如果物质充斥着宇宙,使得一切事物通过物质的相互作用而发生,那么万物会是怎么样的呢?勒内 · 笛卡儿的观点也许过于机械论了,但是通过使不可见事物可视化的努力,他创造了引人注目的图像。
对绘图说明物理现象的人来说,如何设想和表示自然界的运作方式一直是一项重大的挑战。诸如不可见的力或“远距作用”的机理之类,可以用言辞作抽象的描述或者概括成数学公式,但是一代又一代的自然哲学家和物理学家在发展和阐述他们的理论时,仍感到迫切需要采用更为具体的方式,常见的是参用现有的机械或特殊设计的机械类比物。
对于勒内 · 笛卡儿这样执着于机械论的哲学家来说,“可见的”机械与上帝的宇宙中不可见的机械的关系是头等重要的。
他显露了以机械构想来演示不可见现象的特殊天赋。
他的一些视觉观念已成了被反复引用的经典之作,例如,他用盲人的一对交叉的拐杖来分析双目视觉和视网膜上的倒立映像等等。
然而,笛卡儿已觉察到,用机械类比物来演示物理现象可能会过于刻板——机械构想的性态会轻而易举地被认为实际现象的实质性证明。即使对力图以物质的相互作用来解释整个物理世界的哲学家来说,用机械类比物来作图示仍是一种有局限性的构想。
他责怪过以过于浅显的方式看待他的可视化手段的人们:“我没说过光线像拐杖一样伸展,而是像拐杖所传递的作用或运动那样伸展。”用拐杖探路的盲人平易地帮助我们理解视觉如何借助受作用的事物的基本性质来运作。现象及其机械可视化是关于大小、图形和运动的主要性质的类似征兆。
他有转述他最理论的构想的物理学结构的愿望,这种愿望生动地体现在他的著名的天体旋涡“图案”里。这是一种水力学类比。在最精细的发光的细粒状物质与地球、行星那样的粗大的重物质这两个极端中间,有可移动的小球流动在无休止的旋涡之中。这些物质构成了一种必威在线网站首页网址 宇宙泡沫造成了天体之间的明显的空穴。他非同寻常的图示将太阳置于它本身的旋涡之中,此旋涡又包容在相邻的三维旋涡系中,甚至将图示的源伸展到破损点,但这仍不失为一件充满生气的杰作,所采用的方式是语言描述难以匹敌的。
“人工制成的物件的运作,大多数被大到足以为感觉所感知的装置来操纵:这是必要的,因此它们可由人们制成。另一方面,自然效应总是取决于一些纤细到所有感觉难以觉察的机构。”
为了解决这一问题,在笛卡儿的著作里,他实际上才华横溢地采纳了17世纪中一切可资利用的图示方式:从图画表示到抽象图解。
笛卡尔的天体旋涡“图案”
[Nature,Vol394,1998年8月20日]