【正文】 130巴 黎 751 科 隆 530 牛 津 7 斯特拉斯堡 526見：高之棟，自然科學(xué)史講話，101二、文藝復(fù)興時期的人物和事件1．達(dá)恩格斯認(rèn)為這些名稱都不確切，沒有一個能把這個時代準(zhǔn)確地表達(dá)出來。這一運(yùn)動因?yàn)槭且詮?fù)興古典學(xué)術(shù)和藝術(shù)為口號，故稱之為文藝復(fù)興運(yùn)動。以后又?jǐn)U展到歐洲的法國、荷蘭、英國等一些國家。只要具備一定條件，這一顆顆珍貴的種子就會相繼萌芽、開花、結(jié)果、成才。古人的生產(chǎn)、生活經(jīng)驗(yàn)是自發(fā)形成的，猶如植物可以自發(fā)生長一樣。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有地域性，所以古代地學(xué)業(yè)比較發(fā)達(dá)。5．古代的科學(xué)本質(zhì)上是農(nóng)業(yè)文明的一部分，是自然生存的產(chǎn)物。正因?yàn)槿绱耍院笤S多科學(xué)理論大都可以在古代科學(xué)思想中找到它的萌芽和雛形。比如天地形狀的問題上，就有天平地平、天曲地平、天平地曲、天曲地區(qū)、天球地平、天球地球等各種說法。在古人看來，猜測只要能自圓其說，在邏輯上能自洽，就可以采用。因此古代科學(xué)是建立在直觀基礎(chǔ)之上的。比如古人認(rèn)為上與下、高與低的界限是絕對的，太陽圍繞地球旋轉(zhuǎn)，要使物體不斷運(yùn)動，就要不斷施加作用力等，這些觀點(diǎn)在后人看來是錯誤的，可是在當(dāng)時人看來卻是符合直觀常識的。人的認(rèn)識是從感覺經(jīng)驗(yàn)向理性認(rèn)識發(fā)展的過程，因此古代科學(xué)的一個任務(wù)就是要能提出一種理論，這種理論對現(xiàn)象的解釋符合人們的直觀與常識，能夠被人們所理解、接受。而柏拉圖用“勻速”與“正圓”的結(jié)合來揭示天體的運(yùn)動，就是這個原則的范例。因此古代建立科學(xué)理論的一個基本原則就是簡單，力求用最簡單的原理來說明看起來是比較復(fù)雜的現(xiàn)象。對這四種現(xiàn)象的解釋，就形成了古代天文學(xué)與力學(xué)的理論體系。自然科學(xué)最先發(fā)展起來的是天文學(xué)與力學(xué)，這兩門科學(xué)的出發(fā)點(diǎn)就是下述最簡單的現(xiàn)象：重物直線下落；水往低處流，最后形成水平面；太陽的東升西落，恒星之間的相對位置不變（實(shí)際上是變化的，但由于變化得很緩慢，在不長的年代內(nèi)不易察覺），它們都在做圓周運(yùn)動；行星視運(yùn)動的不規(guī)則性。（王玉倉，科學(xué)技術(shù)史，中國人民大學(xué)出版社，2004，213214）三、古代科學(xué)思想的基本特征1．古人對自然界的認(rèn)識是從最簡單的外部現(xiàn)象開始的。神話是廣大民眾的夢，而夢是個人的神話，用仔細(xì)分析過的言詞和陳述來進(jìn)行艱苦而有訓(xùn)練的思想是發(fā)展近代科學(xué)必不可少的準(zhǔn)備工作。科學(xué)是一種有指導(dǎo)的思想。威爾斯在引證榮格的《無意識的心理學(xué)》中關(guān)于古代（雅典以前）思想和近代思想之間的區(qū)別時指出：古代思想是無指導(dǎo)的思想，而近代思想是有指導(dǎo)的思想。英國學(xué)者赫近代自然科學(xué)的機(jī)械論的形而上學(xué)的觀點(diǎn)方法的產(chǎn)生也是必然的，而當(dāng)這種研究獲得一定進(jìn)展的時候，又必然回到辯證法。古希臘人思考的是自然界的辯證的圖景，這是自然科學(xué)初期發(fā)展的特征。這些都為近代自然科學(xué)的形成作了較好的準(zhǔn)備?？偟膩碚f，古希臘自然哲學(xué)理論科學(xué)十分發(fā)達(dá)，但技術(shù)科學(xué)相比之下發(fā)展不夠充分。這是幼年的自然科學(xué)發(fā)展、成長的必由之路。古希臘人很重視科學(xué)，特別是數(shù)學(xué)，重視嚴(yán)密的邏輯推理。但是在科學(xué)的黎明時期，這體系能夠一下子就完善嗎？我們應(yīng)該驚異的，倒是他們的體系在以后傳授了十幾個世紀(jì)而沒有人敢做出重要的修改，多少代的教授們和學(xué)生們都恭順地接受了。長期以來，在一些科學(xué)史專家的眼里，托勒密成了謬誤的化身，似乎他的出現(xiàn)除了為哥白尼提供批判的靶子以外，就完全是一種歷史的誤會。要研究天體的運(yùn)動，首先要有一個參考系，要建立某種幾何學(xué)模型，托勒密正是在這條道路上邁出了重要的一步。對于一種自然科學(xué)理論，如果沒有一點(diǎn)認(rèn)識上的根據(jù)，而單靠社會政治力量的原因，是不會流傳那么廣、那么久的。托勒密體系的基本觀點(diǎn)是錯誤的，但他的體系卻能在天文學(xué)家流行將近15個世紀(jì)，而基本觀點(diǎn)比他要正確的阿里斯塔克的日心說卻幾乎失傳了呢？一是政治上的原因，另一是人類的認(rèn)識水平。如果地球從西向東運(yùn)動，我們就會感到東風(fēng)不斷吹來，可是我們并沒有看到這些現(xiàn)象。物體在做自由落體運(yùn)動時，總是垂直下落的，這說明地球沒有運(yùn)動，否則在地球上的人看來，物體就會斜著下落了。所以，盡管他提出了錯誤的地心體系，但他仍然是一位科學(xué)家。無論是研究天文學(xué)還是研究地理學(xué)，他都認(rèn)為應(yīng)當(dāng)從準(zhǔn)確的資料出發(fā)，即要從事實(shí)出發(fā)。托勒密認(rèn)為在解釋自然現(xiàn)象時，主要是尋找一種假說，它要盡可能簡單明了，而又能說明各種事實(shí)。托勒密（Clandius　Ptolemaeus，約90～168），是地心宇宙體系的創(chuàng)立者。作為力學(xué)家，他著有《論圖形的平衡》、《論浮體》、《論杠桿》、《原理》等力學(xué)著作。但早在公元前三世紀(jì)就提出這樣的見解，是很了不起的。除了前面提到的星球儀，他還認(rèn)為地球是圓球狀的，并圍繞著太陽旋轉(zhuǎn)，這一觀點(diǎn)比哥白尼的“日心地動說”要早一千八百年。面對古希臘繁冗的數(shù)字表示方式，阿基米德還首創(chuàng)了記大數(shù)的方法，突破了當(dāng)時用希臘字母計(jì)數(shù)不能超過一萬的局限，并用它解決了許多數(shù)學(xué)難題。在推演這些公式的過程中，他創(chuàng)立了“窮竭法”，即我們今天所說的逐步近似求極限的方法，因而被公認(rèn)為微積分計(jì)算的鼻祖。他在研究浮體的過程中發(fā)現(xiàn)了浮力定律，也就是有名的阿基米德定律。在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，阿基米德系統(tǒng)地研究了物體的重心和杠桿原理，提出了精確地確定物體重心的方法，指出在物體的中心處支起來，就能使物體保持平衡。阿基米德早年在當(dāng)時的文化中心亞歷山大跟隨歐幾里得的學(xué)生學(xué)習(xí)，關(guān)于他的生平?jīng)]有詳細(xì)的記載，但關(guān)于他的許多故事卻廣為流傳。阿基米德的遺體葬在西西里島，墓碑上刻著一個圓柱內(nèi)切球的圖形，以紀(jì)念他在幾何學(xué)上的卓越貢獻(xiàn)。他是“理論天才與實(shí)驗(yàn)天才合于一人的理想化身”，文藝復(fù)興時期的達(dá)芬奇和伽利略等人都拿他來做自己的楷模。除了牛頓和愛因斯坦，再沒有一個人象阿基米德那樣為人類的進(jìn)步做出過這樣大的貢獻(xiàn)?？墒?，這種歷史曲折的出現(xiàn)，并不是亞里士多德個人的責(zé)任。到了中世紀(jì)，他幾乎被神化了。由于時代的限制，亞里士多德提出了許多錯誤的觀點(diǎn)。亞里士多德一方面制定了系統(tǒng)的、理性的演繹邏輯方法，另一方面自身又包含著向經(jīng)驗(yàn)方法的轉(zhuǎn)化，亞里士多德就是這樣一位科學(xué)認(rèn)識思想家。他很難用公理化方法建構(gòu)生物學(xué)的邏輯體系，即使假設(shè)幾條生物學(xué)的原始原理，也不可能邏輯地推導(dǎo)出各種不同生物的構(gòu)造、形態(tài)和功能。培根稱他的邏輯是“跳躍式”邏輯?！薄氨驹目茖W(xué)高于一切。他對公理的認(rèn)識意義給與了很高的評價。”從公理演繹出定理，這就是公理化方法。獲得科學(xué)知識的基本方法是：從少數(shù)無需定義的基本概念和少數(shù)無需證明的公理（前提）出發(fā)，運(yùn)用演繹推理的法則，推導(dǎo)出一系列的定理?？茖W(xué)命題分為基本命題和派生命題或公理和定理兩類。科學(xué)概念分為基本概念和派生概念兩類。我所謂的證明是指產(chǎn)生科學(xué)知識的三段論。我們只有通過理性才能獲得科學(xué)知識，獲得知識的方法是邏輯論證，依靠三段論式的證明和推論。科學(xué)知識不可能通過感覺經(jīng)驗(yàn)獲得。如果聯(lián)系不是永恒的，那就沒有總體意義上的證明或知識?！爸R是關(guān)于普遍的，是通過必然的命題而進(jìn)行的。所以關(guān)于因果性的知識，又是關(guān)于必然性的知識?！笨茖W(xué)知識是關(guān)于事物的原因的知識?！笨茖W(xué)知識是關(guān)于事物的認(rèn)識。亞里士多德的方法論思想 亞里士多德是演繹邏輯的創(chuàng)始人，他提出了通過演繹獲得科學(xué)知識的認(rèn)識方法。恩格斯說：“在希臘哲學(xué)的多種多樣的形式中，差不多可以找到以后各種觀點(diǎn)的胚胎、萌芽。他還認(rèn)為各種生物組成一個統(tǒng)一的階梯，這個階梯是漸進(jìn)的、連續(xù)的，在兩個階梯之間存在著中間的過渡類型。用生命力說來說明生命的本質(zhì)。亞里士多德關(guān)于生物學(xué)思想 如果說柏拉圖是一位數(shù)學(xué)家的話，那亞里士多德就是一位生物學(xué)家，被人們稱為“動物學(xué)之父”。這就是著名的亞歷士多德的落體觀念。8．物體越重，則趨向其自然位置的傾向就越強(qiáng)，下落的速度就越快，所以重物自由下落的速度同其重量成正比。7．重物的主要成分是土，物體包含土元素越多，其向下運(yùn)動的趨勢就越強(qiáng)烈。6．要對一個物體施加力的作用，作用者必須同被作用者直接接觸，一旦接觸中斷，力的作用過程即停止。5．若是物體持續(xù)作非自然運(yùn)動，必須不斷地對其施加力的作用，這種作用一旦中斷，物體的非自然運(yùn)動即停止。4．作用力可以使物體的自然運(yùn)動增加速度，合乎自然的運(yùn)動只靠力加速，但反乎自然的運(yùn)動則完全靠力。2．物體的自然運(yùn)動因符合物體的本性，所以無需外力的作用。從這個假設(shè)出發(fā)，他推導(dǎo)出如下結(jié)論：1．當(dāng)物體所處的位置是它的自然位置，或在當(dāng)時條件下離自然位置最近的位置時，則物體自身不會離開其位置。它們本性就是有方向的。凡是各種元素趨向自己自然位置的運(yùn)動，是自然運(yùn)動；不是趨向自己自然位置的運(yùn)動，是非自然運(yùn)動。它是最基本的運(yùn)動。位移是唯一不引起任何本質(zhì)屬性——像質(zhì)變中的質(zhì)，增和減中的量等——改變的運(yùn)動。他的科學(xué)著作一部分是對其他人已經(jīng)獲得的知識的匯編，一部分是他雇用助手為他收集資料所獲的創(chuàng)造成果，一部分是他自己通過大量的觀察而獲得的成果。實(shí)際上他的科學(xué)著作構(gòu)成了他所在時代的一部科學(xué)知識百科全書。亞里士多德全部作品的數(shù)目大得驚人，有47部留存下來，古代書名冊上記錄表明他寫的書不少于170本。興趣廣泛，學(xué)識淵博，是一位百科全書式的學(xué)者，古代科學(xué)思想的主要代表。其父是馬其頓王的醫(yī)生，他本人是柏拉圖的學(xué)生，后來又成了馬其頓王亞歷山大的教師，曾在雅典建立了逍遙學(xué)派。這四種體液調(diào)和時身體就健康，體液失調(diào)時人就生病了。該學(xué)派認(rèn)為疾病是由于人的生命液不平衡造成的。（5）希波克拉底的生物學(xué)和醫(yī)學(xué)希波克拉底（前460前377）是古希臘最著名的醫(yī)生，早于亞歷士多德。數(shù)量和空間乃是構(gòu)成世界上一切事物的基礎(chǔ)，這一關(guān)系也成為近代科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)?！眮啔v山大學(xué)派的數(shù)學(xué)影響世界幾何學(xué)2000余年，直到17世紀(jì)的帕斯卡、笛卡爾時代，數(shù)學(xué)才有了本質(zhì)的發(fā)展。歐幾里德、阿基米德和阿波羅尼烏斯被后人并稱為古希臘亞歷山大時期數(shù)學(xué)三大家?？梢?，《幾何原本》知識古希臘在數(shù)學(xué)上輝煌成就的某一方面的總和，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是全部。雖然原書中也提到線段的“長度”、多角形或圓的“面積”、錐形或球的“體積”等，但這些“長度”、 “面積”、 “體積”并沒有賦予確定的數(shù)量，而只是一種抽象定義的“量”，與人們通常理解的“數(shù)”并無關(guān)系。愛因斯坦說：如果一個人童年看過《幾何原本》而沒有對科學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣，那么他就是天生不適合搞科學(xué)的人。s Elements)把前人的數(shù)學(xué)成果加以系統(tǒng)地整理和總結(jié)，以縝密的演繹邏輯把建立在一些公理之上的初等幾何學(xué)知識構(gòu)成為一個嚴(yán)密的體系。印刷術(shù)發(fā)明以后，它被翻譯成各國文字，版次數(shù)以千計(jì)，對科學(xué)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。牛頓所著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書的構(gòu)思方法與歐幾里德的《幾何原本》就極為相似。”《幾何原本》已經(jīng)使用了2000余年，是無可爭辯的最優(yōu)秀的教科書。 《幾何原本》在當(dāng)時就很受數(shù)學(xué)家們的注意，直到19世紀(jì)之前，它都是歐洲數(shù)學(xué)的基本教科書，美國數(shù)學(xué)家邁克他以嚴(yán)密的演繹邏輯方法，把建立在一些公理之上的初等幾何學(xué)知識構(gòu)成為一個嚴(yán)整的數(shù)學(xué)體系。s Elements)13卷，是一部世界上最早的公理化的數(shù)學(xué)名著。柏拉圖的學(xué)園門口大書“不懂幾何學(xué)者不得入內(nèi)”。歐多克思、阿波羅尼烏斯和伊巴谷提出并發(fā)展了地心說；赫拉克雷蒂斯、阿里斯塔克和阿基米德提出日心說。他們研究數(shù)學(xué)的目的并不在于實(shí)用，而是為了探索自然的奧秘。為了擺脫暴政，他移居意大利半島南部的克羅托內(nèi)，并組織了一個政治、宗教、數(shù)學(xué)合一的秘密團(tuán)體。約公元前580年生于薩摩斯，約公元前500年卒于他林敦。宇宙必定是球形的，宇宙以地為中心，地也是球形的。（3）天文學(xué)和宇宙學(xué)說畢達(dá)哥拉斯派觀點(diǎn)：用數(shù)的觀點(diǎn)思考天上的事情。古希臘的自然哲學(xué)，其內(nèi)容之豐富為古代世界所僅有。在他看來，所有的事物都有四個方面的原因，即質(zhì)料因、形式因、動力因和目的因，這就是他的“四因說”。亞里士多德（前384前322）給自己的哲學(xué)規(guī)定的任務(wù)是研究“原因”。馬克思的博士論文的題目就是：《德謨克利特的自然哲學(xué)與伊壁鳩魯?shù)淖匀徽軐W(xué)的區(qū)別》。認(rèn)為原子是不可分的堅(jiān)固實(shí)體。原子形狀無限多。原子論者 留基波(前500—前440)和德謨柯利特（前460—前370）為師生關(guān)系。他把客觀世界視為一個不斷產(chǎn)生和不斷消滅的永恒的運(yùn)動過程。把自然界的秩序和數(shù)聯(lián)系起來，這對于啟發(fā)人們從定量的方面揭示自然界的規(guī)律意義重大，在科學(xué)史上影響至為深遠(yuǎn)。畢達(dá)哥拉斯學(xué)派 畢達(dá)哥拉斯（前584—前501）是泰勒斯學(xué)生。認(rèn)為從自然現(xiàn)象中去尋找真理。最早哲學(xué)學(xué)派。（高之棟，自然科學(xué)史講話，陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1986，6667）自然科學(xué)知識與哲學(xué)思想交織在一起，形成古希臘自然哲學(xué)。在那里，我們可以看到畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的數(shù)學(xué)，歐幾里德幾何學(xué)，阿基米德力學(xué)，亞里士多德所創(chuàng)立的邏輯學(xué)、物理學(xué)、植物學(xué)和動物血以及哲學(xué)；我們還可以看到德謨克利特的原子論，托勒密的地心說，阿里斯塔克的日心說；不僅如此，古希臘人在對宇宙總的看法上真可以說是百花齊放，百家爭鳴。科學(xué)的源流，到古希臘時期就匯成一股洪流。這個時期的希臘科學(xué)，對近代科學(xué)影響發(fā)展最大。雅典時期大約從公元前480年起，到公元前330年止，柏拉圖創(chuàng)立的柏拉圖學(xué)派，亞里士多德的科學(xué)和哲學(xué)都屬于這一時期，這是希臘智慧的高點(diǎn)。（任鳳閣，上古史綱，講義，201202）希臘科學(xué)史，可以分為4個時期，即愛奧尼亞時期，雅典時期，亞歷山大時期和羅馬時期。向西航行，經(jīng)過愛奧尼亞?？傻竭_(dá)盛產(chǎn)糧食的西西里島、甚至更遠(yuǎn)的地方。希臘半島是一個多山地區(qū)，平原面積不足全境1/5，土地也不甚肥沃，夏季炎熱少雨，冬季溫和多雨，造成了夏季河流多半干涸，不利于農(nóng)業(yè)發(fā)展，糧食不能自給。希臘半島是古代希臘的主要部分，位于巴爾干半島的南端。棉紡織技術(shù)的發(fā)源地。阿拉伯?dāng)?shù)字的發(fā)源地，0的源地。非洲大多數(shù)民族屬于黑種人，其余屬白種人和黃種人。還有大片的無人區(qū)。人口分布極不平衡，尼羅河沿岸及三角洲地區(qū)，每平方千米約1 000人。居民：8億多人口，％，僅次于亞洲，居世界第二位。面積：約3020萬平方公里（包括附近島嶼）。50′、北緯37176。33′、北緯14176。02′、南緯34176。24′、北緯10176。東瀕印度洋，西臨大西洋，北隔地中海和直布羅陀海峽與歐洲相望，東北隅以狹長的紅海與蘇伊士運(yùn)河緊鄰亞洲。希臘文“阿非利加”是陽光灼熱的意思。到公元前一世紀(jì)Asia已成為羅馬帝國的一個行政省的名稱，以后才逐漸擴(kuò)大，包括現(xiàn)今整個亞洲地區(qū)，成為一個世界最大的洲名。所以，他們把愛琴海以東的地區(qū)泛稱為“Asu”，意即“日