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- 古代中国的自然观

- 古希腊的两大科学家

- 老师和弟子（1）

- 老师和弟子（2）

- 蒙古军和宋朝的新武器

- 被蒙古军削弱的神圣罗马帝国

古代中国的自然观

曾经坚信所有自然现象都是按照神的旨意安排发生的人类社会，产生新的自然观的历史还不长。中国古代的殷商时期，统治者将天“人格化”，称之为“帝”或“上帝”。周代提出“天命”观念，这好像赋予了天以宗教性的信仰。

春秋战国时期出现了怀疑、否定“天命”的思潮。孔子虽然肯定“天命”，但同时提出“罕言天道”。墨子批判“天命”，却主张“天志”。孟子以“性”贯通天人，而之后荀子则既肯定了“天人有分”，又扬弃了“天人合一”，做出了辨证的解释。东汉的王充在《论衡》中破除了对天神的迷信，指出天是自然，而不是神。天和地一样，是客观存在的平正无边的物质实体，有自己的运行规律。

从这些思想中，我们可以看出中国春秋战国时期已经出现了近代科学的萌芽，但为什么说近代科学产生于2000年后遥远的意大利呢？

第一个原因就是秦始皇。秦始皇统一中国后，开始镇压知识分子，中断了各学派间的交流，绝对性的权威主义阻碍了学术的发展。诸子百家学说大都也随之消失。秦国灭亡后，当汉武帝登台时，他为了实现中央集权，开始传播作为统治理念的“天人感应论”，主张天主宰万物，具有最高的道德。天是有意识的，通过天文自然现象来表明自己的意识。皇帝的政治行为对天地阴阳有影响作用，同时也影响着自然现象的变化。

所以“天人感应论”在汉朝皇帝集权的过程中发挥了重要作用，之后的历代封建王朝也一直延续使用了这一学说。强势的中央集权和权威主义是中国近代科学没有发展起来的最大原因之一。这与罗马帝国强权时期和罗马教廷实施绝对权位时期，欧洲的科学不仅没有得到发展反而退步是一脉相通的。

秦汉时期，中国的阴阳五行说这一朴素的唯物论得到发展。阴阳说和五行说原来是各自发展的。阴阳说形成时间长，中心理念是气，分为阴气和阳气。所有现象是由于阴和阳的作用产生的。五行包括水、火、木、金、土，它们原来象征物质的代表性性质，用于事物分类。

所有的现象分阴阳，后来又用五行分类，将自然现象和社会现象的变化法则理论化，这正是阴阳五行说。举例来说，统治是阳，顺从是阴。南方是火，东方是木，北方是水，西方是金，中央是土。找出所有事物间的关系理解自然，这和近代科学的方法是相似的，但阴阳五行说不是通过观察、实验后得到理论的，而是将自然现象与事先制定的理论对号入座得来的。

古希腊的两大科学家

在大致与中国春秋时期时间相仿的古希腊，泰勒斯从埃及旅行回来，他提出尼罗河泛滥是因为季风风向与尼罗河水流方向相反所致的观点。不过之后当风向和江水流动方向一致时也出现泛滥时，这个观点不攻自破。然而这一观点提出的重大意义在于它是欧洲第一次试图抛弃自然现象是由强悍的神自由操纵而产生的思想，而从现象之间找联系来理解自然。

不仅如此，泰勒斯还将在埃及发现的一些几何现象证明了出来，几何学第一次出现了逻辑性结构导入。比如泰勒斯整理证明的“等腰三角形的两底角度数相等”理论，流传至今。

泰勒斯之后不久，有一个叫毕达哥拉斯的人在比较平和自由的古希腊城邦克罗顿（现属意大利），开办了一所宗教性质的学校，指导学生达到“心灵的净化”。毕达哥拉斯原来生活在小亚细亚海边都市萨摩斯岛，为了逃避波斯的统治而来到此地。

当时古希腊人在希腊、小亚细亚、意大利的海边等地创建城邦，围着地中海开发农业生产，所以相对于在固定区域从事农业生产的埃及或巴比伦人来说，他们还是属于未开化的人，不用观测天文，也不需要测量被洪水吞噬的农田面积。不仅如此，他们甚至连数字都没有。因为没有数字，只好用字符来代替。之后阿基米德发明了纪录大数字的方法，他也因为这个发明而闻名于世。

古希腊人是到处游走的商人，有很多机会接触其它事物，想法也就自由不拘束。他们通过商业活动积累了大量财富后，相应出现了很多有空闲时间的人。虽然当时是奴隶社会，但得益于相当发展的民主主义制度，人们有思考和舆论的自由。这种情况和近代科学始祖伽利略生活的大约2000年后的意大利城邦类似。

当时很多年轻的希腊自由人去先进国家巴比伦和埃及留学。毕达哥拉斯也是在埃及和巴比伦旅行时发现埃及人利用三边长度比是3、4、5的三角形，斜边对角是直角的原理在地上画图形的。还有在巴比伦，他看到那里的人们利用长度比是5、12、13的三角形画图。毕达哥拉斯回去以后整理得出了32+42=52，52+122=132这样的等式，并给出了证明，这就是我们熟知的“毕达哥拉斯定理”。类似这样的讨论和证明也是古希腊科学的特征。

毕达哥拉斯的最大贡献是他开启了数学自然观的新篇章。他研究了希腊弦乐器里拉琴的弦长与和声的关系，发现与琴弦所承受的张力相似，长度比率是简单正数比的情况下，能产生和声。这一发现是人类第一次用数学解释了自然界法则。在某种意义上，我们可以说是毕达哥拉斯将一个新元素带入了近代科学，这是一个伟大的创举。

发现了和声的问题以后，毕达哥拉斯学派开始在所有的自然现象中使用数学关系。他们相信有理数的构成要素是所有存在的构成要素。太阳、月亮还有行星的运动，它们和地球的距离比和希腊弦乐器弦长比是一样的。他们还认为10是个完美的数字，主张天体的数也应该是十个。当时已经普遍认可了地球太阳、月球、五大行星和一个恒星，这些固定的天球一共是9个，所以他们假定的第十个天体存在，并取名为对地星。他们还发表了静止状态是物体的基本状态的见解。看来，毕达哥拉斯虽然对近代科学的贡献很大，但他的理论还是存在一定的时代局限性啊！

老师和弟子（1）

古希腊学者中，毕达哥拉斯和苏格拉底都是赫赫有名的，但他们对科学的态度却是相反的。毕达哥拉斯开办的学校是为了将人们的灵魂从黑暗世界中解救出来，教授学生们算术、几何学、天文学和音乐。毕达哥拉斯是最早将数的概念提到突出地位的科学家，他认为“万物皆数”，“数是万物的本质”。苏格拉底是在毕达哥拉斯去世30年后出生的，他认为自然科学对人类的灵魂没有任何帮助，主张人们应该学习研究道德方面的学问。不过苏格拉底最优秀的弟子柏拉图在理论物理学的发展中起到了举足轻重的作用。

柏拉图沉迷于毕达哥拉斯的自然现象理论研究，他也同样相信可以用数学解释所有的自然现象。柏拉图在雅典成立了一所叫“阿卡米德”的学校，并在这所学校校门上挂着一个“不懂数学的人禁止入内”的牌匾。柏拉图还更向前发展一步，提出了“人们的灵魂和肉体合二为一之前是纯洁的、完美的，人类为了继续进步开始学习知识”的观点。他认为理想世界是存在的，人们感知的事物仅仅是理想世界的纯洁、完美的一部分，不过是物质性模仿。这些模仿只是起到帮助详记理想世界的作用，所以自然事物背后存在的真理是人们用眼睛看不到的，只能用合理性的思考想象。他相信现实和理想世界的连接点就是数学。主张柏拉图主义的学者们忽视了观测和经验，这对欧洲的科学发展起到了阻碍作用。

比柏拉图的老师苏格拉底早一个世纪的恩培多克勤认为所有事物的形成和消失都是由土、水、气、火四元素的结合和分离造成的。他之后的留基伯和弟子德谟克利特创立了原子论，主张世上所有的东西都是由大小和形状不同的小分子、原子组成。它们无限多，不产生也不消失，在空间里永远运动着。它们的结合和分离引起了世界质的变化。宇宙的所有存在都是由原子填补空间来构成的，没有其他的物质。不过这个唯物论的理论在当时没有被太多人接受。大约2200年后，英国的多尔顿将其改善并使其成为现代科学的基础理论。

柏拉图将原子论与自己的自然观相结合。根据他的观点，人们可以看到，也可以触摸到宇宙里产生的物体。但由于没有火就看不到，不是固体就摸不到，所以物体都是由火和土构成的。然而这就要求有连结火和土的事物存在，那就是气和水。所有物质都是由火、土、气和水这四元素构成的。

柏拉图构想了一个完美无缺的理想世界，认为组成宇宙的四元素应该是模仿理想性固体的正多面体：火元素是正四面体，气元素是正八面体，水元素是正二十面体，土元素是立方体。他用这个理论解释物质的状态变化。

柏拉图轻视实验和观察的自然观被他最有名的弟子亚里士多德否定。这个时期希腊的各城邦正处于衰落阶段，成为位于希腊北面的后起国马其顿的属国。马其顿的年轻人亚里士多德从柏拉图的阿卡米德学校毕业后回国，成为当时的王子亚历山大的老师。做了王子3年家庭教师的亚里士多德后来又回到了雅典，成立了以研究为中心的吕克昂学园。

亚里士多德认为实验和观察是所有知识的根本，有目的性地处理在实验和观察中获得的情报。这种观念一直被延续到现在，成为科学家们研究的理论基础。亚里士多德在亚历山大的支持下，调查收集了158个城邦的宪法选举方案，并进行比较。他还将540种动物分类，并解剖50种以上动物进行实验和观察，以获得知识。亚里士多德通过长时间观察动物，相信不仅是动物，世上所有的物体的运动都是有目的的。所以自由落体的速度渐渐加快的原因是因为物体离地面越近，它越想快点到达，他得出了这样一个可笑的结论。

亚里士多德的自然观从1200年开始到文艺复兴时期，超越了柏拉图的自然观，有着绝对的影响力。如果说近代科学是对亚里士多德的自然观学说的反抗，也不足为过。

亚里士多德还根据学问抽象化的程度，将其分为自然科学、数学、形而上学三大类，将自然现象的原因归为四大类。他认为相似的现象中存在着类似的原因，如果能找到其中的关系，可以帮助人类理解自然，所以应该将自然现象形成的原因分类。不过观察动物世界获得的知识对他的物体运动论有着很大的影响。

老师和弟子（2）

根据亚里士多德理论来看，物体的自然状态是静止的，如果没有外力作用，物体将始终维持静止状态。亚里士多德将事物运动分为无外力作用时仍然持续的自然运动和有外力作用才产生的强制运动（也是非自然运动）两种。他认为天体的原运动是自然运动，在地球上，向着地球中心移动的直线运动和相反方向移动的直线运动也是自然运动。物体分为重的东西（例如，石头）和轻的东西（例如，火）。重的东西是按重量比例的速度降落，而轻的东西也是按重量比例的速度上升的。降落的物体越接近地面，下降速度越快，物体也想快点落到自然状态的大地上恢复静止状态。为了说明抛向空中的物体继续移动的事实，他导入了物体运动的媒介论：物体前面的空气向后流动，推动物体向上移动。物体疲倦后，为了恢复到自然状态，即静止状态，物体开始下降。因为亚里士多德认为所有物体的存在和物体的运动都是有目的的，所以他的自然观也被称为目的论自然观。

到那时为止，希腊的科学还没有为产业发展做过贡献。在当时社会里，自由人是不做事的，苦活累活都是奴隶们做。所以那些自由人不曾想过将自己的研究成果用在减轻奴隶负担的工作上。自由人做学问，就像毕达哥拉斯所说的那样，是为了将人们的灵魂从黑暗世界里解救出来。这种态度阻碍了实验科学的发展。我认为这也是亚里士多德的力学矛盾没有得到修正的原因之一。

因为马其顿的亚历山大大帝曾是亚里士多德的弟子，在这层光环下，没有人敢反驳亚里士多德的学说。那个时期，马其顿征服了很多衰败的希腊城邦。亚历山大大帝在希腊技术的帮助下，从公元前334年开始扩张领土，征服了波斯，向东扩张领土到印度西部，向南扩张到利比亚和埃及，创立了大帝国。公元前323年，33岁的亚历山大大帝在巴比伦病卒。亚历山大死后，雅典掀起反马其顿狂潮，亚里士多德不得不将学校交给弟子，逃离雅典。第二年他就去世了。

亚历山大死后，四名将军分割了当时的马其顿帝国，其中一个也曾是亚里士多德的学生，叫托勒密。他控制了埃及，成立了王朝。公元前280年托勒密在埃及的亚历山大里亚城建立了缪塞昂学院，作为膜拜艺术与科学之神的殿堂，同时也供讲学研究之用。研究所成员以亚里士多德的弟子为主。建筑物的一部分是艺术家们的创作室，另一部分是科学家们的研究室，中间备置了所有希腊著书。被该研究所录用的学者每月可以领到工资，据说几乎所有的学者一生都在这里工作，这在西方历史上还是第一次发生这样的事情。欧几里得就是在这里编写了《几何原本》一书的。公元1世纪，于此做研究活动的海伦在其著作中记载了水利灌溉和移动重物时需要的各种机械，亚历山大里亚为了农事发明了各种的扬水机和传动装置，还发明了开门的自动装置和类似的各种机器。不过这个时代最优秀的科学家正生活在西西里岛的东部一个希腊殖民城邦里。

没有谁对阿基米德这个名字感到陌生吧。阿基米德进入装满水的浴池后发现了浮力的原理，他高喊“尤里卡”，赤裸地跳出浴池成为广为人知的笑谈。物体进入水后，受到和被排出水相同重量浮力的“阿基米德定律”，这应该没有人不知道吧。公元前３世纪，在埃及的缪塞昂留学后回到故乡叙拉古的阿基米德已经是数学家、物理学家还是发明家，众多荣誉集于一身。他不仅研究浮力，还发现了力臂的原理，导入了物体的重力中心概念。

阿基米德将数学、物理学知识应用在技术开发上，可以称他为“世上最早的机械制造者”。在他的发明中，最有名的是石弩和挖土机。阿基米德是叙拉古赫农王的亲戚，也是他的朋友。作为军事顾问，阿基米德在防卫武器的创造上作出了很多贡献。罗马和叙拉古发生战争时，叙拉古被来势凶猛的罗马大军所包围。他们使用阿基米德发明的投掷器，远程投掷巨大的岩石，破坏了罗马的船舶。罗马大军害怕了，不敢再战，远距离将叙拉古包围，结果收复这个没落城邦竟然耗时两年。叙拉古国于公元前２１２年向罗马军投降，那时阿基米德已是７５岁高龄的老人了。罗马将士们攻入城中掠夺时，阿基米德正在于庭院中画的几何图形面前，陷入深思。当一名罗马士兵用脚踩到他画的图形时，他对那个士兵高喊“别碰我的图形”，结果他被那个蛮横的士兵杀死。从此希腊历史上最伟大的科学天才离开了人世。

蒙古军和宋朝的新武器

在埃及，缪塞昂是传承希腊文化的地方，托勒密王朝继承了希腊天文学，欧几里得修撰了几何学原著。而后来罗马帝国受教廷的影响，开始走向了衰败，中世纪的欧洲统治处于黑暗时期。与此同时，伊斯兰教帝国继承并发展了希腊学术。不过欧洲基督教各国家的十字军频繁远征，遭到蒙古军侵入。13世纪伊斯兰教帝国开始走向衰败，蒙古军随后又侵略了欧洲。他们在占领欧洲前，成吉思汗去世，于是蒙古军退出了欧洲。蒙古军的胜利得力于神圣罗马帝国的衰败，这时期也成为欧洲自由思想的产生和经济发展的基础阶段。

这里特别要指出的是蒙古军的武器。为了阻止蒙古军的侵略，宋朝发明了导弹、火焰喷射器和大炮。宋朝对这些武器使用，使当时的未尝败绩的蒙古军也不得不暂时休战。当蒙古军学会了制造新武器的技术后，他们使用这些新武器消灭了宋军，宋朝由此灭亡。同时武装上最新武器的蒙古军开始向西进军，扩大领土，成为史上最大的帝国。蒙古军成为攻城强手的秘密就是他们的新武器。

我想起了很久以前在参观美国航宇局时看到的一幅画，画上一名东洋武士站着，手里端着一个装满火药的弹筒。这幅画描述了导弹发展的历史初期的一些情况。在欧洲，他们向蒙古军学习了新武器的制作方法后，更进一步地创造了一个人就可以拿着走的步枪。我很想知道为什么后来欧洲发明了步枪，而日本却没有类似发明。

壬辰诿乱时期，李舜臣将军带领少数的龟船战胜了在数量上占优势的日本海军，让他们吃尽苦头的原因就是李舜臣将军带的大炮在射程上远远大于日本的步枪和大炮。李舜臣将军能拥有如此大威力的大炮，可能就是当时朝鲜制造了比中国的更好火药。朝鲜海军获得胜仗的同时，陆军一直战败的理由，不是别的，正是因为步枪。日军拥有的步枪是朝鲜军队所没有的。

被蒙古军削弱的神圣罗马帝国

伊斯兰帝国因蒙古军而衰败，同一时期欧洲的神圣罗马帝国也同样走向崩溃。罗马的权位弱化，结果地方贵族权势越来越强，由此产生了地方王国。随着教廷影响的减弱，思想开始走向自由化，同时也实现了经济的发展。特别是在意大利各城邦的十字军和伊斯兰各国间发生战争时，他们依然和伊斯兰帝国进行着商业交易。蒙古军利用安全扩建的交易通道和中国进行交易的同时，还和印度、阿富汗有着贸易往来。他们积累了大量的资本后，为了使文化也得到同步发展，开始培养好奇心强、想象力丰富、有冒险精神的人才，当时到元朝去旅行的马可波罗就是很好的例子。处于这种文化氛围中的意大利城邦，于14世纪中期开始了文艺复兴。文艺复兴传遍整个西欧，对科学的发展产生了重大的影响。1348年到1354年间，一半的意大利城市人口被鼠疫夺去了生命，幸存者的人生观受到了很大的影响。所以说文艺复兴在这个时期出现于意大利的大都市不是偶然的。

鼠疫造成了劳动力不足，科学好像从那时起，便被应用到实际劳作中，并起到了很大的作用。因为当时干活的人手不够，人们开始对机械化有了更多的关心。为了生产需要的金属，冶炼等技术得到了很大的发展。在这种科技文化发展下，实现了活字印刷术的发明（古登堡，1450年）和哥伦布航海的成功。