大美科學(xué)

希臘科學(xué)：柏拉圖

希臘哲學(xué)和科學(xué)的焦點(diǎn)是一對(duì)孿生問(wèn)題：終極實(shí)在是什么，以及人們對(duì)它能有怎樣的認(rèn)識(shí)。這些問(wèn)題在柏拉圖和亞里士多德的著作中可以得到最清楚的表達(dá)，他們的思想統(tǒng)治了西方思想將近2000年。柏拉圖是雅典貴族，他在雅典建立了一座專(zhuān)門(mén)進(jìn)行哲學(xué)研究和教學(xué)的學(xué)園。柏拉圖是蘇格拉底的門(mén)徒，蘇格拉底死于公元前399年，他親自教學(xué)，并沒(méi)有著書(shū)立說(shuō)。

柏拉圖的著作幾乎都采用對(duì)話的形式。在對(duì)話中，蘇格拉底與他討論宇宙是怎樣運(yùn)行的，以及人類(lèi)社會(huì)應(yīng)該怎樣治理。我們不敢肯定柏拉圖記錄的這些對(duì)話是蘇格拉底真正說(shuō)過(guò)的，還是柏拉圖自己的思想，只不過(guò)通過(guò)蘇格拉底的口中講出來(lái)。

柏拉圖著作的中心目的，是透過(guò)我們?cè)谑澜缟纤吹降?、無(wú)處不在的多樣性和變化，發(fā)現(xiàn)隱藏在它背后的實(shí)在。我們稱(chēng)這種類(lèi)型的哲學(xué)為形而上學(xué)。

◎ 梵蒂岡博物館收藏的柏拉圖頭像? 當(dāng)然，它不是很像，因?yàn)槭侵惺兰o(jì)人們想象出來(lái)的形象。

四種元素

柏拉圖接受了四元素的學(xué)說(shuō)，即所有東西都是由土、氣、火、水組成的，但他通過(guò)數(shù)學(xué)分析給這種觀點(diǎn)以新的立體維度。他的分析是通過(guò)發(fā)展五種正多面體的理論來(lái)進(jìn)行的，這五種立體中有的已經(jīng)為畢達(dá)哥拉斯學(xué)派所發(fā)明，它們的角和邊都是相等的：有四個(gè)面的正四面體，六個(gè)面的立方體，八個(gè)面的正八面體，十二個(gè)面的正十二面體以及二十個(gè)面的正二十面體。柏拉圖想到，四種元素基本上由這些圖形組成。土是一種特殊情況，因?yàn)樗橇⒎襟w，但其他三種是由三角形組成的，它們能夠被分開(kāi)并重新結(jié)合成空氣、火或水。十二面體是由五角形組成的，因?yàn)樗男螤罱咏蝮w，于是柏拉圖論證，它包容整個(gè)宇宙。因此，柏拉圖和他以前的畢達(dá)哥拉斯一樣，認(rèn)為數(shù)學(xué)的秩序已被納入宇宙的結(jié)構(gòu)之中。

◎柏拉圖立體。

精神的理想

在某些方面，柏拉圖的思想與其說(shuō)是科學(xué)，不如說(shuō)更像宗教，因?yàn)樗P(guān)注精神理想。在基督紀(jì)元前后，柏拉圖的思想產(chǎn)生了很大的影響。他的關(guān)于靈魂不朽的教導(dǎo)甚至被當(dāng)年宗教的預(yù)言。因而，柏拉圖的思想從某種意義上看對(duì)科學(xué)是沒(méi)有幫助的。

◎拉斐爾所繪《雅典學(xué)派》中的柏拉圖和亞里士多德。這幅畫(huà)完成于1511年，作于梵蒂岡教皇宮。

希臘科學(xué)：亞里士多德

希臘哲學(xué)的第二位巨人是亞里士多德，他是柏拉圖的學(xué)生，但是他的思想在許多方面不同于他的老師。亞里士多德是一位來(lái)自希臘北部斯塔吉拉城的貴族，他還擔(dān)任過(guò)幾年未來(lái)的亞歷山大大帝的導(dǎo)師。

◎ 從格雷戈?duì)?· 賴(lài)施所著《智慧珍寶》一書(shū)的插圖中能見(jiàn)到許多位古代哲學(xué)家。

亞里士多德否定了柏拉圖的許多超脫塵世的觀點(diǎn)，他主張實(shí)在就蘊(yùn)藏在特殊的事情當(dāng)中，而不是在抽象的形式或原型中。他認(rèn)為，柏拉圖費(fèi)力去把一件東西與它的各種屬性分開(kāi)是錯(cuò)誤的。亞里士多德說(shuō)，雖然我們能夠獨(dú)立地分析物質(zhì)和性質(zhì)，但這是一個(gè)純性：我們不能搜集一堆自己固有的輕盈、綠度和三個(gè)尖點(diǎn)的特性，它們一定在某些具體事物中體現(xiàn)出來(lái)。因此，柏拉圖的純粹而無(wú)特色的形式的觀點(diǎn)是謬論。

◎意大利那不勒斯國(guó)家博物館的亞里士多德半身雕像。

亞里士多德的宇宙論

亞里士多德的宇宙論擴(kuò)展了畢達(dá)哥拉斯和柏拉圖的許多思想，并且賦予它們更多的物理實(shí)在性。他相信地球是一個(gè)球體（例如當(dāng)出現(xiàn)月食時(shí)能在月球上看到地球彎曲的影子），他還相信行星和恒星在天體中繞地球旋轉(zhuǎn)。地球被假設(shè)為宇宙的中心，因?yàn)樗谐霈F(xiàn)的天體都圍繞它旋轉(zhuǎn)。

◎ 亞里士多德七顆行星的宇宙，包括太陽(yáng)和月亮，一個(gè)星環(huán)，地球在中心位置。

晚期希臘科學(xué)：

亞歷山大城——學(xué)術(shù)的中心

亞歷山大城是由亞歷山大大帝在公元前332年建立的，作為他在埃及領(lǐng)地的首都。亞歷山大去世后，對(duì)城市的控制權(quán)移到了總督托勒密一世手中。他是托勒密王朝的建立者，這個(gè)王朝最后的代表是女王克里奧帕特拉七世。

早在公元前300年，大數(shù)學(xué)家歐幾里得在亞歷山大城教書(shū)、著述。阿基米德在公元前2世紀(jì)曾在那里學(xué)習(xí)、研究。同時(shí)就讀在那里的還有巧妙地計(jì)算出地球大小的埃拉托色尼。亞歷山大城還有一所頗具盛名的醫(yī)學(xué)學(xué)校，在那里，人體的解剖不像希臘世界的其他地方那樣被禁止。我們不知道其中的原因，但這座學(xué)校因此成為當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的醫(yī)學(xué)學(xué)校。亞歷山大城最偉大的科學(xué)家是克羅狄斯·托勒密，他在2世紀(jì)徹底改變了天文學(xué)和地理學(xué)。

◎希羅在1世紀(jì)發(fā)明的蒸汽機(jī)。蒸汽鍋裝有水，下面用火將水煮沸。蒸汽通過(guò)管子升起進(jìn)入上面的蒸汽室，當(dāng)蒸汽從兩個(gè)噴口處溢出時(shí)，它引起蒸汽室旋轉(zhuǎn)——原始的蒸汽渦輪機(jī)。左圖是圖解，右圖是一臺(tái)存放于倫敦科學(xué)博物館的工作模型。

亞歷山大城還是天才工程師的故鄉(xiāng)，最著名的人物是希羅，他生活于1世紀(jì)，制作了由水、壓縮空氣和熱驅(qū)動(dòng)的機(jī)械模型，包括已知的第一臺(tái)使用蒸汽動(dòng)力的機(jī)械裝置。

◎亞歷山大城1世紀(jì)的化工廠。

所有這一切都是經(jīng)典的希臘科學(xué)，同時(shí)亞歷山大城還成為吸收東方學(xué)術(shù)思想的中心。亞歷山大的征服者們已經(jīng)打開(kāi)了同美索不達(dá)米亞、波斯和印度交流的通道，使得那里的科學(xué)和宗教思想傳到希臘世界。例如，來(lái)自巴比倫的思想認(rèn)為行星是神，能影響人類(lèi)生活，古希臘人不崇拜星星，但他們現(xiàn)在開(kāi)始這樣做了。當(dāng)這個(gè)信仰和希臘天文學(xué)結(jié)合在一起，新的占星術(shù)就誕生了。一些最早期的占星術(shù)的教材就來(lái)自亞歷山大城。同樣，西方最早的煉金術(shù)文獻(xiàn)也來(lái)自亞歷山大城，煉金術(shù)可以被視為古代探索物質(zhì)蛻變的神秘的化學(xué)。

◎這座雕像的工作原理是：在祭壇上點(diǎn)燃一團(tuán)火，熱量慢慢地通過(guò)金屬向下面底層的小油箱散發(fā)。熱量驅(qū)使油通過(guò)雕像的管子向上移動(dòng)，然后雕像就出現(xiàn)了把油倒進(jìn)火中給它添油的情景。

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