前言

第一章 科學之起源
1 第一位科學傢
2 中國古代的科學
3 科學和邏輯
4 從畢達哥拉斯到微積分
5 古中國的算學
6 古希臘人的宇宙觀和天文學
7 古中國天文學和宇宙觀
8 古代教育
9 亞裏斯多德的宇宙
10 托勒密的天空

第二章 科學之誕生
1 希臘數學傢的傳承
2 阿拉伯世界的光亮
3 天文學打頭陣
4 牛頓之光
5 愛因斯坦的革命
6 賽先生到中國

第三章 科學之要素
1 何謂科學？
2 疑之而究之—質疑性
3 科學需要量化
4 可被證實和證偽
5 放諸四海、推而廣之—普適性

第四章 科學之思想
1 科學美與藝術美
2 西方和東方、寫實和寫意
3 科學的簡潔美
4 科學之數學美
5 愛因斯坦和哥德爾

第五章 科學之精神
1 科學中的實驗美
2 科學傢的獻身精神
3 現代科學實驗之壯觀
4 將實驗室搬到太空

第六章 科學之方法
1 盲人摸象
2 知其然
3 知其所以然
4 他山之石可以攻玉
5 電腦網際網路與科學

尾聲 科學與文明社會

附錄

 

前言

科學之科學——百年韆年賽先生

　　賽先生即科學（science），科學這個名詞，在現在的社會是一個廣為人知的熱門詞彙。越來越多的學科和領域被冠以「科學」，甚至包括許多人文學科在內。不過，就當年請進中國的「賽先生」而言，主要指的是現代自然科學。所以，本書中我們沿用這個概念：主要從現代自然科學來敘述科學的起源、誕生和發展，來探討「科學」一詞的含義，以及所謂科學的若乾屬性。

　　然而，書中涉及的內容，並不僅限於現代自然科學。特別是：科學之思想、精神及方法，是可以推廣應用於任何領域的。筆者的觀點是，就學科而言，不應該給科學和非科學強製設定任何明確的界限。與其花費口舌去爭論「哪門學科（某個理論）是否屬於科學」，還不如盡量使其接受科學思想，應用科學方法，走上「科學化」之路！

　　那麼，下麵的問題是：（現代）科學到底是什麼？怎樣纔是具備真正的科學精神？科學思想是如何產生的？在人類文明發展的歷史長河中，科學誕生於何時何地？是哪些因素促成瞭科學的發生和成長？科學與數學是什麼關係？科學與技術、科學與教育的關係又如何？

　　本書旨在解答你對「科學」的這些疑惑，或許可以將本書的內容稱為「科學之科學」。

　　科學的原名是science，賽先生這個詞彙誕生僅100年，現代自然科學的發源卻是在近韆年前。而科學思想的萌芽、科學方法的使用，甚至可以追溯至兩韆多年前的古希臘。因此也可以說，本書敘述的是「百年韆年賽先生」。

　　另外，科學產生和發展的歷史過程也令人不解。亞洲許多文明歷史悠久、源遠流長，人們頗能吃苦耐勞，在歷史上似乎也不乏著名的思想傢和能工巧匠，但為什麼現代科學沒有誕生於東方而是誕生於西方呢？

　　這個問題在二十世紀初就被學者提齣，之後成為著名的「李約瑟難題」，曾經引起各界的關注和熱烈討論，可謂至今不衰。李約瑟（Joseph Needham）是一個英國學者，原來是劍橋大學的著名生化學傢和教授，在1930年代時與一位在劍橋大學讀博士學位的魯桂珍發生瞭婚外情，也許是因為愛屋及烏，李約瑟從那時起就開始潛心研究中國科技史，他認為中國古代對人類科技發展做齣瞭很多重要貢獻，甚至認為古中國的科技水準超前西方數百年。由此他提齣瞭「為什麼科學和工業革命沒有在近代的中國發生？」「中國近代科學為什麼落後？」之類的「李約瑟難題」。

　　筆者認為他提齣的問題很值得探究和思考。此外，在談及人類思想發展的問題上，必須將科學和技術分別看待，因為兩者產生和發展的驅動力是完全不同的。技術可以誕生於人的功利之心，科學卻更反映瞭人類對大自然運行規律純粹的追求和好奇。

　　如今錶麵上看，大眾對賽先生早就已經不陌生。特別是近幾年，快捷而方便的手機等通訊工具，已經是「婦孺皆用」。透過這種種的高科技產品，每個人都能深切地體會到科學技術對當今社會的重要性，每個人都盡情享受著「高科技」帶來的百般福利和快樂！學科學、愛科學、用科學、瞭解科學，似乎已經成為一種社會時尚，也深刻反映瞭現代教育的理念、父母一代的期望以及眾多青少年的抱負和理想。

　　然而，錶象之下存在失誤，大多數人瞭解和熱衷的「科技」其實指的是「技術」，特別指的是技術帶來的便利成果，以及帶科幻色彩的想像。固然，科學和技術密切相關、不可分割，科幻作品也不可或缺。但是，如果要提高全民的科學素養，還得加強基礎科學知識的普及。

　　一個國傢的崛起離不開科學技術的崛起，因此，對科學知識的廣泛普及迫在眉睫。

　　此外，探索李約瑟難題，不僅僅要研究科學史，傳播科學知識，也需要對科學涉及的方方麵麵有所瞭解：科學概念是如何形成的？囊括哪些內容？有哪些具體的科學研究方法？科學思想之精髓何在？科學與哲學、宗教、人類思維，以及與數學、技術、工程等其他領域的關係如何？廣大民眾對這些知識都有瞭解的願望和需求。

　　如果就專業術語而言，上段中所提及的課題涉及科學史、數學史、技術史、思想史、人類文明史、科學哲學、科學與宗教、科學與教育等多個範疇，可以分別用數本專業科普書一一加以介紹。然而，大多數讀者僅僅需要對某些方麵有大緻的瞭解，澄清腦海中的一些疑問，並沒有必要大量的閱讀和研究來解決這些問題。

　　因此，本書便是針對上述範圍內的讀者，沿著自然科學史和科學哲學的發展途徑，簡要地介紹這棵如今看起來已經根深葉茂、庇護著全人類的參天「科學」大樹。它根源於哪些地域？主幹立於何方？枝葉有多茂盛？整體又是何種景象？

　　本書在追溯科學史的過程中，也追蹤中國古代科學技術發展的軌跡，簡單探究科學沒有誕生、發展於中東方的原因，東方人的思維特點中存在哪些不利於科學的因素；我們應該如何剋服自身的不足，纔能迎上世界科技的最先進水準。

　　作者希望透過本書，帶領讀者經歷一個有意義的閱讀之旅，為想瞭解科學的民眾去疑解惑，也期望本書能在科學教育中彌補其他專業科普書難以發揮的功能。

　　本書以科學傢的視角論科學，具體事例多於抽象的概念描述。又因作者是理論物理專業齣身，所以大多數例子屬於物理學和天文學範疇，對生物、化學、地理等其他科學領域著墨不多。此外，本書涉及的大多是有關科學哲學及科學史，算是人文學科。對某些問題的看法，也許在學界頗有爭議，可謂見仁見智，難有定論，作者基本根據較主流觀點及自己的判斷來做選擇，僅供讀者參考。