吳統雄觀點:伽利略老師─人類的認知內容相反、認知的方法相同

2025-09-29 05:35
義大利畫家克里斯蒂亞諾.班蒂( Cristiano Banti)在1857年所繪的《伽利略受審》(Galileo facing the Roman Inquisition)(取自Wikipedia)
義大利畫家克里斯蒂亞諾.班蒂( Cristiano Banti)在1857年所繪的《伽利略受審》(Galileo facing the Roman Inquisition)(取自Wikipedia)

伽利略被否定了200年才讓人類承認科學的存在。他的「地動說」改變了人類的相信,卻沒改變人類相信的方法。他的「滾球實驗」首先證明了重力(雖未使用此名詞),至今教科書還沒有說明。他教更多的是:人類如何認知。

昨天是教師節,教育與經濟是社會成長的兩大動力,伽利略是現代科學之父,更是教導人類由主觀相信到客觀認識的老師。

靠「聽說」認知為多,靠理性抉擇認知為少

我科普演講的最後,都有一個「1分鐘小遊戲-轉轉轉實驗」,目的是瞭解自己,人類如何認知?

第一個問題是:太陽繞地球轉?還是地球繞太陽轉?

歷來所有人都回答:是地球繞太陽轉。

第二個問題是:地球繞太陽轉是伽利略首先證明的,伽利略的證據,或是你自己發現的證據是什麼?

我的聽眾經常是高知識分子,包括許多頂尖研究機構、研究生以上者,但數十年來回答者總加只有個位數。雖然,答案就在我提供的插圖中。

這個實驗證明:人類靠「聽說」認知取用為多,靠理性抉擇認知取用為少。現代人和16世紀的人類,對地球和太陽誰繞誰?認知內容完全相反,但認知的本質與方法仍然完全相同。

把神的世界,還給人的世界

伽利略發現聖經和紅衣大主教所相信的自然宇宙,和他觀察的並不相同,從而開創了自然/物理科學。他不僅是位「理論建構」家,更以許多創新實驗,證明了他的理論。

他最大的貢獻,是把神的世界,還給人的世界。

他的實驗法和牛頓的微積分計量法,接力發現與證明了重力的存在。(重力或引力,本文對相關細節均不贅述。)

伽利略設計的眾多實驗中,極具代表性的的是「滾球實驗」以說明重力的存在,也推翻亞理斯多德物理學,是證明地動說、重建當時「知識體系」的基礎之一。

實驗法思想抽象層次高,與計量法相輔相成

一般文獻都記載牛頓發現了重力。事實上,伽利略的滾球實驗已經發現了重力。他把1個銅球從斜坡上自由滾下,再用水鐘計時,測量球滾動的距離。結果發現:

存在一種力量(即重力,唯他沒用這個名稱),會使球自動產生初速。

這種力量會與時間交互作用,使球愈跑愈快、單位時間滾的距離愈長。如果沒有重力在拉,單位時間滾的距離應該相同。

這個實驗已經證明了重力的存在,但「實驗法」的思想抽象層次非常高,更與當時的「社會相信」相反,一般人並無法理解、更不信服。連寫科學史的飽學之士,都曾看不出來。

探索科學知識必須「實驗法」與「計量法」相輔相成,可惜當時還沒有微積分方法,無力將實驗數據作更具體的闡述。

一般人看實驗,容易只看到表象事件,「就是滾個球嘛!」看不見其深層意涵。正如「歷史就是一串實驗」,但一般人只感覺是聽故事,不易察覺其中規律。

伽利略的弔詭與啟示

伽利略啟發了後來的牛頓,架構出力學各種理論,解釋一切人類可以感知範圍內的物理現象,澈底改變了人類的歷史。再影響了愛因斯坦,把這方面的知識,推廣到一般人不會感知到的高能與時空物理現象。 (相關報導: 風評:柯文哲有救,司法近乎無救! 更多文章

伽利略的眾多實驗雖然成功,還是很少人認同,這個歷史事實反映了「TX取用模式」的內涵:人類對類似「有無重力存在」的需求反應低;對這類知識的接受,依靠「實證、實驗」的又遠低於社會相信。直到牛頓的方法為極少數菁英團體所認同,大家就跟著接受,這就是「社會相信」的形成。

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