漫游科学史(二)星耀古希腊(上)
2023-09-23本刊编辑部余明涛
文/ 本刊编辑部 图/ 余明涛
在上期的栏目中,我们回到四大文明古国去探寻了科学的起源。这四个古代文明都诞生在自然条件优越的大河流域,人们解决了基本的生存问题后,得以有时间和精力来认识和思考周围的世界。而在欧洲的爱琴海附近,一个后起的文明在解决了生存问题之后,也开始了关于世界的思考。这个文明就是古希腊文明。
与大河文明不同的是,古希腊所处的地方土地贫瘠,并不适合发展农业,因此古希腊人依靠商业生存,建立起了与众不同的古希腊文明。古希腊人看待世界的方式也与众不同,由此他们竟然摸索到了科学精神的边缘,建立起了属于自己独特的科学体系。这一套科学体系影响深远,成为西方科学发展的源头之一。
接下来,就让我们走进古希腊,看看生活在这里的人都“鼓捣”出了些什么东西吧!
1 号成果万物起源
万物,从何而来?
在古代世界,这个问题的“非官方标准答案”是——万物是神造就的。你看,世界各地的不同文明,都有关于创世的神话故事。
然而,对于科学来说,这个答案非常危险!
这是因为,如果人们认定世界是“神造”的,那么一切的现象和规律都可以归于神的力量。地球是圆的还是方的?太阳绕着地球转还是地球绕着太阳转?苹果落到地上还是飞向天空?这些问题还不都是神一句话的事儿?科学自然也就没有了生长的土壤。
在古希腊,一个名叫泰勒斯的人通过观察和思考,率先提出“万物源于水”的结论。现在看来,这个结论无疑是荒谬的,但在当时却有着划时代的意义。因为泰勒斯告诉世人,世界的本原不是神力,而是水这种看得见摸得着的物体,这就打破了人们对神的迷信,也为后世的科学家和哲学家追求“世界的本原”提供了一个物质的,而不是精神的基础。泰勒斯因此被后人尊称为“第一个科学家”或“科学之父”。
在泰勒斯提出“万物源于水”之后,古希腊的哲学家和科学家纷纷加入这场关于“万物源于什么”的大争论,提出了各种各样的设想。这其中,哲学家恩培多克勒博采众长,提出了“四元素说”,即世间万物是由土、水、气和火四种元素构成的。
“四元素说”在西方世界影响深远,很多学说都以此为基础展开。例如,有人提出大地是球形的结论,但无法解释为什么站在球形另一端的人不会掉下去这个问题。哲学家亚里士多德就提出,这是因为地球是宇宙的中心,而含有土和水元素的物体倾向于向宇宙中心运动,人就正好含有这两种元素,因此人即使生活在“球底”也不会掉下去。在万有引力被发现之前,这个观点“完美”地解决了关于地球形状的争议。
无论是泰勒斯还是恩培多克勒,他们提出的“万物之源”都是人们在日常生活中可知可感的物质,而留基伯却另辟蹊径地提出,万物的本原不是水,也不是其他可见的物质,而是一种肉眼看不见的东西——原子。他的学生德谟克利特在此基础上做了更加细致的解释:
1.将一个物体一直分割下去,直到再也无法分割为止,得到的东西就是原子。
2.原子在虚空中运动着,构成了世间的万事万物。
3.由于组成事物的原子的形状、大小和数量有区别,世间万物也就千差万别。
稍微了解一下物理学常识,我们就会知道,这套诞生于2 500 年前古希腊时期的“原子论”已经非常接近科学的真相。要知道,这套理论在当时可是全凭想象提出的呢!
2 号成果 数学万岁
如果说,研究“万物从何而来”的问题让古希腊人能够以客观的、理性的、物质的眼光来看待和研究世界,那么,数学则让他们拥有了研究世界的可靠工具。为什么这种工具是数学?
因为数学是无法依靠直觉或经验来判断的,需要理性地推理和证明来得出确切的答案。这不就是科学的精神吗?
提出“万物源于水”的泰勒斯同样是数学研究的先驱。他证明了一些在现在看来非常基础的几何问题,例如“圆的直径将圆分为两个相等的部分”“等腰三角形两底角相等”“半圆上的圆周角是直角”。他的这些研究,现在看来非常“小儿科”,但在当时却标志着人们对客观事物的认识不再仅仅依靠经验,而需要依靠严密的逻辑证明。
以毕达哥拉斯为首的毕达哥拉斯学派更是将数学上升到了宗教的地位,他们崇尚“数即万物”的学说,用数学来解释一切现象。例如,毕达哥拉斯学派创造性地提出脚下的大地是球形的,这与地球的真实形状不谋而合。但这并不是他们观察研究后的结果,而是因为他们认为球形是完美的几何形状,从而猜想地球就应该是球形的。
3 号成果 医学萌芽
早期的科学想要发展,免不了要来一场和神学的较量,医学就是这场较量的“急先锋”。
当时的希腊盛行“神赐疾病说”,人们认为得病是因为自己做错了事,从而遭到神的惩罚,因此,治病要么依靠虔诚的祈祷,要么依靠巫医的法术。要扭转这个局面,首先需要解决的问题就是疾病究竟从何而来。医生希波克拉底在“四元素说”的基础上,提出了“体液学说”。他认为人体包含了血液、黄胆汁、黑胆汁和黏液这四种体液,四种体液之间的平衡如果被打破,人就会生病。这种学说在现在看来,无疑是异想天开,但在当时却打破了“神赐疾病说”的垄断,为医生治病救人提供了坚实的理论基础。
同时,希波克拉底还注重从临床实践出发,理性地对待疾病。他以此为基础创建了一套完善的医学体系,从而培养了更多的医生,逐步让原始巫医无处容身。
我再也不信神了!
你看,生病了还是得看医生吧?
通过这三个典型的例子,我们不难看出,古希腊人追求理性、客观地看待周围的一切,这也为科学的发展提供了丰厚的土壤,并最终孕育出伟大的成果。在接下来的旅途中,我们将继续漫步古希腊,去认识几位在科学史上举足轻重的“大人物”!