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
古希腊科学的创新亮点


古希腊科学作为人类自然哲学的起点,也是整个古希腊学术的源头,其重要性已经在前面课程中予以了充分的强调。古希腊科学完全不同于现代科学,但它确实是现代科学的起源。这儿我们先对古希腊自然哲学(也就是古希腊科学)的主要特征做一个小结,然后介绍影响深远的亚里斯多德物理学。

早期希腊哲学家所搜集的事实大部分是从外来的来源得到的——巴比伦与埃及。在这些事实之上,他们又加上一些事实,然后,在历史上破天荒第一次对它们加以理性的哲学考察。 首先明确地摆脱神话传统的欧洲思想学派是小亚细亚的爱奥尼亚自然哲学家学派。在这个学派当中,米利都的塞理斯(Thales of Miletus)是我们所知道的最早的一位。米利都哲学学派的重要性在于,它第一个假定整个宇宙是自然的,从可能性上来说,是普通知识和理性的探讨所可以解释的,他们开始仔细思考推理和证明的规则。这样,神话所形成的越自然的鬼神就真的消灭了。生活在一个神话仍大行其道的文化里,希腊自然哲学的成长的表面上的障碍也是存在着;普通人民信神之心极其虔诚;给雅典带来爱奥尼亚自然哲学的阿那克萨哥拉就因为是无神论者而被赶出雅典,同样的罪名也是苏格拉底的罪状之一,虽然他反对阿那克萨哥拉的见解。 

爱奥尼亚自然哲学的原创:关于世界的自然起源的观念,代表性学说:水、土、气、火四元素的变化循环的观念;原子论;创立了演绎几何学。几何学(Geometry)顾名思义是从土地测量的实际需要中产生的。这一需要在埃及最大,也得到最充分的满足。因为在埃及,尼罗河定期淹没土地的界碑。相传,最早的塞理斯到埃及游历回来以后,就想到可以根据土地测量的经验规则,建立一门关于空间和形式的科学。古希腊自然哲学的原创:把数的抽象观念提高到突出地位;第二大步似乎是由毕达哥拉斯及其门生迈出的。他们不但证明了一些新定理,而且还按照某种逻辑顺利把已知的定理排列起来。

我们现在可以从两个方面来看待几何学。

第一,我们可以把它看做是一门观察和实验科学中的演绎步骤。从埃及土地测量的经验事实中,得到了某些公理和假设。它们好象是不证自明的,但是,事实上,它们是关于空间的性质的假说,是根据所观察到的现象,通过想象归纳的过程得到的。第二,普通观察给人的暗示是有某种空间。心灵接受了这种暗示,给一种理想的空间下了定义。这种理想的空间其实完全是所观察到的空间在人们心目中的样子。心灵既然得到了自己的定义,现在就可以自由地来展开这些定义的逻辑推论了,无需顾及什么符合自然,什么不符合自然。 

这两种观点在本质上都是现代的,它标志着知识的进步方面的一个永久性的一步。这一步是永远不必回头再走了。事实上,在人类智慧的胜利中,我们很可以认为希腊几何学和近代实验科学占有同等最高的地位。

古希腊自然哲学的原创指出人类感觉经验的局限性,强调理性推理的重要性;既要表述自己的学说,又要反驳这些学说的批评者或者竞争者,由此开启了批判性思维。柏拉图对于自然的看法是从人类需要和意向中先验地推导出来的。柏拉图显然受到了毕达哥拉斯学派关于形式和数的神秘主义理论的影响。爱奥尼亚派认为宇宙是进化而来的,柏拉图却以为宇宙是创造而来的。他的宇宙是一个有形体,有灵魂、有理性的活着的有机体。 

他根据宇宙和人,即大宇宙和小宇宙的异想天开的类比,从这个学说中,推演出一种关于宇宙的性质和结构的见解来,甚至推演出一种关于人体生理的见解来。建立在这种思想基础上的柏拉图的科学,大半是荒唐的。他严厉地非难实验是渎神的,是下流的机械技术。另一方面,他却对数学这种演绎科学,给予高度评价。

柏拉图亲自阐明了负数的观念,把线看做是从一点“流出”的——这就是牛顿和莱布尼茨所发明的“流数法”的萌芽。在数学方面,他把或许是由观察而得、但却由理性加以净化的心理概念,拿来加以逻辑的分析,并展开其推论。

这些见解引导柏拉图发展了“理型”学说。他认为,只有“理型”或“理念”才具有充分的存在和实在,个别的东西是没有充分的存在和实在的。

不管从形而上学的观点来看,柏拉图的理念说(唯实论或者实在论)包含多少真理,促成这种理论的心理态度却是不适于促进实验科学的事业的。在哲学仍然对科学起着支配性影响的时候,唯名论(认为“理念”只是名称,个别的感性事物才是真实的存在,否认共相具有客观实在性),不管是有意识的还是无意识的,都比较有利于科学方法的发展。

我们现在开始了解到,科学无法同终极的实在打交道;它只能就人的心灵所见的自然界绘成一幅图画。一种现代形式的观念实在论(唯实论)也许比一种粗糙的唯名论更接近于真理。