目录

  • 1 绪论
    • 1.1 易中天悖论
    • 1.2 钱学森问题
    • 1.3 科学是什么?
    • 1.4 爱因斯坦定义科学
    • 1.5 科学起源
    • 1.6 欧洲历史简介
    • 1.7 通识教育是什么?
    • 1.8 学习要点
  • 2 哲学、数学、科学同时起源于古希腊
    • 2.1 科学祖师在哪里?
    • 2.2 新月沃土
    • 2.3 地中海
    • 2.4 古希腊神话
    • 2.5 《神谱》与宇宙起源说
    • 2.6 理性之门
      • 2.6.1 盗用神权
      • 2.6.2 剥夺神权
      • 2.6.3 寻求普遍性
    • 2.7 理性之祖Thales
    • 2.8 原创何来?
  • 3 古希腊三杰建立形式逻辑体系
    • 3.1 古希腊哲学简介
    • 3.2 前苏格拉底哲学家中的其他科学家
    • 3.3 苏格拉底简介
    • 3.4 苏格拉底之问
    • 3.5 苏格拉底之法
    • 3.6 苏格拉底之死
    • 3.7 理性是什么?
    • 3.8 柏拉图简介
    • 3.9 柏拉图的“回忆”说
    • 3.10 柏拉图定义“意见”与“知识”
    • 3.11 柏拉图的“洞穴喻”
    • 3.12 柏拉图正多面体四原素说
    • 3.13 柏拉图的《理想国》
    • 3.14 柏拉图的理念、理型与共相
    • 3.15 理念是什么?
    • 3.16 柏拉图定义“哲学”
    • 3.17 柏拉图的“太阳隐喻”
    • 3.18 柏拉图的“线喻”
    • 3.19 理念、理型的词源
    • 3.20 亚里斯多德完成形式逻辑体系
  • 4 形式逻辑体系启蒙教科书
    • 4.1 跟谁学逻辑?
    • 4.2 欧几里德原本
    • 4.3 “自学”是扯淡
    • 4.4 欧几里德原本的内容
    • 4.5 欧几里德的“定义”
    • 4.6 欧几里德的“公设”
    • 4.7 欧几里德的“共识”
    • 4.8 欧几里德的“证明”
    • 4.9 古希腊科学是什么?
  • 5 从自然哲学到自然科学之路
    • 5.1 古希腊科学的创新亮点
    • 5.2 荒谬的亚里斯多德物理学
    • 5.3 阿基米德
    • 5.4 中世纪的阿拉伯科学
      • 5.4.1 西方的科学导师海什木
      • 5.4.2 西方的哲学、医学导师阿维森纳
    • 5.5 中世纪的西方科学
      • 5.5.1 罗吉尔•培根
      • 5.5.2 牛津大学校长罗伯特•格罗塞特
      • 5.5.3 冲力说理论
      • 5.5.4 巴黎大学校长让•布里丹
      • 5.5.5 牛津计算者与默顿匀加速运动定律
      • 5.5.6 尼古拉•奥里斯梅与运动的几何表示
      • 5.5.7 奥卡姆剃刀
    • 5.6 文艺复兴简介
    • 5.7 “通才”或者“文艺复兴人”
      • 5.7.1 达•芬奇
      • 5.7.2 文艺复兴式科学家盖姆
    • 5.8 天主教会的神职科学家
    • 5.9 科学革命简介
    • 5.10 科学革命英雄谱
      • 5.10.1 Andreas Vesalius 维萨留斯
      • 5.10.2 Christopher Clavius 克拉维
      • 5.10.3 Tycho Brahe 第谷•布拉赫
      • 5.10.4 William Gilbert 威廉•吉尔伯特
      • 5.10.5 Thomas Hobbes 托马斯•霍布斯
      • 5.10.6 Baruch Spinoza 斯宾诺莎
      • 5.10.7 Robert Boyle 罗伯特•波义耳
      • 5.10.8 Robert Hooke 罗伯特•胡克
      • 5.10.9 Christiaan Huygens 惠更斯
      • 5.10.10 Simon Stevin 力学先驱
      • 5.10.11 “科学革命”六人行
        • 5.10.11.1 哥白尼
        • 5.10.11.2 培根
        • 5.10.11.3 伽利略
        • 5.10.11.4 开普勒
        • 5.10.11.5 笛卡尔
        • 5.10.11.6 牛顿
  • 6 科学的基石:经验 + 理性
    • 6.1 科学界为何粉培根?
    • 6.2 培根的“四个偶像”
    • 6.3 科学探索的培根方法
    • 6.4 培根与英国经验主义传统
    • 6.5 归纳法的致命伤
    • 6.6 笛卡尔简介
    • 6.7 笛卡尔科学方法“四戒律”
    • 6.8 笛卡尔几何学
    • 6.9 笛卡尔几何PK欧几里德几何
    • 6.10 笛卡尔PK培根
  • 7 牛顿建立第一个科学体系
    • 7.1 伽利略开创现代科学
    • 7.2 伽利略的《论两种新科学》
    • 7.3 开普勒行星运动三定律
    • 7.4 牛顿简介
    • 7.5 牛顿的老师
    • 7.6 《自然哲学的数学原理》
    • 7.7 牛顿“发现”“定律”了吗?
    • 7.8 牛顿的光学
    • 7.9 牛顿的研究方法
    • 7.10 牛顿的影响无以伦比
  • 8 爱因斯坦、狄拉克开创现代科学体系
    • 8.1 李政道先生的启蒙老师讲牛顿
    • 8.2 动能概念的发明
    • 8.3 古典力学体系
    • 8.4 牛顿以来的基本物理学发现
    • 8.5 爱因斯坦简介
    • 8.6 相对论与量子力学
    • 8.7 现代科学体系
  • 9 科学的核心是科学方法
    • 9.1 科学方法总结
    • 9.2 量子物理学始创者所用科学方法举例
      • 9.2.1 普朗克的量子理论
      • 9.2.2 玻尔的量子理论
      • 9.2.3 德布罗意的量子理论
      • 9.2.4 海森堡的量子理论
      • 9.2.5 狄拉克的量子理论
      • 9.2.6 薛定谔的量子理论
    • 9.3 科学范式与科学革命中的范式转变
    • 9.4 科学是什么?
  • 10 它山之石,可以攻玉
    • 10.1 徐光启遗教:苟利于国,远近何论焉?
    • 10.2 “西学中源”实乃误国之妄言
    • 10.3 日本科学崛起之启示
    • 10.4 解决钱学森问题之法则
亚里斯多德完成形式逻辑体系


Aristotle

亚里斯多德(公元前384年—公元前322年),古希腊斯吉塔拉人,世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。他是柏拉图的学生,亚历山大的老师。公元前335年,他在雅典办了一所叫吕克昂的学校,被称为逍遥学派。马克思曾称亚里斯多德是古希腊哲学家中最博学的人物,恩格斯称他是古代的黑格尔。作为一位最伟大的、百科全书式的科学家,亚里斯多德对世界的贡献无人可比。他对哲学的几乎每个学科都作出了贡献。他的写作涉及伦理学、形而上学、心理学、经济学、神学、政治学、修辞学、自然科学、教育学、诗歌、风俗,以及雅典宪法。

他把逻辑分析方法用于一切对象,建立了西方知识体系。

亚里斯多德的影响在许多不同的领域里都非常之大,但以在逻辑学方面为最大。在古代末期当柏拉图在形而上学方面享有至高无上的地位时,亚里斯多德已经在逻辑方面是公认的权威了,并且在整个中世纪他都始终保持着这种地位。到了十三世纪,基督教哲学家又在形而上学的领域中也把他奉为是至高无上的。文艺复兴以后,这种至高无上的地位大部分是丧失了,但在逻辑学上他仍然保持着至高无上的地位。

亚里斯多德提出的逻辑概念成为了支配逻辑学界的理论,这一直要到19世纪才被数理逻辑取代。康德在《纯粹理性批判》中指出亚里斯多德的逻辑理论是完全以演绎推理的方式架构而成的。亚里斯多德在逻辑学上最重要的工作就是三段论的学说。一个三段论就是一个包括有大前提、小前提和结论三个部分的论证。Syllogism直言三段论是所有前提都是直言命题的演绎推理。比如:凡人都有死(大前提),苏格拉底是人(小前提),所以苏格拉底有死(结论)。

在逻辑里面也有非三段论式的推论,例如:马是一种动物,所以马的头是一种动物的头。事实上,有效的三段论仅只是有效的演绎法的一部分,它对于其他的部分并没有逻辑的优先权。

下面我们用文图说明几个逻辑推理形式规则:

Venn diagram showing the Intersections of the Greek, Latin and Russian alphabet (upper case graphemes). 

                                                              If p,then q.p.Therefore,q.

In classical logic, this is called modus ponens Latin for the way that affirms by affirming.汉语称为“肯定前件。As modus ponens, the following argument contains no formal fallacies.1.If P then Q 2.P 3.Therefore Q.

If statements 1 and 2 are true,it will absolutely follow that statement 3 is true.However, it may still be the case that statement 1 or 2 is not true.For example:1.If a scientist makes a statement about science,it is correct.2.Albert Einstein states that all quantum mechanics is deterministic.3.Therefore it's true that quantum mechanics is deterministic.In this case, statement 1 is false.The particular informal fallacy being committed in this assertion is argument from authority.形式逻辑只是确保推理规则正确,不能保证结论为真,因为前提为假。In classical logic, this is called modus tollens Latin for the way that denies by denying.汉语称为“否定后件”。

下面列举两种与上述推理规则相关的逻辑上的形式谬误。

Affirming the consequent 肯定后件

1.If p then q 2.q 3.Therefore p 

1.If Bill Gates owns Fort Knox,then he is rich. 2.Bill Gates is rich. 3.Therefore, Bill Gates owns Fort Knox.注:诺克斯堡(Fort Knox)是美国陆军的一处基地。

Denying the antecedent否定前件

1.If p then q 2.Not p 3.Therefore not q 

1.If Queen Elizabeth is an American citizen,then she is a human being. 2.Queen Elizabeth is not an American citizen. 3.Therefore, Queen Elizabeth is not a human being.

《科学启蒙》课程不是要求大家去学习这些古典逻辑的规则,十九世纪以后这些已经被超越。亚里斯多德给理科生的直接遗产,也就是爱因斯坦强调的现代科学的两大支柱之一的形式逻辑体系,指的就是演绎推理形式体系。

Aristotle’s most important contributions was systematising deductive logic.劳埃德先生写道:《工具论》(Organon)为朝着公理的、演绎的体系的结构做出了基础性的贡献,因而十分重要。亚里斯多德比其前的任何一个作者都更进一步的研究了证明的条件,而且他首先对演绎证明进行了系统的分析。与柏拉图一样,他认为严格意义上的知识是不可驳斥的,而且还与柏拉图一样,他使用大量的数学例子来说明他的见解。

亚里斯多德的演绎推理形式逻辑体系:因为是演绎,证明从前提开始,证明从其出发的初始前提,它们本身是不可证明的,但可知是真的。他区别出三种这样的初始前提:(i)公设(axioms)(ii)定义(definitions)(iii)假设(hypotheses)。公设(公理)是原理,没有它们就不可能推理。定义是假定术语的意义,而假设是假定某种事物对应于某术语。严格说来,知识是要知道事物只能如此而不可能是另样。知识证明必然的、永恒的和“普适的”联系。

劳埃德先生归纳的古希腊三杰建立的形式逻辑体系的这三个初始前提都是我国固有文化所缺失的,但却是建立理性传统的基石。

                                                  哈佛大学校徽上的校训“真理”(VERITAS)

Plato is my friend,Aristotle is my friend but my greatest friend is truth.

                                                                                                                              ——牛顿