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古希腊天文学成就范文1
阿基米德(Archimedes,约公元前287~212)是古希腊物理学家、数学家,静力学和流体静力学的奠基人。
除了伟大的牛顿和伟大的爱因斯坦,再没有一个人象阿基米德那样为人类的进步做出过这样大的贡献。即使牛顿和爱因斯坦也都曾从他身上汲取过智慧和灵感。他是“理论天才与实验天才合于一人的理想化身”,文艺复兴时期的达芬奇和伽利略等人都拿他来做自己的楷模。
从洗澡的故事说起
关于阿基米德,流传着这样一段有趣的故事。相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠,做好后,国王疑心工匠在金冠中掺了假,但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重,到底工匠有没有捣鬼呢?既想检验真假,又不能破坏王冠,这个问题不仅难倒了国王,也使诸大臣们面面相觑。
后来,国王请阿基米德来检验。最初,阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天,他去澡堂洗澡,当他坐进澡盆里时,看到水往外溢,同时感到身体被轻轻拖起。他突然悟到可以用测定固体在水中排水量的办法,来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆,连衣服都顾不得跑了出去,大声喊着“尤里卡!尤里卡!”。(Fureka,意思是“我知道了”)。
他经过了进一步的实验以后来到王宫,他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里,比较两盆溢出来的水,发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大,所以证明了王冠里掺进了其他金属。
这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王,阿基米德从中发现了浮力定律:物体在液体中所获得的浮力,等于他所排出液体的重量。一直到现代,人们还在利用这个原理计算物体比重和测定船舶载重量等。
阿基米德的生平
公元前287年,阿基米德诞生于西西里岛的叙拉古(今意大利锡拉库萨)。他出生于贵族,与叙拉古的赫农王有亲戚关系,家庭十分富有。阿基米德的父亲是天文学家兼数学家,学识渊博,为人谦逊。他十一岁时,借助与王室的关系,被送到古希腊文化中心亚历山大里亚城去学习。
亚历山大位于尼罗河口,是当时文化贸易的中心之一。这里有雄伟的博物馆、图书馆,而且人才荟萃,被世人誉为“智慧之都”。阿基米德在这里学习和生活了许多年,曾跟很多学者密切交往。他在学习期间对数学、力学和天文学有浓厚的兴趣。在他学习天文学时,发明了用水利推动的星球仪,并用它模拟太阳、行星和月亮的运行及表演日食和月食现象。为解决用尼罗河水灌溉土地的难题,它发明了圆筒状的螺旋扬水器,后人称它为“阿基米德螺旋”。
公元前240年,阿基米德回叙古拉,当了赫农王的顾问,帮助国王解决生产实践、军事技术和日常生活中的各种科学技术问题。
公元前212年,古罗马军队攻陷叙拉古,正在聚精会神研究科学问题的阿基米德,不幸被蛮横的罗马士兵杀死,终年七十五岁。阿基米德的遗体葬在西西里岛,墓碑上刻着一个圆柱内切球的图形,以纪念他在几何学上的卓越贡献。
阿基米德的科学成就
阿基米德无可争议的是古代希腊文明所产生的最伟大的数学家及科学家,他在诸多科学领域所作出的突出贡献,使他赢得同时代人的高度尊敬。
阿基米德在力学方面的成绩最为突出,他系统并严格的证明了杠杆定律,为静力学奠定了基础。在总结前人经验的基础上,阿基米德系统地研究了物体的重心和杠杆原理,提出了精确地确定物体重心的方法,指出在物体的中心处支起来,就能使物体保持平衡。他在研究机械的过程中,发现了杠杆定律,并利用这一原理设计制造了许多机械。他在研究浮体的过程中发现了浮力定律,也就是有名的阿基米德定律。
阿基米德确定了抛物线弓形、螺线、圆形的面积以及椭球体、抛物面体等各种复杂几何体的表面积和体积的计算方法。在推演这些公式的过程中,他创立了“穷竭法”,即我们今天所说的逐步近似求极限的方法,因而被公认为微积分计算的鼻祖。他用圆内接多边形与外切多边形边数增多、面积逐渐接近的方法,比较精确的求出了圆周率。面对古希腊繁冗的数字表示方式,阿基米德还首创了记大数的方法,突破了当时用希腊字母计数不能超过一万的局限,并用它解决了许多数学难题。
阿基米德在天文学方面也有出色的成就。除了前面提到的星球仪,他还认为地球是圆球状的,并围绕着太阳旋转,这一观点比哥白尼的“日心地动说”要早一千八百年。限于当时的条件,他并没有就这个问题做深入系统的研究。但早在公元前三世纪就提出这样的见解,是很了不起的。
阿基米德的著作很多,作为数学家,他写出了《论球和圆柱》、《圆的度量》、《抛物线求积》、《论螺线》、《论锥体和球体》、《沙的计算》等数学著作。作为力学家,他著有《论图形的平衡》、《论浮体》、《论杠杆》、《原理》等力学著作。
阿基米德和雅典时期的科学家有着明显的不同,就是他既重视科学的严密性、准确性,要求对每一个问题都进行精确的、合乎逻辑的证明;又非常重视科学知识的实际应用。他非常重视试验,亲自动手制作各种仪器和机械。他一生设计、制造了许多机构和机器,除了杠杆系统外,值得一提的还有举重滑轮、灌地机、扬水机以及军事上用的抛石机等。被称作“阿基米德螺旋”的扬水机至今仍在埃及等地使用。
“假如给我一个支点,我就能推动地球”
阿基米德不仅是个理论家,也是个实践家,他一生热衷于将其科学发现应用于实践,从而把二者结合起来。在埃及,公元前一千五百年前左右,就有人用杠杆来抬起重物,不过人们不知道它的道理。阿基米德潜心研究了这个现象并发现了杠杆原理。阿基米德曾说过:“假如给我一个支点,我就能推动地球。”
当时的赫农王为埃及国王制造了一条船,体积大,相当重,因为不能挪动,搁浅在海岸上很多天。阿基米德设计了一套复杂的杠杆滑轮系统安装在船上,将绳索的一端交到赫农王手上。赫农王轻轻拉动绳索,奇迹出现了,大船缓缓地挪动起来,最终下到海里。国王惊讶之余,十分佩服阿基米德,并派人贴出告示“今后,无论阿基米德说什么,都要相信他。”
爱国者阿基米德
在阿基米德晚年时,罗马军队入侵叙拉古,阿基米德指导同胞们制造了很多攻击和防御的作战武器。当侵略军首领马塞勒塞率众攻城时,他设计的投石机把敌人打得哭爹喊娘。他制造的铁爪式起重机,能将敌船提起并倒转……
古希腊天文学成就范文2
哲学从古希腊发源开始,始终没有哪位哲学家能对哲学下一个明确的定义,这其实反映出了哲学的一个特征,即,哲学是时展的产物。因而每个时代都有伟大的哲学家,即使他们是思想能影响整整几个时代,但他们也只能是自己那个时代伟大的哲学家。科学也一样,没有哪位科学家得出了可以令整个科学界都信服的结论。现在对哲学和科学关系的研究却又很多,也有很多不同的观点,如:“改造论”,这种观点认为,科学之所以能够取得辉煌成就,应该归功与科学方法的使用,因此,只有用实证科学的理论和方法去改造传统的哲学,使其如同科学一样具有“实证性”,哲学才有可能进步和发展;“并行论”,这种观点认为:哲学与科学作为两种不同的知识类型,有各自独特的问题领域,二者并不相悖。哲学研究人与世界的关系,科学研究对象世界的内部关系;以及“对话论”,这种观点主张“哲学既不是凌驾于全部科学之上的科学的科学,也不是作为全部知识基础的第一原因,而只是与科学、宗教、艺术等各种文化形式平起平坐的一种文化形式。”我个人认为在不明了哲学和科学是什么的情况下,似乎更应该从他们历史发展的角度对其关系进行梳理。
一、科学源于哲学
哲学起源于古希腊,相信这是人尽皆知的事实。“早起的古希腊哲学家,同时也是自然科学家。”他们对于世界本质的哲学追问总是与其关于“终极实在”的科学假设交织在一起,由此,自然哲学成为了哲学与科学的共同载体。柏拉图也曾经说过,“在古希腊人看来,哲学科学一而二,二而一,初无区别。”
在反思自然哲学的同时,柏拉图和亚里士多德开始寻求哲学概念的确定性。“在苏格拉底以后的文献中,特别是在柏拉图和亚里士多德学派中,哲学一词得到了明确的意义,而这个哲学指的恰恰就是德语中wissenschafe(即科学,多指自然科学)一词。”在当时的知识体系中,作为狭义哲学中重要的形而上学的知识是至高的知识。数学、逻辑学等知识都是对形而上学知识的获得起辅助作用的知识。柏拉图在《理想国》中设计哲学王的培养方法是就清晰地表达了这一思想:柏拉图认为在哲学王真正通过哲学思辨获得关于实在的认识之前,需要首先学习算术。“要他们学习算术不是为了做买卖,而是为了用于战争以及便于将灵魂从变化世界转向真理和实在。”然后是几何学,他认为,几何学是认识永恒事物的。“几何学大概能把灵魂引向真理,并或许能使哲学家的灵魂转向上面……。”接下来是天文学,柏拉图认为“我们考察的这些科学技术的全部这一学习研究过程能够引导灵魂的最善部分上升到看见实在的最善部分……”。
柏拉图和亚里士多德并没有像自然哲学家那样将哲学与科学简单等同,他们将“第一哲学”视为最具普遍意义的科学,最高的科学,而将“个别哲学”看做是“特殊科学”。“meta-physics”一词的使用就内含着亚里士多德学派对于“第一哲学”与“特殊哲学”(哲学与科学)之间关系的最初思考。可见,古希腊罗马的科学知识只是达到哲学规定的终极问题的辅助知识,当时尚未分化独立的科学知识属于哲学的范畴。但是从中世纪开始哲学和科学之间发生了裂痕,在中世纪哲学成为神学的婢女,哲学的地位大大减低,神学成为了一切思想的核心。因而适应神学的学科得到了发挥,就如同把数学应用于天文学的研究一样,数学并未受到多大影响。这就为哲学和科学的分离甚至对立买下了伏笔。
二、科学与哲学的分裂
时至近代,自然科学各学科在摆脱了历史的“羁绊”之后迅速兴起。科学与哲学在形态上彻底分化,这标志着科学和哲学开始真正走向成熟。在概念上,哲学不再具有“总括性”特征,而是作为一个与科学相并列的范畴存在;在内容上,哲学不再无所不包,科学获得了属于自己的领地。“康德在观念层面上对哲学与科学的明确区分,是哲学与科学关系问题化的逻辑前提。”康德是近代以来将“哲学与科学之关系”视为严格意义上的哲学问题提出的第一人。
之后,维特根斯坦在《逻辑哲学论》中,把哲学与科学区别开来。《逻辑哲学论》的中心思想就是为思想的表达划定界定。他认为,哲学是不可说,只有自然科学的命题才是可说的,并且,他在前期哲学中,主要告诉人们的是一种方法,即“哲学中正确的方法是:除了可说的东西,即自然科学的命题,也就是与哲学无关的某种东西之外,就不再说什么,而且一旦有人想说某种形而上学的东西时,立刻就向他指明,他没有给他的命题中的某些记号以指谓。”维特根斯坦把哲学与科学完全区分开,通过可说的与不可说的说明了这个问题。他认为,传统哲学家正是因为没有把哲学与科学很好的区别开,才提出了一些无意义的命题,因此陷入了混乱之中。维特根斯坦对哲学与科学的划分,一直延续到他的后期哲学。他不再像前期哲学那样坚持可说的与不可说的界限,但他仍然强调
三、哲学与科学的区别
随着“科学之上”成为科学界乃至全社会普遍的价值理念。哲学的价值性受到严重质疑,陷入了前所未有的“生存危机”。为了回应科学发展带来的巨大冲击,也为了找回哲学失落已久的价值,现代西方哲学开始重新审视哲学与科学的关系。
真正的哲学不能脱离和凌驾于科学之上,它必须以科学为基础。科学对于哲学的这种基础性决定了科学可以自下而上地对哲学施加影响。当科学本身改变和发展了之后,以科学为基础的哲学也必然或早或迟的实现相应的改变和发展。一切有生命力的,能够体现它那个时代的精神和哲学,都是以它那个时代的最新科学的发展为其基础的。哲学发展对科学发展的这种依赖性说明了科学是改造哲学的最强大、最基本的原动力。
哲学与科学都曾经一度傲视群雄,自以为君临于其它学科之上。的确,他们对人类社会的发展都着不可忽视的引导力量,哲学作为一种思考、追问的学问是构建社会发展模式的重要力量。这一点从苏格拉底对后世西方社会的影响中就可以推断出来。苏格拉底的“知识即美德”使得当时有教养阶层的求知欲泛滥。从他开始,概念、判断、推理的逻辑程序就被尊崇为在其他一切能力之上的最高级的活动和最值得赞叹的天赋。即使是在像中世纪信仰主宰一切的时代,最高的知识也莫过于被描述成“上帝的理性”。而人的知识是从上帝理性中流溢出来的。到了近代,对科学的崇拜表明唯理智主义达到了顶峰。由此看来,一种社会的形成,必然可以追溯出其思想根源。
古希腊天文学成就范文3
【关键词】数学史 数学教学 实践探索
19世纪以来,美国的数学史学家和数学教育家们对数学史的教育价值进行了诸多的阐述,尤其是在1972年的第二届国际数学教育大会上,成立了数学史与数学教育关系国际研究小组以后,数学史与数学教育关系研究蓬勃发展,并开始逐渐走向深化。由于数学史对数学的教学具有重要意义,因而被越来越多中小学教师引入教学过程中,并起到了积极的作用。
一、激发学生数学学习兴趣
教师在课堂教学中适当地穿插一些数学史,不仅能够调节课堂氛围,缓解学生的压力,而且在很大程度上还能提高学生学习数学的积极性。比如教师在讲平方根的时候,可以在讲新课前给大家讲一个有关数学的故事:大约公元前500年,在遥远的古希腊,有一位伟大的数学家,他叫毕达哥拉斯。他在数学上的重大贡献就是发现了勾股定理,揭示了直角三角形三边之间的等量关系,为人类的数学事业作出了杰出贡献。以毕为首的学派有一观点‘万物皆数’,他们认为‘世界上一切量都可以用整数或整数的比( 分数) 来表示’。即世界上一切量都可以用有理数表示。然而有一天,古希腊年轻的数学家,毕达哥拉斯的得意门生希帕索斯发现边长为1的正方形的对角线长既不是整数也不是分数,而是这样一个数―― 2。希帕索斯的发现违背了毕学派的观点,在那个遥远的奴隶制社会,他的发现是不能被大家所接受的,最后可怜的希帕索斯因为这一发现被他的同伴扔进了大海,从此 2的出现引发了数学史上的第一次危机”。那么 2是否存在,如果存在它又具有什么意义,它的大小又是多少呢。通过对故事的讲解,教师可以设置悬念,因而激发了学生对数学学习的兴趣,如此一来,教师就可以很自然地导入课题。在这一教学的过程中,教师做到了从学生的认知出发,挖掘历史,以介绍毕达哥拉斯的故事来导入课题,在较短的时间内激发出学生对新知识的渴求,同时让学生感受到数学不再枯燥无味,而是一门有趣的学科。
二、培养学生学习的意志
1855年,法国数学家泰尔凯在他创办的《新数学年刊》后增加附录“数学历史、传记与文献通报”,极大地增加了法国人对数学史的研究兴趣。泰尔凯认为,数学家的传记、逸闻、故事可以启发学生的人格成长。通过学习数学史,要让学生明白数学家也是平凡人,同样会遇到困难、挫折、失败。如此一来,当学生在学习过程中遇到困难、挫折和失败时,他们就会向数学家那样,不会灰心丧气,增强了学习的自信心以及克服困难的坚强意志。通过学习数学史,使学生认识到数学家的一切成就也不是轻而易举取得的,同样都需要付出大量的艰苦劳动,甚至要付出生命的代价。希帕索斯发现无理数而葬身大海;我国数学家华罗庚,自学成才,在数学领域取得令人瞩目的成就;大数学家欧拉双目失明后仍坚持心算,并写下许多著作;阿基米德在罗马侵略者闯进家门时还在专心研究数学。数学家对数学问题的痴迷,对待数学问题一丝不苟的态度,以及运用数学来探索自然的使命感,给学生树立了榜样,从而激励学生去思考数学问题,运用数学知识去解决现实生活中遇到的问题,培养了学生坚韧不拔的品质,对学生以后的数学学习产生了重大的影响。
三、获得数学思想和数学方法
增强学生对数学史的学习,有利于学生把握数学思想及数学方法,真正实现数学学习的目的。学习数学史就是对相关数学知识产生、发展、完善过程的再现,也就是相应知识的数学方法、数学思想的再现。例如,当教师在讲授“勾股定理”内容时,可以讲述一个数学历史:“毕达哥拉斯是古希腊著名的哲学家、数学家、天文学家。相传2500 年前,在一次朋友的宴席上,毕达哥拉斯始终盯着朋友家的地板发呆。原来朋友家的地板是用一块块直角三角形形状的砖铺成的,黑白相间,错落有致。然后过了一会儿,毕达哥拉斯突然恍然大悟的样子,大笑着跑回家了。原来著名的哲学家毕达哥拉斯,在他的朋友家的地板砖的启发下,最终发现了直角三角形的两直角边的平方和等于斜边的平方。教师在讲述故事后,让学生也来观察地板视图,看看学生会发现什么,是否和大数学家有同样的发现。从而让学生在进一步观察、猜想、归纳这一数学结论的过程中,提高学生分析问题和解决问题的能力。因此,在国外,这一结论又被称为“毕达哥拉斯定理”。
有效应用数学史料,可以使学生在掌握知识的同时能够了解这些知识的产生与发展过程,分享数学家们经过刻苦钻研取得的成果的快乐,获得解决数学问题的思想和方法。
总之,数学的学习不仅仅是单纯的知识学习,更是对学生理性思维能力的培养。数学是人类描绘这个世界最有力的工具,是人类探索自然、改造自然的力量源泉。因此,努力提高全人类的数学素养,培养大量的数学人才,对人类未来的发展起着至关重要的作用。
古希腊天文学成就范文4
一、数学史融入高中数学教学的重要性及意义
1.激发学生的学习兴趣,培养学生的创造性思维
将数学史融入到数学教学中去,让数学活起来,在教学中,不失时机地、适当地向学生讲一些有关的典故、背景或名人趣事,数学思想的起源与演进,以及数学家们勤奋刻苦的精神与坚忍不拔的意志,为真理而奋斗的献身精神.一方面开阔了学生的视野,知道了数学知识的取得是如此曲折动人,就会对知识点产生更深刻的认识;另一方面学生如果知道数学知识的来龙去脉,也能激发学生学习数学的兴趣,培养了学生的创造性思维,使他们感到学习数学不是一种苦役、一种负担,而是一种需要,一种享受.
2.陶冶情操,落实审美教育
如必修5第29页出现的斐波那契数列1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144……,通过计算和观察任意一项与它前一项的比值发现,当项数逐渐增大时所得的值就趋近于黄金分割率0.618,斐波那契数列充满了奇趣,也正是因为这一点,斐波那契数列才放射着它无尽的光辉,斐波那契数列体现了数学美与自然美的和谐统一.
3.激发学生的爱国热情
中国古代数学是璀璨夺目的中国古代文化的重要组成部分,是世界数学发展史中的重要篇章.14世纪以前一直是世界上数学最为发达的国家,出现过许多杰出数学家,取得了很多辉煌成就,其源远流长的以计算为中心、具有程序性和机械性的算法化数学模式与古希腊的以几何定理的演绎推理为特征的公理化数学模式相辉映,交替影响世界数学的发展.由于各种复杂的原因,16世纪以后中国变为数学入超国,经历了漫长而艰难的发展历程才渐渐汇入现代数学的潮流.由于教育上的失误,致使接受现代数学文明熏陶的我们,往往数典忘祖,对祖国的传统科学一无所知.而数学史可以使学生了解中国古代数学的辉煌成就,了解中国近代数学落后的原因,中国现代数学研究的现状以及与发达国家数学的差距,以激发学生的爱国热情,振兴民族科学.
4.增强学生不畏艰巨,勇于探索的精神
科学给人以知识,历史给人以智慧.课本中的公式和字母数据,未能表现创作过程中的斗争、挫折以及数学家所经历的艰苦漫长的道路.通过对数学前辈们的严谨态度,献身精神和经验教训的学习与借鉴,学生能够获得顽强学习的勇气,对于自己在学习中遇到的挫折不会感到颓丧.
比如我国著名数学家华罗庚,他在十八岁那年不幸罹患伤寒,卧床达半年之久,后来病虽痊愈,但左腿却残疾了.左腿残疾后,走路时左腿要先画一个大圆圈,右腿再迈上一小步.华罗庚幽默地戏称这是“圆与切线的运动”.他的誓言是:“我要用健全的头脑,代替不健全的双腿!” 他们对待科学的严谨态度和献身精神都是教育学生最好的范例.
二、数学史融入高中数学教学的途径
1.转变教学观念,改进教学方法
在以往的教材中很少涉及数学史的内容,教师即使知道一些关于数学发展过程的来龙去脉,在教学过程中也不会主动提及甚至完全没有意识到的.加之高考的制约等因素,阻碍了教师使用数学史进行教学,影响了新课程理念的落实.所以为了适应新课标数学课程的教学要求,要转变教师的教学理念,加强教师的数学史知识的培训,提高教师自身的人文素养,鼓励教师自学,努力增加与数学史有关的课外阅读量,充分利用数学史料,提高学生学习数学的积极性,使学生加深对数学本质的理解,拓宽知识面,扩大视野.
2.以课堂为主,适当渗透数学史
数学史要与数学课堂教学有机结合,在潜移默化中“润物细无声”.在教学过程中,教师要尽可能地创设情境,结合具体的教学内容适时地、适当地穿插一些数学史知识,介绍数学的历史渊源,展示不同时空的数学思想文化.
例如在讲对数概念时,可以简单介绍对数的发明者苏格兰数学家纳皮尔编制对数表的历程:公元 1594 年,纳皮尔开始精心编制可供实用的对数表,公元1614年,纳皮尔发表了《关于奇妙的对数法则的说明》一书,书中论述了对数的性质,给出了有关对数表的使用规则和实例,历时整整20年.法国著名的数学家、天文学家拉普拉斯曾说:对数可以缩短计算时间,“在实效上等于把天文学家的寿命延长了许多倍”.
3.以课外为辅,多种形式渗透数学史
①在数学教材中以各种方式渗透,但要注意渗透要恰到好处,不必系统,以防止出现喧宾夺主的结果;②开展一些形式多样的研究性学习活动,让学生体会到数学与生活是完美、和谐的统一;③有组织的举办一些关于数学史的讲座或者讨论会,选择一些情节生动、发展曲折具有教育意义的专题;④发挥学生的主观能动性,比如让学生主编数学板报,介绍数学家的事迹、历史名题等;⑤举办一些数学史的展览会、艺术表演或者观看数学史影片;⑥阅读数学史书籍.
古希腊天文学成就范文5
在作为人类认知客观物质世界的原始性重大创新方面,中国对世界作出的贡献甚少。在自然科学领域,中国还没有诞生过深刻影响人类文明进程的系统科学理论;在中国本土的中国人至今还从未获得诺贝尔科学奖。
作为上述现象的原因、同时也是结果,中国极度缺乏世界级的自然科学大师。去年,钱学森老人逝世了。总理多次引用钱老生前的话,引发了社会热议“钱学森之问”:“为什么我们总也培养不出杰出的人才?”温总理说:“应该说,我们早就看到了这些问题,并目,一直在强调素质教育。但是为什么成效还不够明显?”
现代科学精神的匮乏乃是我们民族缺乏科学大师的最重要原因之一。让我们从科学精神的起源、科学大师成长的个人经历以及大师存在的社会历史背景等方面探讨原始性重大创新所需要的基本个人素质以及社会文化生活环境的特征。
科学精神起源于好奇、闲暇和自由
科学精神是科学活动以及与这些活动方式相联系的科学方法、科学思想、科学家的气质及行为规范等精神层面的反映。科学精神有多方面的内涵,其中:热爱真理、理性与实证、怀疑与批判、自由主义和协作意识是科学精神的主要内容。
众所公认,以逻辑严谨、追求实证、还原自然过程为特征的现代科学精神起源于古希腊。在这个伟大时代,产生了对后世影响深远的众多宗师大家。有最早期的自然哲学家泰勒斯,有人文科学家苏格拉底,体系哲学家柏拉图,百科全书式的科学家亚里士多德,天文学家默东、托勒密,数学家欧几里得,物理学家阿基米德,医学家希波克拉底等等。
科学精神之所以起源于古希腊,固然是由于其继承和光大了两河流域和尼罗河流域的文化遗产,更重要的是希腊的奴隶制和城邦民主制为科学精神的诞生提供了物质条件。亚里士多德在《形而上学》一书中开篇就说:科学和哲学的诞生有三个条件:一是对自然界的惊异而产生的好奇心,二是有思考这些好奇心的闲暇时间,三是有不受束缚的思想自由。
希腊人天性乐观,热爱生活,每四年举行一次的奥林匹克竞技会是他们欢乐生活的写照。他们崇尚理性、热爱真理,对知识有异乎寻常的热情。希腊的奴隶制保证了贵族和自由民的优裕生活,使得民族中的精英个体得以闲暇并思考世界的本源问题。希腊民主的城邦制有助于科学和哲学的繁荣和发展。由于各邦独立自主、相互竞争,外邦人可以自由出入各邦;同时,没有任何占绝对统治地位的社会思想来束缚人们的头脑,即或是体现希腊宗教思想的希腊神话,其完备的诸神谱系也反映了希腊宗教思想的对象性和逻辑性;所有这些,使得整个希腊呈现出百花齐放、百家争鸣的学术局面。从科学精神的起源过程中我们不难看出:对真理的热爱、允许自由探求的物质条件和思想环境是科学精神萌芽的三大基本要素。
在伟大的希腊科学精神的影响下,希腊产生了许多科学理论和科学发现。
非功利性是科学大师个人成长的必要条件
非功利性是科学精神最重要的基本属性之一,功利主义对科学精神的所有要素造成直接伤害。对功利的追求在多数情况下会削弱对真理的热爱;对功利的追求会诱惑我们减少必要的认知成本,进而损害理性实证的复杂过程;对功利的追求可能使我们放下必要的批判武器而屈从于权威和权贵,最后,对功利的追求必然从根本上不利于团队的合作。有学者认为:需求驱动是当代科学技术发展的主要推动力,从社会层面看这无疑是正确的。这里所强调的是:对于科学家个人来讲,对物质性功利的过分追求必然有碍于其原始性创造力的充分发挥。应该看到的是:丰厚的物质基础可能是减少科学家物质性功利追求过多的重要原因之一。
由于科学精神所要求的非功利性主旨,我们有理由得出结论:科学研究不应该更多地成为科学家谋生的手段,而应该更多地成为满足科学家好奇心的认知实践。自然基础科学工作者一旦背上沉重的谋生包袱,其对真理的热爱将有可能让位于对物质利益的追求。这也符合辩证唯物主义的基本观点。
中国由于长期的贫困,以及清朝末年所见识的坚船利炮的西方科技威力,使得国人对科学的功利有崇拜般的痴迷,而对孕育现代科学的科学精神始终不以为然。如清朝末年洋务派代表人物之一张之洞所提出的“中学为体,西学为用”就是中华民族面对科学的基本心态的写照。竺可桢在1935年的一次《利害与是非》的演讲中指出:中国近30年来所提倡的科学救国,只看重西方科学所带来的物质文明,却忽略了培养科学成果的科学精神,认为科学精神应该:只问是非,不计利害,真正阻碍中国科学精神的是中国传统文化中伦理至上和实用思维。
对待科学的功利主义思想,除了文化传统和思想方法方面的原因,很大程度上是由于我国长期积贫积弱的社会发展造成的,从某种程度上说也是不以人的意志为转移的。
兼容并蓄的社会思想环境是科学昌盛、大师频现的另一重要基础
近代科学诞生的历史背景是伟大的欧洲文艺复兴运动。文艺复兴首先是一场彻底的思想解放运动,其核心思想是人文主义精神,认为人乃万物之本。人文主义所推崇的理性精神,正是科学精神的基本支柱。伴随着文艺复兴运动,宗教改革也蓬勃开展起来。路德新教所宣称的“因信称义”,表达了自由和平等的观念、颠覆了教会的绝对统治权威。长期以来,被神恩、天启、权威所禁锢的人类思想开始得到解放。
回顾历史展望未来,明了科学精神产生的基础,我们可以推测中国科学大师不断诞生的条件,并应为之付出不懈的努力。
第一,从长期来看,要力争社会政治、经济生活的长期稳定发展。有科学史研究表明,中国在历史上曾经出现过三次科学技术的大发展大繁荣的先兆期,但随后都由于战乱和社会动荡而趋于消亡和失败。在中国历史上,存续时间最长的周、汉两朝,也分别经历过西东两周、西东两汉的动乱过渡时期。即使是中国历史上国力最强的唐王朝(公元618―907年),在其289年的存续时期内,也发生了无数的内外战争、宫廷变乱、藩镇割据等等重大社会动荡。这些,都摧毁了原本微薄的社会物质基础。此外,中华民族人口众多,资源相对匮乏,生存压力特别巨大。因此,必须着力推进政治改革,确保国家长冶久安;要大力发展经济,筑牢物质基础,藏富于民,着力蓄养一大批富足生活的中产阶层。中产阶层的跨代长期存在,应该是滋养学术思想大师的物质基础。
第二,在社会制度和社会管理层面,要鼓励和营造百花齐放、百家争鸣的学术环境。思想的解放,是历史前进的先导。史学家公认:周秦时代是我国历史上文化最繁荣的时期。诸子百家的思想碰撞,成就了中国历史上第一个黄金时期。而在汉帝国的鼎盛时期,采取了罢黜百家、独尊儒术的政策,对后世汉民族思想的禁锢产生了深远影响。就如同修筑长城永远不可能真正抵御外族入侵,大一统的封闭思想体系也不可能长期地富国强民。当前,在中国学术界,要防止学术的官僚化,弱化以院士制度为代表的学术权威和学术官僚体系,在法律的框架内,以更加相信群众的心态,欢迎各种不同的声音。
古希腊天文学成就范文6
关于李约瑟难题和钱学森之问,我们认识到中国社会普遍缺乏科学精神应该是一个关键的因素,而要改变一个庞大的、有着极长历史的社会思维模式和价值观是非常困难的,也是要经过极长周期的。但是我们也可以提出李约瑟难题和钱学森之问的逆问题:中国需要先进的科学吗?中国需要大批的科学大师吗?
恐怕大部分人都会回答“需要”。但是在一个普遍缺乏科学精神的社会,这个回答没有太大的意义。实际上,批评中国社会普遍缺乏科学精神肯定是不受欢迎的,我们有时甚至把所有好的或者有道理的东西都说成是“科学的”,所有不好的或者没有道理的东西都说成是“不科学的”,这在科学的发源地欧洲和科学最发达的美国都是不可想象的,导致“科学”这两个字失去了其本来的意义。
试问,中国社会上有多少人能够回答出“科学的目的、精神、方法”中哪怕一条或者一条中的一个内容?根据我的经验,这个比例恐怕是惊人地小,而且即使受过高等教育或者从事科学研究的高层次人才也不一定都说得清楚什么是科学。有一次在我做完相关的主题演讲之后,有一位“科学普及”专业的研究生发言,认为我的演讲是反科学的,对于科普工作极为不利。我在和他沟通之后才知道,他对于什么是科学几乎完全说不清楚,而说出来的几乎都是错误的。这就是中国社会普遍缺乏科学精神的一个真实反映。
但是,从唐朝开始几乎没有科学的中国照样独领上千年,而科学大师极少的中国照样成就了“两弹一星”和最近20年的经济奇迹。同样,我们也应该清醒地看到,没有科学的盛极一时的大清王朝最终输给了科学发达的西方列强,而科学落后的现代中国的社会和经济发展也遇到了很大的挑战。因此我们需要问这样的问题:科学研究仍然比较落后、科学大师仍然稀少的现代中国,能够再次独领吗?
中国的三阶段创新路线图
分析欧、美、日的科学和技术,以及诺贝尔奖的授奖情况可以发现,大部分原理性的科学突破来自于科学的发源地欧洲,而大部分具有应用价值的科学发现来自于美国。因此普遍地讲,欧洲人深刻地理解什么是科学,但是美国人更加理解科学的应用价值。但是大部分好的高科技产品则来自于日本,很显然日本人最理解如何制造好的产品。因此若能结合欧、美、日的共同优势,中国必然能够再次领先世界。在这个问题上应该没有争议,有争议的部分、也是我们需要认真研究的是发展的路线和方向。
目前中国科学界有较多的人认为,中国应该加大科学研究的投入,从而实现“科学落后—科学强大—技术强大—国力强大”的三步跳,也就是通过先进的科学带动先进的技术,而技术强大就会带领和支撑经济的发展和国力的强大。这听起来很有道理,因为科学是技术的源头,似乎科学先进一定立刻会带来技术先进。但是日本的成功并不支持这样的观点。日本的科学的确是比中国先进,尽管最近几十年和欧美的差距在逐渐缩小,但是还是比欧美落后,不过这似乎并没有妨碍日本的高科技产品整体上比欧美先进。可以设想一下,如果中国能够具有日本研发和生产高科技产品的能力,那么中国会是什么样?但是正如前述饶毅教授的报告中所指出的,日本在科学方面相对美国的落后,导致了在有些高科技领域受制于人。我认为,这是中国需要在今后长期发展的过程中逐步解决的问题,而不是一步登天赶超欧美。
目前中国社会的现实就是普遍缺乏科学精神,急功近利和实用倾向是很多人的现实心态。我认为在这种情况下盲目高速增加对科学研究的投入不是最佳的选择,不但不会使中国的科学水平迅速赶超欧美,而且有可能在科学的大量投入没有产生期望产出的情况下,对长期发展带来严重的后果。
因此我认为大力和优先发展科学不是中国现阶段的主要任务,而符合科学发展观的中国三阶段创新之路、也就是中国的三阶段创新路线图应该是:“经济实力—技术实力—科技实力—科学实力”,其基本战略就是尽快摆脱“山寨”经济(这里的“山寨”没有贬义,仅仅是一个通俗的说法,在这里泛指引进外资生产线,代工、贴牌或者冒牌的生产活动),循序渐进地向日、美、欧学习,这样必然会使得中国再次并且长期领先世界。不可否认,中国最近10年~20年的“山寨”经济是中国经济高速发展的一个重要原因,但是这样的经济模式是不能持续发展的。不过,由于有了这个阶段的原始积累,中国已经具备了向日本学习“产品创新”的经济实力,这可以使得中国经济进入“持续发展”的阶段,中国也就具备了类似日本今天的技术实力。到那时,中国的经济规模和整体实力才能够和日、欧、美平起平坐。我认为中国需要至少20年~30年的时间才能完成这个阶段的转变。
另一个阶段,就是在强大的技术实力的支撑下向美国学习“技术创新”,从源头上掌握和控制产品创新,这又可以回过来促进和提高产品创新的能力,整个经济将进入良性循环的“可持续发展阶段”。完成这个阶段的转变将是十分艰难的,如果能够在本世纪后半叶实现将是十分了不起的成就,中国将在经济、技术和军事等方面成为世界第一,开始中国在世界独领的新时代。
最后一个阶段,则是向欧洲学习什么是科学和如何开展科学研究,这个时候中国已经达到了国富民强的程度,具备强大的技术创新能力,急功近利和实用倾向的社会影响逐渐削弱,也就是说中国这个时候具备了全面发展科学的经济条件。如果科学精神能够深入到整个社会的思维模式,也就是追求科学规律的理想主义有可能会普遍地得到认可和实践,那么中国完全可以在科学方面也成为世界第一,从源头上控制技术创新,进入整个社会和经济的“长期可持续发展阶段”。这样就可以保证中国不但能够在世界独领,而且可以长期持续地保持领先地位。
当然上面的三个阶段的划分在时间上不是绝对前后的关系,而应该是三个阶段同时进行,但是国家应该制定明确的发展战略,在不同时期发展的重点有所不同,以保证资源的最佳使用和社会的逐渐进步。尽管我们希望中国最终能成为世界上科学研究领先的国家,但是这需要极长的过程。的模式不但不能搞生产和建设,实际上更加不能发展科学,因为科学的发展不仅仅需要物质的条件,更需要适合科学发展的价值观和社会文化,价值观和社会文化的形成则需要在一定的物质基础的条件下的长时期的沉淀。在一定程度上,把科学说成是象牙塔里面的智力游戏是有一定道理的,穷人一般情况下玩不起,暴发户也不会毫无功利性地玩这个。只有中国社会切实意识到急功近利和实用主义的局限性,能够自觉、有效地抵制其危害性的时候,才会有科学大发展的文化基础。
目前科学研究的一个趋势就是建设耗资巨大的“大科学工程”。但是我非常担心在中国社会普遍缺乏科学精神、而急功近利和极端实用主义的影响日益严重的情况下,对大科学工程的巨额投入如果不能同时带来技术的进步(也就是产生有用的回报),会引起社会和政府对大规模科学投入的负面看法,这样就会长期阻碍科学在中国的发展。作为科学家,我们不仅仅要为我们现在的领域、单位、甚至课题组的发展负责,也要有社会责任,更要从战略上考虑科学在中国的长远发展。
因此在中国的社会现实情况下,我认为目前对科学的投入应该重视对技术的带动作用(尽管产生的科学成果不一定有直接的应用价值,或者现在还不能看到应用价值),能够对中国现阶段的经济发展有重要作用,并达到短期内就回报社会的目的;同时获得的科学成果可以弘扬科学精神,并达到长期回报社会的目的;最终,在科学研究过程中产生的杰出科学家可以发挥出榜样的力量,以达到长期支撑科学的发展的目的。这样做就能够起到“一箭三雕”的作用。当然,在这个发展过程中,始终开展并逐步加强科学教育是非常关键的。
回答李约瑟难题和钱学森之问的逆问题
现在我们可以回答李约瑟难题和钱学森之问的逆问题了:“中国需要先进的科学吗?中国需要大批的科学大师吗?”
既然中国目前这个阶段的发展重点应该是向日本学习产品创新,所以我认为短时期内中国并不急迫需要先进的科学,至少暂时不需要全面先进的科学。但是能够保持长期持续发展并领先世界的中国最终需要全面先进的科学,因为唐、宋、明、清的时代一去不复返了,中国领先世界必须从“以夷制夷”发展到“以夷治夷”。同样我也认为短时期内不需要大批的科学大师,但是最终全面先进的科学必然能够成就大批科学大师。因为西南联大和改革开放前的时代也一去不复返了,那个尽管物质贫匮、但充满理想主义色彩的激情燃烧的岁月在可以预见的未来不会回到中国了。未来中国的科学大发展必须是建立在国富民强的基础上。
从古希腊的宇宙观到哥白尼的日心说,人类认识宇宙的第一次飞跃经历了漫长的两千年。应该说,哥白尼日心说的提出并不能代表现代自然科学的诞生。现代自然科学是从伽利略开始的(尽管牛顿建立了现代自然科学的第一个理论体系),是伽利略把逻辑化、定量化和实证化同时引入了他的研究,伽利略可以说是现代自然科学研究的鼻祖。伽利略400年前发明的天文望远镜使得人类能够看清楚远处的宏观世界,从此人类的宇宙观快速地经历了六次新的飞跃。显微镜又使得人类能够把近处的微观世界看清楚。因此真正意义上的科学研究在欧洲已经有400多年的历史了,所以他们骨子里面理解什么是科学。中国人接触科学的历史才100多年,真正自己动手做科学研究只有区区几十年,而也仅仅在最近一、二十年才开始成规模地做起来。因此中国社会普遍缺乏科学精神也是情有可原的。但是如果要使得大部分中国人理解什么是科学并且具有科学精神,我认为最重要的是要加强两个方面。
一方面是从正确的“科学”教育开始。我们大多数人接受的所谓“科学”教育实际上就是教我们已有的科学规律是什么,以及如何使用这些规律,而我们学不到这些科学规律是怎么得到的和应该怎么进一步发展,也就是缺乏科学精神和科学方法的教育。而过多地强调科学的有用性,又使得我们不知道科学的真正目的是什么。可以说我们只学到了科学知识,而不知道科学是什么。要改变这种教育现状需要大量的努力和漫长的过程,这肯定需要多代人的努力。从本文可以看出,了解天文学的发展对于理解什么是科学至关重要,而这也许就是西方国家一直把入门天文学作为基础教育的重要内容的一个原因。而我国的天文教育则极为落后,大、中、小学天文教育的普及程度极差,这从在很多年里国内只有两所高校有天文系,而至今有天文系的高校还是屈指可数就可以看出来。而欧美的情况则是入门天文教学在中小学十分普及,而且几乎每一个大学都有天文系或者天文专业。尽管中国经历了、、以及改革开放,中国的传统思想和实用倾向对中国人的思维造成的根深蒂固的影响仍然没有得到显著改变,中国社会仍然严重缺乏科学精神,天文教育的极度缺乏肯定是一个原因,而且很可能是一个主要原因。