为科学而科学——古希腊

为科学而科学——古希腊

一．摘要：

在人类历史上，希腊人第一次形成了独具特色的理性自然观，这正是科学精神最基本的因素。古希腊科学在思想和方法方面已经接近近代科学的特征，它对人类文明的贡献，不在于给后人留下伟大的物质文明，而在于给人们提供了一种理性的思维方式和科学研究方法，这才是人类最宝贵的精神文化财富。恩格斯曾说：“一个民族要站在科学技术的最高峰，就要一刻也不能离开理论思维”。古希腊科学偏重理论思维，讲究思维方式的特点，决定了它必然具有巨大的发展潜力。

二．古希腊在科学技术上的贡献有以下几个方面：

1．天文学

早期希腊科学最伟大的成就在于天文学。在公元4世纪末以前，天文学是唯一运用了数学方法，并通过这种数学方法取得了很大成功的科学。促使古希腊人研究天文现象的一个重要原因是调整历法的需要。在公元前432年时，雅典的默冬已经相当准确地计算出19年周期中需要加进的闰月数，尽管他的同胞们并没有使用他的计算结果来改进他们的民用历法。而且大概就在同时，希腊人也肯定认识到了天文学上另一个重要事实，就是如果以二分二至来确定，四季的长度是不等的。公元前2世纪的天文学纸草纸书《欧多克斯书》把四季长度的明确估算归功于与默冬同时代的欧克泰蒙。

另外，毕达哥拉斯学派关于天体和整个宇宙都是球形的，均匀地按圆周运动的设想一直主宰着天文学，甚至还主宰了哥白尼的思想，这些早先的大胆设想给天文学的数学和几何模型提供了一个基础。毕达哥拉斯学派从他们所喜爱的数字和几何图形出发，认为天体有10个，且都是球形的，绕中心“火”转动，整个宇宙是和谐的，天体运动服从数学法则。而柏拉图创办的学校里的学生欧多克拉斯依据对天体的观察，建立了一个同心球几何模型，第一次把几何同天文学结合起来。他的宇宙模型是以地球为中心的，日月和五大行星和及恒星分别附在一些透明的同心球壳层围绕地球匀速旋转，行星的运动由四个大小不等的同心球的复合运动所致，而整个宇宙中的同心球共有27个，继承其工作的亚里士多德更把同心球的数量增加到55个，他更进一步指出，地球处于宇宙中心，且固定不动，其他天体绕地球做匀速圆周运动。古希腊晚期的天文学家希帕克用本轮均轮模型来描述各天体与地球之间的运动关系。这个模型能够解释日食和月食。但对日月视运动的变化不能做很好的解释，而且繁琐得另一般人不敢问津。当然，它用数学和几何方法描述天体的思路是正确的，开创了希腊数理天文学的基本模式。阿利斯塔克是当时唯一提出地球绕太阳运动的人，被后人誉为古代的哥白尼，对哥白尼创立日心说有直接影响。

2．数学

古希腊的数学成就与毕达哥拉斯学派的数理思想直接相关，他们的主要兴趣集中在几何方面。希腊人在几何方面的成就是惊人的，他们注重数学推理和证明，许多哲学家同时也是大数学家，他们崇拜数学，其中以柏拉图为最。在雅典时期，智者学派中对数学感兴趣的人们提出了有名的三个几何作图难题，这三个难题后来被证明是不能解决的，但在试图解决这三个难题的过程中，西匹阿斯发明了割圆曲线；安提丰BC5世纪提出了把圆看成无穷多边形的思想；布莱生BC5世纪则以圆外接正多边形的方法来思考。当欧多克斯把他们的工作进一步推进之后，已经预示着微积分思想的萌芽了。此外，欧多克斯的学生美尼克谟在解决这三个难题时发现了圆锥曲线：抛物线、椭圆和双曲线。这些曲线后来成了伽利略、开普顿、牛顿等人一系列伟大发现的工具。

数学在希腊化时期达到了最高水平，产生了一批较为系统的理论成果。首先，由欧几里德将演绎推理应用于数学，以公理为基础，将初等几何学知识构成一个严密完整的体系，其著名作品《几何原本》是古代数学知识系统的重要标志，把古希腊数学推向理论最高峰，开创了公理化方法的先河，使数学理论首先达到体系化，这是当时绝无仅有的。阿基米德着重研究了一些形状比较复杂的面积和体积的计算方法，如发现球体的体积和表面积均是其外切圆柱体的体积和表面积的2/3，他计算了螺旋线所围的面积，他还运用了穷竭法求得圆周率的值大于3 10/71、小于3 10/70。他首次系统处理了高阶等差数列，创造了一套记大数的方法等等。在研究方法上，阿基米德比前人更高明之处在于把抽象的理论与解决实际问题相结合，把计算技巧与严密的逻辑证明相结合。从而对数学的发展有深远的影响。阿基米德在数学上的成就被认为是古希腊数学的顶峰。

3．原子论思想

“原子论”可以说是古希腊自然哲学最大成就之一。这个派别主要阐述者是德谟克利特和伊壁鸠鲁，他们认为世界万物都是由“原子”组成的。原子是肉眼看不见的物质微粒。恩培多克勒的“四根说”，阿拉克萨哥那的“种子说”以及德莫克里特的“原子论”，都把对世界本原的认识后来转移到对物质结构的认识层面上。后期的“原子论”的思想已经接近近代化学原子论的基本思想,近代化学原子论的创立者道尔顿承认他的原子论得益于德莫克里特的“原子论”思想,大科学家牛顿也认为古代“原子论”对它的科学研究影响很大。这是因为从整体论到单元个体论，不仅仅是认识层次的变化,同时也是认识方法的变化。如果说整体论采用的是综合法,那么“原子论”用的就是分析法。而近代科学总体采用的研究方法就是分析法或分解法。认识层次的逐渐分化是近代科学的一大特点,而这个思想最初来源于古希腊的原子论,没有原子论也就没有今天的各种学科。

4．物理学

亚里士多德是古希腊第一个最认真研究物理现象的人，他所著的《物理学》是世界上最早的物理学专著，它使物理成为一门学科而建立起来。阿基米德的贡献不仅在于他取得了不少研究成果，而且在于他总结了一套科学研究物理学的方法。他既注重观察和实验，又重视严格的逻辑推理；既分析物理现象，又注意用数学方法论证，在他那里体现了实验方法和数学方法的完美结合。而近代自然科学的突出特征就是实验方法结合数学理论。由此可见，从阿基米德时期就已经有了近代自然科学研究的端倪，他更被后人称为“静力学之父”。他通过观察和数学推理证明了浮力定律和杠杆原理，还解决了许多形状复杂的球体求重心的问题。在物理学上，阿基米德在古代科学取得最大成就。

5．逻辑方法

亚里士多德的《工具论》论述了形式逻辑推理方法，为后来的科学研究奠定了方法论基础。而近代科学诞生的标志是以科学实验与数学证明的结合为特征，把逻辑学推理上升到理论层面上进行系统总结，这只有在古希腊科学中才能看到。

6．生物学

希腊人中对生物学贡献最大的是亚里士多德。亚里士多德所采用的解剖和观察方法，在生物学史上是首创的，而且他的许多研究结论都是有一定科学价值。他对动物进行过认真的观察和解剖工作，按照动物的外部形态和胚胎的差异，对540种动物进行了初步的等级分类，并指出登记间有连续性，植物趋向于动物，动物趋向于人类。他还发现类似“生长相关律”的现象。他还观察了小鸡胚胎的发育，提出了生命起源的“自然发生说”。

7．医学

毕达哥拉斯学派的阿尔克芒被称为希腊的医学之父。他在解剖人体时发现了视觉神经以及联系耳朵和口腔的欧氏管，他还认识到大脑是感觉还有思维的器官。他的工作实际上为西方解剖生理学的传统开了先河。古希腊最著名的医生是希波克拉底，他最大的贡献是将医学从原始巫术中拯救出来，以理性的态度对待疾病、治病，注重从临床实践出发总结规律，由此他创立自己的理论，这就是体液理论。希波克拉底认为，人身上有四种体液，即血液、黄胆汁、黑胆汁和黏液，这四种体液的流动维系着人的生命，它们相互细条，人便健康，不协调则产生疾病。这种体液理论一直在西方医学中流传，成为西医学的理论基础。

8．技术

古希腊早在公元前1200年时，就掌握了较高的造船技术，挂有帆的大船已能航行到非洲。到公元前500年时，出现能乘坐数名水手，用许多船桨划行、速度较快的单甲板平底船和两极平底船。到公元前200年时，还出现了三级平底船，载重量可达2500吨左右。

古希腊的建筑别具一格。在公元前500年，古希腊就已采用高大华丽的列柱技术建造高大的神庙，他们所创造的多利亚、爱奥尼亚和科林斯三种石柱风格，对日后整个西方建筑的发展有着重要的影响。

三．结语

古希腊人对科学有一种执着的追求，是单纯地为了科学而科学。他们有着一种刨根问底、穷追不舍的精神。他们所创造的光彩夺目的科学文化成就为现代文明奠定了基础，古希腊是名副其实的科学精神发源地。古希腊留给人们的不只是许多伟大的发现和理论，最大的贡献是对科学研究的精神，为后人留下极大的精神财富。