科学发展与自然观的演进.ppt

第一编科学发展与自然观的演进,自然观是关于自然界的总看法、总观点。这里所说的自然界是指狭义的自然界，即自然科学所研究的无机界和有机界。每个时代的自然观，主要是来自对时代科学技术成果的概括和提炼，是那个时代对自然界认识的最高成果。同时，人类对自然界的认识，或者说每一种自然观的形成，还受当时的认识论与方法论的制约。脱离了认识论，就无法分析自然观；自然观和认识论是有机不可分的。,鉴于此，我们对于自然观的讨论，将紧紧联系自然科学的发展历史和人类认知的历史发展过程，通过讨论自然观的发展和演替，获取对现时代自然观的更深刻的理解，并为我们深化对自然界的认识提供有益的启示。,第一章古代科技与自然观,第一节原始宗教与神话中的自然观第二节古希腊自然哲学与自然观第三节古代中国自然观及科学特征第四节欧洲中纪自然观,第一节原始宗教与神话中的自然观,远古时期的人类，对自然界存在着畏惧和崇拜的情绪，从而衍生出动物崇拜和图腾（Totem）崇拜以及各种祭祀，祈神活动。此外，那时的人们产生了万物有灵的观念，即一切生命皆有生命，皆有灵魂。如雷公、地精、河神、树仙等。灵魂不死、转世说是其发展。这种特征在当前存在的一些原始部落里仍留有明显痕迹。,然而必须承认，我们关于原始文化的知识，远不如我们的物理和化学知识更丰富、更准确。我们对原始人类的了解，大多数的是推测的，因而是很不全面的。,古代自然哲学是作为远古蒙昧时期的原始宗教和原始思维的对立面而产生的。1、原始思维神话哲学思维（神灵世界）（非神灵世界）2、哲学思维的意义及其作用：从神灵世界的束缚中解脱出来，是人类精神的一次伟大解放。,第二节古希腊自然哲学与自然观,1、古希腊哲学思维和科学精神的起源：古希腊自然哲学在人类历史上第一次形成了独具特色的理性自然观：把自然看作一个独立于人的对象加以整体地看待；把自然界看作有规律且可以认识的对象；创造了一套哲学的或数学的语言力图把握自然界的规律。,二、自然界的本源问题,泰勒斯（公元前624-547年）是史料记载的古希腊第一个自然哲学家，他认为，世界的本源是水。万物起源于水并复归于水。水是不变的本体。阿那克西美尼（约公元前585-525）认为，空气是万物的始基，空气稀薄时变成火，空气浓厚时变成风，再浓厚又变成云、水、石头。,赫拉克利特（约公元前530-470）认为，火是一切自然现象的物质始源。火产生一切，一切都由火的转化而形成。世界是一团永恒的活火。之所以是火，在于自然界中的事物乃至人的灵魂都是干与湿的变化，湿的灵魂如果没有火的节制，将有衰退或解体的危险。赫拉克利特把阿那克西曼德的敌对的概念与毕达哥拉斯和谐的概念配合起来，发展为一个不同凡响的新理论：真实世界存在于对抗倾向的平衡调节之中；在敌对的斗争背后，按照各种尺度隐藏着和谐或协调，这就是世界。,赫拉克利特的不朽名句是：“你不能两度踏入同一条河流，因为流向你的是不同的流水。”“我们跨进，又没有跨进同一条河流；我们存在，又不存在。”这种深奥的说法的含义就是，我们存在的统一性处于永恒的变化之中，或者用柏拉图创造的语言来表达：我们的存在是一种永恒的发展过程。他的这种观点，受到了现代辩证法家黑格尔和马克思的赞叹和推崇。,毕达哥拉斯学派：数是万物的本原,毕达哥拉斯认为，万物的本原是数。1）数服从一定的规律：提规律性的思想；2）数是和谐的：美与和谐是规律性的表现；3）突出了数学方法在哲学和科学思维中的意义。,为何要万物归一,为什么要把世界的本源归之于某一种单一的物质呢？有一种解释是，当时古希腊的商贸活动频繁，港口麇集了各地的船只，仓库里存放着来世界各地的商货，而货币竟可成为衡量所有物品的统一尺度，这无疑会使人联想到，纷繁复杂的现象世界背后，也可能有某种构成万物的不变的实体存在。后来，亚里士多德又提出了四元素说，认为自然界以土、水、气、火为四大原质。他的这个结论，可能是观察木头着火的结果。,关于物质结构：原子论,原子论是留基伯（公元前500-440）和德谟克利物（约公元前460-370）提出的。他们把原子理解为最小的、不可分、坚硬不可入、运动不停息的物质微粒，即“宇宙之砖”；原子在性质上相同，在大小和形状上是多种多样的；由于形状大小不同的原子在组成时的数目和排列不同，由于原子在无限虚空中彼此吸引和排斥、分离和结合，构成自然界的各种对象和万物和运动。,原子论的意义,古代原子论通过具有不同形体的不可分割的原子和虚空的组合，解释自然现象及其变化，对近现代科学影响很大。1）用抽象的物质实体解释世界；2）从统一性出发具体解释世界的多样性。倡导决定论，反对目的论。,运动、时间、空间,巴门尼德（鼎盛年约公元前504-501）反对赫拉克利特的万物流动的观点，他认为世界上只有不生、不灭、不变的存在。他学生芝诺认为，尽管人们在感觉中感知到各种各样的运动，但只能由思维来认识的“真实的存在”则是统一的、不动的。芝诺提出了四个悖论来否定物体在时间、空间里的运动。,（一）二分法悖论,物体在从点运动到点之前，必须先走过这段路程的一半而到达点，然而在到达点以前又必须先走完这段路的一半而到达点，如此类推，以至无穷。所以物体根本不可能在有限的时间内通过有限的距离，因此，运动按理性是不可能的。,（二）阿基里斯追不上乌龟,阿基里斯是古代最善于长跑的长跑家。如果他和乌龟赛跑并从后面的一定距离上追赶乌龟，那么他将永远追不上。因为追赶者必须到达被追赶者的出发之点，因而行动缓慢的乌龟还是在前头。阿基里斯继续追赶，但仍然必须到达行动缓慢的乌龟的新的出发点。所以乌龟还是在前头。由此类推，阿基里斯永远追不上乌龟。,（三）飞矢不动,第三是飞矢不动：运动的箭在任一瞬间只能占据一个确定的位置。既然是在一个确定的位置上，它就该是静止的。所以箭就不可能处于运动状态,（四）队列悖论,第四个是队列悖论。设有、三队士兵，并设在最小的时间单位内，往左移动一位而则往右移动一位，于是相对于而言，就移动了两位。因此必有一个使向的右方移动一位所需的较小的时间单位，否则半个时间单位必将等于一个时间单位。,芝诺思考运动，并不是从感觉上否认那些事实，而是从理性上思考，认为那些事实是不可理解的，或者从理性上说们本来是不可能的。古代有的哲学家往往相信，合乎理性的才是真的，因而宁肯相信所提供给我们的原不过是假象，是不真的。,芝诺的悖论，对于人类理解时间空间的连续性和间断性以及在数学上理解连续和离散，在历史上都是有意义的。但反过来也说明，古代人理解这些机械运动是多么困难，因为他们当时还没有速度这个物理概念和比较清晰的关于运动的相对性的概念。,巴门尼德学派的贡献,巴门尼德学派开创了认识论上的理性主义的先河，它在历史的上的重要性丝毫不比原子论逊色。,宇宙论：对天体系统模型的认识,阿那克西曼尼（约公元前610-546）认为地球是一个圆筒，太阳、月亮诸天体层层包围于其外。毕达哥拉斯（约公元前580-500）和以他命名的学派断言，地球、天体和整个宇宙是一个圆球，一切天体都作均匀的圆周运动，因为球形和正圆形是最完善的几何体。欧多克斯（公元前409-356）认为，地球是不动的，日月星辰都绕地球运行，提出了地球中心说。,5.理念论,柏拉图：理念论：真正的实在是理念，它先于一切感性经验。日常世界只是理念世界不完善的摹本。哲学的任务在于把握理念。“拯救现象”：我们面对的自然界，纷纭复杂，变幻万千，如果不把它们纳入一种规则的框架内，我们便不能很好地把握它们。拯救现象，是要将杂乱的现象规整。这是一种科学研究的纲领。,6、亚里斯多德,两个世界理论：（1）永恒不变的月上世界。月上世界由纯粹的“以太”构成；运动是完美的匀速圆周运动。（上帝的第一推动）（2）有生有灭的月下世界。月下世界涉及到物理学的内容，涉及到世界的本原问题。,四元素说：月下世界由水（湿冷）、火（干热）、土（干冷）、气（湿热）四种元素组成。其运动是直线运动。四因说：质料因是指事物由什么东西形成的；形式因是指事物根据什么形成的；动力因是指事物形成的动力是什么；目的因是指事物为什么而形成。目的因又称终极因，是核心。决定了亚里斯多德的哲学是目的论哲学。方法论与逻辑学：范畴篇、分析篇,第三节古代中国自然观及科学特征,百家争鸣，主要有六家：儒、墨、道、法、名、阴阳。其中最重要的又是儒、墨、道三家。后来总体上是儒道交融，墨学中绝。儒学处于主导地位，道学亦始终延绵不绝。一般认为，阴阳五行学说对于中国古代科学影响较大。在古代中国，朴素的唯物主义和朴素的辩证法始终占据主导地位。,一、有机论自然观,有机论自然观在中国传统思想中占有重要地位。由于没有机械论，中国的有机论自然观得到了充分发展。中国的有机论自然观认为，天、地、人等自然界万物有着复杂的内在联系，每一现象都是按照等级秩序而与另一种别的现象联系着。这种自然观强调整体、强调联系、强调变化、强调功能，与近代西方的机械论和原子论自然观大异其趣。,有机论自然观不仅是本体论，也是认识论、方法论，是三者的统一。它不但是中国古代自然哲学的主导思想，同时也深刻地影响中国古代科学的发展，使其在观察对象、观察方法、解释方法及实践功能等方面，不同于古代及近代的西方科学。,二、强调整体和联系,强调整体和联系，就意味着对于某一事物的考察，必然考察涉及诸多与之相关联的其它事物，要了解某一事物或现象，就必须了解与之有联系的众多因素。在此背景下，中国古代科学的观察范围极其广泛，对风雨雷电、山川湖泽、草木禽兽皆有观测和记载。特别是对自然界的怪异现象尢为重视，留有大量的观察记录。,在天象方面记载有太阳黑子的活动，日食月食，流星雨、陨石雨、慧星、新星、超新星等现象。在地质方面有山崩地裂、钟鼓自鸣、地气地光等。在气象、动植物等领域都有大量的异常现象的记录。,三、注重事物的变化发展,中国古代有机论认为世界上万事万物皆处于永恒的变化之中，无论个人生命、王朝历史，还是物质世界，都经历着生成、发展、成熟、衰落等演替过程，此过程循环往复，无终无止。,因而中国人十分关注事物的发展过程和途径，并把整个过程中的大小变化联系起来理解。由此，发育出了较为成熟的历史方法。此方法对自然史研究非常有用，因为在自然发展的历史上，客观地存在着周期性的现象，而中国古代特别强调发现这种周期性的规律，发现了周期性的自然灾害群发期等一系列的周期现象。,中国古代科学的这种特点，在和近代西方的科学进行比较时便会显得更加突出。西方科学受原子论自然观的影响，侧重认识事物的内部结构，以事物各部分的内在组合来解释事物的外在行为和状态特征，对事物和现象主要作静态的观察和描述。,四、解释事物与现象的方式,古代中国在解释事物与现象的方式上与西方科学截然不同。在传统意义上，科学在西方曾被描述为对原因的探索，认为找出原因，就能给出结果的完备解释。直到19世纪，西方人一直坚持决定论的因果观，即每一现象都具有确定不移的因果关系，原因对于结果是必然的，并且是充分的，从而致力于寻找不同层次上相互作用的单行的因果链条，忽略环境在事物变化中的作用。中国古代的解释模式不同于西方，主要表现为三种方式。,1.本体上不承认因果律的普遍性,认为并非所有事物都是被动地由其它因素所引起的，而是强调事物的自主性和现象的自发性。产生了自然而然的观念，即一切皆由于自己的本性而与它物无关。泥鳅之所以会下河，是因为它们天生就会下河，猴子之所以上树，是因为它们天生就会上树。一切是自然而然地发生的，没有终极的原因，也不会为寻找终极的原因如第一推动而困惑。,这种否认因果必然性的认识论特点，又不可避免地导致不可知论，认为事物的本性不可知，并反对刨根问底，因而应绝圣弃智。,.从事物的环境中寻找原因，从事物的广泛联系中寻找解释,虽然承认事物的产生变化是有根据的，但却倾向于从事物的环境中寻找原因，从事物的广泛联系中寻找解释。认为天与地、天与人之间存在着相互交感的作用，天可以影响人的事务，人事的变化亦可以影响天的变化。由此百产生了天人感应的观念。,所谓“天”，就是与人相对立的一切现象。人与自然界的感应就是天人感应。这一观念影响到社会的各个领域，人们以空前的规模去搜集自然界的灾异变化：从日月薄蚀到风雷雨雹，从牛马相生到母鸡打鸣，甚至妇女的时髦装束等，也统统记录下来，并作出解释。而这种解释并非是确定的因果解释，而是一种超越于因果解释之外的相关关系。,五、古代中国与古希腊自然哲学的差异,古代中国重关系阴阳互补（重协同）自组织天道与人道的统一具象思维,古希腊重实体对立统一（重冲突）他组织（外力）月上、月下世界分离抽象思维,六、对古代中国自然哲学的评价,普利高津：“我们正是站在一个新的综合、新的自然观的起点上，也许我们最终有可能把强调定量描述的西方传统和着眼于自发自组织世界的中国传统结合起来。”“西方科学和中国文化对整体性、协和性理解的很好的结合，这将导致新的自然哲学和自然观。”,斯文教授的评价,正如斯文教授所言，“如果我们用一种更普遍的方法，而不止是科学的方法来看待中国人的思想的话，就会发现他们不习惯把世界上每一件事物复杂的原因，归纳为单一的一个原因，只看到显微镜下可以看到的原因，而排除其它原因。他们想知道促使事情发生的每一个因素。”,中国古代科学在对事情及现象进行解释和形成理论的时候，更多的是诉诸于直觉思维，而非逻辑思维。虽然墨子在中国的春秋时期已在研究逻辑，然而中国古代始终没有建立起一个完整的形式化的逻辑理论，而在古希腊，已由亚里士多德建立起了完善的逻辑体系，并在欧几里德的几何原理中得到了完美体现。,第四节儒家文化阻碍了科技发展吗,儒家文化与科学技术，两者到底是个什么样的关系？是可以相互共融呢，还是彼此对立和排斥？或者换一种角度看，儒家文化对于科学技术发展的影响，究竟是积极的，还是消极的？这是科学史界和科学哲学界反复争论的问题，迄今尚无定论。,一、近代以来的流行观点及逻辑困境,对于以上问题，中国近代以来流行的观点是，儒家文化思想对于科学技术的发展，起着一种排斥和阻碍的作用。,1新文化运动对儒家文化的批判,中国的新文化运动兴起于辛亥革命前后，到1919年的“五四”运动达到高峰。在这次影响深远的文化运动中，中国知识分子对近代中国备受列强欺凌和侵略的历史进行了深刻反思，而反思后的一个共识，就是中国已经全面落后，最明显的是工业落后、技术落后和科学落后。于是，一方面要急起直追，向西方学习，学工业，学技术，学自然科学和社会科学；另一方面，又要批判和消除被认为不利于科学技术成长发育的传统文化。而在传统文化中，儒家文化居于核心地位。于是在提倡科学、提倡民主，欢迎赛先生（Science）和德（Democracy）先生的同时，“打倒孔家店”也成了响遏行云的口号。,2以李约瑟为代表的科学史界的论断,英国有个著名科学史家叫李约瑟（JosephNeedham，19001995），他写了一部科学史巨著中国科学技术史。在这部多卷本的著作中，李约瑟提出了这样一个问题：中国古代科技取得了非常辉煌的成就？而为何近代科学产生于欧洲，却没有在中国的文化传统中孕育出来？这便是所谓的“李约瑟难题”。,李约瑟在中国科学技术史的第二卷中，专门探讨了儒家思想文化对于古代科技的作用。李约瑟也许受到了思想文化界流行的观点的影响，而得出这样的结论：在整个中国历史上，儒家一直反对科学地探索自然，阻碍对技术做出科学的解释和推广，他认为儒家文化对于科学的贡献几乎完全是消极的。李约瑟的观点在中国学术界特别是科学史界有着极大的影响。,3.70年代的批林批孔,七十年代初也有过反儒反孔运动，只是起因、过程和方式毫无理性可言，不值一提。,3当下仍在流行的观念,关于儒家文化阻碍科技发展的观念，在当下仍有相当大的市场。中国在1990年代出了一位很有影响作家，名叫王小波。他以其小说（黄金时代、白银时代、青铜时代等）和文化评论而在思想界和文艺产生很大反响。王小波曾写关涉儒家文化的作品如我看国学、国学与智慧等，但对传统文化基本持否定态度。他认为，儒学不能像科学一样带来真正智慧。,他写道：“孔孟程朱我都读过了如果说，这就是中华文化遗产的主要部分，那我就要说，这点东西太少了，拢共就是人际关系里那么一点事，再加上后来的阴阳五行。这么多读书人研究了两千年，实在太过分。”他甚至将儒家文化放置在科学的对立面而极力贬抑。他说，科学是一种平等的事业。真正的科学没有在中国诞生，是因为中国的文化传统里没有平等：从孔孟到如今，讲的全是尊卑有序。,5.逻辑上的难题,儒家文化排斥、阻碍科技发展的观点和论断，自然有其立论的基础。然而，这些观点和论断如果能够完全确立的话，却无法解答一个逻辑上的难题：如果儒家文化是与科学技术截然对立的，那么为什么在儒家文化的巨大影响下，中国古代居然能孕育出科学技术的辉煌成就？,6.历史解释的矛盾,不妨对中国古代科技的发展与儒家文化的兴衰做一个粗略比照。中国古代科技发展史上有两个特别重要的时期：一个是汉代，那时各门学科初具规模并奠定了体系；再一个是宋代，当时中国传统科技全面繁荣并走向高峰。而在思想文化领域，恰恰一个时期独尊儒术，一个时期儒学复兴。我们如何设想，一个社会的科学技术处于高度发展的繁荣阶段，而这一时期的主要社会思潮却是阻碍科技发展的呢？,一个社会的科学技术能够获得高度发展，必然有其赖以发展的各种原因，其中包括政治原因、经济原因及其思想和文化原因等等。有理由相信，至少在汉代和宋代这两个时期，儒家文化不会排斥科技发展。反过来，近代中国科学技术的衰落，同样也是政治、经济、国际环境等诸多因素共同作用的结果，不能简单地归咎儒家文化。德国在二十世纪曾发动了两次世界大战，能将原因归咎于康德、黑格尔或马克思等任何一种思想吗？,从实际情况看，中国一个世纪以来排斥和贬抑儒家文化，科学技术并未因此而突飞猛进，而在日本和韩国，尊儒传统一直不曾中断，科学技术也并没有比中国落后。把儒家文化当作科技落后的替罪羊，逻辑与历史都说不通。,二、儒家文化实际上蕴含着丰富的科技内涵,新近的研究指出，将儒家文化视为科学的对立面，盖因对儒家文化缺乏全面了解所致。有学者通过对儒学史和中国科技史的研究认为，儒家文化包含着丰富的科技内涵，一方面，儒家经典诸如大戴礼记夏小正、诗经、尚书尧典、礼记月令等，包含着丰富的科技知识；另一方面，历史上有众多儒家学者参与科技研究，并作出了贡献，使得中国古代科技具有儒学化的特征（乐爱国著，儒家文化与中国古代科技，中华书局出版）。,科技的发展，必然受到其社会文化背景的深刻影响。中国古代科学家成长于儒家文化的氛围中，他们的人格品质，价值观念、学识素养受到了儒家思想的熏陶，甚至与儒家没有明显的分界；儒家文化还影响到科学家的科研动机、知识基础和研究方法等若干方面。儒家文化这种深刻影响的结果，便使得中国古代科技具有明显的儒学化特征。具体表现为，“经世至用”、仁知合一的学科，如医学、农学、天文学、数学、地理等，得到较充分的发育。,儒家非常看重医学。医学以治病救命为宗旨，与孔子提倡的儒家爱人之仁德恰相吻合，于是医学就成了科学技术（知）和伦理道德（仁）合一的科学，行医就成了仁知统一的化身。中国古代有“医儒同道”之说法，宋代大儒范仲淹自谓“不为良相，便为良医”，把良相和良医视为儒生进退之道。,农学也深受儒家重视。在小农经济为主体的古代中国，农业繁荣与实现孔孟儒家所憧憬的“德政”、“仁政”戚戚相关。子贡问孔子如何为政、治国，孔子说：“足食，足兵，民信之矣。”（论语颜渊）随着儒学独尊，把农业和仁政相联系的“重农”，便成了以后两千年的主流思想。,天文学在中国古代科技中，最为官方重视。古代中国君臣等级与天地日月相伴，自然界的天体有了伦理的属性，因而天文学也就成了有关“天”的科学知识和纲常伦理相合的学科。孔子编修的六经之一春秋载有我国最早的有关彗星的记录：“鲁文公十八年秋七月，有星孛入于北斗。”这也是世界上最早的一次有关哈雷彗星的记录。同时春秋书中记有春夏秋冬的四季概念。孔子的得意门生曾子对主张天圆地方的盖天说提出批驳，认为圆形天穹无法吻合方形大地，逻辑上存在谬误。这表明曾子也曾对古代的宇宙理论有过一定研究。,从总体上看，从中国古代科技发展的状况看，儒家文化对于古代科学有着积极影响，虽然不能排除儒家文化对于古代科技的发展在某些方面有某种程度的负面作用。至少，儒家思想对古代科学技术发展的影响，在不同的历史时期和不同的学科领域都很不相同，应该对其作具体分析，而不可将其一概否定。,三、儒家文化的当代价值：消弥现代科技的负面,当代科学技术已经发展到一个较高阶段，并产生了与此相适应的更精致认识论和方法论，因此，对于科学研究本身而言，儒学是难有作为的。有人认为儒家文化中包含着在当今仍行之有效的方法论工具，似乎过于牵强。,但是，儒家文化在当代科技发展中，并非一无所为。相反，其价值理性可与当代科技的工具理性形成互补，从而消解当代科技进入社会应用层面后而形成的一些负面后果。众所周知，近现代科学技术的社会运用带来了一系列问题，如环境污染，生态破坏，资源枯竭，人口爆炸，过度性消费，以及其他一些问题，这些问题日显尖锐，也日益引起人们的关注。,要解决由工具理性支配下产生的问题，仅靠科学技术本身是远远不够的，而需要在以人为本的、全面、协调、可持续发展的科学发展观的进一步确立和贯彻中得到解决，也就是必须要有价值理性的介入。儒学的一些重视人文、重视人与自然和谐共处的观念，可以为消解当代科技应用过程中造成的负面后果，提供有效的思想资源。,当然，儒家文化的价值观在解决上述问题时，并不必然地处于高于其他思想文化的优势地位，而应采取一种开放的姿态，在吸收其他各优秀思想文化的基础上不断完善。同时，也应取一种积极的顺应科技发展的姿态，使得儒家文化与科技文化相辅相成，相得益彰，谨防出现反科学倾向的滋长和蔓延。,第四节古代自然哲学的总体特点,1、贡献2、局限与后果,1、贡献,1）人类精神的伟大解放；