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
荒谬的亚里斯多德物理学

亚里斯多德生于公元前384年, 死于公元前322年。他是马其顿的国王腓力浦伺医的儿子,自己也做过亚历山大大帝的师傅。他师事柏拉图,学习多年之后,自己创立一个新的哲学学派,后世称为逍遥学派。因为当时,先生和学生习惯于在雅典吕克昂(Lyceum)的花园里散步。亚里斯多德是古代知识的集大成者。在现代欧洲的学术上的文艺复兴以前,虽然也有一些人在促进我们对自然界的特殊部分的认识方面取得可观的成绩,但是,在他死后的数百年间从来没有一个人象他那样对知识有过那样系统的考察和全面的把握,所以,他在科学史上占有很高的地位。

中世纪早期知识界的任务之一就是从一些不完善不完备的撮要中尽量吸收他的研究成果;在西方出版亚里斯多德著作全集以后,中古时代后期的著作家们就尽其全力去重新发现他的原意。亚里斯多德的著作是古代世界学术的百科全书,而除物理学和天文学外,他在他所接触到的各种学术方面,大概也真正有所改进。此外,亚里斯多德除了是我们一再强调的古希腊演绎推理形式逻辑体系的完成者外,他还是归纳法的创立人之一,还是主张进行有组织的研究的第一人。不过,他所以享有盛名的原因,仍在于他在科学方面和知识分类方面的劳绩。

在亚里斯多德的著作里,物理学(physics)这个字乃是关于希腊人所称为“phusis”(或者“physis”)的科学;这个字被人译为“自然”,但是并不恰好等于我们所赋给“自然”这个字的意义。

The Physics is a lecture in which he seeks to determine beings that arise on their own with regard to their being.Aristotelian "physics" is different from what we mean today by this word,not only to the extent that it belongs to antiquity where as the modern physical sciences belong to modernity,rather above all it is different by virtue of the fact that Aristotle's "physics" is philosophy,where as modern physics is a positive science that presupposes a philosophy……

This book determines the warp and woof of the whole of Western thinking,Without Aristotle's Physics there would have been no Galileo.

亚里斯多德《物理学》讨论了自然哲学,存在的原理,物质与形式,运动,时间和空间,外重天的永远在运动的球体以及为了使这个外重天运动不已而必须有的不动的原动者(the Unmoved Mover)。亚里斯多德认为要使一个物体运动不已,需要有一个不断起作用的原因,而柏拉图却似乎认为只有使物体离开一条直线的道路,才需要有一个原因。亚里斯多德在《论天》(On the Heavens)一书中就逐渐从外重天上降下来,开始讨论物质和可毁灭的东西,并进而讨论了发生和毁灭。在这个发生和毁灭的过程中,相互对立的原则冷和热,湿和干两两相互作用,而产生了火、气、土、水四种元素,它们又按不同的比例组成不同种类的物质。如水是湿和冷的组合,火是热和干的组合,等等。除这些地上元素外,他又添上了以太。以太作圆运动,并且组成了完美而不朽的天体。

                                                               亚里斯多德四元素正方形

                                亚里斯多德的宇宙由月球层分成两区:月上区以太,月下区四元素

关于物理学,亚里斯多德在想象方面的背景与一个近代学者在想象方面的背景是大不相同的。今天一个小孩子一开始就学力学,力学这个名字的本身就提示着机械。对于试图对运动作出科学解说的希腊人来说,除了少数象德谟克里特和阿几米德那样的天才情况而外,纯粹的力学观点几乎从来也不曾得到过暗示。看来只有两套现象才是重要的,即动物的运动与天体的运动。在近代科学家看来,动物的身体是一架非常精致的、具有异常复杂的物理—化学结构的机械;每一项科学的新发见都包含着动物与机械之间的表面鸿沟的缩小。但在希腊人看来,则把显然是无生命的运动同化在动物的运动里面,却似乎更为自然。在许多的希腊人看来,特别是在亚里斯多德看来,这一特点本身就提示了物理学的普遍理论的基础。

亚里斯多德反对留基波和德谟克里特所主张的真空,还拒绝了原子说的一切有关的概念。他说时间是可以计数的运动。运动一直是存在着的,并且将永远存在;因为没有运动就不能有时间,并且除了柏拉图而外,所有人都同意时间不是被创造的。亚里斯多德认为自然界有一种“原因”关系的存在。这种“原因”观念不同于近代以来的“因果”观念,“原因”与“为什么”相对应,并不与“结果”相对应。“目的因”、“物质因”、“动力因”、“形式因”。亚里士多德说,一件事物的“自然”(“性质”)就是它的目的,它就是为了这个目的而存在的。因而这个字具有着一种目的论的涵义。有些事物是自然存在的,有些事物则是由于原因而存在的。动物、植物和单纯的物体(原素)是自然存在的;它们具有一种内在的运动原则。“按照自然”这句成语,就适用于这些事物极其本质的属性。(正是由于这种观点,所以“不自然”就用以表示谴责。)自然存在于形式之中而不是存在于质料之中。 

基于自己的哲学体系,亚里斯多德提出了两个有关运动的“基本原理”:第一,运动从来不是自发的;没有推动者就没有运动。第二,区分两种运动:朝向物体的自然位置的运动是“自然运动”,朝向任何其他方向的运动是“受迫运动或伴以外力的运动”。亚里斯多德这个哲学家式的“科学家”所提出的完全原创的“力学”理论足足耽误了自然科学的发展19个世纪。

伽利略发见抛射体是沿着抛物线而运动的,这一发见吓坏了他的亚里士多德派的同事们。哥白尼、开普勒和伽利略在奠定地球不是宇宙的中心,而是每天自转一次、每年绕太阳旋转一周的这一观点时,就不得不既要向圣经作战,也同样要向亚里斯多德作战了。

亚里斯多德认为有十种范畴:即:实体,数量,性质,关系,地点,时间,姿态,状况,活动,遭受。“实体”的概念也象“本质”的概念一样,一言以蔽之,就是由于把由主词和谓语所构成的语句结构转用到世界结构上面来,而形成的一种形而上学的错误。这是罗素先生对作为哲学家的亚里斯多德的痛斥。