從萬有引力定理說起
“自古以來，當人們凝望星空時，天空中壯觀耀眼的現象便吸引了她們的注意，智慧的腦子開始探求恒星運動的奧秘。到了17世紀，牛頓以他偉大的工作把天空中的現象與地面上的現象統一上去，成功地解釋了天體運行的規律。時至今日，數千顆人造衛星正根據這個科學定理為它們‘設定’的軌道繞月球運轉著。牛頓發覺的這個科學定理取得了這么輝煌的成就，以至于‘阿波羅’8號從地球返航的途中，當地面控制中心問及‘是誰在駕駛’的時侯，指令長是這樣回答：‘我想現今是牛頓在駕駛’。”
其中的這個科學定理就是對人類智慧影響至為深遠，在天體運動中起著決定性作用的萬有引力定理（Lawof）。它的發覺使牛頓的精典熱學邁向了巔峰。萬有引力定理清楚地向人們闡明了復雜運動的背后面隱藏著簡約的科學規律，它把地面上蘋果落地和天空中日月星辰的運轉現象統一了上去。它在人類開拓太空的過程中起著舉足輕重的作用，海王星的發覺，哈雷彗星的周期性回歸，人類登上月球和空間偵測器探求外星等，萬有引力理論都是這種天文學和空間技術的基礎。這是人類第一次闡明了自然界中一種基本互相作用的規律。萬有引力的發覺，在文化發展史上也有重要的意義。在牛頓時代曾經，人們覺得天體的運動隱藏著不可認識的規律，而牛頓的出眾工作使人們構建了信心：人類有能力理解天地間的各類事物。這些信心解放了人們的思想，在科學文化的發展上起到了積極的促進作用。
萬有引力定理發表在牛頓的傳世之作《自然哲學的物理原理》（）一書中，這本書被美國天文學家、數學家拉普拉斯（-Simonde，1749～1827）譽為一座永垂不朽的深沉智慧的記念碑，給與了人類智慧以光榮。作為自然科學的分支———物理學（），是研究物質結構、物質互相作用和運動規律的，以實驗為基礎的自然科學，起始于伽利略（，1564～1642）和牛頓的年代。而《自然哲學的物理原理》一書的發表，標志著精典熱學以及精典化學的誕生。精典數學的三大支柱為牛頓熱學、麥克斯韋電磁場理論以及力學（）。精典熱學早已在人類的歷史上取得了輝煌的成就：從單車的運動到天體的運轉，從攔河的水壩再到滾動的籃球，等等。牛頓的精典熱學體系能成功地解釋物體的機械運動和借助這種自然法則，使我們認識到了這個世界所隱藏的規律。18世紀中葉，蒸氣機的改進和廣泛應用得益于電學的研究。蒸氣機的廣泛使用，促使了手工生產向機械化大生產的轉變牛頓定律萬有引力概念，并使路上和海上大規模的長途運輸成為可能。力學促使人類合理的認識并借助各類資源。17、18世紀，牛頓熱學和力學理論的發展，標志著化學學發展上的第一次突破，促進了第一次工業革命。
到了19世紀，數學學有了第二次突破。法拉第（，1791～1867）的電磁感應定理使人們步入電汽化的時代，開辟了一個巨大的工程領域，使人類社會步入應用電能的時代。這就是第二次工業革命。而麥克斯韋（JamesClerk，1831～1879）電磁理論的構建闡明了光、電、磁現象的本質的統一性，完成了數學學的一次大綜合，并預言了電磁波的存在。他的成果，奠定了現代的電力工業、電子工業和無線電工業的基礎。
但是隨著人類文明的往前發展，人類對化學學的認識已不限于此，因而近代化學誕生了。數學學早已發展成為了有諸多分支，令人們敬愛和喜愛的學科。所以，當前數學學已有了兩個大的部份：精典數學學和近代數學學。近代數學學是以普朗克（Max,1858～1947）提出的量子論發展上去的量子熱學（）和愛因斯坦（，1679～1955）的相對論（）為支柱。數學學以由原先的宏觀到微觀、低速到高速、弱引力到了強引力的研究。為此牛頓定律萬有引力概念，精典數學學與近代數學學存在著包含關系，即近代數學學包含了精典數學學，精典數學學可以覺得是在近代數學學下的一種特殊情況。新的理論并沒有否定舊的理論，只不過明晰了原有理論是適用范圍。不過量子力學和相對論是屬于哪一種試用范圍愈加廣泛的理論，目前還不曉得，愛因斯坦晚年也因此作了很大的努力。
量子熱學是研究微觀粒子的運動規律的數學學分支學科，它主要研究原子、分子、凝聚態物質，以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論。它為我們揭露了微觀粒子的內部作用秘密，半導體由此而生，就有了集成電路。因而現今的許多高科技產品，如MP3、手機、筆記本筆記本等，都是以量子熱學作為基礎，因而衍生出現代的高科技技術，致使我們的生活日新月異。為此，許多高科技產業都離不開量子熱學的理論支撐，可以說，沒有量子熱學就沒有現代技術，也就沒有現代化的生活。
而愛因斯坦的相對論則向我們展示了一種全新的時空觀，它沖擊了牛頓的精典時空觀。他先后提出了狹義相對論和廣義相對論。它向我們介紹了當我們的速率變為光速時，我們周圍所要變化的一切。狹義相對論把質量與能量，時間與空間,物質與運動統一了上去，這是數學學上的一場真正的革命。由狹義相對論導入的質能多項式E=mc^2被譽為改變世界的方程式，它表明了質量與能量的關系，也闡明了原子核淳厚藏巨大能量的秘密，于是人類制造出了原子彈（）這一殺傷力強悍的裝備。而廣義相對論（）強調所有非慣性系和有引力場存在的慣性系對于描述化學現象都是等價的，把理論推廣到了通常情況。為此，狹義相對論和牛頓的萬有引力定理成了它的一種特殊情況下的理論，也開始了人類對引力本質的探求。廣義相對論引起了一門新學科的誕生，那就是現代宇宙學（）。現代宇宙學是天文學（）和化學學的分支學科，它從整體的角度研究宇宙的結構、運動和演變。愛因斯坦按照他的場多項式提出了自己的宇宙模型，然后，其他科學家陸續提出了好多其他的宇宙學理論。從宇宙膨脹論到大爆燃宇宙論（BigBang），從等級式宇宙論到物質反物質宇宙論，人類開始了宇宙學的激烈爭辯。為此，研究宇宙的整體結構，從愛因斯坦創建廣義相對論開始，就有了強有力的理論做指導。廣義相對論使人類的文明邁上了一個嶄新的臺階，愛因斯坦也成為了繼牛頓然后最偉大的數學學家。
相對論和量子熱學的構建標志著化學學的第三次突破，人們漸漸認識高速運動物體和微觀粒子服從的運動規律，并促進了基本粒子的研究。近代數學以雷霆萬鈞之勢將世界帶入高科技時代，推動了半導體（）、核磁共振（，NMR）、激光等新興技術的發明和發展，許多邊沿學科發展上去了，現代科學技術正經歷一場更偉大的革命。人類步入了原子能、電子計算機、自動化、半導體、激光、空間科學等新技術的時代。
而當前數學學的任務是用一個終極理論（Theof）將數學學統一上去。在數學學中，終極理論又稱萬有理論，是20世紀60年代之后，量子論化學學家們提出的一個標準模型理論。化學學家們將要把引力（）、電磁力（Force）、強互相作用（）與弱互相作用（Weak）用單獨一項物理定理來描述。目前，理論化學學家已基本把其中三種基本互相作用統一上去了，化學學家仍然在做著把引力像其他三種力那樣也統一到一起的努力。假如這樣的工作完成了，構建上去的大統一理論，就是一種才能解釋宇宙全部現象的終極理論。這也如同麥克斯韋電磁場理論才能解釋一切電磁現象一樣，將是所有自然界的基本定理的集大成者。
時間還在往前，社會還在發展，歷史還在演化，我們相信人類的好奇心絕不滿足已有的知識，就會繼續探求著大自然的奧秘。愛因斯坦曾說過：“一個人最完美、強烈的情感來自面對不解之謎。”科學與我們的生活息息相關，正不斷地改變著我們身邊的一切，我們深信隨著數學學等基礎學科不斷地往前的發展，我們的月球文明會顯得越來越高度發達，越來越多的迷將會被解開，我們的生活將會顯得愈發便捷，我們對整個宇宙的認識也將會達到一個更高的高度。其實，古希臘的金字塔真的是地外文明的遺跡；其實，我們也像《楚門的世界》（Show）中的楚門一樣，不知覺地生活在他人（其實是更高維是生物）設計好的世界中，被她們看著，而我們一點未發現，其實……是的，總有三天，這一切將會出爐，總有三天，我們將會曉得，正如知名理論化學學家霍金（，1942～）所說的：“我們的宇宙從那里來，到那里去？宇宙的外邊是哪些？時間的本質又是哪些？這類誰也未能肯定回答的問題，將會顯得像月球圍繞太陽轉那樣簡單。”
“自然界的秘密不是這些科學大師們獨享的事物，而是緊密濡濕在人類的歷史與未來，政治與宗教，命運與夢想之中。”
2009年6月6日
參考文獻：
1.張維善等：《普通中學課程標準實驗教科書——物理》；南京：人民教育出版社，2008
2.趙凱華：《新概念數學教程——量子熱學》；上海：高等教育出版社，2008
3.［英］史蒂芬·威廉·霍金著，許明賢、吳忠超譯：《時間史話》；重慶：山東科學技術出版社，1996
