教育教學(xué)設(shè)計(jì)：科學(xué)是什么

1、科學(xué)是什么？晏成和科學(xué)，是當(dāng)今使用頻數(shù)最高的一個(gè)詞，這個(gè)詞如何解釋？中外大百科全書及各種字典、 詞典的詮釋可謂五花八門。話越說越長，給人的感覺卻越不清楚，難得要領(lǐng)。說科學(xué)是一種理論化的知識(shí)體系-宗教有很完善的知識(shí)體系，可又不是科學(xué)。說科學(xué)分 為自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)-可環(huán)保科學(xué)、心理科學(xué)歸屬應(yīng)如何界定？說科學(xué)是開展的永遠(yuǎn)試圖 否認(rèn)現(xiàn)有理論-今天的科學(xué)理論有沒有必要普及傳播？說科學(xué)精神之一是懷疑-要不要懷疑 明天早晨會(huì)天亮？可見科學(xué)既是知識(shí)、又不全是知識(shí)；科學(xué)既是自然的、又是社會(huì)的；科學(xué)既要堅(jiān)定繼承、 又要大膽懷疑；既要忠于守舊、又要樂于迎新，這一系列矛盾的詮釋如同罩人于五里霧 中。并且該忠于什么、

2、能懷疑什么，乃當(dāng)今科技前沿，更難一時(shí)半會(huì)說得清。那么，科學(xué)是什么，能否有簡單明了的解釋？為此，我們不妨從頭去看看科學(xué)的由來和進(jìn) 程?，F(xiàn)代科學(xué)是從哥白尼時(shí)代開始的，哥白尼發(fā)現(xiàn)了地球自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)的運(yùn)行規(guī)律，提出了日心 說，從運(yùn)動(dòng)規(guī)律入手，開現(xiàn)代科學(xué)之先河-現(xiàn)代科學(xué)是從探討運(yùn)動(dòng)規(guī)律開始。之后琳琳種種 的科學(xué)發(fā)現(xiàn)、科技進(jìn)展都與事物的運(yùn)動(dòng)息息相關(guān)?？萍嫉倪M(jìn)步向我們展示，世間萬事萬物大 到宇宙天體、滄海桑田，中到植物動(dòng)物、汽車飛機(jī)，小到分子原子、基本粒子都是在以一定 的規(guī)律運(yùn)動(dòng)著。在科學(xué)這個(gè)詞中常常隱指這些運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其運(yùn)用，凡符合運(yùn)動(dòng)客觀規(guī)律的 總是合理的、成功的、科學(xué)的；違背事物運(yùn)動(dòng)規(guī)律的總是荒唐的、失敗

3、的、反科學(xué)的。綜上述，我們可以定義：科學(xué)就是事物運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律。簡單、明確。什么是科學(xué)？ 事物運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律就是科學(xué)。關(guān)注科學(xué)就是關(guān)注事物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，研究科學(xué)就是研究事物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，反科學(xué)就是違 背運(yùn)動(dòng)規(guī)律，偽科學(xué)就是捏造運(yùn)動(dòng)規(guī)律。自然科學(xué)是自然界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，社會(huì)科學(xué)是人 類社會(huì)進(jìn)步開展的客觀規(guī)律。盡管人們的科學(xué)探索之路曲折漫長，但人類還是在一步一步地 接近事物運(yùn)動(dòng)的客觀實(shí)在。恰當(dāng)?shù)亩x將給人們正確的科學(xué)觀，我們才既不懷疑一切；又不盲目崇拜?？茖W(xué)將不 斷進(jìn)展，不斷接近事物運(yùn)動(dòng)的客觀實(shí)在。被事實(shí)證明的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和客觀實(shí)在是應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持和傳 播的；違背客觀實(shí)在、回避運(yùn)動(dòng)的“理論那么是必須揚(yáng)棄的。事物

4、之所以如此運(yùn)動(dòng)是在一定的客觀條件下形成的，事物之間是普遍聯(lián)系、相互影響的，所 以人們?cè)诳茖W(xué)探索和運(yùn)用中應(yīng)注重運(yùn)動(dòng)的客觀條件及各運(yùn)動(dòng)間的聯(lián)系和影響。諸多事物在相互聯(lián)系和影響中有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)著，構(gòu)成了我們這個(gè)絢麗多彩的世界。而科 學(xué)研究就是要在運(yùn)動(dòng)規(guī)律中解讀這個(gè)世界，注重探討事物運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科研往往是正確的、科 學(xué)的；回避事物的運(yùn)動(dòng)、忽視運(yùn)動(dòng)規(guī)律?quot;科研”，往往是偽科學(xué)；鼓吹測(cè)不準(zhǔn)而教唆學(xué)子 放棄探測(cè)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的是典型的反科學(xué)。今天，如果有人說：“古人云，天有不測(cè)之風(fēng)云，”而要關(guān)閉所有的氣象局、站。人們一定會(huì) 認(rèn)為這很愚昧、荒唐。八十年前有人云:“核外電子的運(yùn)動(dòng)是測(cè)不準(zhǔn)的J于是幾十年所有的科 研

5、都繞開了核外電子的運(yùn)動(dòng)，繞開了電子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，科學(xué)由此走進(jìn)了迷魂陣。今天，我們 的教科書還在宣揚(yáng)測(cè)不準(zhǔn)原理，老師教、學(xué)生學(xué)，八十年還不夠！還要貽誤科學(xué)到什么時(shí)候？ 所以在此提出：科學(xué)是事物運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，提請(qǐng)人們關(guān)注運(yùn)動(dòng)、關(guān)注事物運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律、 關(guān)注核外電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律科學(xué)是什么阿西莫夫強(qiáng)。有關(guān)科學(xué)家學(xué)術(shù)成果的出版物從來沒有像現(xiàn)在這么豐富過，但外行人也越來越看不懂。 這是阻礙科學(xué)進(jìn)步的一大障礙，因?yàn)榭茖W(xué)知識(shí)的基本進(jìn)展通常是來自各種不同專業(yè)知識(shí)的融 合。更嚴(yán)重的是，如今科學(xué)已越來越遠(yuǎn)離非科學(xué)家。在這種情況下，科學(xué)家被渲染成魔術(shù)師， 是眾人所懼怕而不是傾慕的對(duì)象?？茖W(xué)是不可理解的魔術(shù)，只有少數(shù)與眾

6、不同的人才能成為 科學(xué)家，這種錯(cuò)覺使許多年輕人對(duì)科學(xué)敬而遠(yuǎn)之。自從第二次世界大戰(zhàn)以來，我們發(fā)現(xiàn)越來越多的年輕人，甚至包括在校的大學(xué)生，對(duì)科 學(xué)產(chǎn)生了很大的敵意。我們的工業(yè)化社會(huì)建立在近200年以來科學(xué)發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，但我們的 社會(huì)卻越來越為它的成功所帶來的副作用而煩惱。進(jìn)步的醫(yī)療技術(shù)使人口劇增；化學(xué)工業(yè)和內(nèi)燃機(jī)在污染我們的水源和空氣；物質(zhì)和能源 不斷地消耗，使地球越來越枯竭。這些指控很容易歸咎到“科學(xué)”和“科學(xué)家”身上，因?yàn)?有些人不太了解，知識(shí)雖然造成問題，但不要知識(shí)并不能解決問題。但是現(xiàn)代科學(xué)不需耍對(duì)非科學(xué)家如此神秘，只要科學(xué)家擔(dān)負(fù)起交流的責(zé)任，把自己那一 行的東西盡可能簡單并盡可能多地加以

7、解釋，而非科學(xué)家也肯洗耳恭聽，那么兩者之間的鴻 溝或許可以就此消除。要能夠滿意地欣賞一門科學(xué)的進(jìn)展，并不需要對(duì)科學(xué)有完全了解。沒 有人認(rèn)為，要欣賞莎士比亞的戲劇，自己必須能夠?qū)懸徊總ゴ蟮淖髌?；要欣賞貝多芬的交響 曲，自己必須能夠作一部同樣的交響曲。同樣地，要欣賞或享受科學(xué)的成果，也不一定要具 備科學(xué)創(chuàng)造的能力。那么我們能做什么呢？處在現(xiàn)代社會(huì)的人，如果一點(diǎn)也不知道科學(xué)開展的情形，一定會(huì) 覺得不安，感到?jīng)]有能力判斷問題的性質(zhì)和提出解決的途徑。而且，對(duì)于宏偉的科學(xué)有初步 的了解，可以使人們獲得巨大的美的滿足，使年輕人受到鼓舞，實(shí)現(xiàn)求知的欲望，并對(duì)人類 智慧的潛力及所取得的成就有更深一層的理解。我之

8、所以寫這本書，就是想借此提供一個(gè)良好的開端。摘自阿西莫夫最新科學(xué)指南，江蘇人民出版社1999年在開始的時(shí)候幾乎就是好奇心。好奇心是一種強(qiáng)烈的求知欲，無機(jī)物是不會(huì)有的，而有些活的有機(jī)體也因?yàn)槿狈闷嫘?而顯得全無生氣。一棵樹無法以我們所能識(shí)別的方式對(duì)它的環(huán)境表示好奇；海綿或牡蠣也同樣不能。風(fēng)、 雨或海流帶給它們所需要的物質(zhì)，而它們也能夠從中獲取。假如遇到的是火、毒品、獵食動(dòng) 物或寄生物，它們也會(huì)安安靜靜地死去，就像活著的時(shí)候一樣無聲無息。早在生命誕生的初期，某些有機(jī)體就己開展出一種獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的能力。這對(duì)它們控制環(huán)境 具有重大意義。會(huì)動(dòng)的有機(jī)體已不再是消極地等待食物，而是主動(dòng)地去尋找食物。于是世界上

9、出現(xiàn)了冒險(xiǎn)與好奇心。一個(gè)有機(jī)體如果在尋找食物的競爭中猶豫不前，過度 保守，必然會(huì)慘遭挨餓的命運(yùn)。因此，在早期，為了求生存，必須加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的好奇心。以蠕動(dòng)方式尋找食物的單細(xì)胞草履蟲，不可能像人類那樣有自覺的意識(shí)和愿望，不過, 它具有一種動(dòng)力（即使只是“簡單”的物理一化學(xué)的動(dòng)力），使它好像是要在周圍的環(huán)境中 尋找食物或平安。這種由“好奇心”引起的動(dòng)作我們最容易識(shí)別，因?yàn)檫@種動(dòng)作是與人類生 命最為相近的那種生命所必不可少的。當(dāng)有機(jī)體變得越來越復(fù)雜時(shí)，它的感覺器官也更加多樣化，而且更為復(fù)雜、更為精細(xì), 有關(guān)外界環(huán)境的更多的信息被接收進(jìn)來。與此同時(shí)，它也開展出（是因是果我們無法分辨） 日趨復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)

10、，以儲(chǔ)存或轉(zhuǎn)譯由感覺器官所接收到的信息。求知欲有時(shí)候，接收、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)譯外界環(huán)境信息的能力超過了所必需。一個(gè)有機(jī)體吃得很飽而 又無所事事，眼前又沒有危險(xiǎn)，它又會(huì)怎樣呢？或許它會(huì)像牡蠣一樣陷入麻木的狀態(tài)。但是高等有機(jī)體仍有探測(cè)環(huán)境的強(qiáng)烈本能，我們 可以稱之為“閑暇的好奇心”，雖然我們對(duì)此可以不予理會(huì)，但是我們可以以此來判斷動(dòng)物 的智力。譬如，狗沒事干的時(shí)候，會(huì)到處聞來聞去，聽到人類不能聽到的聲音時(shí)，又會(huì)突然 豎起耳朵；而貓有空閑時(shí)，不是在舔自己，就是安靜地伸著懶腰睡大覺，由此我們可以判斷 狗比貓聰明。腦子越興旺就越有興趣探險(xiǎn)，閑暇的好奇心也就越旺盛。猴子以它的好奇心聞 名，它那忙碌的小腦瓜兒隨時(shí)隨

11、地不斷地在動(dòng)，在這一點(diǎn)上，以及在其他很多方面，人類可 說是超猴。人腦是迄今的宇宙中最精巧組織的一團(tuán)物質(zhì)，它接收、組織、儲(chǔ)存信息的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn) 超過生活的需要。據(jù)估計(jì)，在一生中一個(gè)人可以學(xué)到15X1012個(gè)信息。由于人腦的潛力如此巨大，所以人很容易被無聊所折磨。當(dāng)一個(gè)人被限制在沒有機(jī)會(huì)施 展自己腦力（除了基本生存所必需之外）的情況下，會(huì)逐漸產(chǎn)生不愉快的病癥，包括嚴(yán)重的精神分裂癥。事實(shí)上，任何正常人的好奇心都很強(qiáng)，如果這種好奇心不能在正常情況下得到 滿足的話，它只好另找出路，甚至做出令人悔恨的行為。人們不是常說“好管閑事”和“少 管閑事”嗎？即使要受到懲罰，人類也一向難以克制他們的好奇心，這從傳之已久

12、的神話或傳說中可 見一斑。希臘有個(gè)潘多拉及潘多拉的盒子的故事。潘多拉是世間第一個(gè)女人，宙斯給了她一 個(gè)禁止翻開的盒子。可想而知她很快就把盒子翻開了，發(fā)現(xiàn)盒內(nèi)全是疾病、饑荒、仇恨及各 種邪惡的精靈，這些精靈全都跑了出來，從此危害人間。圣經(jīng)故事中夏娃被蛇誘惑的那一段，在我看來，蛇的工作簡直易如反掌，而且我認(rèn)為它 甚至可以不必說那一段引誘夏娃的話，因?yàn)榧词箾]有外界的引誘，夏娃的好奇心一定會(huì)驅(qū)使 她嘗一嘗禁果的滋味。如果你想用比喻的方法解釋圣經(jīng)的話，你可以把蛇設(shè)想為人類這種內(nèi) 在沖動(dòng)的代表。在傳統(tǒng)的漫畫中，夏娃手拿禁果站在樹下，至于蜷在樹枝上的蛇，只要再標(biāo) 個(gè)“好奇心”就可以了。即使好奇心跟其他人類的

13、沖動(dòng)一樣用在最不名譽(yù)的事情一一刺探別人的私生活上，它仍 然是人類精神中最高貴的天性，因?yàn)楹闷嫘淖罨镜亩x是“求知欲”。這種求知欲最初表現(xiàn)在解決人類實(shí)際生活的需求上，例如：怎樣耕種作物能獲得豐收？ 怎樣設(shè)計(jì)弓箭才最好用？怎樣織布比擬好？簡單地說就是“應(yīng)用藝術(shù)”。當(dāng)這些比擬基本的 技能需求滿足以后又如何呢？求知欲不可防止地會(huì)升級(jí)到比擬不受限制和更復(fù)雜的活動(dòng) o顯然，為滿足剛開始的無限的精神需求的“美術(shù)”，是在無聊的痛苦中產(chǎn)生的。誠然， 人們很容易找到美術(shù)更多的世俗的用途及產(chǎn)生的原因，例如繪畫和小雕像被用來作為豐收的 符咒和宗教的象征，但是人們不能不懷疑，是先有了物品，然后才想到拿它來作什么用。如

14、果我們說美術(shù)產(chǎn)生于美感，那也是本末倒置的看法。美術(shù)一旦形成，就會(huì)不可防止地 向美的方向擴(kuò)展和提高，但即使沒有這一過程，美術(shù)仍然會(huì)形成。毫無疑問，美術(shù)除了先于 充實(shí)心靈的基本需要之外，也先于對(duì)它們的各種可能的需要或應(yīng)用。不僅從事美術(shù)創(chuàng)作可以滿足精神需求，作品的玩味和欣賞對(duì)觀眾來說也有同樣的作用。 一件偉大的藝術(shù)品之所以偉大，正是因?yàn)樗峁┑木翊碳げ皇瞧渌胤娇梢暂p易找到的, 它所包含的復(fù)雜“信息”使腦子的活動(dòng)超出平常的需求，除墨守成規(guī)或精神失常的人外，這 種腦力活動(dòng)是相當(dāng)愉快的。即使從事美術(shù)可以消磨閑暇時(shí)間，但也有它的缺點(diǎn)，那就是除了必須有充滿活力及創(chuàng)造 力的大腦外,還需要精巧的技術(shù);至于不

15、涉及技術(shù)的腦力活動(dòng)，事實(shí)上與美術(shù)活動(dòng)一樣有趣， 它所追求的是知識(shí)本身，而不是為了應(yīng)用。于是求知欲似乎相繼被引入更微妙的領(lǐng)域，從而更有效地占有心靈一一由完成實(shí)用的知 識(shí)，進(jìn)而完成美的知識(shí)，再升高到“純”知識(shí)。單就知識(shí)本身而言，是為了尋求解答諸如天空有多高、石頭為什么會(huì)落下來等純粹由好 奇心所引發(fā)的一些問題。然而，并沒有什么明顯的目的使我們一定要知道天空有多高或?yàn)槭?么石頭會(huì)掉落。高高在上的天空不會(huì)干擾我們?nèi)粘５纳?；至于石頭呢，使我們知道為什么 石頭會(huì)掉落，也不能使我們更靈巧地躲開它，或者碰巧掉在我們身上的話，讓它打得輕一些。 但是總有人會(huì)問那些看起來毫無用處的問題，并設(shè)法尋找問題的答案，這純粹

16、是出自于求知 欲，為了使他們的大腦保持活動(dòng)。解決這種問題的明顯的方法是：編造出一個(gè)合理的答案一一從當(dāng)時(shí)的資料中找出一 個(gè)足以滿足好奇心而又可以理解的答案。用“編造”這個(gè)字眼似乎太粗俗，太沒有詩意了。 古時(shí)候人們喜歡把發(fā)現(xiàn)的過程歸因于繆斯女神所賜的靈感：或來自天國的啟示、不管是靈感 還是啟示，或是講故事中的創(chuàng)造性思維，這些解釋大都是類推得來的。例如閃電具有駭人的 殺傷力，就像一把猛然投擲而來的利器，從而推導(dǎo)出、定有能夠使用這上強(qiáng)大武器的巨人, 因此在神話中，閃電便是雷公的錘或是宙斯的發(fā)亮的矛。超等的武器為超人所利用。于是神話便這樣誕生了。自然力都被擬人化而且封為天神。各神話間彼此互相影響，并 由

17、一代代講神話的人加以補(bǔ)充提高、直到原來的面貌變得模糊不清，有些神話會(huì)變成哀婉的 故事，而有些增添了倫理道德的內(nèi)容后變得非常重要，竟然使它們?cè)谝环N主要宗教的結(jié)構(gòu)中 有了意義。就像藝術(shù)有美術(shù)和應(yīng)用藝術(shù)之分一樣，神話也有這種性質(zhì)；神話可以維持其美的魅力, 也可以適應(yīng)人類的實(shí)際應(yīng)用。舉例來說，早期的農(nóng)民相當(dāng)關(guān)心下雨現(xiàn)象以及下雨為什么如此 反復(fù)無常。人類把天地加以擬人化之后，發(fā)現(xiàn)下不下雨很容易解釋。下不下雨要看地神或天 神高不高興。這種神話一旦被接受，農(nóng)民就想到要用各種祭拜儀式來取悅于天地神而降雨, 比方以飲酒狂歡的方式來讓天地之神高興等等。希臘人在西方的文學(xué)和文化遺產(chǎn)上，希臘神話是其中最美麗和最精彩的

18、一局部。但希臘人最先 也是以非人的和非生命的觀點(diǎn)來看待宇宙的。對(duì)于編造神話的人來說，宇宙性質(zhì)的不可預(yù)測(cè) 正如同人的本性一樣難以捉摸。雖然這些神擁有超人的神秘力量，但不管他們多么厲害，他 們跟普通人一樣也有輕浮、反復(fù)無常、激動(dòng)、為瑣碎小事發(fā)脾氣等毛病。浩瀚的宇宙在這種 霸道而又不可預(yù)測(cè)的神祗控制下，根本沒有希望能了解它，只有聽天由命。但是后來的希臘 思想家以新的觀點(diǎn)來看待宇宙，認(rèn)為宇宙是由不變的法那么控制的一臺(tái)機(jī)器。他們此時(shí)都致力 于這種令人興奮的智力活動(dòng)，試圖發(fā)現(xiàn)這些自然法那么究竟是什么。根據(jù)希臘的傳說，第一個(gè)從事這方面研究的人是公元前600年的泰勒斯。后來的希臘作 家們給他加上了無數(shù)個(gè)發(fā)現(xiàn)，

19、而他可能是最先把整個(gè)巴比倫文化帶到希臘來的人。他最驚人 的成就據(jù)說是正確地預(yù)言了公元前585年的日食，后來果然發(fā)生了。在探索自然法那么的過程中，希臘人認(rèn)為大自然是會(huì)公正處事的，也就是說，只要用正確 的方式去探討，大自然必定會(huì)披露出一些秘密，決不會(huì)中途改變立場或態(tài)度（兩千年后，愛 因斯坦心有感觸地說：“上帝或許是神秘莫測(cè)的，但他絕無惡意”）。他們還認(rèn)為自然法那么 一旦被發(fā)現(xiàn)就可以理解。這種希臘式的樂觀精神一直留存到現(xiàn)在。這種信念產(chǎn)生之后，人類就得創(chuàng)造出一套有條理的系統(tǒng)，以學(xué)會(huì)怎樣從觀察到的資料中 找出內(nèi)在的規(guī)律。運(yùn)用既定的論證法那么由一點(diǎn)推進(jìn)到另一點(diǎn)必須運(yùn)用“推理”。一個(gè)進(jìn)行推 理的人可以利用“

20、直觀”來指導(dǎo)尋找答案，但是必須依靠合理的邏輯才能檢驗(yàn)?zāi)骋环N理論。 舉例來說，如果白蘭地加水、威士忌加水、伏特加加水、甜酒加水都是能醉人的，那么你可 能很快就下結(jié)論說：在這些飲料中，麻醉因子一定是共有的水。這種推理是錯(cuò)誤的，但到底 是哪里的邏輯錯(cuò)了并不明顯。如果情況更復(fù)雜，要找出錯(cuò)誤就更不容易了。找出推理過程中的錯(cuò)誤，從希臘時(shí)代至今，思想家們都引以為樂。然而系統(tǒng)邏輯的最早 基礎(chǔ)，那么應(yīng)歸功于公元前5世紀(jì)的亞里士多德，他是第一個(gè)總結(jié)出嚴(yán)密推理規(guī)律的人。人對(duì)大自然的智力游戲主要有三種：第一，要收集對(duì)大自然各方面的觀察資料。第二, 要把這些資料井然有序地組織起來（這種組織不是要改變?cè)瓉淼馁Y料，而是讓它

21、們比擬容易 處理。例如，玩橋牌的人都知道，把手中的牌依花色和大小秩序排列后，出牌比擬方便）。 第三，由這些資料中推導(dǎo)出一些概括觀察結(jié)果的原理。舉例來說，我們觀察到彈子在水中會(huì)下沉，木頭會(huì)浮起，鐵塊會(huì)下沉，羽毛會(huì)浮起，水 銀會(huì)下沉，橄欖油會(huì)浮起等等，如果把所有會(huì)下沉的東西列在一起，會(huì)浮起的也列在一起, 再找出能夠分辨兩組的特性，我們就可以得出結(jié)論：密度比水大的會(huì)下沉，密度比水小的會(huì) 浮起。希臘人把他們這種研究宇宙的新方法叫做哲學(xué)，意思是“對(duì)知識(shí)的喜愛”，或意譯為“求 知欲”。兒何學(xué)和數(shù)學(xué)希臘人在幾何學(xué)上貢獻(xiàn)卓著，他們的成功主要是由于兩種技術(shù)的開展：抽象和概括。以下有個(gè)例子：埃及的土地測(cè)量者發(fā)現(xiàn)一

22、個(gè)形成直角的簡單方法，那就是把繩子分成 12等份，以其中的3份為一邊，4份為另一邊，5份再為另一邊，圍成一個(gè)三角形壩（3份 邊與4份邊相接之處為直角。至于埃及人是怎樣發(fā)現(xiàn)這種方法的那么沒有記載。埃及人的興趣 停止在如何應(yīng)用它，但好奇的希臘人那么致力于研究為什么這樣的三角形會(huì)包含一個(gè)直角。他 們分析的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，構(gòu)成直角三角形的物理?xiàng)l件本身只是偶然的，不管它是由繩子或亞麻布 或木條板圍成都無關(guān)緊要，它只是幾條直線以某種角度相接而已。理想的直線是不受視覺約 束的，只存在于想象之中。這個(gè)方法希臘人稱為抽象法，也就是為了解決問題，把不重要的 枝節(jié)刪去，只考慮與問題本身有關(guān)的性質(zhì)。希臘的幾何學(xué)家那么更進(jìn)一

23、步，在解決各個(gè)問題時(shí)不一一分開處理，而是找出一組問題的 共同答案。例如，某人通過嘗試可能發(fā)現(xiàn)直角不只出現(xiàn)在3、4、5的三角形上，在5、12、 13的三角形或7、24、25的三角形上也會(huì)出現(xiàn)。但是這些只是數(shù)字，并沒有什么意義，各 種直角三角形會(huì)不會(huì)有什么共同的性質(zhì)呢？仔細(xì)地推理后，希臘人發(fā)現(xiàn)形成直角三角形的惟 一條件為：X2+Y2 = Z2, Z為最長的一邊，而直角那么在X邊和Y邊交接之處。我們可以 驗(yàn)證 3、4、5 的三角形：3A2 十，2 = 52； 5、12、13 的三角形：5A2+12八2 = 132。7、24、 25的三角形：7-2 + 24八2 = 25-2。這些只是無限種可能情形中

24、的三種情形而已。發(fā)現(xiàn)這種關(guān) 系永遠(yuǎn)成立的證據(jù)使希臘人受到啟發(fā)，他們進(jìn)而使用幾何來作為發(fā)現(xiàn)或形成這種法那么的極好 工具。很多希臘數(shù)學(xué)家對(duì)于幾何圖形中線和點(diǎn)的關(guān)系提供了證據(jù)，而關(guān)于直角三角形的定理是 在公元前525年由畢達(dá)哥拉斯發(fā)現(xiàn)的，為了紀(jì)念他，這一定理至今仍稱為畢氏定理。 大 約公元前3 0 0年，歐幾里得把當(dāng)時(shí)的數(shù)學(xué)定理收集起來，并加以編排，使得每一個(gè)定 理都可以由先前已證明過的定理來證明。但我們會(huì)立即想到，假如每一個(gè)定理都可以由已證 明過的定理加以證明，那么如何證明第一個(gè)定理呢？答案是剛開始的前提非常明顯，而且很 容易被人接受，所以根本不需要證明，這稱為公理。歐幾里得設(shè)法把當(dāng)時(shí)公認(rèn)的公理化

25、簡成 兒個(gè)簡單的陳述。就根據(jù)這兒個(gè)公理，他建立了一個(gè)復(fù)雜而堂皇的體系一一歐兒里得幾何學(xué)。 歷史上從未有人由如此簡單的幾個(gè)陳述推導(dǎo)出一個(gè)體系來。兩千多年來，歐氏幾何學(xué)一直被 用作教科書，只有微小的改動(dòng)，這是對(duì)歐幾里得的最高褒獎(jiǎng)。演繹法由一組公理推導(dǎo)出一個(gè)知識(shí)體系，這種方法叫做演繹法，這是相當(dāng)吸引人的，由于幾何 學(xué)成績斐然，希臘人竟愛上了這種游戲，但也因此犯了兩大錯(cuò)誤。第一個(gè)錯(cuò)誤就是把演繹法當(dāng)成尋求新知識(shí)的惟一可尊敬的途徑。他們清楚地知道有些知 識(shí)用演繹法推演并不合適，比方說由哥林斯到雅典間的距離就無法用抽象的定理來推演，而 必須測(cè)量。當(dāng)希臘人在需要時(shí)，愿意研究自然，但是總覺得羞恥，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為最

26、高級(jí)的知 識(shí)來自思維。他們有低估與日常生活直接有關(guān)的知識(shí)的傾向。有一個(gè)故事說柏拉圖的學(xué)生在 接受大師的數(shù)學(xué)指導(dǎo)時(shí)，最后很不耐煩地問：“但是這又有什么用處呢？ ”柏拉圖很不高興 地吩咐仆人拿一枚硬幣給那個(gè)學(xué)生，把他打發(fā)走了，口里說：“現(xiàn)在你不必再認(rèn)為你所學(xué)的 一切毫無用處了！”這種自視清高的觀點(diǎn)可能來自希臘的以奴隸為基礎(chǔ)的文化，因?yàn)楫?dāng)時(shí)所有的日?，嵤露?由奴隸來擔(dān)當(dāng)。情況可能是如此，但我傾向于這樣一種觀點(diǎn)，即希臘人所認(rèn)為的哲學(xué)是一種 運(yùn)動(dòng)，一種智力游戲。社會(huì)上很多人覺得，從事業(yè)余運(yùn)動(dòng)的人社會(huì)地位比職業(yè)運(yùn)動(dòng)選手高。 根據(jù)這種純粹的觀念，我們要規(guī)定奧運(yùn)會(huì)不準(zhǔn)任何職業(yè)運(yùn)動(dòng)選手參加比賽，豈不荒謬可笑。

27、希臘人這種“崇拜非實(shí)用知識(shí)”的哲理觀，可能是建立在這樣一種感情上，即讓諸如雅典到 哥林斯的距離之類的世俗瑣事干擾抽象思維，就像讓雜渣摻入純哲學(xué)領(lǐng)域中一般。不管他們 如何強(qiáng)辯，希臘思想家的這種態(tài)度已對(duì)他們?cè)斐闪藝?yán)重的限制。希臘對(duì)文明并不是沒有實(shí)際 的貢獻(xiàn)，但是連他們的偉大工程師阿基米得都拒絕把他的實(shí)用性的創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)寫出來。為了 說明他“業(yè)余”的身分，只發(fā)表了他在純數(shù)學(xué)上的成就。希臘人對(duì)于世俗的事一一創(chuàng)造、實(shí) 驗(yàn)或?qū)ψ匀坏难芯恳灰蝗鄙倥d趣，只是束縛希臘思想的一個(gè)因素而已。希臘人把重心放在純 抽象或形式的研究上（在幾何學(xué)上確實(shí)取得了極大的成功），使他們陷入了第二個(gè)大錯(cuò)誤, 最后，被引進(jìn)了死胡同。在用

28、一些公理成功地導(dǎo)出幾何學(xué)體系的鼓舞下，希臘人把公理看成為“絕對(duì)真理”，而 且認(rèn)為其他學(xué)科的知識(shí)也可以用同樣的方式來獲得。于是，在天文學(xué)上他們把以下觀念當(dāng)成 自明的公理：第一，地球是宇宙的中心而且是不動(dòng)的；第二，地球是污濁的和不完美的，而 天那么是永恒不變的而且是完美的。由于希臘人認(rèn)為圓是完美的曲線，而且認(rèn)為天是完美的, 所以他們認(rèn)為星體應(yīng)該是以圓形軌道繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)。但是當(dāng)時(shí)從航海和歷書中，他們的觀察表 明，星球并不是以完美而簡單的圓形軌道運(yùn)轉(zhuǎn)，所以被迫認(rèn)為星球是以更復(fù)雜的軌道運(yùn)轉(zhuǎn), 對(duì)此公元150年托勒玫提出了一種極其復(fù)雜的體系。亞里士多德也由自明的公理提出了想象的運(yùn)動(dòng)理論，比方物體落下的速度與

29、重量成正比。（每個(gè)人都會(huì)看到石頭比羽毛落得快。）后來，由自明的公理演繹的方法被逼得走投無路。當(dāng)希臘人將公理包含的各個(gè)方面全部 推導(dǎo)以后，在數(shù)學(xué)或天文學(xué)上更進(jìn)一步的突破已變得不可能了。哲學(xué)的知識(shí)顯得既完全又完 美，甚至在希臘黃金時(shí)代結(jié)束2000年后。當(dāng)有關(guān)物質(zhì)宇宙的問題再次被提起時(shí)，仍有用“亞 里士多德說”或“歐幾里得說”作為問題圓滿解決的傾向。文藝復(fù)興和哥白尼希臘人在解決了數(shù)學(xué)和天文學(xué)上的問題后，便轉(zhuǎn)向更微妙、難度更大的知識(shí)領(lǐng)域。其中 之一就是人的靈魂。柏拉圖對(duì)于“什么是正義？什么是美德？ ”等問題，要比對(duì)“為什么會(huì)下雨？星球怎樣 運(yùn)動(dòng)？ ”等問題感興趣得多。假設(shè)說亞里士多德享有最高自然哲學(xué)家

30、的地位，那么柏拉圖就是最 高道德哲學(xué)家了。羅馬時(shí)代的希臘思想家對(duì)道德哲學(xué)越來越感興趣，而對(duì)自然哲學(xué)越來越疏 遠(yuǎn)。普羅提諾于公元250年所提出的極為奧秘的“新柏拉圖主義”，可算是古代哲學(xué)最后的 一次開展。此后基督教興起，基督教教義著重在神的本性及神與人類的關(guān)系?；浇贪训赖抡軐W(xué)引 人一個(gè)全新的領(lǐng)域，使它成為一種明顯優(yōu)于自然哲學(xué)的理性追求。公元2001200年，歐洲 人的研究幾乎全都與道德哲學(xué)有關(guān)，尤其是對(duì)神學(xué)的研究。自然科學(xué)幾乎無人間津。雖然如此，阿拉伯人設(shè)法把亞里士多德、托勒玫等古希臘的自然哲學(xué)從中古時(shí)代保存下 來；后來從阿拉伯人那里又逐漸回傳到西歐。到了公元1200年，亞里士多德學(xué)說又復(fù)活了

31、。 更大的活力來自奄奄一息的拜占庭帝國，它是當(dāng)時(shí)歐洲保存古希臘黃金時(shí)代連續(xù)文化傳統(tǒng)的 最后一個(gè)地區(qū)。亞里士多德哲學(xué)重現(xiàn)以后的第一個(gè)最自然的結(jié)果，就是他的邏輯及推理系統(tǒng)在神學(xué)上的 應(yīng)用。公元1250年左右，意大利的神學(xué)家托馬斯阿奎那以亞里士多德學(xué)說為基礎(chǔ)，建立 了一套“托馬斯學(xué)說”，這套學(xué)說至今仍然代表著羅馬天主教的基礎(chǔ)神學(xué)。但是歐洲人很快 也把復(fù)興的希臘自然哲學(xué)應(yīng)用在非宗教性的事物上面。由于文藝復(fù)興的領(lǐng)導(dǎo)人物把重心由神學(xué)的研究轉(zhuǎn)移到人性的研究上，所以被稱為“人文 主義者”，而對(duì)文學(xué)、藝術(shù)、歷史的研究現(xiàn)在仍被稱為“人文科學(xué)”。文藝復(fù)興時(shí)代的思想家們給希臘自然哲學(xué)引進(jìn)了新的觀點(diǎn)，因?yàn)榕f有的理論已不

32、能完全 令人滿意了。公元1543年，波蘭天文學(xué)家哥白尼出版了一本大膽否認(rèn)天文學(xué)公理的書，認(rèn) 為太陽才是宇宙的中心，而不是地球（但他仍然贊成地球及其他星球的圓形繞轉(zhuǎn)）。這個(gè)新 的學(xué)說為觀察到的天體運(yùn)轉(zhuǎn)提供了更簡單的解釋。但是哥白尼所提出的轉(zhuǎn)動(dòng)的地球遠(yuǎn)不如古 希臘人所說的不動(dòng)的地球“自明”，難怪哥白尼的學(xué)說半個(gè)世紀(jì)后才被人們接受。從某種意義上來說，哥白尼系統(tǒng)本身并不是一項(xiàng)驚人的改變。哥白尼只是換了一個(gè)公理 而已；早在兩千年前的阿利斯塔克就已經(jīng)預(yù)測(cè)到太陽是宇宙的中心了。當(dāng)19世紀(jì)的數(shù)學(xué)家 基于不同的前提而向歐幾里得公理挑戰(zhàn)，并建立新的非歐幾何學(xué)時(shí)，他們對(duì)于其他事物的想 法造成的影響更為深遠(yuǎn)；今天我們

33、對(duì)于宇宙的歷史和它的構(gòu)造所知道的一切，完全與非歐幾 何學(xué)符合，而不再是普通意義上的歐幾里得幾何學(xué)了。但是哥白尼所引起的革命卻不只是更 換一個(gè)公理，而是最終導(dǎo)致一套全新的研究大自然的方法，這個(gè)革命是由16世紀(jì)末意大利 的伽利略進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)法和歸納法希臘人一向把明顯的事實(shí)當(dāng)作推理的起點(diǎn)、歷史并沒有記載亞里士多德曾經(jīng)把兩塊重量 不同的石頭山起投下去，來檢驗(yàn)落下的速度與物重成正比的假設(shè)。對(duì)希臘人而言，實(shí)驗(yàn)似乎 是不恰當(dāng)?shù)?。這干擾了純演繹的完美性。而且，如果實(shí)驗(yàn)和演繹的結(jié)果不符合，人們能夠肯 定實(shí)驗(yàn)結(jié)果是對(duì)的嗎？不完美的現(xiàn)實(shí)世界會(huì)與抽象觀點(diǎn)的完美世界完全相符嗎？如不符合， 是否應(yīng)該讓完美的觀點(diǎn)向不完美的

34、現(xiàn)實(shí)妥協(xié)呢？以不完美的儀器檢驗(yàn)完美的學(xué)說,希臘哲學(xué) 家并不認(rèn)為這是獲得知識(shí)的一種有效的途徑。在與托馬斯阿奎那同時(shí)代的著名哲學(xué)家R.培根以及后來的F.培根的大力支持下， 實(shí)驗(yàn)法在歐洲才受到哲學(xué)方面的尊重。但是推翻古希臘人觀點(diǎn)并實(shí)施這場革命的還是伽利略。 伽利略是位令人信服的邏輯學(xué)家和杰出的宣傳家。他清楚而生動(dòng)地把他的實(shí)驗(yàn)和他的觀點(diǎn)陳 述出來，因而贏得了歐洲學(xué)術(shù)界的贊同。他們?cè)诮邮芩某晒耐瑫r(shí)接受了他的方法。伽利略最有名的故事是他用公開的實(shí)驗(yàn)證明亞里士多德落體學(xué)說的錯(cuò)誤。據(jù)說他爬到比 薩斜塔上面，將一個(gè)4. 54公斤（10磅）重的球體和一個(gè)0.454公斤（1磅）重的球體同 時(shí)丟下去，兩球同時(shí)落地

35、的聲音粉粹了亞里士多德的落體學(xué)說。其實(shí)伽利略很可能沒有做過這個(gè)實(shí)驗(yàn)；但由于這個(gè)故事符合他所提倡的觀點(diǎn)，所以這個(gè) 傳說幾個(gè)世紀(jì)以來廣為世人所深信。伽利略真正做過的實(shí)驗(yàn)是，從斜坡上將球滾下，然后測(cè)量在一定時(shí)間內(nèi)球所走的距離。 他是做時(shí)間實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)量的第一個(gè)人。他的革命在于，在科學(xué)的邏輯方法上使歸納法重于演繹法。與其把結(jié)論建立在假設(shè)的法 那么上，不如從觀察中歸納出法那么（或公理）。當(dāng)然連希臘人也知道由觀察可以得出公理，例 如歐幾里得公理“兩點(diǎn)間最短的距離是一條直線”就是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)作出的直觀判斷。但是希臘 哲學(xué)家忽略了歸納法。近代的科學(xué)家視歸納法為獲得知識(shí)過程中最重要的一環(huán)，并視之為證 明法那么的

36、惟一方法。而且，現(xiàn)今的科學(xué)家深信，不一而再、再而三地進(jìn)行新的實(shí)驗(yàn)，反復(fù)進(jìn) 行檢驗(yàn)，法那么是絕不可能站得住腳的，這也是對(duì)進(jìn)一步歸納的繼續(xù)檢驗(yàn)。現(xiàn)在總的觀點(diǎn)剛好與希臘人相反?，F(xiàn)在我們不再把現(xiàn)實(shí)世界看成是真理的不完美代表， 而把法那么看成不過是現(xiàn)實(shí)世界的不完美代表，因?yàn)椋瑹o論做多少次實(shí)驗(yàn)，都不可能使法那么完 全或絕對(duì)永遠(yuǎn)有效。即使我們的法那么是由千百萬次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果推導(dǎo)出來的，只要有一次觀察 與法那么矛盾或不一致，就必須加以修正。不管一個(gè)學(xué)說有多少次實(shí)驗(yàn)成功地加以證明，也無 法保證下次實(shí)驗(yàn)不會(huì)把它推翻。因此；這就成了現(xiàn)代自然科學(xué)的奠基石。任何人也不能說他所得到的東西是最終真理。 因此“最終真理”這個(gè)詞變得毫無意義，因?yàn)楦緵]有方法進(jìn)行足夠的觀察而肯定真理一成 不變，從而使之成為“最終真理”。但是希臘哲學(xué)家沒有認(rèn)識(shí)到這個(gè)限制。他們覺得，以同 樣的方法推論“什么是正義？ ”以及“什么是物質(zhì)？ ”等問題，根本沒有什么困難，而近代 科學(xué)對(duì)于這兩個(gè)問題有明顯的區(qū)分。由于歸納法無法從不能觀察到的事物中推導(dǎo)出法那么，所 以，對(duì)于不能直接觀察到的事物，如人類靈魂的性質(zhì)，就不包含在歸納法的范疇以內(nèi)?，F(xiàn)代科學(xué)直到建立了另一個(gè)重要的原