1.2 机械论与机械力学
物理学并非致力于解释自然。事实上，物理学的巨大成功源于其有限的目标，即揭示物体行为的规律。抛开上面那个宏大的目标，划定一个具体的范围来解释现象，这显然是我们现在必须要做的。实际上，指定可解释的范围，这也许是物理学至今最了不起的发现。
物理学致力于揭示现象中的规律，这被称为自然定律。这个名称很恰当。法律只规定了特定情况下的行为，而没有试图规定所有的行为。同样，对于感兴趣的对象，物理定律也只确定它们在某些明确定义的条件下的行为，对其他情况则未予确定。
——尤金·P．维格纳（Eugene P. Wigner）
要从一般系统的角度理解科学，我们应该审视物理学，特别是机械力学，因为其他科学常常将这些科学作为标准。关于世界的力学典范之美，Karl Deutsch表述得非常好：
……（机械论）意味着整体完全等于部分之和，反之亦然；不管部分进行多少次分解组合，也不管按照什么样的顺序进行分解组合，整体的行为始终不变。这意味着各个部分不会给彼此带来巨大的改变，也不会因其自身的历史而发生巨大的变化。任何部分在适当的时间到达适当的位置后，就会留在那里，继续完成它完全而唯一确定的行为。
这种描述略有不当，因为力学系统一般由几个不同的部分组成，通常是2个，有时是10个，在高度约束的情况下或许多达30个或40个，如桥梁的部件。如果部件太多，物理学家也许能写出描述不同部件行为的方程，但却不能求解，即便采用近似方法也不行。不错，高速计算机的出现拓展了力学系统近似求解的范围，但进步不大。
既然正式的力学方法有如此的局限性，为什么它被视为所有科学的典范？要得到答案，我们必须忽略正式的方法，转而去考虑非正式的方法。人们总是通过非正式的方法简化复杂力学系统，然后才开始应用正式的方法。
以牛顿对太阳系中物体运动的解释为例，Rapoport在谈到这个问题时指出：
力学方法取得了成功，这是因为太阳系……有几个运动的物体，构成了一种特殊的、可追踪的情况。
虽然Rapoport的分析没错，但它没有触及牛顿之成功中最核心的部分。首先，太阳系不是由“几个运动的物体”构成的，我们现在知道太阳系有成千上万个天体以及其他没有成形的物质（参见图1-1）。可是，所有关于行星运动的分析，从一开始就忽略了其中大部分天体。人们认为它们“太小”，不足以影响计算结果（参见图1-2）。这种做法似乎很自然，以至于很多书本对此都没有提及，但实际上，只有在很特殊的情况下才能这样做。所有其他情况的系统，都被认为不适用力学原理。
图1-1（太阳系）存在成千上万个天体
图1-2 行星运动分析始于忽略大部分天体
例如，请考虑大脑中的一个微小组织：松果体。在试图理解人体的行为时，生理学家能忽略它的作用吗？也许可以，也许不行。不论哪种情况，没有生理学家会认为，因为松果体的质量比大脑的质量小很多，所以可以忽略它。活细胞中的DNA只占细胞质量的很小一部分，但是如果忽略了它，就不能理解细胞生物学了。蜂王只是在蜂箱中生活的几千只蜜蜂之一，其质量也只占其中的很小一部分，但任何动物行为学家都不敢忽略它。
所以，力学研究的系统，是力学近似能够成功应用的系统。只考虑各部分之间的万有引力是无法理解人体的，这只是经验性证据问题，不是理论问题。