《科学的历程》-阅后感
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第一次知道这本书,是在《十三邀》里,许知远采访吴国盛,发现他居然是从理科生转到文科生。看完节目,很受触动,对话交流的很多观点给我留下深刻的印象。博二下学期暑假第一周的这几天决定找这本书来看看,好奇一个带着完备文理专业知识的人怎么来描述科学发展的历程。刚好图书馆就有这本书,找到的时候有点惊讶,非常厚,将近700页。原本计划按照之前的节奏,每天一小时即可。后来发现一小时根本停不下来,还想接着往下看。然后就延长到两个多小时不等。连续八天,手抄喜欢的语句,A4纸正反面抄了20页,满满的收获,把这本大约5/6厘米厚的书本看完了。合上书的那一刻,忽然觉得在科学历史长河下,当下的研究方向显得多么的稚嫩。很喜欢这种带着哲学视角下看待事物的发展描述视野,会让抽出事物的本身而发现一些内在规律的演变。整本书从科学史之前的自然史背景之下开始带路。
首先介绍了科学的精神发源地希腊(公元前500年左右)的思维方式,其中印象比较深刻的是,亚里士多德(Aristotle公元前384~前322)指出“只有在全部生活必需都已具备的时候,在那些人们有了闲暇的地方,那些即不提供快乐,也不以满足必需为目的的科学才首先被发现。”即只有知识阶层不用为生活而奔波劳碌,才有可能为求知而求知。希腊人发展科学知识和技术首先试图给出理性的解释,试图超越具体个别的现象,进入一般的认识。
接着到中世纪科学的发展,在欧洲是漫漫长夜,而东方亮如中国人的四大发明,阿拉伯人继承希腊的科学遗产。这一时期基督教(公元380年)的兴起标志着一种取代正在衰落的古典文化的新型文化开始出现。柏拉图学园被封闭(公元529年),亚历山大图书馆被烧毁(公元前47年)。大翻译运动在阿拉伯的盛行,为进一步的科学创造打下了基础。13世纪出现了大学这种近代的教育体制。
西方世界继承了希腊的学术遗产,在16,17世纪创造了改变整个人类历史进程和人类生活的近代科学。意大利文艺复兴宣扬的人文主义精神深入人心。哥白尼革命打破了亚里士多德物理学中天地截然有别的界限。“天空立法者”开普勒的研究确立了太阳系的概念。爱因斯坦评价开普勒的工作说到“知识不能单从经验中得到,而只能从理智的发明同观察到的事实两者的比较中得出。”伽利略示范的实验与数学相结合的科学方法将近代物理学引上历史的舞台。惠更斯的“有摆落地大座钟”标志着人类进入一个新的计时时代。牛顿的著作《自然哲学的数学原理》开辟了全新的宇宙体系。这一时期的自然观和方法论有别于古代和中世纪。佛兰西斯·培根:知识就是力量。他提出,正确的认识方法首先是不带偏见,可是人心中总是为种种偏见所纠缠。笛卡尔:我思故我在。他认为必须首先怀疑一切,然后在怀疑中找出那清楚明白、不证自明的东西。而真正代表近代科学方法论精神的是伽利略和牛顿。伽利略的三个阶段:直观分解,数学演绎,实验证明。牛顿的方法“归纳-演绎”法。所以作者将机械自然观概括为四个方面:第一,人与自然相分离;第二,自然界的数学设计;第三,物理世界的还原论说明;第四,自然界与机器的类比。在这个阶段,研究者发现交流、讨论与协作的必要性。因此出现了一些科学共同体如意大利:自然秘密研究会、林琴学院,齐曼托学院。英国:哲学学会,皇家学会。法国:巴黎学院。德国:柏林科学院。
英国的产业革命(工业革命)和法国大革命为18世纪科学带来技术革命与理性启蒙。从纺织业,蒸汽动力机钢铁冶炼技术等的发展,标志人类的生活方式发生着巨大的变化。法国的启蒙运动指出,只要掌握了社会发展的规律,人类就可以掌握自己的命运。理性不仅是对待自然界的正确态度,而且应该是对待一切事物的恰当原则。这个世纪科学处于平稳发展的时期。如运动量守恒与活力守恒原理的建立,矢量力学到分析力学,计温学,摩擦电研究等。
19世纪的自然科学经历了突飞猛进的发展,使古典科学达到了相当完善的程度。在物理科学领域,以牛顿力学为基础统一了声学、光学、电磁学和热学。物理的很多基本定律和概念在这个世纪得到淋漓尽致的发展。电磁学方面如库仑定律、欧姆定律、电磁感应定律、麦克斯韦方程等。光学方面如惠更斯的波动说,光速的测定,光谱研究。热力学与能量定律的建立,如热力学第一定律和热力学第二定律。热力学第二定律的历史性突破在于,突出了物理世界的演化性、方向性和不可逆性,给出了与牛顿宇宙机器图景完全不同的世界演化图景。同阶段的天文学、生物学与医学也有极大的发展,由于专业背景下,会比较注重看物理这方面的发展,也比较能够理解其中的概念。19世纪的科学开始成为社会生活的一个重要组成部分,如汽船、铁路与火车,蒸汽机到内燃机,汽车,电动机与发动机,发电站与远距输电,电灯,电影,电报,电话,无线电。
20世纪的科学表现在大量新现象与已完美体系的古典理论之间的矛盾日渐突出。相对论,量子理论,量子力学等。原子能时代的曼哈顿工程,美国政府动员了50多万人(其中科研人员15万),耗费22亿美元,占用全国三分之一的电力。实现第一颗原子弹的研制。航空航天时代下的空间站。再到电子技术与信息时代。如电子管、晶体管和集成电路,电子计算机。1964年,IBM公司生产的“360型系统计算机”标志着第三代计算机的诞生。为了研制和开发这个系列的计算机,该公司历时5年,耗资50亿美元,超过了美国研制第一颗原子弹的曼哈顿计划。而第五代计算机的目标,试图超越冯诺依曼模型,建立一个非线性化的、非存储程序的、存储器与处理器合二为一的新机型。20世纪理论科学最重要的四大模型:粒子物理学中的夸克模型,宇宙学中的大爆炸模型,分子生物学中的DNA双螺旋模型,地质学中的板块模型。人类对宇宙和生命的认识大大深化。最后一部分印象比较深刻的是普里戈金评论柏格森的《创造进化论》:”我们越是深入地分析时间的自然性质,我们就会越加懂得时间的延续就意味着发明,就意味着新形式的创造,就意味着一切新鲜事物连续不断地产生。”
最后一章中作者认为如果说工业文明破坏了自然生态,那么信息时代则加速了文化生态的解体。
其实这么厚重的一本书,八天的阅读可能只是表面上的完成阅读进度,实则对书中很多意味深长的语句需要多加琢磨和理解。还有一部分限于专业知识背景也不太能理解的,如天文学,生物学,化学,医生等方面的发展只是当作一般文字在消化。惊叹作者本身该具有多么雄伟的背景知识才能写下这么一本书,书中的插图大多为作者亲自拍摄,而且视图感觉很好。无比的佩服与惊叹。作为三十岁的自己,阅读这本书显然觉得自己非常的渺小和无知。在做实验的时候常常感叹为什么做不出来,对科研的态度也没有书中诸多伟大的科学家那样的专注和吃苦的精神。给自己上了一堂非常深刻的课。