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“宇宙中几乎什么都没有”，这是什么意思呢？这句话导致的一个后果就是，从大约400年前开始，我们就试图在天空中进行观测来验证前人学说的正确性。也是直到约400年前，我们才能够在新的世界观，即日心说的框架下使用数学规则和公式来预测天体接下来的运动及其对地球的影响，比如日食和月食。根据地心说的观点，如果月亮和太阳都绕地球转动，那月亮也有可能在经过地球和太阳之间时完全遮挡住太阳，使我们只能看到太阳发出强光的外层，即日冕。但是，其他一些由于天体运动而产生的现象，比如火星逆行，却无法利用地心说来解释。火星逆行曾经是个谜——到底是什么导致一颗行星绕地球旋转时突然改变方向呢？支持地心说的人为此大伤脑筋，于是提出了本轮均轮说，认为天体沿着一个小圆转动，这个小圆又沿着一个大圆转动，等等。这个学说非常复杂，但是中世纪的学术权威们还是将其“生吞”了下去，毕竟它源自伟大的数学家、天文学家和地理学家克劳迪乌斯·托勒密。托勒密早在130年就用数字和公式论证了哲学家亚里士多德提出的地心说。在他提出的模型中，行星的运动完全不受摩擦力影响。在没有摩擦力的情况下，所有的行星和恒星都能自由移动，并且每种运动的细节都可被预先计算出来。对托勒密来说，头顶的天空就是宇宙，它空旷、干净，没有任何瑕疵或污点。
大约400年前，大家终于受够了这些大圆小圆的假说以及那些为了“拯救”大哲学家的地心说而耍的数学手段，托马斯·阿奎那于1260年左右还将亚里士多德誉为“对天主教神学来说最重要的哲学家”。自16世纪开始，几位拥有超凡智慧的人就能对天体运动进行精确计算，甚至能够做出精准预测。尼古劳斯·哥白尼、第谷·布拉赫、约翰内斯·开普勒和伽利略·伽利莱伊通过肉眼或使用望远镜观测天空，得出了精确的计算结果，甚至进行了天体物理学上最初的那些实验。艾萨克·牛顿在逻辑、数理上参悟闪现的那个瞬间，是物理学的一个高光时刻。他不仅提出了描述引力的第一个自然定律，而且还初步提出每个人在物理课上都会学的三大定律：第一定律，一个物体没有受到外力作用时总是保持静止状态或匀速直线运动状态；第二定律，施加于物体的外力等于此物体的质量与加速度的乘积；第三定律，作用力和反作用力总是大小相等，方向相反。牛顿运动定律构成了经典力学的基础，有了它们，我们可以更好地理解天体运动并对其加以预测。这些历史背景我在这里只是提一下而已，以便引出下面要讲的内容。
我们可以预测天体的运动，这件事对人与社会有什么意义呢？想想看，这是多么厉害的本事呀！即使对古老的文明来说，那些可以预测天象的人也享有很高的声誉，因为人们认为他们显然比其他人知道的要多一些。于是在近代伊始，一个小群体登上了历史舞台，因为这些人能够精确地预测天空中即将发生的事件。在中世纪以及近代早期，天空仍然被人们当作世界的外壳。哥白尼出现之前，人们对天空的态度普遍是这样的：我们人类住在天空下，可它居然没有落下来砸到我们头上，我们也该知足了——引自一位著名的高卢人。
那时人们认为，如果一个人可以测算天上的事情，那他肯定可以测算所有事情。从这个角度来说，这个人就太强大了。所谓测算，就是用数字和公式来控制某些事物。信任当然好，控制则更好，控制就意味着权力。那么按照这个说法，近代的天体力学家从智力上来说是当时最强大的人。因此，所有人都害怕他们，以至于他们中的一些人甚至被烧死或软禁，因为他们的测算结果就是对现有权力结构的挑战。
在16、17世纪那些伟大的思想家、数学家和天文学家出现之前，人们的世界观与如今的大不相同。那时，只有一人能掌管天上的事，即上帝。现在突然出现了所谓的自然哲学家（当时还没有出现“科学家”这个名称），还声称通过测算就能拥有对自然的控制权，人类不必依赖自然的慷慨，正相反，人类可以依据新的知识和测算方法来改变自然，使自然满足我们的要求。这在当时看来是一个非常疯狂的承诺，但是它在接下来的三四个世纪里成为西方世界加速发展的秘诀。当然，这不过是一种西方叙事手法而已。叙事是对一种文明的大脉络的讲述，比如希腊人对特洛伊战争的叙述和在《奥德赛》中对英雄事迹的叙述。《奥德赛》体现了西方较晚时期才开始萌发的一种思想，即人类要将自己从众神或上帝那里解放出来，主人公奥德修斯狡猾、机灵，他甚至敢跟神叫板——虽然是在其他神的帮助下。他是人类历史上敢于蔑视自然及其力量的代表形象之一，这类人曾经自信地声称：等等，我也在这里，我也有权在这里，并且我也有权利用我的认知能力将这个世界改造成我想要的样子。
在这之后的好几个世纪，在一段相对较短的时间内接连出现了一些聪明的人，他们思考着同一个问题：天空中发生的一切到底是怎么回事？他们形成了新的世界观，不再相信来自感官的印象，而是运用逻辑学、数学和物理学原理，即思考得到的成果来解释天空中的现象，地心说也因此而崩溃。哥白尼的日心说，即认为地球只是绕太阳公转的众多行星之一的学说，并不是对人类犯下的罪，而是对人类的号召：人类，你不是只能依靠感官的动物！人类，你拥有智慧和理智，请用你的脑子来解释世界！
历史上，启蒙运动与天体力学的发展是直接相关的。而天体力学之所以能成立，是因为宇宙这片物理学的天空非常空旷，所以天体的运动就像托勒密所假定的那样不受摩擦力的阻碍，因此只需运用简单的力学知识就可以对天体运动进行解释。自然过程是可测算的，这一观念在接下来的几个世纪中被奉为圭臬，而这个观念的提出完全源自天体力学的胜利。作为思想文化运动的启蒙运动也是基于这种所谓的可测算性。自然是一台人类可以通过自己的思想、理智和理性来操控的机器——这是天体物理学在思想史上留下的贡献。因为相信能够测算天空的人就能测算一切，人们开始信仰知识就是力量，然而随之而来的是对自然物质循环的可控性和可驾驭性的巨大误解。如今，所有的生态危机是我们这种误解所导致的恶果，因为地球上自然的运转并不像行星的运动那样简单和机械。我们现在看到了将宇宙中的一切过度投射到地球上会产生什么样的后果。启蒙运动的代表人物在17、18世纪时将宇宙想象为一种极为机械化的、类似于机器的东西，在这台机器里，地球以及其他行星一起绕太阳公转，同时月球在地球附近绕地球转动。这样一来，月食和日食就可以被准确预测而不再被认为是威胁。没人会在日食来临时再说：“天哪，天空会不会砸到我们头上？”不会的，太阳会重新出现，我们甚至可以准确预测出太阳会于何时重新出现。1705年，天文学家埃德蒙·哈雷宣布：“这颗彗星会再来的。虽然我不知道我是否可以在有生之年再看到它，但我保证它会再来。”那颗彗星后来真的又来过。
这证明了宇宙的稳定性。宇宙稳定性的证据就是它的叙事方式，就是现代技术的神话。我们今天致力于发展科技是因为我们相信，我们可以非常精确地计算和预测世界上的一切，并且基于自然过程的这种稳定性，我们可以制造出一遍又一遍地重复做同一件事的机器。例如，在自然界中被我们看作周期性重复的天文现象，它们的规律性现在就被节奏精准、重复转动的钟表指针所代替。
不过，这个例子容易引起误解，因为据我们所知，几乎所有的自然过程都具有周期性，但是有一定的波动，并且同一件事再次出现时也会有一些细微的不同。然而，我们人类希望能在最大限度上拥有控制权，这也许是出于生物对自然本能的恐惧。我们不仅希望能了解过去，更希望能尽可能地了解未来。我们更喜欢确切的东西、没有变化的东西、不具有变异性的东西。我们只喜欢能一遍又一遍精确重复的东西，比如汽车。我们之所以喜欢汽车，是因为汽车在以某一速度行驶时，汽车曲轴每分钟旋转3 000圈，那么10分钟的车程，曲轴就能精确地重复旋转30 000圈，无论是下雨还是下雪，无论是晚上还是白天。19世纪初，这种叙事方式最终在法国物理学家、天文学家、数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯那里得到充分表达，他说：“告诉我这个宇宙中所有组成成分的位置和速度，我就能重建整个过去，也能预测整个未来。”这是彻头彻尾的决定论，主张牛顿力学定律决定宇宙中的一切。然而，牛顿力学定律并不是宇宙中唯一的法则。
说了那么多，我其实只想说明一件事，那就是：物理学中关于宇宙的知识对我们和我们的日常生活都有影响。不信的话，想想我们今天使用的技术，比如通信技术的精度和速度。我们现代生活中的很多日常设备都是科学知识被应用于发明创造的明证。但是今天，我们也必须认识到，世界上的一切都可被精确地计算、预测从而被掌控的想法是完全错误的。如果我们能认识到这一点，就表明也许宇宙将带领我们走上正确的道路。
天文学家一次又一次地被问到，研究头顶上方的那个世界到底给普通人带来了什么好处。我希望我到目前为止的论述已经能够表明，那些关于天文学定律的、看起来毫无用处的知识有着怎样的意义和力量。一方面，它们奠定了人类科学世界观的基础；另一方面，近几个世纪以来，所有科学技术的发展都基于第一批天体物理学大师所掌握的知识。宇宙是我们伟大的老师！这个宇宙与我们有什么关系？宇宙是自然法的最高法院，这里的裁决是根据整个宇宙的基本法所做出的。