【混沌商學(xué)】物理學(xué)思維全套

 名師講座課程簡介：

【混沌商學(xué)】物理學(xué)思維全套 為你構(gòu)建商業(yè)底層邏輯 經(jīng)過系統(tǒng)訓(xùn)練把握商業(yè)本質(zhì)，理解商業(yè)運(yùn)作的基本原理和規(guī)則，從而能夠做出讓組織利益更大化的決策。

一、導(dǎo)論

神話與科學(xué)

物理學(xué)是一門很古老的學(xué)科，所以我們要想講物理學(xué)的思維，就要從起端開始講，起端是哪呢？大多數(shù)中國人都聽過這個(gè)故事共工怒觸不周山”。它講的故事是：共工水神跟顓頊部落打仗，打輸了發(fā)怒之后頭觸不周山，而不周山是擎天的一棵大柱子，結(jié)果山一倒，天崩了，水往下流，把顓頊部落給淹了。這時(shí)，女媧娘娘只得煉石補(bǔ)天，據(jù)說是把海里的巨龜?shù)耐蠕徬聛硌a(bǔ)的這個(gè)不周山，才把天撐住。

對于同樣一個(gè)故事、同樣一個(gè)現(xiàn)象、同樣一件事情，我們以前可能有很多不同的解讀，還比如說是西方的諾亞方舟與大洪水。但是，我們現(xiàn)在怎么解讀這件事情呢？

前年Science上有一篇中國的一個(gè)課題組做的一篇文章，大概說的是：在黃河基石峽西段附近，有一個(gè)地質(zhì)的遺跡的土壤很奇異，他們推斷是，在這個(gè)位置上由于地震產(chǎn)生了一個(gè)大壩，而這個(gè)大壩非常高，大概是介于胡佛大壩和三峽大壩之間的那么一個(gè)高度。巧合的是，那個(gè)時(shí)候正好是冰河期的結(jié)束，水量猛然增大，且越來越大，于是這個(gè)大壩就在強(qiáng)烈的沖擊下潰壩了，最終形成了一次大洪水。

當(dāng)然這個(gè)現(xiàn)象只是地址考古學(xué)家他們的一個(gè)解釋。另外，在黃河的上游、中游、下游，我們都發(fā)現(xiàn)了不同的人類遺址，比如說齊家文化、二里頭文化等等，在這個(gè)大壩潰壩的這段時(shí)間里，考古學(xué)家們都發(fā)現(xiàn)了與這些歷史遺跡相應(yīng)的一些特質(zhì)。

以前西方人一直質(zhì)疑中國夏朝的存在，現(xiàn)在有科學(xué)證據(jù)表明，夏朝文化很可能是真實(shí)存在的。并且，這個(gè)證據(jù)不是一個(gè)孤立的證據(jù)，在黃河沿岸的很多歷史遺跡中都能找到相應(yīng)的夏朝文化的特征。因此，此證據(jù)的可信度就更高了。

反推回來，我們又回到共工怒觸不周山”這個(gè)神話，這還可能是由于：共工作為負(fù)責(zé)治水的領(lǐng)袖，一直盡職盡責(zé)。但很可能是因?yàn)轭呿湶柯涞氖最I(lǐng)之爭，本來就氣氛緊張、各方面壓力很大，結(jié)果又遇上了一個(gè)大洪水，因此就把臟水潑到了共工的頭上，說是共工觸發(fā)的洪水。但是，現(xiàn)在我們對當(dāng)時(shí)的歷史現(xiàn)象，還有這個(gè)神話的成因，有了一個(gè)科學(xué)的、符合邏輯的這么一個(gè)解釋。

所以說，科學(xué)為什么會產(chǎn)生？因?yàn)檎J(rèn)識世界和改造世界是人類的兩種基本活動(dòng)，這是馬克思主義世界觀的基本的思路。

科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)

科學(xué)是人類認(rèn)識世界的眾多方式的一種，除此之外，還有宗教、哲學(xué)、神話等等，但為什么科學(xué)能夠如此的成功？科學(xué)能夠吸引到人們的注意力，能夠讓人們愿意去支持它，是由于科學(xué)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)叫可解釋、可重復(fù)、可預(yù)測。這個(gè)東西大家看一看是不是符合這么一個(gè)規(guī)律？

比如說神話，神話為什么不符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)？它解釋現(xiàn)象的方式是：那邊下了雨，我們就說龍王打噴嚏了；水來了，我們就說有一個(gè)水神發(fā)怒了，把天河給引下來了。

但是，如果我給你一個(gè)完全相同的條件，你能不能把這個(gè)事情重復(fù)過來？在神話當(dāng)中，可能這個(gè)比較困難，很難再去找來共工，讓他去撞不周山。但科學(xué)是可以通過實(shí)驗(yàn)，或者是通過觀測類似的自然現(xiàn)象而進(jìn)行的重復(fù)。如果重復(fù)發(fā)生后原因不會發(fā)生變化，此種原因才能得到科學(xué)的支持。

最后，可預(yù)測，這個(gè)是至關(guān)重要的。為什么神話不能使生產(chǎn)力得到很大的提高？因?yàn)樯裨挷痪哂蓄A(yù)測的功能，在神話中下雨是由于龍王爺打噴嚏，那么下次下雨是什么時(shí)候呢？這是隨機(jī)的、偶然的、無從考究的。

但現(xiàn)在科學(xué)不一樣，我們的天氣預(yù)報(bào)可以做的很準(zhǔn)，其預(yù)測可以做到以小時(shí)為量級，甚至在某些小地區(qū)還能按分鐘為量級進(jìn)行預(yù)測。他們是通過科學(xué)的一些參數(shù)，比如當(dāng)?shù)氐臐穸�、�?dāng)?shù)氐目諝忸w粒濃度等來進(jìn)行預(yù)測。

物理學(xué)的價(jià)值觀

物理學(xué)是科學(xué)當(dāng)中的一個(gè)重要的分支。為什么大家研究自然哲學(xué)、研究科學(xué)哲學(xué)等，都會將物理學(xué)作為一個(gè)研究對象？這是因?yàn)槲锢韺W(xué)是自然科學(xué)中發(fā)展最久、最系統(tǒng)完善的學(xué)科，它是由定律、實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)、邏輯思維等一起搭建起來的牢固體系。

既然物理學(xué)的研究很重要，那么它的價(jià)值觀在哪里？物理學(xué)研究從未滿足于把觀察事實(shí)歸之于定律和按一定的秩序去排列定律。比如，我們永遠(yuǎn)不滿足于牛頓定律、萬有引力定律、熱力學(xué)定律等的發(fā)現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上會進(jìn)一步深挖，找出牛頓第一定律、牛頓第二定律、牛頓第三定律、熱力學(xué)第零定律、第一定律、第二定律、第三定律等�？偟膩碚f，物理學(xué)的價(jià)值觀在于深挖，其目標(biāo)在于追求所有物理規(guī)律的普遍特性，而不止是物理學(xué)當(dāng)中某一個(gè)分支，比如力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等，各有其特點(diǎn)，我們想找出這些不同學(xué)科之間的共同的東西，即其底層規(guī)律。而從適用性的角度來說，物理學(xué)有它自己的范式，它的范式最單純最客觀。范式這個(gè)概念是由Thomas Kuhn于1970年代提出的，它是一個(gè)共同體成員所共享的信仰、價(jià)值、技術(shù)等等的集合。簡而言之，范式等于思想加上解決問題的技術(shù)手段。比如，物理學(xué)的范式就是物理學(xué)思想，即對自然認(rèn)識的世界觀加上解決物理學(xué)問題的手段，比如實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)等等。

因此，最單純最客觀的物理學(xué)范式是可以嫁接到其他學(xué)科、其他領(lǐng)域的范式當(dāng)中的，比如在最客觀的范式基礎(chǔ)上，加入其他領(lǐng)域的一些主觀的東西，是不是能使得各位的范式更加豐滿。就此而言，解決問題的時(shí)候，你就有了更廣的維度、更大的力量。

其次，物理學(xué)也有對美的追求，美一定是簡單的。比如，愛因斯坦的E=MC?0?5  ，只用一個(gè)宇宙間的物理常數(shù)C（光速），就把質(zhì)量和能量連接起來。

簡單性以及科學(xué)美是始終貫穿在物理學(xué)發(fā)展歷程中的科學(xué)原則和態(tài)度，我們現(xiàn)在列出物理學(xué)發(fā)展當(dāng)中，最重要的三個(gè)人的名言：

第一、亞里士多德：在用很少就可以完成的地方卻用了很多是無謂的”。

第二、牛頓：除了那些真實(shí)而有效的原因之外，不需要更多的其他原因；自然界不作無效的努力，只要少做一點(diǎn)就成了，多做反而無益；因?yàn)樽匀唤缦矚g簡單化，不愛用什么多余的原因來夸耀自己”。

第三、馬克思普朗克（量子之父）：只要物理學(xué)存在，其最迫切的目的就是將迄今所觀察到的或者將來必然觀察到的所有自然現(xiàn)象都?xì)w納到唯一的簡單原理之中。所謂唯一的原理必須是能夠計(jì)算和推測由現(xiàn)在的過程到過去的，特別是將來的過程的原理”。

所以，我們可以看到，從古典物理學(xué)的代表人物亞里士多德，到經(jīng)典物理學(xué)的牛頓，再到我們現(xiàn)在量子物理學(xué)的馬克思普朗克，這些走在時(shí)代前沿的物理學(xué)家，他們一直保持著是同樣的一個(gè)想法，就是用簡單、唯一的定律去解決這個(gè)自然界所有的現(xiàn)象。

我們接下來不由的又在想，有沒有一個(gè)簡單的、唯一的一個(gè)原則能夠解釋宇宙所有問題，比如物理學(xué)、社會學(xué)、哲學(xué)、人文等各種各樣的問題，有沒有呢？ 這個(gè)其實(shí)我想，這也是創(chuàng)新院一直在探究的這么一個(gè)原則。為什么想讓大家來感受各個(gè)領(lǐng)域，尤其是基礎(chǔ)學(xué)科，它的一些思想，不止是單一的學(xué)科的知識，更多的是這個(gè)學(xué)科的思想性的東西。是不是能找到共同的內(nèi)核，能夠幫助大家來解決各自領(lǐng)域當(dāng)中的問題，或者是提升大家對這個(gè)自然界的認(rèn)知呢？這是我們希望能夠做到的，我相信也是創(chuàng)新院希望能夠做到的。

二、古典宇宙觀

古希臘神話

古典宇宙觀是從神話發(fā)展來的疑。為什么神話是開端呢？如下圖所示，三幅圖中的三種人有各自所處的自然環(huán)境，我們可以很有邏輯性的、很直觀的想到這三種人對地球、自然、宇宙的認(rèn)識將是截然不同的。因此，在遠(yuǎn)古的時(shí)候，人們對于世界的認(rèn)識是極為受到他所處的環(huán)境的局限的。他們各自看到的世界是不一樣的。那么，他們對這個(gè)世界的解釋，可能就會有不同了。

但是，他們也會有一些相同的地方，比如說天圓地方，因?yàn)樗麄兛吹降奶於际峭�一片天，看到的地大概是同樣的地。根�?jù)史料記載，那個(gè)時(shí)候的人們對世界的認(rèn)識如下圖所示。頂上是一層天，然后有一個(gè)大殼保護(hù)著人類，底下則是地府，然后我們?nèi)祟惿�活在中間層。

而如下圖所示的解釋更有意思，他們認(rèn)為地球是由一群大象托著的，并且大象是踩在了龜背上面。有時(shí)候會地震，可能是因?yàn)榇簖斣趧?dòng)。因?yàn)樵谀莻�(gè)時(shí)候，人們覺得只有大象才托得起地球這么重的物體。

所以，奧地利的哲學(xué)家Edgar Zilsel說，人類似乎非常想以人類社會的形式去解釋自然。”這個(gè)就是我們過去神話的起源，我們用我們自己平時(shí)生活的樣子、用我們能看到東西的樣子來解釋我們這個(gè)世界。因此，雖然中外有不同的神話，但基本上都是人，比如東方的玉皇大帝、王母娘娘、彌勒佛和西方的宙斯、阿波羅的容貌都是人形。

我們用古希臘的神話來舉幾個(gè)例子，他們會把自然現(xiàn)象想成擬人化的神在做什么事情。比如，狂風(fēng)暴雨是由于宙斯消化不良；莊稼收成不好是由于天神發(fā)怒了；地震是由于海神波塞冬在用三叉戟敲擊地面。

這些神在他們看來就是人，但是區(qū)別在哪兒呢？區(qū)別在于神有高超的法力和支配自然的能力，以及很長的壽命。實(shí)質(zhì)上，這些正是那時(shí)候的人們想要具有的能力。所以，人們都是用自己想象的、合乎自己邏輯的，以及自己看到的東西來塑造自己想象中的神界。

那么同樣，我們可以看到接下來在古典物理學(xué)發(fā)展的過程當(dāng)中，其道理也是一樣的。這里包括兩部分，一部分是人們看不到的世界，它取決于人類自己的想象；另一部分是人們能看到的世界，人們用，自己當(dāng)時(shí)能夠理解的邏輯去解釋能看到的這些東西。然后。又把這些能看到的東西外推，推廣到了解釋看不到的現(xiàn)象當(dāng)中。所以，這兩點(diǎn)相結(jié)合，就形成了古代神話向古典物理學(xué)的轉(zhuǎn)化。

古希臘自然哲學(xué)先驅(qū)：泰勒斯

發(fā)展到后面，希臘神話這個(gè)體系越來越豐滿，編了各種各樣的故事，但是有時(shí)這些故事會有相互矛盾的地方，或者越解釋越復(fù)雜，于是就有人提出來不滿意了。這個(gè)人是誰呢？非常厲害，他是古希臘自然哲學(xué)先驅(qū)--泰勒斯（約公元前624~公元前546年）。你很難想像生活在那么早的年代的人們竟然能夠有這么準(zhǔn)確、這么深邃的思想，泰勒斯就是其中一個(gè)，他出生于愛奧尼亞的米利都城，是希臘最早的哲學(xué)學(xué)派-米利都學(xué)派的創(chuàng)始人。泰勒斯是西方思想上第一個(gè)有名字留下來的思想家，被稱為科學(xué)和哲學(xué)之祖。

那泰勒斯最大的貢獻(xiàn)是什么呢？他帶領(lǐng)人們從神話往理性思維走了第一步，或者說爬了第一步。

在哲學(xué)方面，泰勒斯拒絕通過使用合乎超自然或神話來解釋世界。這可能是因?yàn)椋��?dāng)時(shí)神話的解釋編的越來越多，導(dǎo)致神話體系越來越大，以至于產(chǎn)生了一些問題，比如自相矛盾之類。他試圖借助經(jīng)驗(yàn)考察和理性思維來解釋世界，他是古希臘第一個(gè)提出了什么是萬物本原這個(gè)哲學(xué)問題的人。泰勒斯認(rèn)為地震不是波塞冬造成的，他認(rèn)為地震是因?yàn)槿缦聢D所示的地球漂在海上。對泰勒斯而言，這是很容易聯(lián)系想到的，因?yàn)槊桌�都就位于地中海旁邊，他�?jīng)�？吹酱�在海上漂，其實(shí)這就是他自己生活當(dāng)中觀察到的現(xiàn)象，泰勒斯再將其外推到看不見的宇宙。

接下來，泰勒斯把幾何學(xué)和他的哲學(xué)思想觀念相結(jié)合，認(rèn)為這個(gè)世界應(yīng)該用幾何學(xué)來解釋，而不應(yīng)該用神話來闡明。于是，泰勒斯之后的研究者，開始提出提出宇宙起源和世界構(gòu)成，不是來源于神創(chuàng)造的，而是由物質(zhì)組成的主張。這時(shí)，西方文明開始脫離了神話時(shí)期，進(jìn)入到理性思維的時(shí)代。

古典自然哲學(xué)之集大成者：亞里士多德

進(jìn)入到理性思維的時(shí)代，出現(xiàn)了一位真正的大家--亞里士多德（公元前384年-公元前322年），他是古典自然哲學(xué)的集大成者。他吸收了泰勒斯、柏拉圖等人的思想，形成了一個(gè)相對完整的世界觀。亞里士多德的思想影響了西方世界大概2000多年，跟我們的孔子是一個(gè)量級的。

亞里士多德認(rèn)為地球位于宇宙的中心，周圍包裹的是一層一層的球殼，而最外層是神的位置。亞里士多德多次批評前人把神話帶到了探究知識的領(lǐng)域，他很喜歡泰勒斯不用這種超自然和神話解釋自然的理論。亞里士多德認(rèn)為把神話帶進(jìn)認(rèn)知領(lǐng)域，無益于我們的知識獲得。但是，奇怪的是，在亞里士多德的理論體系中，還保留了一些習(xí)以為常的神話相關(guān)的要素。進(jìn)而，我們可以看到，就連當(dāng)時(shí)最有智慧的人，也很難去區(qū)分我們生活觀念當(dāng)中哪些是從以前的舊思想、習(xí)以為常得來的，哪些是來源于真實(shí)經(jīng)驗(yàn)獲得。所以，從這些課的學(xué)習(xí)當(dāng)中，是不是會看到我們現(xiàn)在生活工作當(dāng)中會不會有類似的東西，你明明覺得這個(gè)事情就是這樣的”，但是實(shí)際上它并不是一個(gè)真實(shí)的經(jīng)驗(yàn)獲得的。

亞里士多德的宇宙觀是：第一，地球位于宇宙的中心，并且地球是靜止的球體，無公轉(zhuǎn)也無自轉(zhuǎn)。當(dāng)然那時(shí)候，他們也沒有公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)的說法。地球位于中心切靜止的觀點(diǎn)完全是從以前的思想得來的，但這和他的經(jīng)驗(yàn)不違背。想一下我們小時(shí)候在外面乘涼看天上的星星，我們會覺得地球在動(dòng)嗎？當(dāng)然不會。

第二，月球、水星、金星、太陽、火星、木星和土星繞著地球轉(zhuǎn)。為什么只有這些行星，是因?yàn)橐驗(yàn)楫?dāng)時(shí)沒有那么多行星，就這么幾顆嗎？這其實(shí)是由于當(dāng)時(shí)我們完全依靠肉眼觀察，我們看不到這么多行星，晚上就只能看見這幾顆行星。

第三，月亮跟地球之間叫月下區(qū)域，它指的是人間，是人類活動(dòng)的區(qū)域。這個(gè)區(qū)域里面有什么呢？有萬物。但是萬物是由四種元素構(gòu)成的（萬物本源）：土、水、氣、火。因此，月下區(qū)域有四種基本元素：

土（earth）    水（water）

氣（air）        火（fire）

而在超月區(qū)域有一種基本元素：以太（ether）。

并且，每種基本元素有其本質(zhì)和運(yùn)動(dòng)趨勢：

（1）土本性向著宇宙中心運(yùn)動(dòng)

（2）水元素本性向著宇宙中心運(yùn)動(dòng)，但趨勢不如土元素

（3）氣元素本性向著水以上、火以下的地帶

（4）火元素本性遠(yuǎn)離宇宙中心

（5）以太本性是正圓運(yùn)動(dòng)

（6）天堂是完美的，所以是完美的正圓運(yùn)行軌跡

（7）自然界厭惡真空

比如，為什么拿一個(gè)球一松手就會掉到地上，而水燒開了后水汽會往上跑。同時(shí)，正在移動(dòng)的物體將自然地趨于靜止，而靜止的物體將維持靜止。比如，人推車，人一松手車為什么就停下來了。這些都非常的貼近生活。

最后，所有的變化都可歸為自然的或暴力的。自然變化的誘因指的是物體固有的性質(zhì)或構(gòu)成；暴力變化指的是指物體的變化違背了其本性，這其實(shí)暴力變化的一個(gè)原因是作用力。比如，土為什么能停止往下落，就是因?yàn)槲医o了它一個(gè)作用力不讓它落，但實(shí)際上它的本性是往下落。

總的來說，現(xiàn)在我們看亞里士多德的這些思想里面，其實(shí)有很大一部分是哲學(xué)性和概念性的事實(shí)。這和經(jīng)驗(yàn)性事實(shí)是不一樣的，它們并沒有經(jīng)過證明。

那這個(gè)時(shí)候我們看到的古典物理學(xué)等于什么呢？觀察+思辨，這是非常準(zhǔn)確的一個(gè)總結(jié)。這時(shí)的自然科學(xué)知識，基本上是屬于對現(xiàn)象的描述。亞里士多德實(shí)質(zhì)上是目的論的思想。即依據(jù)目標(biāo)、目的或功能做出詮釋。

那在這個(gè)基礎(chǔ)上，自然科學(xué)家的工作是什么？分門別類各種物體，認(rèn)識其目的和本質(zhì)天性。你不需要找規(guī)律，規(guī)律就是：不同的元素各有其特性。你找到某一物品自然的位置，就能夠找到它的自然屬性，你不需要有任何其它的創(chuàng)造性的東西。

亞里士多德的這個(gè)思想流傳盛廣，但當(dāng)時(shí)他這些思想，并不能給當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)力和社會發(fā)展帶來太多的支撐作用、推進(jìn)作用。這是因?yàn)樗�只是對這些東西進(jìn)行解釋，幫助大家去理解某些東西，并沒有任何創(chuàng)新，沒有預(yù)測這種功能。

地心說：托勒密

接下來要說的這個(gè)人叫托勒密（公元100年-公元170年左右），地心說的提出者。大家看下面這張照片，可以清楚的看到當(dāng)時(shí)托勒密去做觀察，他用肉眼去看星星的移動(dòng)，拿著一個(gè)很粗糙的工具--尺子，去大概衡量星星的位置。這個(gè)就注定了當(dāng)時(shí)觀察的水平是很有限的，精度很差。

但是托勒密在亞里士多德思想的指導(dǎo)下，對當(dāng)時(shí)的天文學(xué)有很大的推動(dòng)作用。為什么呢？因?yàn)樗��?dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)亞里士多德的理論，已經(jīng)不符合一些新的觀察結(jié)果了。比如，火星的逆行和水星的逆行、水星和金星從不遠(yuǎn)離太陽、火星、木星、土星最明亮的時(shí)候和其逆行密切相關(guān)，逆行同一時(shí)段最亮。怎么解釋？根據(jù)亞里士多德的理論體系，正圓勻速運(yùn)動(dòng)解釋不了呀，現(xiàn)在大家能想到怎么解釋嗎？如果我沒有學(xué)這個(gè)的話，我也很難想像當(dāng)時(shí)的人， 2000多年前的這些人，怎么就能夠把這些東西用當(dāng)時(shí)極少的數(shù)學(xué)工具解決的。那當(dāng)時(shí)他們是怎么想的呢？

你不是正圓嗎？我不設(shè)置一個(gè)正圓，我多添加一個(gè)正圓，這就是一個(gè)運(yùn)動(dòng)疊加的過程。我們可以從下面這幅圖感受一下。比如，岸邊有一個(gè)人在駐足觀看，而船在行駛過程中，如果船的桅桿上的水手的望遠(yuǎn)鏡掉下來了，在船上的水手看到的正好掉了桅桿下面。但是岸上這個(gè)人看到的，卻不是望遠(yuǎn)鏡直接掉下來了，而是拋物線下降。為什么呢？因?yàn)榇�本身有一個(gè)速度，疊加上它垂直下降的速度就形成了一個(gè)拋物線�，F(xiàn)在我們知道應(yīng)該這么來解釋，但是當(dāng)時(shí)的人們不知道，他們?nèi)匀荒?/p>

夠用這種思想來圓環(huán)套圓環(huán)就很了不起了。

可以從下圖看一看這是怎樣的過程。左邊藍(lán)色的小環(huán)和大環(huán)分別是本輪和偏輪，紅色圓環(huán)則是兩個(gè)正圓等速運(yùn)動(dòng)的疊加。根據(jù)本輪和偏輪兩個(gè)圓環(huán)直徑大小的不同和轉(zhuǎn)的速度不同，會形成不同的軌跡，可以是簡單、稀疏的軌跡，還可以是復(fù)雜、密集的軌跡。甚至我還可以在圓環(huán)上面再套圓環(huán)，本輪上再加本輪。所以，當(dāng)時(shí)人們把地球放在離圓心偏一點(diǎn)點(diǎn)的位置，使用圓環(huán)疊加圓環(huán)，竟然比較符合當(dāng)時(shí)粗糙的觀察結(jié)果。

這樣一來，這個(gè)模型大家就相信了。為什么會相信？因?yàn)檫@與我看到的東西是一致的，能解釋。下圖是一個(gè)托勒密模型的圖，地球在宇宙的中心，所有運(yùn)動(dòng)軌跡全是正圓，并且全部都是等速運(yùn)動(dòng)，月亮和太陽均圍著地球轉(zhuǎn)。托勒密體系在歷史上首次提供了解釋并預(yù)測天文觀測的能力。

日心說：哥白尼

隨著地理大發(fā)現(xiàn)的推進(jìn)，天文學(xué)出現(xiàn)了巨大的變革--日心說，它的的提出者是哥白尼（1473年～1543年）。他的核心思想是：地球只保持了靜止，但實(shí)際上并不處于宇宙中心。行星并不是圍繞地球做勻速正圓運(yùn)行。

因?yàn)楫?dāng)時(shí)，受新柏拉圖主義的哲學(xué)思想影響，哥白尼認(rèn)為太陽代表了最大的良，太陽帶給了我們光和熱，因此太陽應(yīng)該是核心，所以就有了日心說。日心說讓太陽跑到了中心這是哥白尼的偉大貢獻(xiàn)，這種思想，給人們一個(gè)很大的啟發(fā)。但是，哥白尼的模型保留了正圓運(yùn)動(dòng)，也就必須使用本輪-均輪體系，且并不比托勒密的模型更簡單。

天文觀測先驅(qū)：第谷

物理學(xué)中另外一位重要的人叫第谷（1546年-1601年），他在日心說的完善的過程中，是跟哥白尼能夠放在同樣重要位置的一個(gè)人。但第谷其實(shí)是一個(gè)地心說的忠實(shí)擁護(hù)者，他的主要工作是觀測。有人說他是有史以來，一直到今天，最好的肉眼天文觀測者。在當(dāng)時(shí)皇帝的資助下，第谷修建了當(dāng)時(shí)最好的天文地，他能夠把這個(gè)觀測數(shù)據(jù)精度提高到三十分之一度。

這些極為精確的數(shù)據(jù)，相較于之前天文學(xué)粗糙的數(shù)據(jù)來說，給后期日心說的發(fā)展提供了最堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)精度的進(jìn)步，會給整個(gè)的科學(xué)帶來極大的推動(dòng)。第谷也提出了一個(gè)簡單的理論體系，地球還是位于宇宙的中心，太陽和月亮圍著地球轉(zhuǎn)，其它所有的行星都圍著太陽轉(zhuǎn)，這其實(shí)是一個(gè)折衷。

天文發(fā)現(xiàn)的更新者：伽利略

我們再來看另外一個(gè)人，這是從古典物理學(xué)到經(jīng)典物理學(xué)的承上啟下的一個(gè)人--伽利略（1564年-1642年），他在很多領(lǐng)域都有巨大的貢獻(xiàn)。而他在天文學(xué)的發(fā)展中的主要貢獻(xiàn)則是--望遠(yuǎn)鏡。以前都是靠用肉眼觀察宇宙，他則在別人的基礎(chǔ)上不斷的改進(jìn)，把光學(xué)望遠(yuǎn)鏡做到了理論上最大的倍數(shù)，并且他用這個(gè)望遠(yuǎn)鏡自己親自做實(shí)驗(yàn)，去觀察宇宙。伽利略看到了一些更新的天文現(xiàn)象，這些現(xiàn)象直接促使了后面日心說的成功。這些現(xiàn)象包括什么呢？第一是月亮表面的形貌。請大家注意伽利略使用的是當(dāng)年粗糙的望遠(yuǎn)鏡。下圖并不能通過伽利略的望遠(yuǎn)鏡直接觀測到，而是他要結(jié)合自己的思考、不斷的調(diào)整位置。而且伽利略能看到的這些東西，當(dāng)時(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過他之前的想象的。比如，月亮上為什么會有山和陰影。所以，這也體現(xiàn)出伽利略的偉大。

第二是木星的衛(wèi)星。伽利略看到有幾個(gè)衛(wèi)星在圍繞著木星在轉(zhuǎn)，而不繞著宇宙中心轉(zhuǎn)。

第三是土星環(huán)。伽利略能隱約看到有這么一條帶-土星環(huán)。

第四是金星的相位。伽利略也看到正如月球會經(jīng)歷相位的變化，金星被陽光照射了的可見半球也會出現(xiàn)盈虧現(xiàn)象。

第五是太陽黑子。伽利略還看到太陽上有一些耀斑--太陽黑子。

這些現(xiàn)象一經(jīng)推出，使當(dāng)時(shí)的整個(gè)社會產(chǎn)生了動(dòng)蕩，因?yàn)橹睋舢?dāng)時(shí)人內(nèi)心的核心的想法。地球不完美了，天上的行星和地球是差不多的。

行星運(yùn)轉(zhuǎn)定律：開普勒

開普勒（1571年～1630年），又是一位物理學(xué)的集大成者，他是第谷的助手，但非常幸運(yùn)，他不是一個(gè)堅(jiān)定的地心說擁護(hù)者，所以他后期能夠比較從容的接受了日心說。而且第谷去世之后，開普勒拿到了第谷最權(quán)威、在之后幾百年都是最好的天文觀測資料。他據(jù)此提出了開普勒定律，但這個(gè)定律的提出也不是一蹴而就的，他經(jīng)過了不斷反復(fù)的驗(yàn)證。第谷實(shí)驗(yàn)觀測的數(shù)據(jù)和當(dāng)時(shí)的理論不符合，怎么辦？開普勒百分之百確信第谷的觀測數(shù)據(jù)是正確的，因此他對現(xiàn)有的模型進(jìn)行修正。開普勒不斷的調(diào)整偏心點(diǎn)的位置、圓的半徑，但都還是不符合。最后，他沒辦法只得將運(yùn)行軌跡和運(yùn)行速度由正圓勻速變?yōu)闄E圓變速，結(jié)果完美吻合了第谷的觀測數(shù)據(jù)。

那我們看一看開普勒的三條定律。第一，每個(gè)行星都在一個(gè)橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)，太陽處于這個(gè)橢圓兩個(gè)焦點(diǎn)之一；第二，連接太陽和行星的矢徑在相等時(shí)間內(nèi)掃過相等面積；第三，任何兩個(gè)行星運(yùn)轉(zhuǎn)一周的時(shí)間平方之比等于它們與太陽平均距離的立方之比。

這三條定律都很簡單，每個(gè)行星都只有一條軌道，不需要圓環(huán)套圓環(huán)太麻煩了。這個(gè)時(shí)候開始，人們終于擺脫了之前的古典宇宙觀，開始走到了下一步經(jīng)典物理時(shí)代。

三、小結(jié)

那我們在結(jié)束古典宇宙觀之前呢，我們總結(jié)一下古典宇宙觀的核心。

首先是神創(chuàng)造了世界，然后發(fā)展到地球是宇宙的中心、地球保持靜止、超月區(qū)域是完美的，屬于神、宇宙的運(yùn)行是有目的的、組成世界的元素各有其本質(zhì)。這其實(shí)就是一個(gè)世外桃源的形象。一個(gè)山清水秀的地球，有很多行星圍繞著它轉(zhuǎn)，而在外面有天界在周圍保護(hù)我們，這是多么一個(gè)小而舒適的地方。在這里面地球是特殊的，人類也是特殊的。因此，所有的東西都能夠得到很好的解釋，都有其自然目的。

古典宇宙觀最重要的一點(diǎn)是不再簡單地解釋成神律，而是要進(jìn)一步探究律”是什么。并且古典宇宙觀會告訴你這個(gè)律是什么，并不一定要超自然，這些律都是你在平時(shí)生活中能夠觀測到的東西。因此，古典宇宙觀等于觀察+思辨，觀察是很粗糙的觀察，思辨也是沒有辦法拋棄以前神話殘留的思辨。但是，古典宇宙觀非常的重要，它是這么一個(gè)階段：它把人們第一次從神話這個(gè)階段帶到了理性思維的這個(gè)階段。

思辨是物理學(xué)當(dāng)中不可或缺的，但是這種思辨如果沒有一個(gè)可靠的觀測結(jié)果來支撐的話，那尤其你還加入了很多哲學(xué)性的、概念性的東西，這些并不是來自于經(jīng)驗(yàn)的。而且你又不能夠很好把這些東西抽象出來的時(shí)候，你會發(fā)現(xiàn)你得到的東西往往是錯(cuò)的。

剛才我們看到最早托勒密就靠一個(gè)有刻度的尺測度宇宙。這些精度大大限制了當(dāng)時(shí)自然科學(xué)的發(fā)展，也限制了這種思辨的正確性和它的可靠性。而從伽利略開始，實(shí)驗(yàn)終于走到了一個(gè)主要的位置上，或者說它應(yīng)該有的位置上。并且，新現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了古典宇宙觀的崩塌。如果地球不再是宇宙的中心，那土元素還怎么往宇宙中心去下落呢？那么，土元素的自然屬性就要完全變化了。此時(shí)，再加上當(dāng)時(shí)人們對宗教和社會等級的不滿。這時(shí)，就從思想上特別需要有新的理論、新的思想來指導(dǎo)，同樣在科學(xué)上也急需新的科學(xué)來填補(bǔ)真空。

這樣，科學(xué)、思想、社會政治等等這些方面結(jié)合到一起，就給人類社會的變革帶來了一個(gè)巨大的推動(dòng)力，將其推到了一個(gè)非常繁榮的時(shí)代，也就是我們所說的經(jīng)典物理時(shí)代。