描述
开 本: 32开纸 张: 纯质纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787549119349
本书采用章回演义的体裁,讲述了近300年来科学技术的发展演进、与社会所发生的互动,以及给人类文明带来的翻天覆地的变革。作者以科学技术的发展为主干,以社会历史变迁为枝叶,勾勒了一幅波澜壮阔的科技创新画卷。
全书以哥白尼创立日心说为引子,介绍了科学革命之后,自然科学的理论发现、各种新技术的发明以及人类社会由此发生的巨变,既有对重大科技创新事件的客观阐述,也有对众多科学家趣闻轶事和人格魅力的刻画,还有作者精辟深刻的思想评述。在精选科学事件、历史人物的基础上,结合当今现实打造了一出300年来科技创新的文字盛宴。
本书文笔简洁流畅,形式新颖生动,有助读者了解科技创新的源流发展,把握其整体概貌。既能启发人们思考科技创新的现状及未来,也能对广大青少年普及科技创新的知识。
引回 哥白尼剑指地心说 伽利略大破神学阵
第 1回 牛顿脚踩巨人之肩 经典力学大旗竖起
第 2回 光学奥秘二龙戏珠 惠更斯与老牛斗法
第 3回 哈维认定血液循环 医化学派另有说法
第 4回 波义尔挑战炼金术 施塔尔抛出燃素论
第 5回 拉瓦锡妙手拨云雾 化学界迎来新曙光
第 6回 林奈植物园里谈分类 布丰博物馆中论进化
第 7回 吉尔伯特王宫论磁 富兰克林风筝取电
第 8回 各路豪杰八仙过海 科学盟主花落英国
第 9回 培根与笛卡尔论剑 方法折射时代精神
第10回 产业革命风雨欲来 英伦半岛跃跃欲试
第11回 纺织机成为导火索 产业界技术大突破
第12回 一个好汉三个帮手 瓦特蒸汽机占鳌头
第13回 技术变革浪潮汹涌 席卷欧美群起仿效
第14回 康德挑战经典宇宙 科学迎来又一春天
第15回 赫顿质疑地质灾变 赖尔悟出渐变真谛
第16回 进化论重整旗鼓 达尔文一鸣惊人
第17回 能量领地群英会 守恒原理路同归
第18回 西施和东施联袂亮相 动植物细胞同出一辙
第19回 道尔顿道出原子论 阿伏伽德罗巧验证
第20回 元素周期汇于一表 门捷列夫技高一筹
第21回 法拉第领路电磁学 麦克斯韦尔集大成
第22回 大发现时代琳琅满目 法兰西荣膺科学新主
第23回 辩证法大战形而上 社会化科技显端倪
第24回 科学理论冲上前沿 引领技术揭竿而起
第25回 卡诺挥举热力学令旗 重将合力攻克内燃机
第26回 群英奋勇大战电老虎 直流交流迈进电气化
第27回 电器招数眼花缭乱 爱迪生威称大王
第28回 焦炭炼铁技高一筹 转炉转进钢铁时代
第29回 巴斯德慧眼识病菌 医林好汉齐齐发威
第30回 维勒李比希联手领衔 搏出化工产业新天地
第31回 科技体制始登台 主角首推德意志
第32回 诺贝尔慷慨设大奖 科学界动力再激发
第33回 物理学上空突显乌云 伦琴和居里夫人现身
第34回 爱因斯坦大智大勇 相对论亮剑旧权威
第35回 量子理论一路杀出 哥本哈根创立门派
第36回 孟德尔种豌豆搞遗传 摩尔根养苍蝇找基因
第37回 望远镜越望越远 显微镜越看越微
第38回 科技展翅带飞经济 美国乘势一举崛起
第39回 奔驰和福特汽车代步 莱特两兄弟飞机上天
第40回 千里眼梦想成真 电视机来到人间
第41回 橡胶工业品登堂入室 塑料和尼龙竞相争宠
第42回 班廷探得胰岛素秘籍 弗莱明获青霉素宝物
第43回 战争妖魔裹挟科技 双刃利剑各砍一侧
第44回 原子弹横空威吓天下 大科技时代应运而生
第45回 战后科技日新月异 电子计算机成新宠
第46回 少壮派揭开基因面纱 生物学进入分子时代
第47回 自动化热潮席卷而来 新技术革命再掀波澜
第48回 火箭腾空穿云破雾 人造卫星直入九霄
第49回 激光器射出新天地 超声波拓展新用场
第50回 阿波罗飞船登月成功 哈勃望远镜再添风采
第51回 罗马俱乐部敲警钟 脱缰的野马太疯狂
第52回 杂交农业改变生活 克隆动物震惊世界
第53回 贝尔纳断然回头反思 众精英齐齐上阵论道
第54回 互联网引发信息革命 全球化趋势如火如荼
第55回 人工智能引领未来 科技创新前景辉煌
第56回 大创新时代方兴未艾 大中华复兴时不我待
将象牙之塔的科技史,说成市井街巷的聊大天
左朝胜 / 资深媒体人、《科技日报》广东记者总站原站长
和韦火先生阔别几年,重逢把酒,难免海阔天空。因为同好,没有几句就聊到了当前科技界的一个热门话题,“基因编辑”。事出2018年11月26日,一则来自中国深圳的科学家贺某开展基因编辑婴儿的报道。
对此,堪称科普行家的韦火先生对我娓娓道来。科学研究也许无禁区,但是科学的应用一定是有限度的。科研与伦理之间是存在博弈的。如果说科学技术的发展是一匹奔驰的骏马,那么伦理就是制约它的缰绳。在科技史上曾出现过几次失控,次是化学的失控,产生了高爆炸药,导致大规模热兵器战争的出现;第二次是物理学的失控,产生了核爆装置,导致人类至今没走出自毁的阴影;第三次可能就是生物学的失控,后果是不可想象的。此次事件引发的热议也足以说明人们对科技伦理问题的关注。
一张口就是高屋建瓴。我也单刀直入相问:您的观点呢?
他回答的毫不迟疑:不能一边倒简单抨击,洗澡水和孩子要分开。赞成为治疗人类疾病而开展基因编辑的探索,反对现阶段利用基因编辑改变人类的违反人伦的研究。
樽俎之间,韦火先生就为我展开了基因编辑的科普。
关于基因编辑能否用于人类胚胎生殖问题,早在几年前华盛顿召开的人类基因编辑国际峰会上就有过讨论,当时中国中山大学科学家修改人类胚胎基因的研究一经宣布,立即导致争议升级。之后,关于基因编辑技术能否用于人类胚胎研究或以怀孕为目的,争论非常激烈。基因编辑技术可以用来治病,这点科学界似乎可以接受,但用于胚胎生殖,科学家们反对呼声很高。大多数科学家都提出,要抑制“订制婴儿”和“完美宝宝”的出生,这背后体现出的是对人类未来命运的担忧。事实上,科技创新已经走到了重新设计人类自身的大门口,但大家在方方面面都没有做好迎接的准备。
紧接着,韦火先生又抛出了一个让人类堪忧的半人半机器的“杂合人”问题。他说,与基因编辑类似的问题,就是人工智能与人类生物智能的结合。目前AI研究方兴未艾,人机杂合体迟早会在将来变成技术现实,重新设计人类的问题也必将在另一方面出现。对此,好莱坞的艺术家们,早就为我们画出了一幅幅或震撼或可怕的图景……
对于科技发展未雨绸缪的思考,离不开反思人类走过的科技创新道路。他拿出了自己的一部新书稿《科技创新300年》。几年了,他离开了朋友的视野,潜心写下了100 多万字的科技作品,这是即将出版的其中一本。
人类的科技创新史,经历了无数类似今天基因编辑这一类的沟沟坎坎,甚至以鲜血与生命的代价,终于一步步地走到了今天。那么,今天是离真理更近了,还是更远了?
韦火先生就对千年科技史做了个300年的“截图”,推出了一本《封神榜》《三国演义》般的章回体科技史读物。随手拈来几章:“哥白尼剑指地心说,伽利略大破神学阵”“牛顿脚踩巨人之肩,经典力学大旗树起”“各路豪杰八仙过海,科学盟主花落英国”“一个好汉三个帮手,瓦特蒸汽机占鳌头”“元素周期汇于一表,门捷列夫技高一筹”“法拉第领路电磁学,麦克斯韦尔集大成”“诺贝尔慷慨设大奖,科学界动力再激发”“爱因斯坦大智大勇,相对论亮剑旧权威”“阿波罗飞船登月成功,哈勃望远镜再添风采”……
他让我想起来儿时为倾慕“长袍折扇惊堂木”的说书人,“欲知后事如何,且听下回分解”,差一点口水就流下来了。大雅大俗,将象牙之塔的科技史,说成市井街巷的聊大天,想不服您都不中!
以史为鉴,可以知兴替,这道理其实人人都懂。科技创新大潮滚滚,谁不想了解点科技史?但在如今信息爆炸的快节奏时代,时间的碎片化正颠覆着人们的阅读习惯,想认真读一些大部头的书越来越不容易了。其实对大多数人来说,学习历史知识并非一定要看厚厚的通史,读一本极简史已足够受用。然而就科技史而言,若是没有一定的学术基础,即使读极简史也是很烧脑的事,雅俗共赏的读本尚属寥寥。究其原因,除了科技史资料浩繁、庞杂,难以简洁叙事之外,还有对作者的素质要求颇高,既要有宽泛的科技理论功底,还要有较深的文史知识素养,一般的学者写起来很难二者兼顾。我在科技传媒界工作几十年,对此是深有体会的。
令人十分欣慰的是,韦火先生知难而上,另辟蹊径,以独具一格的形式,终于写成了这样的一本极简史,在传播科技创新方面进行了一次大胆探索。作者的笔墨大开大合,用五十多个章回串成一体,勾勒出一幅波澜壮阔的科技创新史卷。虽说是极简史,内容却不简单。麻雀虽小五脏俱全,既有对重大科技创新史实的客观阐述,也有对众多科学家生动的刻画,还有作者精辟深刻的思想评述,在精选科学事件、历史人物的基础上,结合当今现实打造了一出300年来科技创新的文字盛宴。这种有益的尝试,值得大大称道。
其实,比这还要让我震撼的是作者这些年的写作过程和写作环境,如果没有多年积累的学术功底,如果没有万念归一的锲而不舍,如果没有热爱科学的深入骨髓,如果没有和血带泪的自我挑战……要梳理出300年科技创新的简要历程,要找到惊心动魄的历史节奏感,想让昨天解释今天?想让今天描绘明天?想让明天昭示更远的未来?门儿都没有!
不信,拿他一本书,瞧着走……
以史为鉴可知兴替,科技创新时代更应该多了解科技发展历程,好书启迪智慧。《科技创新300年》这本书别出心裁,写得既通俗易懂又鞭辟入里,这样的尝试值得点赞,这样的好书值得一读。
中国工程院院士、医学教育家 钟世镇
许多人或以为,科学和技术应该是一对“孪生兄弟”,至少也该是亲密的“发小”或“闺密”之类的铁杆。读一读《科技创新300年》便会明白,这种观念其实大错特错,大谬特谬。这本书将象牙之塔的科技创新史,用一章一回说书的方式来叙述,大雅大俗,可谓独领风骚,是如今手机时代了解科技史的上佳读物。
资深媒体人、《科技日报》广东记者总站原站长
左朝胜
前阵子沸沸扬扬的“基因编辑婴儿”事件发人深省,科学研究与社会伦理的关系远非人人清楚,科技创新本身的知识普及还任重道远。《科技创新300年》以简洁明快、独具一格的形式在传播科技创新史方面进行了大胆探索,这对科技界和出版界都很有意义,提供了更接地气的一条新路子。
健康中国2012十大年度人物、中华医学会科普学会主任委员 王立详
当代的新技术革命举世关注,本书作者却没有人云亦云,而是冷静分析后认为,能够产生连锁式反应的龙头技术至今并没有完全明朗,因而所谓的“第四次新技术革命”仍没有爆发,眼下如火如荼的科技创新热潮实则是上一次技术革命尚未释放完的“红利”。《科技创新300年》不仅是在讲述近代科技发展走过的路,而且能紧密结合现实,宏论纵述,提出了不少独创性见解,令人耳目一新。
香港科技大学教授、博士生导师 温子龙
引回 哥白尼剑指地心说 伽利略大破神学阵
主角:哥白尼,伽利略。
场景:太阳中心学说冲破千年黑暗,向宗教神学宣战。
看点:近代自然科学诞生,科学研究方法问世。
上下5000年,科技创新在青史上分明实写,那看起来是一幅长长的画卷。然仔细鉴赏不难察觉,近300年来的科技发展,乃一幅波澜壮阔、异彩纷呈的历史“截图”。我们今天所熟知的科学理论、技术发明,以及由此带来的人类生产和生活方式的巨大变革,几乎都是科技创新这300年来的成就。
口说无凭,不足为据,列位看官可以花上一丁点心思来个自证。不妨随便数一数身边琳琅满目、五花八门的物品,恐怕数个百十种也数不出两三样东西是300年前业已存在的。那年月别说是汽车、空调、手机了,就连电灯、抗生素甚至圆珠笔、丝袜这样的小玩意也没人见过,更遑论飞机、高铁、摩天大楼这种大型科技产品了。说来咱们这些当今草民的生活质量都很高,实际上远远超过了康熙时代、斯图亚特王朝的皇帝、国王和富豪们,这不能不归功于近300年来的科技创新。
或问,既然说是300年,那何必又搞个弯弯绕,把那四五百年前的哥白尼、伽利略等人物推出来,干脆直接作个500年的“截图”多好?其实不然。相对而言,17世纪下半叶以后的科技发展,明显地呈现出快步、加速、直至腾飞的前进历程。因此,300年这个截点更体现出惊心动魄的历史节奏感。但此前100多年间,科学所经历的“脱胎换骨”般的痛楚与变革,却是前奏而无法阉割,故以“引回”做铺垫。
何出“脱胎换骨”之言,那也是有说法的。科技创新源远流长,仿佛在泥泞的羊肠小道上缓慢前行了数千年,突然间“砰”的一声巨响,从此一切都变了,找到高速路的入口了。可这一声巨响从何而来,不得不先来表一表。
闲话已叙,言归正传。话说科技创新源于何时何地,那要从近代欧洲扯起。波兰天文学家哥白尼(Copernicus,1473—1543)以其创立的太阳中心说,向宗教神学的地球中心说发出了挑战书,正式宣告近代自然科学诞生。从此,自然科学便摆脱了桎梏,从神学中解放出来,开始了其艰难、曲折、辉煌的发展历程。
说来话长,从公元5世纪开始,直到哥白尼时代的1000多年间,欧洲处在罗马天主教会的统治之下,神学教义成为神圣不可侵犯的信条,人们对自然的探索被残酷扼杀,史称“黑暗的中世纪”。在那漫长的年代,天是黑沉沉的天,地是黑沉沉的地,灾难深重的社会几乎停滞不前,愚昧无知的人们远离科学技术,作威作福的教皇和神父把一切科学知识统统斥为“异端邪说”。
这个时期的科学只是教会恭顺的“婢女”,她只能为神学教义服务,敢有越雷池半步者,统统受到暴力伺候。史上记载的惨案比比皆是,举几例观之。5世纪早期的女科学家海帕西娅因研究数学,竟被神父们用贝壳剥掉全身皮肤后,投入大火中活活烧死,教会随即宣布数学是“魔鬼的艺术”。在这样的恐怖氛围中,许多对科学知识跃跃欲试的探索者,或被终身监禁,或被扔进大火,或被钉死在十字架上。公元13世纪后,教皇还设立了宗教裁判所,这实际上是个用神学教义来审判科学知识的法庭,黑白彻底颠倒,是非完全不分。1327年,意大利科学家阿斯科里经过观察,大胆地提出“大地是个球形体”,即被宗教裁判所判令烧死。宗教裁判所为了维护教会的统治可谓无恶不作,豢养了一批刽子手般的宗教裁判官。15世纪西班牙有个名叫托马奎马达的宗教裁判官,在其丑恶的一生中共判处一万多人火刑,平均每天下令烧死一个“异教徒”,暴行令人发指。
与此同时,为强化对人们的思想禁锢,宗教神学还衍生出另一个怪胎——经院哲学。其方法就是用抽象、烦琐的推理来论证神学教义,引诱人们沉溺于玄想空谈之中,否定感觉经验的收获。这实际上是封建教会摆下的一个冥顽的神学阵,在这个邪阵面前,人们的行为荒唐到难以置信的程度。神父们可以围绕“一个针尖上能站几个天使”这样无聊的命题写出长篇经文,也可以为“鼹鼠是否有眼睛”而长期争论不休,却没有人亲自抓一只鼹鼠来观察一下,你说是不是荒唐透顶?经院哲学还歪曲利用古希腊天文学家托勒密的地球中心说,宣称地球是上帝特意安排供人类居住的宇宙中心,因而地心说实际成了神圣不可侵犯的天条。教会中的一些“聪明人”把托勒密学说改造成披着科学外衣的神学体系,并用这个烦琐的体系去解释航海、农业生产及日常生活中遇到的种种天文现象,厚颜无耻地胡说八道。
欧洲那段千年的黑暗时代,科学经受着难产的巨大痛苦,胎位不正生不下来。虽然如此,人们的生产活动仍在缓慢地发展着,到了15世纪下半叶,纺织业的兴起带动手工制造业有了较快发展,近代科学的“催生婆”开始现形了。
这个“催生婆”不是什么妖魔鬼怪,其实它就是生产方式的变革。你想,新生的企业主、商人们一多起来,谁不想扩大贸易、寻找新的市场呢,这就使远洋航海和探险业应运而生。从意大利的哥伦布、葡萄牙的麦哲伦等人相继远航到达新大陆之后,西欧各国随即开始加大海外贸易和掠夺殖民地,继而刺激着工农业生产迅速发展,各方面迫切需要新的知识、新的技术来为生产服务,靠神学的胡说八道显然行不通了。不仅如此,新兴的土豪阶层在经济上发达了,在政治上必然要求取代教会的统治地位,他们也期待着新的思想武器、新的理论武器,向宗教神学思想体系发起全面进攻。事实上,波及整个欧洲的文艺复兴运动,就是新兴资产阶级急切要求思想大解放的产物,他们要找到新知识向封建教会发难。在这样一种大背景下,近代自然科学便呼之欲出了。恩格斯对这段历史,曾经作过这样的评价:“如果说,在中世纪的黑夜之后,科学以意想不到的力量一下子重新兴起,并且以神奇的速度发展起来,那么,我们要把这个奇迹归功于生产”。他说的一点没错。
话到此处,该主角哥白尼登场了。且慢一步,为何哥白尼拉开科学革命的序幕是从天文学入手,而不是其他学科呢?说来话又长,姑且简而言之,以一例来说明。宗教神学歪曲利用地心说来论证上帝创世,并解释各种天文现象,遇到了越来越多的麻烦,也就是越来越不灵光了。你想,以地心说为指导编制的天体运行表,在远洋航海中与实际观测的结果相去甚远,而远洋航海在当时正蓬勃发展着,不闹革命能行么?可见,近代科学革命以天文学为突破口,看似偶然,实则必然。
话又说回来,天文学领域的革命,能够代表整个自然科学的革命吗?不妨继续分解。天文学是一门古老的科学,在当年靠天吃饭的岁月里,它与人们的生产和生活息息相关,种田靠天、畜牧靠天、航海靠天、观测时间也靠天,一切都要靠天。可以说,天文学的每一个理论观点,都同人们的宇宙观有着直接的联系,而地心说的宇宙观,其实也是教会长期误导人们“靠天吃饭”的理论基础。因此,一旦新的宇宙观出现,就必然要彻底震撼人们的思想,也必然要震撼遍布各地的教堂,震撼全世界千家万户。所以说哥白尼天文学作为全新的宇宙观,也就标志着近代自然科学革命的开始。
哥白尼是一位德国血统的波兰科学家,他18岁进入波兰的克莱考大学攻读数学和医学,学习期间对天文学产生了兴趣。1496年,23岁的哥白尼到意大利的博洛尼亚大学留学,在那里他结识了文艺复兴运动的许多学者,对托勒密的地心说体系产生了怀疑,同时他也学到了天文观测的技术和方法。后来,他来到波罗地海边的弗莱堡担任一名牧师,在一所教堂里住了30年。那所教堂如今还在,假如你去德国旅游顺着莱茵河南下,到达弗莱堡就会找到那所教堂。就在那所教堂的阁楼上,哥白尼进行了长达30年的天象观测和研究,你若是登上阁楼身临其境一定会对这位科学革命的旗手肃然起敬。
实际上,哥白尼并不是一位职业天文学家,他的巨大成就全是在业余时间完成的。他一方面长期坚持天象观测,观测内容包括日食、月食、火星冲日、木星冲日、土星冲日、黄赤交角等,并且测算了太阳与地球的距离、恒星年的时间、月球到地球的平均距离;另一方面,他刻苦钻研了包括托勒密地心说在内的古代天文学书籍,发现了地心说所谓“本轮、均轮”的致命错误,他大胆怀疑道:“前人有权虚构圆轮来解释星空的现象,我也有权尝试发现一种比圆轮更为妥当的方法,来解释天体的运行。”30年如一日坚持业余观测和钻研,才有了他后来的巨大成就。
从1516年起,哥白尼开始撰写《天体运行论》这一不朽的巨著,历时10年完成了书稿。然而,由于他的新体系主张日心说和地动说,与教会支持的地心说针锋相对,摄于教会残酷迫害的淫威,书稿迟迟没能公开发表。直到1543年,在朋友们的帮助下,才得以印刷出版。这时哥白尼已经双目失明、奄奄一息,他用无力的手摸了摸新书的封面,一个小时后便与世长辞了。
《天体运行论》共有六卷本,宣布了一个崭新学说体系的形成。哥白尼在书中首先论述了地心说,驳斥了地球不动的谬论。他根据运动相对性的原理,解释了行星运行的视运动。他写道:“无论观测对象运动,还是观测者运动,都会使观测对象的视位置发生变化。要知道,我们是在地球上看天空的旋转,如果地球是运动着的,我们也会觉得地外物体作方向相反的运动。”尔后,哥白尼明确提出了地球不是宇宙的中心,而是像其他行星一样,在自己的轨道上绕着太阳运行,太阳才是宇宙的中心。他还在书中用三角学原理阐述了天体运行的基本规律,详细论证了太阳、地球、月球和其他行星的运动。这些理论在今天看来并不复杂,但在当时可以说是站在了科学的珠穆朗玛峰上。
哥白尼学说的问世就像一把利剑,直刺神学地心说的要害。他所建立的科学宇宙观,划破了中世纪欧洲上空的黑暗,迎来了文明时代的曙光。然而,宗教神学岂肯轻易就范,他们采取种种残酷的镇压手段,严厉阻挠、打压日心说的传播。罗马教皇很快就宣布《天体运行论》为禁书,不得流传。与此同时,几乎所有的反动势力和受旧观念束缚的人们都反对哥白尼学说,口诛笔伐指责他的观点是歪理邪说。就这样,《天体运行论》这一光辉巨著,主要以手抄本的形式带着遍体鳞伤,在人世间秘密流传了300多年,直到19世纪中叶才得以公开出版而重见天日。
毫无疑问,哥白尼学说对神学的打击是沉重的,旧势力不断顽抗也是必然的。在异常激烈的斗争中,日心说本身也经历了一个完善的过程。比如,起初的日心说不能解释“为什么人们感觉不出地球的运动”“地球既然自转,为何地球上的物体下落了不偏斜”等问题,而这些问题常常成为旧势力恶意攻击的靶子。在这一过程中,有三位科学家为传播和完善哥白尼学说作出了杰出贡献。
位是意大利的布鲁诺(Bruno,1548—1600),这位哥白尼的忠实信徒,在欧洲到处宣讲日心说,同时他还阐述了宇宙无限、世界无数的观念,进一步丰富了哥白尼学说。宗教法庭对他恨之入骨,把他投进大火中活活烧死,他的故事是历史上宗教迫害科学家的典型案例,几乎妇孺皆知。第二位是丹麦科学家第谷·布拉赫(Tycho Brahe, 1546—1601),他虽然主观上不愿接受日心说,但却承认“哥白尼把我们从过去烦琐的矛盾中解放出来,而且他的理论更能满足天象。”
他边怀疑边坚持细心观测,把上千年星表中的错误一个个纠正过来,在其一生中共对700多个星体作了精确的观测记录,从客观上支持了哥白尼的学说。第三位是德国科学家开普勒(Kepler,1571—1630),他是哥白尼学说的坚定支持者,同时他又根据第谷·布拉赫的观测结果,发现了著名的“行星运动三定律”。开普勒的巨大贡献多年来为人们津津乐道,2009年NASA发射的太空望远镜就是以他的名字来命名的,开普勒望远镜升空近10年间已发现了2600多颗系外行星,其中不乏一批类地星球或可供人移居,正激励着现代人去实现星际殖民的梦想,这是外话了。
以上三位创新高手对天文学所作的增砖添瓦之事非三言两语道得完,此处不再一一细表,且来表一表同时期另一位大破神学阵的创新斗士。此翁在整个自然科学界享有奠基人的美誉,你道他何许人也?他就是伽利略(Galileo,1564—1642)。
这位意大利科学家,不但用实验观察的方法验证并发展了哥白尼的学说,而且还开创了近代力学和物理学中的数学、实验方法。他的科学成就、科学思想,似利刀宝剑,彻底斩除了近代科学前进道路上的种种障碍,把神学的经院哲学体系冲得七零八落、丢盔弃甲。如果说哥白尼是近代科学的揭幕者,那么伽利略则是科学方法的奠基人。甚至可以说,没有伽利略就没有后来自然科学的长足发展,这丝毫不是什么夸张。
伽利略的思想非常活跃,他17岁进入意大利的比萨大学,后来在帕多瓦大学担任教授,其一生的境遇可以用八个字概括:建树颇丰、遭遇悲惨。
在天文学方面,他发明了世界上架天文望远镜并用于天体观测,取得了大量成果。这些成果包括:发现月球表面凹凸不平,木星有四个卫星,太阳黑子和太阳的自转,金星、木星的盈亏现象以及银河系由无数个恒星组成等等。1610年他发表了以天文观测结果为内容的《星际使者》《关于太阳黑子的通讯》等论文,在欧洲引起轰动。他用实验证明了哥白尼的日心学说,公开出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书,批驳了神学教义的种种谬论,成为近代科学史上具有里程碑意义的学术著作。教会和神父们对此书惊恐万状,不顾一切地把他监禁起来,于是伽利略从这次牢狱之灾开始,终生遭受残酷迫害。
后来伽利略“悔罪”出狱,仍坚定不移地开展科学研究。他对着神学阵左冲右突,杀出了近代科学一条条血路。除了天文学之外,伽利略在力学方面的贡献,也是前无古人的。他在教堂看到灯在风中摆动而发现了摆的等时性原理,后人根据这一原理制成了钟表;他发表了《天平》《论重力》等论文,次揭示了重力、重心问题的实质并给出了准确的数学公式;他以实验方法证明,重量不同的物体下落的速度是一样的,著名的“比萨斜塔实验”说的就是这件事;他对运动基本概念,包括重力、速度、加速度等都作了详尽研究并给出了严格的数学表达式,为经典力学的创立打下了坚实的基础。恩格斯对伽利略的成就给予高度评价,称赞他是:“不管有任何障碍,都能不顾一切地打破旧学说,创立新学说的巨人。”
作为科技创新史上的杰出人物,伽利略突出的贡献在于,他开辟了科学研究方法的崭新纪元。他的辉煌业绩所展示出的科学方法,共有四大法宝,这些法宝说来很简单,实际上却是科学研究的一块块基石。哪四大法宝?不妨一一细数。
一宝乃观察。伽利略十分重视对自然现象和现场的观察,他的大量重要发现都是实地观测而得出的结论。正如他自己所说:“我不是要人们信服我的话,而是求得大家详察我所做过的事。”他的这番话至今还是指导科学研究的一项重要准则,你阅读的一篇篇科学论文并不是要你相信作者的话,而是要你能重复、详察作者所做过的事,否则那就是鬼话。
二宝乃实验。伽利略在天文学、力学方面的重大成就,几乎都是通过实验获得的。他在做完自由落体实验后,面对诧异的人们说过这样一句话:“在自然科学上,雄辩术是不起作用的。”可别小看了这句话,如今分布在全世界各大学、研究机构里无数的现代化实验室,从源头上说都是伽利略这一思想的产物,要不然科学研究就成了耍嘴皮子的活计。
三宝乃数学的应用。伽利略的许多理论都经过了严密的数学运算,并给出了相应的数学表达式,令人不得不服。他说过:“能工巧匠不能成为科学家,是因为不懂数学。”这话虽然有时代局限性,但现在也依然值得我们深思。事实上离开了缜密严谨的数学思维,很容易让伪科学的“大师”们钻空子,如今“科学算命”“电脑测字”之类的把戏仍然大有市场,披着数学的外衣却缺乏严密的数学推理,人们应该警惕才是。
四宝乃重现实而不泥古。伽利略一生发明了很多仪器,都与他抛开旧理论、学习同代人的机器制造经验有关。如望远镜、两脚规、三棱镜、天平,这些重要的发明创造都是他大胆借鉴旁人的经验而完成的。古往今来,科技创新绝不是无源之水无本之木,在继承中创新才是正道,伽利略在这方面也给后人树立了榜样。
总而言之,伽利略四大法宝在科学研究中的运用,可以概括为:通过观察把自然现象分解为单一因素,再通过实验确立因果关系,而后用数学加以描述提出假说,进一步再经过实验来验证,使之逐步接近自然现象的本质,终构成特定的科学规律。这一套科学方法,指导着后来一代又一代科学家的研究实践,直到今天。爱因斯坦曾深有感触地说:“伽利略所用的科学方法,是人类思想伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。”明白了吧,后辈大科学家高度评价老前辈的话,那是深有体会之后发出的肺腑之言。
1633年6月23日是个乌云笼罩的日子,穿着黑袍手持十字架的神父法官,又一次判决年近七旬的伽利略入狱,理由是他死不改悔地宣传日心学说,真是颠倒是非正不压邪。但是,科学真理的光芒是宗教神学能够遮挡得住的吗?
这正是:天昏地暗上千年,科学曙光终出现。
欲知伽利略第二次入狱及其与宗教势力斗争的终结局,且听下回分解。
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