，對人類歷史有無可比擬的深遠影響。儘管我們都生活在它的籠罩之下，對它的誕生與崛起的歷史，卻近乎一無所知。通俗的科學觀告訴我們，十六世紀的天文學家哥白尼（Copernicus）提出了「地動說」之後，現代科學英雄如布魯諾（Bruno）和伽利略（Galileo）等人，無懼於教會的打壓，以無比的毅力推動科學革命，終於在牛頓（Newton）的手中完成。自此之後，人類的宇宙觀擺脫了基督教會神學家的哲學玄想，步入了實證的科學時代。這幅歷史圖像，把基督神學與科學思想對立起來，把哲學（形上學）玄想與科學研究對立起來。然而，它恰當嗎？
夸黑（Alexandre Koyré）這部科學史的經典名著《從封閉世界到無限宇宙》（From the Closed World to the Infinite Universe）告訴我們，歷史的實際發展，遠比通俗科學觀要複雜許多。在夸黑的筆下，現代科學革命的核心，乃是打破亞里斯多德的封閉世界觀（為基督教神學繼承），建立現代科學的無限宇宙觀。其間的發展曲曲折折。捲入這場大論辯的科學家和思想家們，並不能被簡單地二分成「教會神學／玄學家」對立於「近代實證科學家」。相反地，對立的兩方或差異的多方都信仰上帝─只是以不同的方式和觀念來理解祂；他們都從事哲學／形上學的玄想─那是他們的科學方法與內容之一；他們也都努力思索無法實證的空間、時間與運動的本質─這些概念是科學理論的必要成分；他們甚至也都是神學家─因為他們都試圖去理解「上帝」、上帝的特徵以及上帝和空間與宇宙的關係。
科學確實在十七世紀時完成了一場革命，可是，這場革命無法與哲學的轉變分隔看待，誠如夸黑所言：「現代科學與現代哲學，同時是革命的根源與成果」。《從封閉世界到無限宇宙》就是在展示這場科學與哲學宇宙觀革命的豐富歷史，與它的深度、廣度和演變的曲折性。
近代科學的宇宙觀革命
《從封閉世界到無限宇宙》的舞台上，開啟宇宙觀大革命序幕的是庫薩的尼可拉（Nicholas of Cusa）─一位想像力大膽超卓的教會哲學家。教會官方認可的封閉世界觀在他手中綻開第一道裂縫。後繼的思想家紛紛從不同的角度和區域下手，聯合使這「世界泡泡」（world-bubble）爆漲成無限宇宙。
希臘大哲學家亞里斯多德，在西元前四百年左右，即建立了一套百科全書式的知識體系。他把整個世界分成「地界」（terrestrial region）（或「月下區域」〔sublunar region〕）和「天界」（celestial region）（或「超月區域」〔superlunar region〕），兩個界域有截然不同的質料和形式。「月下區域」包括地球，以及從地球到月球之間的空間。地球由「土元素」構成，表面覆蓋著「水」，水之上方是「氣」，氣的外層為「火」（流星、彗星等現象即「火元素」的作用）。從月球所在的場所往上，即是「天界」，其結構是一層又一層的同心球殼，依序是水星、金星、太陽、火星、木星、土星和第八層的「恆星天球」（stars sphere）。構成天界的物質乃是和土水氣火四元素截然不同的第五元素─乙太（ether）─它是一種透明固體結晶狀的物質。這樣的宇宙結構，很像一顆正圓球狀的洋蔥，恆星天球則是世界的極限。至於恆星天球之外是什麼？什麼都不是，什麼都沒有。對亞里斯多德來說，那超出了我們經驗的界限。
中世紀的基督教會哲學家，完全接受亞里斯多德的宇宙結構理論，因為它可以很融洽地配合基督教的神學觀。上帝被設想為「居住」在恆星天球上方，那也是天國所在。當然它不屬於物質王國，而是純精神性的。精神不必占有空間，所以恆星天球之外，也不存在空間；世界和空間整個地被封閉在恆星天球之內。而且天界、地界是兩個截然不同的世界：月下區域變動不定，是世俗的、卑下的；天體區域則是不變的、永恆的、完美的，諸天球殼層進行均勻規律的圓周運動。可是，天體的運動又是怎麼產生的？亞氏認為那是世界因果變化的第一因，即「第一動者」（primary mover），又稱作「不動的動者」（unmoved mover）。在教會思想家看來，這就等於是「上帝」。因此，這樣的世界除了封閉之外，也擁有一個層級分明的結構。
無限宇宙的早期孕育者庫薩的尼可拉利用他所謂「博學的無知」（learned ignorance），主張一切事物都存在著「對立統一」。其證明方法乃是把有限對象加以「無限化」之後，就會顯示出「對立統一」。例如，「直線」與「曲線」是對立的，可是在無限大的圓之中，曲線的圓周就等於直線的切線；在無限小的圓之中，曲線的圓周等於直線的直徑。把這套推論方式應用到世界本身，就會推出世界不可以有中心和周界，如果它有中心，就意味有周界，有周界就有周界之外的事物和空間，如此所謂的世界就不是真正的世界。因此，世界不可能是有限的。但尼可拉也沒有立刻主張世界是無限的，因為「無限性」只能被歸屬於上帝。儘管如此，他的思想仍然炸開了封閉世界的第一條裂縫。
哥白尼雖然被後世尊為天文學革命的發動者，其實他的世界觀卻是相對地封閉而保守。他仍然持有一個亞氏的洋蔥狀世界，只是把宇宙的中心換成太陽。可是，既然他讓地球運動，就顛覆了舊世界觀固有的層級結構。同時，他的顛覆帶來了一個重要的後果─我們不再需要恆星天球，因為恆星天球的存在目的是為了說明恆星的共同運動（東方昇起西方落下），既然地球自轉可以說明這個現象，那我們又何需第八天球？因此，布魯諾就首度大膽明確地引申出「無限宇宙」的概念。對布魯諾來說，一個有限世界的界限之外，仍然是空間。既然上帝創造了世界，祂怎麼可能對界限之內和之外有差別待遇呢？因此上帝所創造的，必然是個無限空間的宇宙，同時也沒有道理想像上帝對於地球所處的太陽系特別偏愛，上帝必然創造了無數類似於我們太陽系的星系世界，也有無數的居民（用今天的話來說，即是「外星智慧生物」）生存在無數世界之中。可是，布魯諾的「無限宇宙和無數世界」觀過於離經叛道，不僅受到教會的宗教打壓，也受到大天文學家克卜勒（Kepler）的科學性駁斥。
克卜勒卓越地論證，無限空間的觀念與我們的星空經驗並不符合。雖然克卜勒定律在天文學革命中扮演著關鍵角色，他的太陽崇拜思想也使他堅持哥白尼的太陽中心理論。可是，夸黑告訴我們，克卜勒堅持我們太陽系的獨特性，而且在形上學的存有和運動概念方面，克卜勒仍然有著亞氏的老觀念。緊接著，伽利略透過望遠鏡，看到許多前所未見的星體；儘管如此，伽利略似乎不願參與「宇宙是有限或無限」這議題的論辯，他感到無解，或許只有神啟才能告訴我們。可是，伽利略主張封閉的圓周運動是「自然運動」（即今日的慣性運動），所以，他的世界很有可能還是封閉的，或許頂多只是尼可拉式的「不受限定的」（indefinite）。
本書的意義
《從封閉世界到無限宇宙》乃是夸黑的系列演說，於一九五三年首度在約翰．霍普金斯大學（Johns Hopkins University）「野口英世醫學史講座」（Hideyo Noguchi lecture）發表，後來在一九五七年把講稿增訂出版。在本書的演說成書期間，西方世界的科學觀籠罩在實證論的支配之下，拒絕形上學玄思在科學進展中的影響。誠如孔恩（Thomas Kuhn）所言：「科學史家慣於忽略玄思哲學（speculative philosophy），而他的哲學同事則對科學的非方法論成分有所戒心。」註2本書一反常態，不僅聯結哲學與科學，而且卓越地展示了在十七世紀的科學革命時期，哲學和科學有密不可分的關係。
過去，在哲學史的閱讀中，哲學學生總是對十六到十八世紀的形上學感到深奧難解。我們不知道摩爾、史賓諾莎（Spinoza）、馬勒布朗雪（Malebranche）、萊布尼茲這些大哲學家，為什麼要提出那些玄之又玄的形上思想？他們提出的東西似乎是純然幻想，與我們的經驗拉不上關係。在讀了《從封閉世界到無限宇宙》之後，原本看似毫無根基的形上學玄想，現在都可以和科學（天文學）研究鍵結起來，而且變成科學思考的必要成分。換言之，如果我們想真正掌握十七和十八世紀現代歐洲哲學史，我們不能略過本書。
反過來看，《從封閉世界到無限宇宙》當然是一本「科學史」的典。可是，這部科學史和傳統科學史家筆下的科學史截然不同，它沒有從十八世紀後的牛頓標準來看待先前的科學，相反地，它證明了十六、十七世紀的形上學玄想，對當時科學議題的提出、科學研究的方向、理論概念的塑造，有十分深遠的啟迪作用；甚至將它們視為科學思想的必要成分也不為過。再度如孔恩所言，夸黑的著作「證明了忽略科學與哲學之間的邊界地帶是多麼地不幸。不管玄思與否，對於物理無限的創意關懷，必定是十七世紀思想的普遍創意元素之一。」註3
夸黑與《從封閉世界到無限宇宙》的影響
夸黑（1892-1964）生於俄羅斯，一九二九年在法國獲得博士學位，之後在法國教學研究。早期以哲學思想史研究為主，一九三二年起開始研究科學史。一九三九年出版《伽利略研究》（Études galiléennes），從此奠定他在科學史研究中的地位。註4一九五五年他應聘於普林斯頓高等研究院（Institute for Advanced Study, Princeton），直到一九六四年去世為止。註5他的論著以法文為主，但在生命最後十年之間，他往來於巴黎和普林斯頓講學研究，期間也出版不少英文論著，如《從封閉世界到無限宇宙》、《牛頓研究》（Newtonian Studies）註6、《形上學和測量》（Metaphysics and Measurement）註7等書。由於夸黑的出身、講學和研究橫跨俄羅斯、法國和美國，也因為他的哲學、思想史背景，還有他採取的方法和史觀，使得他的影響力跨越地域、文化和學科的界限。
導論
一般人都承認，十七世紀遭遇並完成了一場非常徹底的精神革命，現代科學同時是其根源和果實。註12這場革命可以、而且曾經以許多不同方式被描述。例如，一些歷史學家在意識的世俗化中看到它的特色：從超越性的目標轉向內在的目標，也就是說，以專注於此生此世來取代對彼岸與來生的關切。某些歷史學家則在由人們的自我意識所發現的根本主體性（essential subjectivity）中看到了革命：因此，也就是以現代人的主體主義來取代古代人與中世紀人的客體主義。還有其他人，在「冥思」（Θεωρία）與「實踐」（πράξις）關係的變化中，看到了「冥思生活」（vita contemplativa）的舊理想讓位給「行動生活」（vita activa）的新理想。當古代與中世紀人把目標放在自然與存在的純粹沉思上時，現代人則想要支配與主宰。
這些特徵一點也不假。它們確實指出了這場十七世紀精神革命（或危機）中某些相當重要的面向。蒙田（Montaigne）、培根（Bacon）、笛卡兒（Descartes）或廣泛擴張的懷疑論與自由思考，已然向我們揭示且例證了這些面向。
然而，我的看法是：它們乃是一場更深層、更根本的歷程之附帶產物，有時據說，這個歷程導致人失去他在世界的生存所在，或許更正確地說，是人失去他的生活和思考所相關的世界。他必須轉變和取代的，不只是他的基本概念和屬性，甚至還要包括他的整個思想架構。
這場科學和哲學革命─真的不可能把這個歷程中的純科學面向和哲學面向區隔開來：它們互相依賴而且緊密關聯─可以粗略地被描述為帶來了層級宇宙（Cosmos）的破壞。從哲學和科學的有效概念來看，乃是「有限、封閉且構成層級有序整體的世界」（在這樣的世界中，價值的層級決定了存有物結構的層級，從黑暗、沉重、不完美的地球，逐漸地上升到更高級、更完美的恆星和天球〔sphere〕）註13這樣的概念消失了，被一個不受限定、甚至無限的宇宙（universe）的概念取代了，這樣的宇宙被同一均質的基本成分和定律約束著，一切成分都被置放在相同的存在層次上。這一點反過來暗涵著科學思想拋棄了建立在像是完美、和諧、意義和目的等價值概念上的一切考量；最終也暗涵著存有階層穩定性的失去、價值世界和事實世界的分離。
上述這個十七世紀革命的面向就是我企圖在此呈現的故事、至少是它的發展主線：層級宇宙崩毀與均質宇宙無限化。註14
這個歷程的完整故事，真的是個漫長、豐富且複雜的故事。它必須處理從地球中心概念轉換到太陽中心概念的新天文學歷史，以及從哥白尼（Copernicus）到牛頓（Newton）的技術發展。它也必須處理新物理學如何一致地朝向自然的數學化發展，以及隨之而來的對實驗和理論的逐漸重視。它必須處理老哲學學說的復活、新哲學學說的誕生，如何和新科學與新宇宙論的視野結盟和對立。它必須說明作為德謨克利圖斯（Democritus）和柏拉圖（Plato）奇特結盟的「微粒子哲學」（corpuscular philosophy）是如何形成的，以及「物質密實論者」（plenists）和「真空論者」（vacuists）之間的鬥爭、註15嚴格機械論和引力的支持者與敵人之間的鬥爭。註16它也必須討論培根和霍布士（Hobbes）、巴斯卡（Pascal）和加森迪（Gassendi）、第谷（Tycho Brahe）和惠更斯（Huygens）、波以耳（Boyle）和給呂克（Guericke），以及其他很多人的觀點與作品。
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