思想、邏輯、數學、實驗是人類科學進步的四大基石

2020-12-06 憨哥看世界

人憑什麼能成為這個星球的主宰者?人靠智慧,也可說是靠思想。人類每一次思想認識提升,藉助科學,都會帶來人類文明的飛躍。

思想變革造成科技變革,科技變革帶來文明提升。因而,可以說,科技是人類進步的決定力量。

但科技進步是靠什麼來推動的呢?推動人類科學進步的四大基石是思想、邏輯、數學、實驗。

1、人類思想提升,打上了數學烙印。

人類從猿到人,從樹上到樹下,學會直立行走,第一件事,就是學會生存下去。發現火可防身,製造石距、棍棒可攻擊獵物。人類使用火和製造石器棍棒,需要用腦,需要學會簡單的技術,人類的科技就起源了。

科技的快速發展則是在人類掌握數學之後。

埃及人在土地丈量中,幾何產生了。阿拉伯人在商品交易中,數字產生了。

前6世紀,古希臘泰勒斯發展了初等幾何學,開始證明幾何命題。古希臘畢達哥拉斯學派認為數是萬物的本原,宇宙的組織是數及其關係的和諧體系。

2、只是有了邏輯推理,數學才獨立出來,自成體系。

前5世紀,古希臘蘇格拉底,把人類對自然天空的目光拉回到人類本身,提出「認識你自己」。

蘇格拉底的學生柏拉圖,更進一步,提出了「理性的認識你自己」。

柏拉圖的學生亞里斯多德,認為正確認識「理性世界」要靠邏輯,創建了邏輯學,將自己寫的《範疇篇》、《解釋篇》、《前分析篇》、《後分析篇》、《論題篇》、《辯謬篇》等六篇邏輯學著作總稱《工具論》。

前4世紀,還是古希臘,歐幾裡德將前人零碎的幾何學知識,收集整理,從五條幾何公設出發,利用邏輯推理,寫出了《幾何原本》,自成體系,影響歐洲人的思想和行為習慣二千多年。

3、但數字與實驗的結合,才產生真正意義上的科學。

①數學與實驗的結合,是從阿基米德開始的。

阿基米德(前287-前212年),古希臘哲學家、數學家、物理學家,對人類的主要貢獻從沙粒塞滿宇宙聯想中提出數學「冪」的概念,發現的「窮竭法」為微積分的起源。他從測試王冠金子有假實驗中發現物質的密度,從埃及農民提水用吊槓觀察中發現槓桿原理。他證明地球是球形,他是靜態力學和流體靜力學的奠基人,並且享有「力學之父」的美稱,發明拋石機、聚光鏡、火箭,他的墓碑上刻的是球和圓柱圖形。

阿基米德應該是第一個把思想、邏輯、數學、實驗結合起來的人,被譽為物理學之父。

②人類歷史又過了1700年,才又出現一個將思想、邏輯、數學、實驗這四者完美結合的人,這個人就是伽利略。

伽利略(1564—1642年)。義大利數學家、物理學家、天文學家,科學革命的先驅。歷史上他首先在科學實驗的基礎上融匯貫通了數學、物理學和天文學三門知識,擴大、加深並改變了人類對物質運動和宇宙的認識 。伽利略從實驗中總結出自由落體定律、慣性定律和伽利略相對性原理等。從而推翻了亞里斯多德物理學的許多臆斷,奠定了經典力學的基礎,反駁了託勒密的地心體系,有力地支持了哥白尼的日心學說。他以系統的實驗和觀察推翻了純屬思辨傳統的自然觀,開創了以實驗事實為根據並具有嚴密邏輯體系的近代科學。因此被譽為「近代力學之父」、「近代科學之父」。

③人類社會第三個將思想、邏輯、數學、實驗結合起來的人是牛頓。

牛頓(1643—1727年),英國人,人類歷史上最偉大的科學家。他在思想上的貢獻是寫出了《自然哲學的數學原理》,在數學上的貢獻是發現了《微積分》,他發現了萬有引力,用數學和邏輯、實驗方法提出了牛頓三定律,建立了經典力學體系,建立了光學,為百科全書式的「全才」,從他之後,人類開始步入工業時代。

牛頓之後,對人類貢獻最大的科學家是愛因斯坦。但在牛頓與愛因斯坦之間有一個人,對人類貢獻巨大,他就是麥克思韋。

麥克思韋(1831-1879年),蘇格蘭人,主要貢獻是建立了麥克斯韋方程組,創立了經典電動力學,並且預言了電磁波的存在,提出了光的電磁說。著作有《電磁學通論》、《論電和磁》。 物理學歷史上認為牛頓的經典力學打開了工業機械時代的大門,而麥克斯韋電磁學理論則為工業電氣時代奠定了基石。

可以說,沒有牛頓和麥克思韋,就沒有我們的工業時代。

這裡舉一個數學沒學好的反例,就是麥克思韋的老師兼朋友法拉第(1791-1867年),英國人,電磁感應的發現者,電動機和發電機的發明者,因為數學先天不足(法拉第是自學成才,沒上過什麼學),也就沒有建立電磁理論。而麥克斯韋是一個數學天才,在法拉第電磁感應的基礎上,構建了電磁學的理論王國。

④人類社會第四個將思想、邏輯、數學、實驗結合起來的人是愛因斯坦。

愛因斯坦(1879-1955年),德國猶太人,相對論的創立者,提出質量與能量轉換公式,證明和發現了時間與空間的轉換。他的光電效應研究推進了量子力學的發展。現代社會對相對論是一種思想沒有人否認的,對愛因斯坦是數學神童,也沒有爭論了。他的著名質能守恆公式,就是用邏輯思維推導出來的。他的大前提是兩條公設,即光速不變、物理都有慣性,由此推導,推導過程中按「如無必要,勿增實體」的原則,刪除一些不必要的條件幹擾,得出了那個簡潔美妙的質能轉換公式E=mC^2,這一理論在人類核能開發和太空探索中得到了驗證。

因此,思想、邏輯、數學、實驗是人類科學進步的四大基石。我們高中教材把邏輯也歸入數學,實驗主要劃入物理、化學和生物了,把思想則劃歸為文科學習內容。好在新高考模式改革為3+1+2, 憨哥看到了偉大科學發現在中華大地產生的新曙光!

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