《科学文化史话》说明和插图出处

科学文化史话-封面

我的第一部“专著”终于出版了。这本书主要是基于博客上已有的一些文章的汇总,加了一些修改和串联,编成一部小书。

这部书从12年9月就开始准备,在当年年底就基本完稿,在吴老师的帮助下作为北大社公众素养读本出版,本来是准备博士毕业找工作时多一个业绩,不过经过缓慢的出版流程,最终到了这么一个非常尴尬的时间才印出来。正好是我毕业找工作也没用上,但也基本上算不了我博士后期间的业绩了,早知如此,不如再晚点出了。

由于主要只是基于现成的文章,其中一些文章更是本科阶段就写下的,所以总体来说这部书是比较稚嫩的。由于前两年主要心思还是在毕业论文和比特币上,这本书并没有投入足够的精力。当然了,我相信我的一些视角和思路还算是新颖的,这部书也不至于太见不得人吧。

这本书原定的标题是《科学可学吗?——科学文化史话》,不过最终编辑还是把这个华丽的主标题删掉了,当然“科学可学吗”仍然作为引言部分的标题出现,是贯穿这部略嫌松散的文集的主线索。事实上,围绕着这个线索,这部小书所述及的远远不够完整,这也是我未来将会补完的(这可能要等我当上讲师,开过科学通史或科学文化史等课程之后,再慢慢续写)。

虽然不太拿得出手,不过毕竟是值得纪念的第一本书,我还是要厚着脸皮拿来四处赠送一番。以前我承诺过送书的朋友,也许我忘了,请再提醒我一下……

作为比特币拥趸,我也十分愿意接受比特币支付购买,不过我比较懒,也不想搞得太忙,售价就不妨定高一些。最近的行情下就卖0.01B一本(包邮)吧~ 这本书定价是30元(真的很坑)。想买的朋友请通过邮件(hyl510@gmail.com)、QQ(160467)或微博(@胡翌霖)和我联系,可以订制题赠(书写XXX惠存之类,虽然我的字很烂,但多少有点纪念意义吧…),一周左右发货(我得先找出版社买来)。

(不需要题赠的同学可以在亚马逊上购买

下面附上该书的目录和全部插图。(话说在书上许多图片的效果都不太理想,总的来说都偏小了些。)所有的插图都是从维基百科中找来的,基本都是公有版权或CC版权。CC版权是要求注明出处和保留作者信息的,我向出版社提出在书中加入图片索引注明每一张图的来源,然而出版社没有同意,而是按中国惯例,引图不注出处。我作为小小学生,人微言轻,也只好妥协从俗。事实上我对版权问题也并不特别较真,但引用注明出处的基本伦理还是希望遵守的,虽然书上没能注明,在这里我还是保留了每张图片的引用链接。

 

目录

引言:科学可学吗?

一、希腊文化——科学精神的起源

  1. 自然的发现:求知传统的开启
  2. 实践知识:科学与技术的对立
  3. 从体育馆到学园:科学成为人文
  4. 从柏拉图到托勒密:数学走向实用
  5. 余论:亚里士多德的触觉世界

二、基督教文化——科学革命的土壤

  1. 大学和经院论辩:中世纪的科学传统
  2. 上帝作为绝对的外在性:创世论与机械论的世界图景
  3. 上帝与自然法则:经验研究的合法性
  4. 上帝之眼:俯瞰一切的客观视角
  5. 余论:科学的宗教情结

三、印刷术——科学革命的媒介

  1. 万事俱备,只欠东风
  2. 归纳法:史学成为科学方法
  3. 从原版书到自然之书:校订文本的科学
  4. 书本上的科学:知识成为白纸黑字
  5. 余论:重审古代中国的科学传统

四、牛顿力学——机械世界的完成

  1. 机械学:为什么不是“恩培爱学”
  2. 动力因:原因和力有何关系?
  3. 万有的定律:一切皆归自然
  4. 相互作用:世界不动了
  5. 余论:“物质”的扩张

五、科玄之争——科学时代的人文教育

  1. 启蒙:追求现代化
  2. 教育问题:科玄之争的定位
  3. 启蒙教育:自由的培育
  4. 传统的土壤:属于中国的现代化
  5. 余论:西学为体,中学为用

结语

 

插图及图说汇总

图0.1日本翻译家西周

西周1829-1897,日本启蒙家和翻译家,他从古汉语经典或常用汉字中创造性地组合新词,翻译了大量西学概念,如哲学、科学、技术、理性、感性、艺术、归纳、演绎等等,其中数以百计的词汇在现代日语和汉语的日常使用中扎根。

Nishi Amane

图0.2智者普罗泰戈拉

德谟克利特(中)与普罗泰戈拉(右),Salvator Rosa (1615–1673)所作。

普罗泰戈拉是公元前5~前4世纪古希腊智者中的代表人物。在那个时期,智者主要指教授青年学生(主要是修辞术和辩论术)以收取报酬的职业教师。智者派的学说大多倾向于相对主义或怀疑论,例如普罗泰戈拉的名言“人是万物的尺度”。不过他们的著说早已散佚,我们主要只能通过柏拉图和亚里士多德对他们的批判中了解他们的思想。

Salvator Rosa - Démocrite et Protagoras

图1.1.1古典希腊地区

公元前6世纪中叶的希腊世界

我们所说的古希腊文明主要是指希腊古典时期(约公元前500—公元前323年)以及稍早的古风时期(约公元前750年起)。除了最后由亚历山大建立的庞大帝国之外,整个希腊文化地区并没有统一的政权和明确的疆界,各城邦和殖民地相对独立。除了位于巴尔干半岛南部的现代希腊地区之外,古希腊文化的影响范围还包括地中海沿岸,特别是小亚细亚地区(今土耳其)和意大利南部。最早的自然哲学家米利都学派就来自小亚细亚,而毕达哥拉斯学派则来自意大利南部。

Location greek ancient

 

图1.1.2泰勒斯

泰勒斯(约前624年-约前546年)

米利都的泰勒斯是西方历史上第一个名著于史的哲学家,希腊七贤之一,据说他曾游学埃及,预测过公元前585年发生的一次著名日食(并不可信)。按照亚里士多德的引述,泰勒斯提出了“万物源于水”的命题,这被认为是自然哲学的发端。自此,哲学家们试图寻找万物的生长变化的自然原因——也就是说,事物变化的原则在事物之内,而不在于神意等外在于事物的力量。后来,米利都学派的阿那克西曼德和阿那克西美尼等人分别提出万物本原为“无限定”、“气”等,而出生于临近小亚细亚的萨摩斯岛的毕达哥拉斯则主张“万物皆数”。

File:Thales.jpg

 

图1.1.3古希腊哲学家

拉斐尔的名作《雅典学院》,图片中央柏拉图(约前427年-前347年)手指天空,另一手拿着的是其宇宙论著作《蒂迈欧篇》,而亚里士多德(公元前384年—公元前322年)则指向前方,左手中的则是《尼各马可伦理学》。油画表达了这师徒二人不同的哲学旨趣。

柏拉图求学于苏格拉底(约公元前469—公元前399),并以苏格拉底为主角撰写了大部分对话体哲学著作。亚里士多德曾在柏拉图学院求学,在柏拉图死后离开学院,创立了吕克昂学院。这师徒三人被公认为西方哲学的奠基者,他们提出和争辩的问题影响了整个西方思想史,甚至20世纪的哲学家怀特海宣称,整部西方哲学史就是在给柏拉图作注脚。

Sanzio 01

 

图1.1.4《蒂迈欧篇》

图为《蒂迈欧篇》在16世纪的拉丁语抄本。

《蒂迈欧篇》是柏拉图晚期作品,其中苏格拉底不再是言谈的主角,全书主要记录了一位毕达哥拉斯主义者讲述的创世故事:一位巨匠(demiurge)把理念压印在质料之上而创造了宇宙。书中提出四种基本元素分别由四种正立方体构成:土是正六面体,水是正二十面体,气是正八面体,火是正四面体,而第五种元素(以太)对应于正十二面体。另外,著名的亚特兰蒂斯大陆的传说也出自这本书。在整个中世纪欧洲,人们几乎只是通过这一本书理解柏拉图的学说,在文艺复兴乃至科学革命时期,这部著作仍然影响深远。

Timaeus trans calcidius med manuscript

 

图1.2.1知识

人格化的知识(Episteme)像,位于土耳其以弗所的塞尔苏斯图书馆。

epi-steme从希腊词源上说是“越过—站立(overstand)”的意思,其意向似乎与英语中的understand类似——此处的under在古英语中是“在中间”的意思:立于事物之间,表示熟知、理解、精通等意思。现代英语中“认识论(epistemology)”一词沿用了这个古希腊词语。

File:Efez Celsus Library 5 RB.jpg

 

图1.2.2美诺篇正方形

 

图为《美诺篇》中苏格拉底为引导童奴发现“以一个正方形的对角线为边的正方形是原来的两倍”这一结论的示意。

Meno (Socrates) drawing 29

 

图1.3.1柏拉图学园

柏拉图学园(来自庞贝古城的马赛克壁画)。

Plato's Academy mosaic from Pompeii

 

图1.3.2雅典周边地图

柏拉图学园所在的阿卡德米(Academy)位于城区北部,吕克昂(Lycaum)则在东部。

Environs of Athens

 

图1.3.3希腊体育馆

图为庞贝古城的体育馆遗址。

gymnasium(体育馆/健身房)一词源自希腊词gymnós,本义为“裸体的”,古希腊的体育训练和比赛都是全裸进行的。

File:Palestra, Pompeii.jpg

 

图1.3.4奥林匹克

 

这份纸莎草纸记录了第75到78届和第81到83届奥运会的冠军名单,包括跑步、摔跤、拳击、骑马等十三个项目。

和现代奥运会一样,古希腊不仅已有了职业的运动员,而且也有了职业的教练员和体育“经纪人”。奥运会本身没有奖金,但获胜的运动员能够得到来自城邦或其赞助者的丰厚奖赏。除了体育竞技以外,运动会期间经常还会举办演讲、诗歌和戏剧等比赛。

 

Olympic victors on Papyrus 1185

图1.3.5自由七艺

12世纪插画中的“自由七艺”

Septem-artes-liberales Herrad-von-Landsberg Hortus-deliciarum 1180

 

图1.4.1天球

文艺复兴时期的天球示意图。地球之外分别为月球天球、水星天球、金星天球、太阳天球、火星天球、木星天球、土星天球这七层行星天球,恒星则全都镶嵌在第八层(算上地球则为第九层)天球之上,再外面则是基督教新增的水晶天和原动天,为神的居所和宇宙动力之来源。

Ptolemaicsystem-small

 

 

图1.4.2天文气象杂占

马王堆汉墓出土的帛书《天文气象杂占》,其中描绘了彗星的各种形象和解说。在中国,星象的记录和预测活动一直与占卜活动紧密相关,而在西方,虽然占星术也有悠久的传统,如托勒密等天文学家亦有占星学著作传世,但在学术传统上相对独立。

Mawangdui Astrology Comets Ms

 

图1.4.3水运仪象台

南宋苏颂于1090年重制的水运仪象台,包括天文观察、天象演示、自动报时等功能。

由于天文异象关乎国运,因此天文学家世代隶属官方,除了记录和预测天象之外,更需要负责指点皇帝在恰当时机进行各种祈禳仪式。例如日食之时,皇帝必须作自我检讨,因此对日食的准确预测成为一种迫切需求,这也是为什么汤若望等西方传教士能够进入皇家机构。顺便说一句,虽然已在哥白尼革命之后,但汤若望等带来的仍然是经久耐用的托勒密体系,另一方面,中国明朝时设立回回司天监,引入了阿拉伯世界的天文技术,实质上也是托勒密体系,只不过在中国被完全算术化了。清朝中国的本土天文学家输给汤若望,实在是技不如人(因为中国天文官员只准皇家世袭不准民间研究,因而很可能固步自封,不思进取),而不是在科学理论方面有巨大的差距。

Clock Tower from Su Song's Book

 

图1.4.4本轮均轮体系

出版于1550年的书籍中对托勒密模型的示意。

1550 SACROBOSCO Tractatus de Sphaera - (16) Ex Libris rare - Mario Taddei

 

图1.4.5托勒密体系

本轮—均轮、偏心圆和均衡点示意图:地球偏离均轮的中心,行星围绕本轮转动,而本轮的中心围绕均轮转动,但转动并非匀速,而是在“均衡点”(不同于地球和均轮中心的另一点)处看来才是匀速转动,亦即本轮围绕均衡点进行匀角速度转动。

File:Ptolemaic elements.svg

 

 

图1.4.6托勒密体系行星轨道

托勒密体系行星的运转轨道示意图
Cassini apparent

 

 

 

图1.4.7哥白尼体系

哥白尼《天球运行论》提供的宇宙体系,太阳位于中心,月球围绕地球旋转。哥白尼仍然保留了希腊人的“水晶天球”,即行星是镶嵌在天球之上旋转的。同时,哥白尼只取消了托勒密的“均衡点”,但仍然保留偏心圆和本轮—均轮模型,因而其天文学体系仍然颇为繁琐。

 

File:CopernicSystem.png

 

 

 

图1.4.8安蒂基西拉机器

图1.4.9安蒂基西拉机器(复原)

 

安蒂基西拉机器。

图为1900年在安蒂基西拉岛附近的古罗马沉船中发现的希腊化时期(公元前100年左右)的奇妙机器,研究者终于在2006年完全破译了它(下图为复原重制的模型)。它能够预测日食和月食以及任何一天中太阳和月亮在黄道中的位置,可以推算多种阳历和阴历的周期。希腊化时期的机械技术和天文学成就之高可见一斑。

 

File:NAMA Machine d'Anticythère 1.jpg

Antikythera model front panel Mogi Vicentini 2007

图1.5.1亚里士多德

亚里士多德画像——意大利画家弗朗西斯科·海耶兹(1791–1882)绘

Francesco Hayez 001

 

图1.5.2四元素

 

亚里士多德的“四元素”:气具有湿性和热性,水湿而冷,土干而冷,火干而热。

Four elements representation

 

 

 

图1.5.3德谟克利特

德谟克利特画像,亨德里克·特尔·布吕根(1588-1629年)绘。

德谟克利特及其老师留基波是古希腊原子论的代表,原子论者主张世界是原子与虚空构成的,虚空不是物质,而是一种单纯的空间,形态各异的、不可分割的、永恒的原子在空间中的运动和碰撞形成了各种经验现象。这种空间观和物质观是相当超前的,但在古希腊绝非主流,特别是虚空的概念因其逻辑上的困难而备受批判。

Hendrik ter Brugghen - Democritus

 

图2.1.1阿拉伯科学

图为13世纪抄本中描绘的阿拉伯图书馆。

欧洲进入黑暗时代后,伊斯兰世界接过了科学的香火。公元9世纪,哈伦·拉希德之子阿尔·马蒙在巴格达建立“智慧宫”,引入大量希腊书籍和翻译家,并借鉴亚历山大里亚的传统进行了许多科学观测和辩论活动。除了译注希腊经典之外,伊斯兰学者也有许多创造性的贡献,特别是在医学、炼金术、光学、代数学等领域的工作给后来的欧洲人留下了丰富的遗产。到了13、14世纪,随着阿拉伯帝国内忧外患分崩离析,以及宗教保守势力的抬头,伊斯兰科学最终衰微。

Maqamat hariri

 

图2.1.2耶稣鱼

 

耶稣鱼(ΙΧΘΥΣ)是早期基督教传播时使用的暗号,希腊文的“鱼”字恰由“耶稣.基督.神的.儿子.救主”五词的首字母组成,早期基督徒接头时一方会先画出一条弧线,若另一方也为基督徒,则会画出另一条弧线组成鱼形。直到公元313年君士坦丁大帝颁布米兰敕令使基督教合法化之前,基督教一直在地下缓慢地传播发展。

Ephesus IchthysCrop

 

图2.1.3大学

14世纪中叶描绘的大学课堂

Laurentius de Voltolina 001

 

图2.1.4经院论辩

图为中世纪抄本中描绘的巴黎大学答辩情景,获得博士学位的学生需要亲自主持一场论辩,回应正反各方的辩难并作出裁定。

Meeting of doctors at the university of Paris

图2.2.1机械钟

这幅14世纪的图片描绘了英国圣奥本斯修道院院长,他手指向一台机械钟,这是他为修道院修建的。在欧洲,机械钟最早在修道院流行起来,因为修道院的生活要求一种刻板的规律。随着时钟的流行,修道院式的生活节奏逐渐扩散到整个社会,因此美国学者芒福德认为工业革命的关键机械是时钟而非蒸汽机,在蒸汽机带动的工业生活得以可能之前,组织化生活、定时、效率等必要的观念已经随着机械钟而推广开来。另外,钟表匠上帝的隐喻在科学革命时期非常流行,人们把宇宙想象成一个自行运转的机械钟,这也与钟表在中世纪的流行密不可分。

Abbot Richard Wallingford

 

图2.2.2创世

1493年出版的《纽伦堡纪事》中关于上帝创世的描绘

Nuremberg Chronicle God creating the world

 

图2.3.1摩西十诫

摩西十诫(17世纪画作)。

《圣经》中讲述十诫为上帝亲自写给摩西并向以色列人颁布的律法,在犹太教的生活中影响重大,基督教虽然更强调主的恩典而非律令,但摩西五经(又称律法书)和立约的观念仍然至关重要。

Moses041

 

图2.3.2几何学家上帝

13世纪中叶的画像,上帝作为几何学家拿着圆规创造世界

File:God the Geometer.jpg

 

图2.3.3建筑师上帝

丢勒(1471-1528)的版画,描绘了建筑师上帝创世的场景,上帝手中拿的还是圆规。

File:Durer astronomer.jpg

图2.3.4开普勒

开普勒(1571—1630)提出行星运行的三大定律,发现行星运转的轨道是椭圆。开普勒早年曾有一个大胆的想法:宇宙中有五大行星,而正多面体的数目也恰好为五个,开普勒把五个正多面体一个套一个,它们之间互相内切和外接的球形恰好对应各大行星的轨道。这一模型虽然错误,但第谷从中发现了开普勒卓越的数学才能,便收之为徒。而师从第谷后,面对第谷留下的丰富的观测记录,开普勒立即放弃了这一美妙的想法,转而设计各种数学模型去拟合数据,其中最好的一组模型与第谷的观测数据只有8角分的误差,但开普勒并未认可,而是继续摸索,最终发现了椭圆轨道。

 

File:Kepler-solar-system-2.png

 

 

 

图2.3.5宗教与科学研究

15世纪早期的法国插画,描绘了一群教士正在研究天文学和几何学。

File:Studying astronomy and geometry.jpg

 

图2.4.1七宗罪

七宗罪示意:按逆时针方向:孔雀=傲慢、山羊=色欲、猪=暴食、蜗牛=懒惰、狮子=暴怒、蛇=妒忌、蟾蜍=贪婪。七宗罪由教宗额我略一世在6世纪末提出,傲慢被列在首位,不过其次序在后来的神学家那里有不同的见解。

Tableau de mission -François-Marie Balanant tableau 1-

 

图2.4.2单视的牛顿

此图由英国浪漫主义诗人和画家威廉·布莱克(1757- 1827)所绘的牛顿,表达了他所反对的现代科学的“单视”(single-vision)。

File:Newton-WilliamBlake.jpg

 

图2.5.1普朗克

普朗克(1858 -1947),德国物理学家,量子力学的创始人之一。

File:Max Planck 1878.GIF

 

图2.5.2爱因斯坦

爱因斯坦(1879-1955)。

Einstein 1921 portrait2

 

图3.1.1汽车

1894年的奔驰汽车,还保留着马车的形象。

 

File:Benz-velo.jpg

图3.1.2印刷房

16世纪德国的印刷房景象

Pressing-16th century

图3.1.3古登堡圣经

1454年出版的古登堡圣经。书页中的许多修饰仍然依靠工匠手绘。

Gutenberg bible Old Testament Epistle of St Jerome

图3.2.1培根

弗朗西斯·培根(1561-1626)是现代科学的开路人,虽然他本人并没有直接的科研建树,也缺乏对同时代科学进展的甄别眼光,但他以优美的文笔积极鼓吹科学精神,提出归纳—实验的研究方法,对后来的科学发展产生了深远的影响,并且成为经验主义的代表人物。培根一生致力于推动自然知识的搜集工作,他相信当搜集了足够多事实之后,我们就可以解释任何自然现象了。最后,培根为了研究冷冻对防腐的影响,宰鸡填雪,受到风寒,几天后死于肺炎。

Francis Bacon, Viscount St Alban from NPG (2)

图3.2.2《新工具》

培根1620年出版的《新工具》封面,一艘帆船正在穿过海格力斯之柱——海格力斯之柱是希腊神话中英雄海格力斯(赫拉克勒斯)旅程的最西端,《新工具》意在超越希腊人,走进自由的新天地。

Novum Organum

图3.2.3《木林集》

培根1627年出版的遗著《木林集》(Sylva Sylvarum)又名《10个世纪的自然史》。封面顶端太阳中写着表示上帝的希伯来符号,中间是《圣经·创世纪》中的“神看光是好的”,下面地球上写着“智慧的世界”。书中分十章,每一章都包括100条“实验”记录。

Novum Organum

一个清晰版本:http://www.library.usyd.edu.au/libraries/rare/medicine/baconsylva.html

图3.2.4《自然史》

老普林尼(公元23-79)《自然史》12世纪中叶的抄本。老普林尼的《自然史》是西方古代最著名的百科全书著作,记录了二万余种事物,包括天文、地理、动物、植物、工艺、艺术等许多领域。内容多搜集自其它书籍,包含许多未经甄别的奇谈怪事,不过其主旨在于“研究事物的本质”。培根以此书为榜样,希望编写一部规模远超普林尼的新自然史。

Histoire Naturelle Pline l Ancien mid 12th century Abbaye de Saint Vincent Le Mans France

图3.2.5《天文学大成》

托勒密《天文学大成》(至大论)的拉丁注译本(15世纪末)。

左页描绘了水星的运行模型,右页提供了水星的相关数据,以及金星部分的开头。
Trebizond-George-Commentary-Almagest-1482

图3.2.6抄写员

抄写员(15世纪)。

Escribano

 

图3.2.7《哲学会刊》

出版于1665年的第一期英国《皇家学会哲学会刊》,是最早的科学期刊之一,旨在向学界和公众传递最新的科学进展。《哲学会刊》开启了同行评议的形式,此后,各地区和专业的期刊纷纷创立,学术期刊成为学术圈互相了解和互相承认的重要媒介。

1665 phil trans vol i title

图3.3.1《动物志》刺猬

格斯纳(1516~1565)的《动物志》。书中也包括许多传说中的动物。

Conrad Gesner - Quadrupedibus

图3.3.2《动物志》独角兽

 

Historiae animalium 1551 De Monocerote

图3.3.3《植物志》

1644年印刷的泰奥弗拉斯托斯(约前371 –约前287)《植物志》。泰奥弗拉斯托斯被认为是西方植物学之父,他曾在柏拉图学园求学,而在柏拉图死后又追随亚里士多德到吕克昂,并成为亚里士多德的继任者,在他的领导下,亚里士多德的“逍遥学派”得以发扬光大。在印刷术的推动下,人们对这些古代作家的兴趣也被重新激发起来。

161Theophrastus 161 frontespizio

图3.3.4《女巫的铁锤》

图为1520年出版的《女巫的铁锤》的封面。此书最早于1487在德国出版,立刻被销售一空,在1487到1520之间就再版了12次,在1574到1669又再版了16次,在整个文艺复兴时期影响巨大。

尽管女巫审判的教皇敕令早在14世纪初就已发出,但猎杀女巫的高潮仍然要在《女巫的铁锤》出版后的文艺复兴时期才达到高潮。此书详细讲解如何识别并酷刑拷问女巫。当局通过流言和密告“发现”女巫,经过惨绝人寰和践踏尊严的持续拷问,嫌疑人往往会供认自己的女巫身份,最终接受游街和公开处刑。

Malleus

图3.3.5猎杀女巫

1577年的插画,描绘了对女巫施用酷刑的场景。

File:Wickiana4.jpg

 

图3.3.6缪斯女神天平

里奇奥利1651年《新天文学大成》的卷首插画,哥白尼体系和第谷体系在天平上称量(第谷体系更重),托勒密体系则被丢在地下。

AlmagestumNovumFrontispiece

图3.3.7第谷

第谷在1573年印发的星图,报道了新发现的一颗超新星的方位。新发现能够很快通过印刷厂刊发,在同时代的学者中引起反响。
Tycho Cas SN1572

 

图3.4.1望远镜

1624年出版的书籍中描绘的荷兰望远镜。一般认为望远镜由荷兰眼镜商于1608年发明出来,但同时也有其他发明家申请专利。无论如何,望远镜的消息很快在欧洲传播,第二年伽利略就根据传闻立刻动手制作了一架,并首次将望远镜指向天空。

Emblemata 1624

 

图3.4.2塔尔塔利亚

塔尔塔利亚幼年丧父,家境贫苦,主要依靠自学而掌握了高超的数学能力(这无疑是印刷时代才有可能的事情)。当时的数学家们经常参加各种自发的或有奖的竞赛,互相出题较量。塔尔塔利亚因为能解三次方程而出名,但他不愿公开自己的方法,直到卡尔达诺在许诺保密的前提下换取了以暗语诗句写成的解法。卡尔达诺及其学生最终破译了解法并推广至任意三次方程及四次方程,在隐秘几年后最终发表了它们,引起了塔尔塔利亚的强烈不满。现在三次方程的解法被称作卡尔达诺公式(卡当公式)。

Niccolò Tartaglia

图3.4.3《谈谈方法》

1637年出版的笛卡尔《谈谈方法》。笛卡尔被誉为现代哲学之父,现代哲学被认为是由注重本体论的古代哲学向认识论转向。笛卡尔的《谈谈方法》和培根的《新工具》虽然旨趣迥异,但都标志着这种方法论的觉醒。

File:Descartes Discours de la Methode.jpg

 

图3.5.1中国印刷术

敦煌出土的公元868年唐代的金刚经,是现存最早的印刷品之一。中国虽然独立发明了活字印刷术,然而直到近代,主要的出版物始终是雕版印刷。直到18世纪,中国一直保持着世界最高的出版量,甚至比所有其他国家加起来还多。

Jingangjing

 

图3.5.2《测圆海镜》

李冶于公元1248年写成《测圆海镜》一书,其中系统地表述了用“天元术”(未知数方程的思想)求解几何学问题的方法,其成就之高远远领先于同时代的西方,但遗憾的是,也远远高于中国的后继者。到了明代,天元术几近失传,明代顾应祥著《测圆海镜分类释术》时已经不明白天元术的意义,因此把立天元列方程的内容全部删去了。直至西学东渐,在西方数学的启示下,清朝学者才重新发现天元术的价值。

圆城图式

 

图4.1.1牛顿

艾萨克·牛顿(1642 –1727)

Sir Isaac Newton (1643-1727)

图4.1.2恩培多克勒

恩培多克勒(约前490–前430),17世纪版画。

古希腊哲学家恩培多克勒生于西西里岛,像毕达哥拉斯那样,是一个集思想家与宗教领袖于一身的传奇人物,传说他最后跳入埃特纳火山口以向信徒们宣示他已成为不朽的神灵。
Empedocles in Thomas Stanley History of Philosophy

 

图4.1.3机械学

一部1728年百科全书中列出的“简单机械”。西方传统的“机械学”定义了六种简单机械:    杠杆、轮轴、滑轮、斜面、楔和螺旋,复杂的机械可以还原为简单机械的组合,比如齿轮=轮轴+楔。在近代以前,机械学与研究“力”的自然哲学有着不同的学术传承。
Table of Mechanicks, Cyclopaedia, Volume 2

 

图4.2.1《雅典政制》

亚里士多德所著《雅典政制》纸莎草书,失传千年后在19世纪末重见天日。该书记录了雅典的政治体制,特别是议事和法律等习俗。古希腊有深厚的法律传统,诉讼活动是政治生活中的重要部分。作为职业教师的智者们培养的学生也有许多以律师为业,例如传说中半费之讼的主角欧提勒士。另外苏格拉底也死于民主的审判之下。

Факсимиле части ЛП(из изд Кениона)

图4.2.2库恩

托马斯·库恩(1922 – 1996),20世纪最重要的科学史家之一。最初库恩立志做一个理论物理学家,不过一次经历改变了他的学术道路:在他攻读物理学博士学位时,有一次被要求做一场物理学发展史的报告,为此他阅读了亚里士多德的著作,发现亚里士多德的物理学观点看起来非常愚蠢,但库恩并没有简单地嗤之以鼻,而是进一步思考:为什么亚里士多德那样一位在当时拥有最杰出的洞察力的思想家,偏偏在物理学方面表现得那么愚蠢的呢?最后库恩发现,亚里士多德理论之所以让现代人感到不可理喻,并不是因为亚里士多德本人过于愚钝,而是因为其所处的时代背景有其独特的思维框架。库恩称之为科学的“范式”——在某一种范式下可以自圆其说的思路,在另一种范式下可能就将变得不可理解。不同范式之间不仅仅是关于具体结论的主张各异,而是在更基本的科学对象的界定,科学问题的提问方式,对解答的评价标准等等方面都旨趣不同,这造成了两种范式之间的“不可通约性”。库恩提出了科学革命和常规科学的阶段,科学革命时期体现为不同的范式之间展开竞争,此时并没有一个更高的标准能够对不同范式的优劣进行客观的裁决,胜出者往往凭借更多社会和文化的因素。而在常规科学阶段,科学共同体才能找到一些公认的规范来衡量科学的进展。

 

注:库恩的是维基百科上少数有版权的图片,我一开始提供给出版社的版本中没有及时发现,但发现后和出版社沟通提出更换一张图,希望他们帮忙找一张,不过最后出版社没听我的,还是用了最初的这张图。

 

图4.2.3伽利略

伽利略(1564 – 1642),堪称近代科学之父,除了他在天文和物理学上的重要发现之外,他所贯彻的数理—实验方法更具有标志性意义。不过伽利略的实验主要还是思想实验,传说中的比萨斜塔上的铁球落地实验并非由伽利略所做。另外,伽利略还经常被描述为科学与宗教冲突的牺牲者,然而对他的审判和软禁除了因为其科学主张之外,一定程度上也是其糟糕的脾气以及政治斗争的后果。顺便提到,另一位经常被描述为科学的殉道者的布鲁诺,其实是因为其异端的宗教活动,支持哥白尼学说只是其被罗列的无数罪状之一。

在软禁期间,伽利略仍继续研究,写成《关于两门新科学的谈话》一书,在这本书中伽利略系统地界定了速度、加速度和惯性的概念。

Justus Sustermans - Portrait of Galileo Galilei, 1636

图4.3.1霍布斯

英国哲学家霍布斯(1588-1679)。霍布斯41岁时才第一次接触到欧几里得的《几何原本》,立刻为之着迷,此后他立志从几何学和机械学出发构建整个哲学体系,试图用机械运动来解释人的行为和国家的起源,是近代最重要的政治哲学家之一。其唯物主义的自然哲学也影响巨大。

Thomas Hobbes

图4.3.2笛卡尔体系

笛卡尔的涡旋宇宙模型,试图用微粒的机械运动来解释引力的超距传递。笛卡尔体系中只有广延和运动,任何物质都由细小的微粒构成,而这些微粒只有空间上的形状大小(广延),而没有任何内在的性质或力量。而牛顿的体系背离了笛卡尔的机械论,物质拥有了某些内在的能力(质量、惯性等),而且这些力量还会以非机械碰撞的形式发生神秘的超距作用。现代物理学中的“弦理论”在某种意义上就是笛卡尔进路的延续:试图用广延和运动解释一切,这一貌似宏伟的进路是否会像笛卡尔体系那样无果而终呢?
Descartes Aetherwirbel

图4.3.3《自然哲学的数学原理》

1688年出版的《自然哲学的数学原理》无疑是科学史上最重要的著作(也许没有之一),图为1726年第三版,是牛顿去世的前一年,此时法国启蒙思想家伏尔泰正在英国流亡,伏尔泰与牛顿缘悭一面,但出席了他的葬礼并深感震撼。此后伏尔泰推动牛顿科学在法国的传播,并把牛顿神化为启蒙的英雄——牛顿作为宗教信徒和炼金术士的一面被掩藏起来,而苹果树下的顿悟等传说则流行开来,和后世许多科学家一样,牛顿被塑造为理性精神的完美榜样。直到1936年,封存200多年的牛顿炼金术与神学手稿于英国索斯比拍卖行被公开拍卖,经济学家凯恩斯等人收购并解读了它们,最终一个完整的才牛顿形象逐渐被还原出来。当然,正如凯恩斯所说,讲述走下神坛的牛顿的有血有肉、充满矛盾的生活,并不会对他的伟大折损分毫。

Manchester John Rylands Library Isaac Newton 16-10-2009 13-54-26

 

图4.4.1柯瓦雷

亚历山大·柯瓦雷(1892-1964),俄裔法国哲学家,他曾在德国哥廷根随胡塞尔学习现象学,并随希尔伯特等学习数学和物理学,然后到法国随伯格森等学习哲学,在科学史方面的工作影响最大,被认为是“科学思想史”传统的开山祖师。所谓科学思想史或科学观念史,并不旨在罗列科学发现的年表和科学家勤奋好学的事迹,而是要把科学作为人类整体的一项统一的精神事业,研究其思想沿革的内在逻辑。科学思想史并不以当代人的眼光去列数前人的逐项贡献,而是试图回到古人的精神世界之中,去体会思想内部的张力。在其著作中,柯瓦雷为我们还原了一个个科学思想史中的发展环节,展示出古代思想家们丰富而又复杂交织的思想世界。柯瓦雷的治史方法影响了包括库恩在内的几代科学史家,尽管在20世纪后期遭到科学社会史等新的史学纲领的挑战,但其意义是不可动摇的。

File:Koyre.jpg

图4.5.1力场

图为笛卡尔所绘“磁感线”。笛卡尔就试图用物质微粒的运动解释磁力现象,但停留于想象而未能数学化。直到法拉第的后继者麦克斯韦用卓越的数理才能完成了电磁学的科学化。

Descartes magnetic field

图5.1.1崇尚科学

路易十四参观科学院(1671年)。17世纪起,科学的力量得到展现,逐渐成为一种上流社会的时尚,乃至被整个时代所崇拜的东西。

File:Académie des Sciences 1671.jpg

 

图5.1.2启蒙时代

《百科全书》中的一幅版画,真理女神在画面中绽放光芒——启蒙(enlighten)本义就是带来光明,在真理右侧的是“哲学”和“理性”,他们正在撕开真理的面纱。

启蒙思想家像信徒那样崇敬知识的力量,又以传教士般的热情传播知识。由狄德罗主编,达朗贝尔、伏尔泰、孟德斯鸠、卢梭等一百多位启蒙思想家参与的《百科全书》的编纂和发行是整个启蒙时代的标志。
Encyclopedie frontispice full

 

图5.1.3《海国图志》

1843年出版的《海国图志》,提出了“师夷之长技以制夷”的口号——夷之长技有三:一战舰,二火器,三养兵练兵之法。可见早期传教士的努力并没有成功激发中国士人对科学求知的自发热情,中国人开始主动向西方学习时,首先关注的只是其坚船利炮的器物层面。

Haiguotuzhi

图5.2.1张君劢

张君劢(1887 – 1969)。新儒家的代表人物之一,曾在日本早稻田大学攻读法律和政治学,并结识梁启超。1913年赴德国柏林大学攻读政治学博士,1918年又随梁启超、丁文江等游学欧洲,在德国学习哲学。在政治方面张君劢亦非常活跃,他曾组建国家社会党,标榜“国家社会主义”,主张“绝对的爱国主义”、“渐进的社会主义”、“修正民主政治”。曾代表中国出席联合国国际组织会议,任联合国宪章大会组委员,代表中国签署联合国宪章。他还主持起草了《中华民国宪法》,后不满蒋介石违背宪法,但也不支持共产主义,晚年周游海外各国,讲演儒家思想,1969年于旧金山病逝。
Zhang Junmai2

 

图5.2.2斯宾格勒

斯宾格勒(1880 – 1936),德国哲学家和历史学家。其名著《西方的没落》于1918年出版,此时正好是一战结束,人们对西方文化的反思和忧虑日益增多,以至于这本极富思辨色彩的大部头著作竟成了一时的畅销书,对欧洲学者和中国启蒙思想都产生了长远的影响。斯宾格勒把“文明”看作一个个有生命的机体,每一个文明都有其生、老、病、死的成长阶段,而西方文明正处于衰亡之阶段。

张君劢对此书的态度颇为微妙,一方面,他对此书非常重视,在文明和历史观念方面也受其启发;但另一方面,他认为此书可能对中国思想界带来不良影响,因此劝告他人不要翻译此书——他认为此书一旦翻译过来,必定要助长傲然自大之念,削弱国人对欧洲科学与社会文化的虚心求学之意,让中华文明的复兴因此阻迟。
Bundesarchiv Bild 183-R06610, Oswald Spengler

 

图5.3.1蒋梦麟

蒋梦麟(1886年-1964年),中国近代著名教育家,曾师从杜威学习哲学和教育学,1919年起于北京大学教育系任教,在蔡元培任校长时经常代为处理行政事务,并三次代行校长职权,1930年至1945年正式出任校长职务,是北京大学史上任期最长的一位校长,自嘲为“北大功狗”。蒋梦麟曾任民国教育部长,1949年后赴台,以至于他在北京大学以及中国近代教育史方面的地位长期遭到忽略。
Jiang Menglin10

 

图5.3.2《新青年》

《新青年》杂志,1915年陈独秀在上海创刊,初名《青年杂志》,提出启蒙之口号:“国人而欲脱蒙昧时代,羞为浅化之民也,则急起直追,当以科学与人权并重。”1916年第二卷改名《新青年》。
新青年封面

图5.5.1佛学东渐

新疆吐鲁番附近的公元9世纪壁画,描绘了中亚和尚(左边蓝眼)向东亚和尚传道的场景。

自汉代起,佛教逐渐传入中国,南北朝起佛学兴盛。到了隋唐时期,中国主动向西域学习、翻译佛经的活动达到高潮,并形成天台宗、华严宗、禅宗等本土宗派,佛学从此成为中国思想、文化和艺术的内在部分,与儒家和道家等传统思想互相交锋也互相影响。

File:Central Asian Buddhist Monks.jpeg

 

 

关于 古雴

胡翌霖,清华大学科学史系助理教授。本站文章在未注明转载的情况下均为我的原创文章。原则上允许任何媒体引用和转载,但必须注明作者并标注出处(原文链接),详情参考版权说明。本站为非营利性个人网站,欢迎比特币打赏:1YiLinDDwvBLT19CTUsNHdiQhXBENwURb

4 条评论

  1. 引用通知: 随轩 » 开课提纲1:科学通史

  2. 引用通知: 随轩 » 科学通史讲稿8:印刷术与科学革命

  3. 引用通知: 随轩 » 科学通史推荐书目汇总

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注