科学启蒙(李俊)课后思考题

南京大学通识课《科学启蒙》（李俊）课后思考题

第九讲

1思考题：爱因斯坦是如何定义科学的？按他的观点，我国古代有科学吗？

答：爱因斯坦说，西方科学的形成是以两个伟大的成就为基础的，一是古希腊哲学家们发明的记录在欧几里德几何学中的形式逻辑体系；一是文艺复兴时期发现进行系统的实验有可能找到自然现象之间的因果关系。中国的先贤们没有走出这两步，在我看来不值得大惊小怪。这些发现居然被人类做了出来才令人吃惊。

2高难度思考题：波普尔是谁？Falsification是什么意思？

1）卡尔·波普（1902-1994）是当代西方最有影响的哲学家之一。他的《科学研究的逻辑》一书标志着西方科学哲学最重要的学派――批判理性主义的形成。波普尔凭借最基本的形式逻辑规则，澄清了实验在科学研究中的准确角色：否定理论，而不是此前绝大部分科学家所误解的证实理论。由此，击溃了打着经验主义旗号的培根主义阵营。

2）Falsification是证伪的意思。

3次高难度思考题：库恩（Kuhn）是谁？Paradigm shift是什么意思？

答：Thomas Samuel Kuhn，托马斯库恩（1922——1996），美国科学史家，科学哲学家，代表作有《哥白尼革命》和《科学革命的结构》。几乎影响了1962年后所有的科学哲理。Paradigm shift是“范式转变”的意思。

4最高难度思考题：实践是检验真理的唯一标准是什么意思？有何根据？

实验只能检验理论，准确的说，实验其实只能否决理论，绝不能证明任何理论。

5亚里士多德的逻辑三要素

答：公设（axioms）,定义(definitions)，假设(hypotheses)

第八讲：

1思考题：爱因斯坦书房的墙上挂着谁的像？

法拉第和麦克斯韦的肖像，原来还有一张牛顿的肖像，搬家的时候丢失了。

2思考题：狄拉克是谁？

保罗·狄拉克，OM，FRS（Paul Adrien Maurice Dirac，1902年8月8日－1984年10月20日），英国理论物理学家，量子力学的奠基者之一，28岁写成《量子力学原理》，可与牛顿的《原理》比肩，发明了相对论量子力学，预言了反物质，开启了量子场论和基本粒子物理学的大门，可与爱因斯坦比肩。且“拥有最纯洁的灵魂”。1933年，因为“发现了在原子理论里很有用的新形式”（即量子力学的基本方程——薛定谔方程和狄拉克方程），狄拉克和埃尔温·薛定谔共同获得了诺贝尔物理学奖。

第七讲

1思考题：伽利略对现代科学的贡献是什么？

1）伽利略为牛顿的牛顿运动第一、第二定律提供了启示。他非常重视数学在应用科学方法上的重要性，特别是实物与几何图形符合程度到多大的问题。2）伽利略的在自由落体方面的几何数学理论结合实验验证研究依然是开启近代力学乃至开启科学实验的关键一步。3）从实验与演绎物理上将抛射体的运动分解成不受外力的水平匀速直线运动与受到常量重力的匀加速运动，而后将两者合成，从数学上证明抛射体运动的轨迹为圆锥曲线中的“parabola”

2思考题：牛顿的代表作是什么？采用的是什么逻辑体系？

《自然哲学的数学原理》，遵循的是标准的演绎逻辑推理公理化体系

第六讲

1思考题：英国的两位培根的全名及其对科学方法的主要贡献。

答：第一个是弗兰西斯·培根（Francis Bacon,1561年1月22日-1626年4月9日）英国著名的思想家、唯物主义哲学家和科学家。他在文艺复兴时期的巨人中被尊称为哲学史和科学史上划时代的人物。马克思称他是英国唯物主义和整个现代实验科学的真正始祖。第一个提出“知识就是力量”的人。培根是第一个意识到科学及其方法论的历史意义以及它在人类生活中可能扮演的角色的人。他试图通过分析和确定科学的一般方法和表明其应用方式，给予新科学运动以发展的动力和方向。1620年，他主要的著作《学术的伟大复兴》出版了一部分，这部书到他死时只写到了第二部分《新工具论》，主要是对科学方法的分析，是书中最完整的部分，对十七世纪英国和十八世纪法国的影响都极大。这部著作里他提出了以观察和实验为基础的科学认识理论，作为归纳法理论逐渐为人所知。

第二个是罗吉尔·培根Roger Bacon（约1214年—1293年），英国具有唯物主义倾向的哲学家和自然科学家，著名的唯名论者，实验科学的前驱。具有广博的知识，素有“奇异的博士”之称。培根的哲学思想基本上倾向于唯物论。他把自然界作为哲学研究的主要对象，并强调知识最根本的来源是经验。他人为错误的原因有四：对权威的过度崇拜，习惯、偏见与对知识的自负。

2思考题：笛卡尔科学方法四戒律是什么？笛卡尔几何与欧氏几何有何区别？

四戒律：1怀疑一切2可以将要研究的问题尽量分解为多个比较简单的小问题，一个一个地分开解决。3将这些小问题从简单到复杂排列，先从容易解决的问题着手。4将所有问题解决后，再综合起来检验，看是否完全，是否将问题彻底解决了。

区别：笛卡尔对数学最重要的贡献是创立了笛卡尔几何学，笛卡尔成功的将当时完全分开的袋鼠和几何学联系到了一起。笛卡尔证明，几何问题可以归结为代数问题，可以通过代数转换来发现，证明几何性质。而笛卡尔几何的分析性质完全来自数学分析的性质。康德有关欧几里得几何的分析十分接近柏拉图的深奥哲思，证实了欧几里得原本是训练人的推理能力的必读教科书，不是一本数学的工具书。从欧氏几何到笛卡尔几何，从牛顿力学到分析力学就

是从先验综合判断到分析判断的转变过程。

第五讲

无

第四讲

1思考题：亚里斯多德完成的演绎推理逻辑体系的主要内容是什么？

亚里士多德在逻辑上最重要的工作就是三段论的学说。一个三段论就是一个包括大前提，小前提和结论三个部分的论证。直言三段论是所有前提都是直言命题的演绎推理。事实上，有效的三段论仅仅只是有效的演绎法的一部分，他对于其他的部分并没有逻辑的优先权。因为是演绎法，证明从前提开始：证明从其出发的的初始前提，它们本身是不可证明的，但可知识真的。他区别出三种这样的出事前提：

1）公设

2）定义

3）假设

公设是原理，没有它们就不可能推理，定义就是假定术语的意义，而假设是假定某种事物，对应于某术语。

2思考题：概述欧几里德原本第一卷的主要内容并指出命题47的内容。

第一卷：几何基础。确立了定义、共设和公理，还包括一些关于全等形，平行线和直线型的定理。

命题47勾股定理

第三讲

1思考题：苏格拉底的口头禅是什么？他是因何罪名而被判死刑的？

答：我只知道一件事，就是‘我一无所知’据记载苏格拉底最后被雅典法庭以引进新的神和腐蚀雅典青年思想之罪名判处死刑。尽管他曾获得逃亡雅典的机会，但苏格拉底仍选择饮下毒堇汁而死。苏格拉底为“启蒙”雅典人而遭到杀害，他的死是重于泰山的。不，比泰山重多了，他的死重于地球。他是为了“启蒙”地球人的理性而死的

2思考题：赫拉克利特与德谟克利特的主要学术观点是什么？

答：赫拉克利特相传生性犹豫，被称为哭的哲学人，提出了“逻各斯”、永恒的活火，万物皆流，对立统一等观点。文章只留下片断，爱用隐喻、悖论。逻各斯是西方哲学的核心概念。英语中的逻辑和各学科的字尾也来自于它。

德谟克利特，最坚定的”唯物主义者”.提出了原子论，原子论是形式逻辑的萌芽即使在今天德谟克利特的学说仍在起作用，可以说没有他就没有现代自然科学。德谟克利特的著作涉及自然哲学、逻辑学、认识论等许多方面，据说一共有52种之多，遗憾的是到今天大多数都散失或只剩下零散的残篇了。马克思和恩格斯因此赞美他是古希腊人中“第一个百科全书式

的学者”。

3思考题：苏格拉底批判性思维方法的两个阶段是什么？

答：The Deconstructive Phase，The Constructive Phase

4思考题：柏拉图是如何定义“知识”与“意见”的？

答：意见：地球动物凭感觉经验得出的大多是有助于他/它们生存的“正确的见解”，也就是没有经过理性推理的约定俗成的东西。

知识：知识等于实在，等于永恒，归于“理念”、“理型”并且以找到“共相”为目标。没有一种配称为“知识”的东西是从感官得来的，唯一真实的只是必须是关于概念的。

意见是属于感官所接触的世界的，而知识则是属于超感觉的永恒存在的世界的。

第二讲

思考题：塞理斯(Thales)是谁？有何贡献？

西方学术史上第一个有名字被记载下来的思想家、哲学的开山之祖、数学的开山之祖（祖师爷）、也是科学的开山之祖塞理斯（Thales，约公元前624年－公元前546年）

贡献：数学没话说，没有比他的定理更早的数学成果被用人名命名，他开启了几何定理的演绎推理传统。哲学：泰勒斯的哲学观点用一句话来总结就是“水生万物，万物复归于水”，他认为世界本原是水。被后人不断咀嚼之一挖掘，最后亚里士多德认定为第一条哲学原理兼第一条科学原理。数学：他向大家讲解了如何从“影长等于身长”推到“塔影等于塔高”的原理。泰勒斯的积极倡导，为毕达哥拉斯创立理性的数学奠定了基础。

第一讲

思考题：爱因斯坦是如何定义科学的？按他的观点，我国古代有科学吗？

答：爱因斯坦说，西方科学的形成是以两个伟大的成就为基础的，一是古希腊哲学家们发明的记录在欧几里德几何学中的形式逻辑体系；一是文艺复兴时期发现进行系统的实验有可能找到自然现象之间的因果关系。中国的先贤们没有走出这两步，在我看来不值得大惊小怪。这些发现居然被人类做了出来才令人吃惊。