笛卡兒的漩渦宇宙

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

奠定解析幾何與西方現代哲學的笛卡兒René Descartes, 1596-1650)在
1633年出版了他的力作 The World,試圖建構出知識的系統性理論。這套知識系統從人類的感官到物質的組成無所不包,當然也涵蓋了太陽、行
星、彗星等各類天體的形成與運動。笛卡兒後來花了許多心力發展他的宇
宙觀,終於在1644年出版了《哲學原理》,企圖取代亞里斯多德的宇宙觀

笛卡兒認為宇宙中充滿了沒有質量且無窮小的物質,而行星就在其間運動
。行星前進時,沒有質量的微小物質會湧入行星所遺留下的空間,形成漩
渦。漩渦不停地打轉,因此行星也循著圓周而運動。換句話說,笛卡兒的
宇宙如同《哲學原理》中的插圖所描繪的,是個充滿了漩渦的宇宙。

笛卡兒的宇宙觀在當時得到許多人的支持,十分地有影響力,直到牛頓在
自然哲學的數學原理第二冊中,以有力的論證對其揮出致命的一拳之
後,才慢慢地被世人遺忘。

然而,到了十九世紀中葉,笛卡兒的漩渦宇宙死而復生。先是德國醫師兼
物理學家亥姆霍茲Hermann von Helmholtz, 1821-1894)證明了在沒有摩
擦力的流體中,「漩渦環」(vortex ring,例:煙圈)的不滅定律;接著
英國物理學家克爾文爵士Lord Kelvin, 1824-1907)主張這個不滅定律意
味著:如果宇宙充滿了無摩擦力的流體,那麼其中的漩渦環就會如同原子
般地恆久堅固
。於是許多物理學家熱情地擁抱這個vortex atom理論,將原
子與漩渦環畫上等號,而分子就是扭結在一起的漩渦環。

後來的科學發展證明了宇宙中並沒有什麼無摩擦力的流體充斥其間,笛卡
兒的漩渦宇宙也就再度被世人所遺忘。有趣的是,近年來這個命運多舛的
漩渦宇宙再次重獲新生。明天,九月二十四日(週四),中午十二點十分
在物理學系(理學大樓)六樓601會議室
,台大機械工程學系的丁上杰博士將要告訴我們,他如何運用最尖端的科技來研究笛卡兒的漩渦宇宙。

(本文感謝林怡君小姐協助撰寫)