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体而得到知识。用这个名词描写现代学术发展是再适当也没有了。现代学术的基础就是实地的探察,就是我们现在所谓的实验。
但是传统的中国教育并不重视真正的格物和致知。这可能是因为传统教育的目的并不是寻求新知识,而是适应一个固定的社会制度。《大学》本身就说,格物致知的目的,是使人能达到诚意、正心、修身、齐家、治国和田地,从而追求儒家的最高理想——平天下。因为这样,格物致知的真正意义被埋没了。
大家都知道明朝的大理论家王阳明,他的思想可以代表传统儒家对实验的态度。有一天王阳明要依照《大学》的指示,先从“格物”做起。他决定要“格”院子里的竹子。于是他搬了一条凳子坐在院子里,面对着竹子硬想了七天,结果因为头痛而宣告失败。这位先生明明是把探察外界误认为探讨自己。
王阳明的观点,在当时的社会环境里是可以理解的。因为儒家传统的看法认为天下有不变的真理,而真理是“圣人”从内心领悟的。圣人知道真理以后,就传给一般人。所以经书上的道理是可“推之于四海,传之于万世”的。这种观点,经验告诉我们,是不能适用于现在的世界的。
我是研究科学的人,所以先让我谈谈实验精神在科学上的重要性。
科学进展的历史告诉我们,新的知识只能通过实地实验而得到,不是由自我检讨或哲理的清谈就可求到的。
实验的过程不是消极的观察,而是积极的、有计划的探测。比如,我们要知道竹子的性质,就要特别栽种竹树,以研究它生长的过程,要把叶子切下来拿到显微镜下去观察,绝不是袖手旁观就可以得到知识的。
实验的过程不是毫无选择的测量,它需要有小心具体的计划。特别重要的,是要有一个适当的目标,以作为整个探索过程的向导。至于这目标怎样选定,就要靠实验者的判断力和灵感。一个成功的实验需要的是眼光、勇气和毅力。
由此我们可以了解,为什么基本知识上的突破是不常有的事情。我们也可以了解,为什么历史上学术的进展只靠很少数的人关键性的发现。
在今天,王阳明的思想还在继续地支配着一些中国读书人的头脑。因为这个文化背景,中国学生大部偏向于理论而轻视实验,偏向于抽象的思维而不愿动手。中国学生往往念功课成绩很好,考试都得近100分,但是面临着需要主意的研究工作时,就常常不知所措了。
在这方面,我有个人的经验为证。我是受传统教育长大的。到美国大学念物理的时候,起先以为只要很“用功”,什么都遵照老师的指导,就可以一帆风顺了,但是事实并不是这样。一开始做研究便马上发现不能光靠教师,需要自己做主张、出主意。当时因为事先没有准备,不知吃了多少苦。最使我彷徨恐慌的,是当时的惟一办法——以埋头读书应付一切,对于实际的需要毫无帮助。
我觉得真正的格物致知精神,不但是在研究学术中不可缺少,而且在应付今天的世界环境中也是不可少的。在今天一般的教育里,我们需要培养实验的精神。就是说,不管研究科学,研究人文学,或者在个人行动上,我们都要保留一个怀疑求真的态度,要靠实践来发现事物的真相。现在世界和社会的环境变化得很快。世界上不同文化的交流也越来越密切。我们不能盲目地接受过去认为的真理,也不能等待“学术权威”的指示。我们要自己有判断力。在环境激变的今天,我们应该重新体会到几千年前经书里说的格物致知真正的意义。这意义有两个方面:第一,寻求真理的唯一途径是对事物客观的探索;第二,探索的过程不是消极的袖手旁观,而是有想象力的有计划的探索。希望我们这一代对于格物和致知有新的认识和思考,使得实验精神真正地变成中国文化的一部分。
二、科学发现纵横谈
●“地球是球形的”,这是古希腊著名哲学家、科学家亚里士多德的一个重大科学发现,在科学技术极其落后的2000多年前,亚里士多德凭什么证据而得出这一结论的呢?
●英国医生威廉·哈维是血液循环理论的创立者,无数病人因这一理论而获救,人类社会应永远感谢他,然而,威廉·哈维在创立血液循环理论时,却“深惧人类全体将以我为仇敌”。
●法国昆虫学家法布尔,以研究昆虫解剖学及行为而著名,他撰写的10卷《昆虫记》,是用生动文笔写成的观察昆虫生活的书,它向人们展示了科学发现所需要的细心观察。
●照相技术自诞生以来,在一代又一代科学家的努力下日臻完善,法国著名物理学家、诺贝尔物理学奖获得者李普曼博士,在“彩色照相”一文中谈了他发明天然彩色照相法的经过。
●英国著名人类学家弗雷泽,在“告别内米”一文中提出一个令人惊讶的问题:“科学与巫术的共同之处具在于两者都相信一切事物都有其内规律。”对这一问题,弗雷泽进行解释。
奥秘引起惊奇,而惊奇则是人们求知欲的基础。谁能知道,在我们这一生能解答什么样的奥秘,新的一代又将面临什么新的奥秘的挑战?
——阿姆斯特朗
东方和西方,谁说二者永不碰头?它们在伟大艺术家的灵魂中相聚,伟大的艺术家不仅是艺术家,他们所热爱的不同限于美;它们在伟大利学家的头脑中相会,伟大的科学家已经认识到,真理,不论是多么珍贵的真理,也不是生活的全部内容,它应该以美和博爱来补充。
——乔治·萨顿
任凭是全宇宙的重量,也动摇不了一个真正的无神论者,更不必说粉碎他了。
——拉美特里
自然界并非从精神出来,并不能拿神来解释,因为神的一切属性,凡虽然不是属于人性的,本身都是从自然界抽象出来和派生出来的。
——费尔巴哈
人类较高级的思想运动,就我们所能见到的而言,大体上是由巫术的发展到宗教的,更进而到科学的这几个阶段。
——弗雷泽
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地球形状的证据
作者:亚里士多德
亚里士多德(前384——前322),古希腊哲学家、科学家。公元前367年到雅典就学于柏拉图近20年。公元前335年在雅典创办学校,开创了逍遥学派。他是古代最伟大的思想家,著有《诗学》、《形而上学》、《政治学》、《伦理学》、《修辞学》等。他将科学分为理论的科学、创造的科学和实践的科学,是形式逻辑的奠基人。哲学上提出四因说,具有朴素的辩证法。政治上主张由中等奴隶主来治理国家。对生物学、生理学、医学等方面也有贡献。
地球的形状必定是球形的。因为地球的每部分到中心为止都有重量,因此,当一个较小部分被一个较大部分推进时,这较小部分不可能在较大部分周围波动,而是同它压紧和合并在一起,直到它们达到中心为止。要理解这个话的意义,我们必须想象,地球是在生成过程中,就像有些自然哲学家所说的那样。只不过他们认为,向下运动是由外部强制造成的;而我们则宁可说,其实向心运动是因为有重量的物体的本性而产生的。
在这些自然哲学家的理论体系中,当混合物还处于潜在状态时,微粒在分解过程中从四面八方同样作向心运动。不管周围各部分分布得是否均匀,它们都从各极端向中心集中,并产生同样的结果。因此,很清楚,第一,如果所有微粒从四面八方向一点(即中心)运动,那么结成的一团在各方面必定是一样的。因为,如果在周围各处加上相等的量,那么极端与中心之间必定是个不变量。这样的形状当然是一个球。即使地球的各个部分不是均匀地从四面八方向中心集中,上述证据同样适用。一个较大的质块必然要推动在它前面的一个较小的质块,如果二者的倾向都是向心的,那么较轻的东西因受到较重的东西的推动力,总归要到那个中心去的。
根据感觉的证据也可以得到进一步的证明。
如果地球不是球形的,那么月食时就不会显示出弓形的暗影,但这弓形的暗影确实是存在的。每月的月相是多种多样的,有时是半圆形的,有时是凸形的,有时是凹形的;但月食时暗影的界线始终是凸形的。因此,如果月食是由于地球处于日月之间的位置,那么暗影的形状必定是因地球的圆周而造成的,因而地球必定是圆形的。
观察星星也表明,地球不仅是球形的,而且也不很大,因为只要我们向南或向北稍微改变我们的位置,就会显著地改变地平圈的圆周,以致我们头上的星星也会大大改变它们的位置,因而,当我们向北或向南移动时,我们看见的星星也不一样。某些星星,在埃及和塞浦路斯附近可以看见,在较北边的地方则看不见,而在北方国家连续可见的星星,在其他国家就可以观察到沉落。这就证明,地球不仅是球形的,而且地球的圆周也不大,因为要不然,位置的细微变化不可能引起这样直接的结果。
根据这些论据,我们必然得出结论,地球不仅是球形的,而且同其他星球相比,是不大的。
心脏是生命之源
作者:威廉·哈维
威廉·哈维(1578——1657),英国医生,实验生理学的创始人。生于肯特郡。1602年在意大利获医学博士学位。其主要贡献是第一次正确地解释了人的血液循环系统,从而推翻了统治生理学界达十几个世纪之久的盖仓理论,为近代生理学奠基了基础。著有《动物心血运动的解剖研究》等。
以上所说的是关于血液自静脉流至动脉的路径和因心脏的动作而输运传布的情形,有几点是虽为前伦或哥伦布等名家或别人的理论所感动的人也不能不赞同的。剩下而未讲的是关于经过的血液的分量和源泉。这乃是极新颖而未之前闻的,所以我非但恐怕少数人或因妒我而害我,且深惧人类全体将以我为仇敌,因为习惯为第二天性,根深而又蒂固的。教义一经下种便生了甚深的根,而尊古之情又是人所同具的。但我意已决,我信托我对于真理的爱好和明达者的公平的批评。说句实话,当我考虑我所收集的证据时,无论这是得自活体解剖,和我对于这些解剖的各种见解,或得自研究心室,出入心室的血管和这些血管底对称与大小的,——因为造物不会无的放矢,决不会造了巨大的血管而使之无所事事的,——或从特别观察活瓣的位置与构造及普通观察心脏底别部所得的,和别的另外的许多事,我常严肃地深自思索,长萦于怀,输运过的血液的分量究有多少,在多少时间内它的路程可以走全,以及其他等等。但是若非血液有自动脉至静脉之路而仍回至心脏底右部,那未虽有消化过的食物底浆汁来补充也不能使静脉之中血不流竭而动脉中也不能不因受了过多血液而爆裂的,我因此想到这里或者有一种运动,它似乎是循环的。后来,我发现事实确是如此;血液因受左心室动作的逼迫而流至动脉,更由此而传布至全体,在有几处地方,血液由受右心室的逼迫,通过肺脏而达于肺动脉,更由静脉经过大静脉而回至左心室,情形一如上述。这个运动我们可以唤之为循环的,正如亚里士多德所说空气和雨水因对抗而起的循环的运动一般;潮湿的土地为太阳所晒便起蒸发,水汽上升遇冷凝结,下降为雨,又把土地润湿了。为了有这种循环,一代一代的生物因此产生;而同样暴风与流星也是为了循环的运动和太阳的时照时没而产生的。
在身体上也有这类同类的事发生,为有血液的运动而身体的各部乃都得此热的,完备的,化汽的,含有酒精的,并且我可以说,滋补的血液所营养,所调摄,且复使之活泼而有生气;而血液自身则因与此身体的各部接触之后变冷而凝冻,即所谓精力耗竭了。于是它重复返至心脏,好似返至它的泉源,或身体的最深的家庭一般,以恢复它的尽善尽备的地位。它在这里重复流动变暖,而且有力有热,含有酒精(可以说是定痛剂)而为生活底一种宝藏了。于是又从心脏复行传布开来。凡此种种都是靠了心脏的运动和动作的。
因此,心脏是生命之源,犹如太阳之于宇宙,因为太阳也可称为世界的