2018年5月
◇黃小石

劍橋的蘋果樹
在歐洲「啟蒙時期間」，歷史上出現一位絕代科學偉人：艾薩克．牛頓。在2005年被英國皇家學會指認為是科學史上最有影響力的十大偉人之一，他的地位甚至超過愛因斯坦。牛頓生於儒略曆12月25日，他19歲那年進入劍橋三一學院求學，到了1665年，就是他將畢業的那年，黑死病又在英國爆發，大學關門，牛頓只得休學回到於英國林肯郡埃爾斯索普莊園的老家避避風頭。據牛頓自己的敘述，一次他在園中散步，思考重力的問題，看見一顆蘋果落下，得到了「萬有引力」的靈感，以為蘋果是地球把它「吸」下來的。

萬有引力
我們可以繼續這麼想，若這蘋果樹高一些，樹上的蘋果還是會落到地上（換句話說，蘋果往下掉，與樹的高矮無關），要是這蘋果樹像月亮一樣的高，樹上的蘋果還是會往地上掉，所以月亮就可以像那顆蘋果，往地球落下來。這是個了不起的洞見：宇宙萬物都在一個原理的控制下。
那麼月亮為什麼沒有掉下來呢？其實月球一直在往地球飛來。月亮本來是要飛往太空（這就是牛頓的「慣性原理」），因為被地球的引力抓住，所以它的軌跡就彎向地球，又因為地球是圓的，所以當月亮往前飛又往下掉的時候，月亮底下的地面，就往離開月亮的方向彎開了；如果月亮掉下來的距離，與地球表面的「曲度」剛好一樣，那麼月亮一直掉不到地上，又飛不出去，就只好一直繞著地球轉了。牛頓的萬有引力定理，不但廣泛，並且又出奇的簡潔：任何兩個質量之間的吸引力（重力），正比與其質量的乘積，反比與其重心距離的平方：
又因一個質量在外力（重力）下的加速度反比於其質量，所以蘋果往地掉，月亮繞地球轉，地球繞太陽轉，太陽繞銀河系的重心轉，都按照牛頓定律的定規。這偉大的定理，是當時才23歲的牛頓在350年前就發現了。
至於為什麼這重力定律這麼美？它與距離的關係「剛好」就是平方反比（是因為我們活在三度空間裡嗎）？這定理是哪裡來的？為什麼萬物都服從在這簡單的定理下？物質之間的重力，以及它藉著什麼來傳遞的？一個質量怎麼知道另一個在哪裡？為什麼重力都只會相吸而不相斥？為什麼重力常數G，相對這麼微弱？這些問題不但牛頓當時不知道，到今天仍然是一個爭論的議題。
除了發現「萬有引力」定理，以及力學的三定理奠定了物理學的基礎之外，牛頓還有許多其他偉大的成就。他發明了微積分，導出廣義二項式定理，並他在光學研究上的成就。
牛頓的智慧在於他知道所發現的是既存真理的一部分，而不是他個人私有的想法，是客觀的，是絕對的。他說：「我不知道世界會如何看我，但對我而言，我僅僅是一個在海邊戲耍的孩子，為發現了一粒光滑的石子或一片可愛的貝殼而歡喜，而在我面前的這偉大的真理海洋依然未經探索。」牛頓在他的後半生致力於神學的研究，據說他在神學上發表的論文比他在科學上發表的還多。
他不認為宇宙是自己運作的機械系統，他說：「重力解釋了行星的運轉，但它卻不能解釋誰讓行星運動起來的。上帝統管萬有，也知曉一切的所是與所為。」這位近代科學之父從來就不認為科學與神學是衝突的，因為他對兩者都有深刻的研究。
牛頓之後250年，世上又出現一位科學偉人–愛因斯坦。大多數的科學家都是先發現一個無法解釋的現象，再導出一個新的理論來解釋這現象。愛因斯坦卻是先導出一個新的理論，人們才發現新的現象。

愛因斯坦與牛頓
古典物理的舞台上，一切的自然現象都在時間與空間中進行，時間與空間都是絕對的，每個演員的時間都是一致的。根據牛頓的推論，要是太陽現在忽然消失了，它的重力也就忽然消失，地球的軌道就會立刻改變。怎麼會這樣呢？從絕對時間的觀點，當太陽消失的那一刻，在地球上的人可以看見太陽還在那裡，直到八分鐘半以後它才消失，因為光速不是無窮大（光速很大，每秒約3億億公尺）。
天文學家藉著仔細觀測水星的軌道，發現牛頓的定理無法解釋一些細微的近日點轉移現象，於是相信在太陽系中必然還有未被發現的行星存在，干涉到水星的運轉。
愛因斯坦的洞見，就在了解到時間是相對的：在不同地方的時間，是不同的（在不同的地方沒有「同時」的概念），換句話說，時空是分不開的。雖然時空是相對的，但是光速卻是絕對的（在不同相對慣性座標中都是一樣的數值）。正如牛頓發展微積分解決物理問題，愛因斯坦也需要發展「黎曼幾何」來討論「廣義相對論」四維時空的特性。愛因斯坦發現重力是出於質量對時空的影響，造成在質量附近「時空扭曲」的現象，這在1919年的日全蝕觀察中得到美好的證據。除了相對論之外，愛因斯坦對物理的貢獻還有許多，比方：質能轉換方程式，光子，「零點能」，重力波，「愛因斯坦玻色子凝聚現象」，波粒二象性…等等。
愛因斯坦不能不算是一位尖頂的科學家了，然而他相信「那神聖者藉著物質世界顯示祂自己」。他又說：「我不是一個無神論者…我們像是一個小孩子，進到一個很大的圖書館裡，其中裝滿了許多各種各樣、不同語文的書籍。這孩子知道這些書都一定是有人寫的，但是他卻不知道怎麼寫成的。這孩子也猜想到這些書籍是按著某種神秘的規矩存放的，但是他卻不知道那規矩是什麼。對我而言，就算是最有知識的人，這也該是他對上帝的態度。」
愛因斯坦與牛頓都說自己在浩瀚無垠的宇宙前面只不過是個孩子一般，許多現代的科學家就缺乏這種自知之明的謙卑了，以為自己既然是舉世知名的人物，就沒有什麼不知道似的。上帝，祂是誰，我不認識！愛因斯坦雖然不是一位基督徒，但是他說自己不是無神論者，他說：「宇宙中有一種和諧，這是我有限的頭腦可以揣摩的，但是有人說沒有上帝，最讓我生氣的就是他們引用我的話，來支持他們自己這種看法。」
顯然「無神論」不是運用理性必然的產物。