笛卡儿涡流理论

笛卡儿（1596—1650）下一个重要的步骤——尽管退化但也重要，由哲学家笛卡儿迈出，他在前文中以解析几何的奠基人出现。他出生在靠近图尔斯的一个富裕家庭中，并在拉弗莱什的耶稣会学校就读，展现了非常的数学才能，并继而跟随巴黎著名数学家梅森学习数学两年。在奥伦治亲王莫里斯的军队服役短暂时间后，他25岁时随军团退役，将一生中剩余的时间投入数学和哲学（当他随军队驻扎在布雷达时，偶然在街上看到一个荷兰语的牌子，他让人给他翻译成法语，知道其中包含了一道数学题，作者向全世界的数学家挑战解法。这位路人名叫比克曼，是多特学院的院长。他说，如果笛卡儿愿意作答，他将提供翻译。笛卡儿在几个小时内得出答案，据说这次数学能力的显现让他获得信心重回早期曾致力的数学领域）。

在旅行了一段时间后，他在荷兰定居下来，用了5年的时间创作他的书《世界》，希望对科学给出完整的概括，并提出自然科学的完整理论。他还是一个年轻人，但却不再谦虚。当这部书在1633年接近尾声的时候，他听说了对伽利略的谴责。他解释说，尽管他在伽利略的学说中没有看到任何在他看来可以算作对宗教和国家的偏见的成分，但却感到非常需要一些自己的学说，并决定搁置出版自己的书。事实上，其他人在1644年替他发表了那本仍然没有完成的书，那时他已离世14年。他在《方法论》（1637年）中简单地介绍了自己的结论，并在《哲学原则》中对自己的观点做了全面的阐述。

这些结论是无价之宝，但笛卡儿的理论之所以受到关注，是因为它第一次试图用纯粹力学的方式解释宇宙。这是一个哲学家而非科学家的理论，基于一般原则、思考和猜测，而不是基于实验。例如，他谴责伽利略的实验说：“伽利略关于空间内落体的哲学都是没有根据的，他应该首先确定重量的本质。”

他遵从了伽利略将物质分为两类的提法，称之为主要和次要。次要类包括硬或软、甜或酸等，都需要感知（笛卡儿这样认为），第一类则自主存在，无论被感知与否。笛卡儿说，只有两种主要品质——在空间中扩展和运动，因而除了下述没有其他客观的重要的东西：“给我扩展和运动，我将建造世界。”

他继续讨论说，由于扩展是物质的基本性质，没有物质的扩展是不可想象的——对于一个声称不接受任何不能确实建立的事物的哲学家来说，这是个奇怪的讨论（平行的讨论是，如同运动是一个火车头的基本性质一样，那么没有火车头的运动是不可想象的）。这样，所有空间必须被某种物质所占据，“绝对没有任何事物的真空或空间与推理是相悖的。”他因而想象说，所有空间的任何部分，如果没有被我们经验所知的固体物质所占据，那么必然被其他的某种“主要”物质所占据，并由我们所不能感知的微粒组成。

当鱼在海中游泳时，将水的粒子从前方推开，而其他的粒子会从后面拥上，补充进鱼所空出的空隙，因而水以闭流的形式不断转圈运动，“所有的自然运动都是某种程度的圆周运动。”同样，笛卡儿认为，当一般的粗糙物质在粒子海中破浪前进时，必然出现闭环流，因而可以被描绘为系列涡卷。

在这个基础上，笛卡儿建立了他的著名涡流理论。涡流就是粒子海中的漩涡，一般材料的物品就像浮软木一样，揭示出水流如何在漩涡中流动，最精细的粒子，如同粗糙物质的磨屑和锉屑一样，被拉向涡流的中心。行星就是太阳漩涡所捕捉到的软木并围绕中心旋转，而一片落叶是一个小的软木，被拉向地球涡流的中心。在后来的论述中，曾提出在大的涡流的中心有很多激荡，所以物体变得发亮，这解释了太阳和行星闪耀的原因。

这个体系激起了风靡的时尚，超出了其科学价值的效应，这当然部分是因为它所描述的容易看到并易于理解。但它没有试图解释量化的法则，如同开普勒的运动定律，并且在别人应用时没有显现出可以经受得住这种测试的能力——如牛顿的结论性的演示。但是，笛卡儿的理论却形成了自己的范围，而且也确实是科学所能给出的最好的，直至出现我们即将讨论的前所未有、更加优秀的万有引力定律。