第3章 定律规则 (2)
　　然而，亚里士多德不把测量和计算中的问题认为是发展能够产生定量预言的物理的阻碍，毋宁说，他认为它们没有必要进行。亚里士多德反而基于在智慧上投其所好的原则上建立起他的物理学。他隐匿不讨其喜欢的事实，并且把努力集中于事情发生之因，用相对少的精力去精确地详述所发生的。当亚里士多德的结论和观察的极显著差别不能被忽视时，他的确去调整结论。可是那些调整通常只是特别解释，只比把矛盾各方粘贴一起好一点。以那种方法，不管他的理论多少严重地偏离实际，他总是能改变之恰好似乎足以摆脱其冲突。例如，他的运动论指明重物以和它们重量成正比的常速度下落。为了解释物体在下落时很清楚地增加速率，他发明了新的原理——当物体靠近其静止的自然地方时，它更喜悦地前进，也就是加速。今天以这个原理似乎用来描述某些人比描述无生命的物体更合适。尽管亚里士多德理论通常只有很小预言价值，他的科学方法支配了西方思想界几乎两千年之久。
　　希腊基督教继承者拒绝宇宙由中性的自然定律制约的观念。他们还拒绝人类在宇宙中不占有优势地位的观念。尽管中世纪并没有一个连贯的哲学体系，但基调是宇宙只是上帝的玩具小屋，而宗教是远比自然现象更有价值的研究对象。按照教皇约翰二十一世指示，巴黎主教滕皮尔居然发表了应当予以谴责的219项错误或异端的清单。自然遵循定律的思想是其中一项，因为那与上帝的万能相冲突。有趣的是，数月后，教皇约翰的宫殿屋顶坠落将其砸死，这正是由于引力定律的效应。
　　十七世纪出现了自然定律的现代概念。开普勒似乎是第一个在现代科学意义上理解这个术语的科学家，尽管正如我们说过的，他仍保留有物理对象的泛灵观点。伽利略(1564—1642)在其大多数著作中不用“定律”这个术语(尽管出现在那些著作的译本之中)。然而不管他是否用了这个词，他的确发现了大量定律，并且提出观测是科学的基础和科学的目标是研究存在于物理现象之间的定量关系的两个重要原则。而第一位明确并严格地表述如我们理解的自然定律概念的是勒内笛卡尔(1596—1650)。

　　笛卡尔相信，所有物理现象都必须按照运动物体碰撞来解释，物体由三个定律——牛顿著名的运动定律的前身——来制约。他断言那些定律在所有地方和所有时间都有效，并且明确说明服从那些定律并不意味着这些运动物体具有精神。笛卡尔还理解我们今天称作“初始条件”的重要性。那是描述在不管哪个我们想作预言的时间间隔的开端的一个系统的状态。在给定一族初始条件下，自然定律确定一个系统如何在时间中演化，然而若无特定的初始条件，演化就不能被指定。例如，如果在零时间正上空的鸽子释放某物，那个落体的路径就由牛顿定理所决定。但是在零时间，鸽子是静坐在电线上还是以每小时20英里速度飞行，其结果将非常不同。为了应用物理定律，人们必须知道系统是如何出发，或者至少在一确定时刻的状态。(人们还可以利用定律在时间中将系统向过去演化。)
　　随着重新相信存在自然定律，人们试图将那些定律和上帝的概念相调和。按照笛卡尔的观点，上帝可随心所欲地改变道德原则或者数学定理的对错，但不能改变自然。他相信，上帝颁布自然定律，但不能选择这些定律，因为我们所经验的定律是仅有可能的定律，他才挑出这些。这似乎有损上帝的权威，但笛卡尔又论证说因为定律是上帝自身本性的反映，所以是不能改变的，由此来躲避触犯上帝。如果这是真的，人们也许会认为，上帝仍然具有创生种种不同世界的选择，每一种对应一族不同的初始条件，但是笛卡尔又否认这个。他论断道，不管在宇宙开端如何安排物质，随着时间推移，它就会演化成和我们一样的世界。此外，笛卡尔感到上帝一旦让世界启动，他就再也不管它了。

　　艾萨克牛顿(1643—1727)采用类似的观点(有些除外)。正是牛顿使其三大运动和引力的科学定律的现代概念被广泛接受。这些定律解释了地球，月亮和行星的轨道以及诸如潮汐现象。他创造的若干方程以及其后我们由此而推出的精巧的数学框架，今天仍被讲授。只要建筑师设计大楼，工程师设计轿车或物理学家计算如何把登陆火星的火箭瞄准时，都要使用这些。正如诗人亚历山大波普说的：
　　自然与自然的法则在黑夜里隐藏：
　　神说，牛顿来吧!万物遂显现于光。
　　今天大多数科学家会说，自然定律是一种基于观察到的规律以及为超过它所基于的直接情形提供预言的规则。例如，我们也许注意到，在我们生命的每天早晨，太阳都从东方升起，并提出“太阳总是从东方升起”的定律。这是一个推广，它超出我们对太阳升起的有限观测，并做出将来的可检测的预言。另一方面，诸如“这个办公室中的电脑是黑色的”陈述句，因为它只与办公室内电脑有关，也并未做出诸如“如果我的办公室买了一台新电脑，它必是黑的”的预言，所以它不是一条自然定律。

　　我们现在对术语“自然定律”的理解是哲学家长期争论的议题，它是一个比人们初想起来更微妙的问题。例如，哲学家约翰w卡罗尔把“所有金球的直径小于一英里”的陈述和诸如“所有铀—235球直径小于一英里”的陈述进行比较。从我们对世界的观察得知，没有金球可比一英里更大，并且我们相当自信永不可能。尽管如此，我们没理由相信，不可能有这样的金球，所以该陈述不算是一条定律。另一方面，因为根据我们有关核物理的知识，一旦铀—235球长到大约超过6英寸，它就会在一次核爆中自毁。因此我们确定，这样的球不存在(尝试去制造一个也不是个好主意！)。所以，“所有核—235球的直径小于一英里”的陈述可被认为一条自然定律。因为这阐明了并非所有推广我们的观察都可被认为是自然定律，而且大多数自然定律作为更大的相互连结的定律系统的部分而存在，所以这种区分关系重大。
　　自然定律在现代科学中通常用数学来表述。它们既可以是精确的，也可以是近似的，但是它们必须毫无例外地被观察——如果不是普适的话，至少在约定的一族条件下必须如此。例如，我们现在知道如果物体以接近光速的速度运动，牛顿定律必须被修正。然而我们仍然认为牛顿定律是定律，因为对于日常世界的条件，即我们遭遇到的速度远低于光速时，至少在非常好的近似下，它们成立。
　　如果自然由定律制约，就产生了三个问题：
　　1.定律的起源是什么？
　　2.定律存在任何例外，即奇迹吗？
　　3.是否可能只存在一族定律？