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科学是什么 版权信息
- ISBN：9787302532941
- 条形码：9787302532941 ; 978-7-302-53294-1
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
科学是什么 本书特色
★全国优秀科普作品奖获得者、著名科普作家张天蓉重磅新作。 ★科学发展的历程？科学的本质是什么？科学家是如何思考的？什么是怀疑精神和批判思维？ ★中学生、大学生科学教育通识读本。
科学是什么 内容简介
本书从科学史的角度谈起，科学起源于那个喜好研究自然本身的规律、乐于探讨人与自然关系的古希腊，这也是科学的本质。古中国墨家学派是重视自然科学研究和技术探讨的学派，墨子对小孔成像的研究是古中国不多的科学发现。现代科学z终诞生在欧洲，科学区别于宗教和伪科学的本质和要素有四个：可质疑性、可量化、可被证伪性及可证实性、普适性。质疑是科学的**要素，不质疑，就不成其为科学。科学研究中的奥卡姆剃刀原则意味着：当你面对导致同样结论的两种理论时，选择那个z简单的、实体z少的！科学的目的本来就是要寻找对自然现象z简单、z美的描述。除简洁之美，科学还有逻辑之美、对称之美、完备之美。科学方法比科学研究的内容更重要，作者用非常有趣的实例让我们了解科学家们是如何思考的，即使所有具体的知识都丢失了，科学家运用科学方法仍旧可以重新发现。我们普通读者也非常有必要掌握这些科学思维和科学方法。 作者在让我们领略科学魅力的过程中，穿插了大量的有趣故事，可读性极强。在保证科学性的前提下，通俗易懂，轻松活泼一向是张天蓉老师的科普著作的显著特点，本书也不例外。
科学是什么 目录
**章?? 科学之起源
A. **位科学家??/??3
B. 中国古代的科学??/??11
C. 科学和逻辑??/??16
D. 从毕达哥拉斯到微积分??/??23
E. 古中国的算学??/??35
F. 古希腊人的宇宙观和天文学??/??38
G. 古中国天文学和宇宙观??/??43
H. 古代教育??/??46
I. 亚里士多德的宇宙??/??53
J. 托勒密的天空??/??59
第二章?? 科学之诞生
A. 希腊数学家的传承??/??64
B. 阿拉伯世界的光亮??/??68
C. 天文学打头阵??/??72
D. 牛顿之光??/??80
E. 爱因斯坦的革命??/??87
F. 赛先生到中国??/??90
第三章?? 科学之要素
A. 何谓科学？ ??/??96
B. 疑之而究之——质疑性??/??98
C. 科学需要量化??/??105
D. 可被证实和证伪??/??119
E. 放之四海、推而广之——普适性??/??128
第四章?? 科学之思想
A. 科学美与艺术美??/??136
B. 西方和东方、写实和写意??/??143
C. 科学的简洁美??/??147
D. 科学之数学美??/??151
E. 爱因斯坦和哥德尔??/??159
第五章?? 科学之精神
A. 科学中的实验美??/??168
B. 科学家的献身精神??/??178
C. 现代科学实验之壮观??/??180
D. 将实验室搬到太空??/??183
第六章?? 科学之方法
A. 盲人摸象??/??187
B. 知其然??/??189
C. 知其所以然??/??191
D. 他山之石可以攻玉??/??194
E. 计算机互联网与科学??/??197
尾声?? 科学与文明社会??/??199
致谢??/??202
附录??/??203
附录 A?? 科学史上人物谱??/??204
附录 B?? 参考文献??/??211
附录 C?? 图片来源??/??213
展开全部
科学是什么 节选
明朝学者陈献章说： “学贵置疑，小疑则小进，大疑则大进。” 质疑为何重要？ 质疑是科学的**要素，它使科学有别于宗教和哲学。不质疑，就不成其为科学。 历史地看，科学发展的源头要追溯到古希腊时代，当时的人类对周围环境的认识还十分有限，并不需要分清楚所谓“科学、宗教、哲学”三者之间的明显界限。但因为哲学概念之艰涩不实用以及科学领域观测证据之不足，当时的三者中宗教的势力*为强大。正如之后19世纪的著名英国哲学家伯特兰·罗素所评述的：科学诉之于理性，神学诉之于权威，哲学则介于两者之间。罗素对哲学评价的意思是说：哲学如科学般地强调理性，但又如神学那样反映了人类对不确切事物的思考。 宗教，比如基督教，将上帝和《圣经》作为*高权威，它不允许质疑，只能无条件接受。这与科学研究的方法是不相容的。当今社会的宗教和科学还算可以和平共处互不干涉，但在几千年的历史长河中，两者时不时地总要互相碰撞产生冲突，因为宗教总是企图扮演自然的解释者的角色，而它的解释不是依靠质疑和实验探索而得到，而是从上到下靠权威来维系。 正因为在科学发展的早期三者界限不清楚，许多科学家同时也是哲学家和虔诚的教徒，他们除了孜孜不倦地进行科学探索之外，在思想和精神方面则往往游走徘徊于三者之间。这方面不乏先例，*为典型的是几位天文学家或物理学家：哥白尼、布鲁诺、伽俐略、开普勒等。 哥白尼的日心说将宇宙的中心从地球移到了太阳，虽然如今看来，太阳也并非宇宙之中心，宇宙无中心。但这点小小的移动却动摇了当时宗教神学的理论基础。哥白尼深知其严重性，只能在病床上才发表了他的著作。之后，一位极富质疑反叛精神的意大利人布鲁诺，将哥白尼的学说进一步推展，出版了与《圣经》解读严重冲突的“无限宇宙论”，因而在1600年被判火刑，在罗马被当众烧死。尽管历史学家们对布鲁诺被判火刑的真实原因仍然有所争论，但此案例仍被认为是一个科学质疑与宗教权威冲突的标志性历史事件。 发现行星运动三大定律的开普勒，则是一位非常虔诚的基督徒。虽然他在信仰上也曾经遭受逼迫，造成生活中的许多困境，但他始终对上帝坚信不疑，将宗教的论点写进他的科学作品中，企图以致力于科学活动来支持和诠释他的神学信仰。伽俐略虽然也是教徒，但有意思的是，他继承了他父亲对权威的怀疑态度，可以说从骨子里就是一个质疑派。从小就喜欢打破沙锅问到底的伽俐略，25岁便被比萨大学聘为教授，他推崇实验观测和数学推理，在运动学和天文学方面杰出的贡献，促使了现代物理学的诞生，也进一步推动了科学从哲学与宗教中分离出来，这是人类思想的一大进步。由于伽俐略对哥白尼学说的宣扬，于1632年被教会拘捕，之后被判处终生软禁。 ·笛卡尔的质疑 时间流驶、大浪淘沙，科学无论如何是需要质疑的，否则就不可能有科学的进步。高举质疑大旗的代表人物是比刚才几位科学家稍后的法国著名哲学家勒内·笛卡尔。 笛卡尔的家乡都兰，是一个美丽的花园小城，绿树成荫，瓜果飘香。笛卡尔的父亲是当地议员，算贵族阶层，母亲在他1岁多时因肺结核去世，并将这个当时被列为不治之症的疾病传染给了他。 体弱多病的笛卡尔活得也不长，他的死还颇具传奇性。笛卡尔喜好独自读书与沉思，追求“安宁和平静”的隐居生活。哲学家当然都爱思考，据说苏格拉底喜欢在雪地里沉思，而笛卡尔的大脑却只在身体暖和时才能正常运转。因此，笛卡尔平生的习惯是喜欢“睡懒觉”，躲在温暖的被窝里思考数学和哲学问题。据说他的解析几何坐标概念之灵感就是在作了“三个奇怪的梦”之后得来的。可是很不幸，在笛卡尔晚年，被瑞典的克里斯汀女王看中，要笛卡尔给她讲哲学晨课。女王喜欢早起，可怜半老不老的笛卡尔只好违背他多年的作息习惯，每天早上五点爬起来给女王上课，*后终是适应不了北欧严酷多雪的冬天，于 1650年得肺炎一命呜呼了！ 笛卡尔研究数学和物理，发明解析几何，被广泛认为是西方现代哲学的奠基人。他认为一切感官获取的知识都是可以怀疑的，唯有怀疑本身不可怀疑。或者可以解释为：人的理性思维无可怀疑，是不同于感性经验的唯一确定的存在，由此而留下了一句哲学名言“我思故我在”。 这句名言直译的 意思是“若我思，则我是。”，如果将“是”理解为“存在”的话，此言意味着：存在是思考的必要条件，而思考是存在的充分条件。笛卡儿提倡“普遍怀疑”，“思”便意味怀疑。笛卡儿认为肉体的感官是相当不可靠的。必须依靠精神与思维。然而，因为周遭的事物无一不是由感官而知的，当然也令人怀疑它们是否真实。不过，有一个事实却是千真万确的，那就是：“我怀疑，我存在”的这个事实，也就是说：我思故我在。 笛卡尔*重要的哲学著作有两部，即《**哲学沉思集》和《方法论》。笛卡尔在前者中 提出怀疑一切作为出发点，而在后者中则努力寻找一种原则上适用于所有科学问题的方法。 两本书中，笛卡尔试图提出解决所有问题的基本原则。首先，要避免草率的判断与偏见，决不把任何没有明确地认识其为真的当作真的来接受。其二，把每个难题分成若干细小的部分，逐一解决。其三，循序渐进，由简到繁地解决复杂的问题。*后，审查和列举所有可能性，避免遗漏。 笛卡尔本人声称他是虔诚的天主教徒，但他曾被指控宣扬秘密的自然神论和无神论信仰，与其同时代的科学家布莱兹·帕斯卡也指责笛卡尔“总想撇开上帝！”。不过，笛卡尔怀疑一切，难道就没有怀疑过上帝的存在吗？应该是有所怀疑的，否则怎么会在其《**哲学沉思集》【11】中给出大量篇幅来证明上帝的存在呢。笛卡尔证明的思路可简述如下：上帝是完满的；完满性包括存在性，否则就不完满了；因此，完满的上帝一定存在；证毕。笔者不懂这种哲学思辨式的形式证明，难以判定正确与否，但从笛卡尔的整体哲学思想，可以感觉到笛卡尔的上帝已经不是原来神学意义上存在的上帝，而是存在于我们思维中的一个完满的观念，即：是一个理性主义的上帝。那么我们可以再推论下去，既然这个上帝只存在于我们的思维中，那么是否可以说，对其相信与否只是某种个人的信仰？因此，笛卡尔证明了存在的那个上帝，与科学研究活动是无关的。 笛卡尔的“怀疑论”，从理论上肯定了“质疑”是科学研究中的基本精神。之后，随着科学的迅速发展壮大，神学的地盘逐渐缩小，科学和宗教开始分道扬镳，而哲学呢，仍然徘徊于两者之间，有时候左碰右撞出一点火花，大多数时候与两边都相安无事，成为两者间的桥梁。 ·如何质疑？ 所谓“质疑”，不是全盘否定，但也不是初学者尚未明白就里时想澄清的几点“疑问”。它应该是质疑者经过一定思考后，指出的他认为理论中可能存在的某种错误。因为质疑者开始时仅从他自己的角度出发，固然不一定正确。 质疑科学中前人的结果和结论，意思是要以怀疑的眼光看待任何实验事实和理论，搞科学研究要带着一个怀疑的头脑，不可先入为主地相信书本和权威。“科学”并不等于“正确”，而是意味着可以质疑，这正是科学的精髓所在。正如中国著名学者胡适先生告诫我们的：“做学问要在不疑处有疑，待人要在有疑处不疑”、 “大胆假设，小心求证”。胡适这两句名言的精辟之处就是鼓励质疑。 对任何科研成果都应该允许质疑，并且还应该鼓励质疑，这样才能促使科学家纠正错误，吸取教训，促进科学的进一步发展。但是，要提倡用科学的态度来质疑科学成果。如果自己就是一名科学工作者的话，便应该尽可能以科学规范的方式，即发表研究论文及参加研讨会等来表达观点。质疑某一个科学理论，应该是对事不对人的，千万不能把科学质疑当成搞政治一样地拉帮结派。即使对学术问题有相互不同的观点，但仍然可以是朋友，科学之“道”不同，但仍可“相为谋”。 至于“质疑”的方法，也应该是科学的分析和论证，不应该是一句自己随便下的“结论”。 质疑是理所当然的，但有时候很多细节我们并不清楚，尚需要进一步的研究和了解。过早下结论则不是一种科学的态度。像某些说法：“接受到的肯定不是引力波”；“太玄（悬）所以不可能”；“小学生都知道相对论是错的”；“引力波不能自洽”；“一场闹剧”；“相对论早就被人否定了”；“相对论错得太离谱，相对论是不折不扣的伪科学，是伪科学们拿来骗钱的工具”……，等等，这些逻辑混乱、不符合事实、令人不知其所云的话，可以休矣！ 正因为质疑是科学的基本精神之一，许多学科都存在“主流派”和其它一些非主流的观点，一般而言，主流派的观点比较统一，但非主流派大多数各有一套，它们都是该科学理论的组成部分。既不可认为主流观点就一定正确，也不可以为非主流的才有质疑精神，而主流科学家们都是固步自封墨守成规的保守派。实际上，只要是采用符合正常学术规范的方式，各方的观点均应被认为是科学的，各派的理论在不断的切磋磨砺及实验事实的检验中成长，摒弃错误改进模型，方能促进科学之不断发展。 质疑科学理论，本质上也就是不断地在脑海中首先向自己提问题和解决问题。质疑的精髓并非随意向别人提问，而首先是表现为独立思考的能力和不断自我解决疑问的执着精神。因此，质疑他人科学成果的同时，也要质疑自己。怀疑一切，也包括“怀疑”自己原来所下的结论。要善于改正错误，接受反对者的观点，这才是科学的态度。真理需要艰苦的学术研究来证实，不需要以四处发文发邮件扩大影响来争个“输赢”。我们每个人都要准备好根据科学探测中的新发现来修正更新自己的观点和立场，这不叫见风转舵，也不是人云亦云，而是反映了一个人的科学素养。 一般民众可不可以质疑科学成果呢？当然可以。但现在科学分类太细，“闻道有先后，术业有专攻”，不要说非专业人士，即使是某个领域的专家也不可能对那个领域的所有知识全懂。况且，如今的科学技术与希腊时代或牛顿时代，都不可同日而语，理论需要高深的数学，实验需要精密的仪器。因此，外行质疑内行是不容易的。首先需要了解学习一些那个领域的基本概念，才能做出中肯的判断，有份量的质疑。质疑没错，但是科学界主流认可某个理论，一定有他们的道理，质疑之人首先不要抱着排斥的心理，要先理解，再怀疑。 真正要质疑，仅仅靠读点科普读物是不够的。比如说，通过完全没有数学描述的科普书（例如霍金的时间简史之类）学来的东西，不可能使你达到足以质疑广义相对论和现代物理宇宙学的程度。如今研究理论物理缺少不了数学，质疑者也需略知一二。但现在犯此类错误的质疑者却不少，了解一点皮毛就想着质疑，或者是没有严格的论证，仅仅凭直觉和他们认定的逻辑就下一句空洞的结论。不过话说回来，这种自己随便下的“结论”，并不能算是真正的质疑。 ·实例 质疑促进科学的进步，此类实例举不胜举。物理学中和生物学中的多次革命都是质疑旧理论、提出、建立、并证实新理论的过程。例如，组成世界的本源是什么？这个问题从古希腊一直问到现在。答案曾经是水、火、数、气、实心球、葡萄干蛋糕、行星模型、原子、基本粒子、夸克……。每一个模型都是质疑的结果。并且，这个问题还会一直质疑，一直探究下去。 再如：牛顿质疑开普勒定律，探讨其内在原因是否与地面重力一致？并由此而发现了万有引力定律，建立了经典力学；伽俐略质疑落体运动规律并亲自做实验，提出相对性原理；爱因斯坦质疑经典物理，建立了狭义相对论和广义相对论；爱因斯坦也和普朗克、波尔等，质疑经典理论，开创量子力学。 法国著名化学家拉瓦锡，质疑前人的“燃素说”，认为它存在着许许多多的破绽。他想，如果金属在煅烧中逸出了燃素，那为什么重量反倒增加而不是减少呢？拉瓦锡不仅质疑，还用严格的实验来支持和验证他的质疑。就是刚才所说有关物质燃烧前后的重量变化的问题，他就用各种不同的物质和容器进行了多次实验：仔细地称量用火加热前后的物质和容器的重量。后来，拉瓦锡得出结论：在没有密封的燃烧中，大多数情况下，重量有所增加，是因为空气中的“氧气”参与到了反应中，使得物质燃烧前后重量不一。这样，拉瓦锡推翻了燃素说，使化学以一种崭新的面目蓬勃发展起来。 拉瓦锡使化学从定性转为定量，给出了氧与氢的命名，并且预测了硅的存在，提出了“元素”的定义，这位历史上*伟大的化学家之一，不幸在法国大革命中被送上断头台而死。
科学是什么 作者简介
张天蓉，女，物理学者，科普作家。美国得州奥斯汀大学理论物理博士。研究课题包括广义相对论、黑洞辐射、费曼路径积分、飞秒激光、激光探测晶体性质、高频及微波通讯、EDA集成电路软件等。发表专业论文三十余篇。著有科普书籍：《蝴蝶效应之谜:走近分形与混沌》、《世纪幽灵:走近量子纠缠》、《上帝如何设计世界-爱因斯坦的困惑》、《永恒的诱惑 : 宇宙之谜》、《从掷骰子到阿尔法狗：趣谈概率》等。其中《永恒的诱惑：宇宙之谜》荣获科技部2018全国优秀科普作品奖。
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