近代科学史范例

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近代科学史

近代科学史范文1

维也纳学派研究院年鉴的连续出版。自1993年以来,维也纳学派研究院每年出版一本研究维也纳学派学术思想的年鉴,至今出版的16卷分别是:《科学哲学:起源与发展》(Vol.1,1993)、《规范、价值与社会》(Vol.2,1994)、《基本争论》(Vol.3,1995)、《百科全书与乌托邦》(Vol.4,1996)、《博弈论、经验和合理性》(Vol.5,1998)、《塔尔斯基与维也纳学派》(Vol.6,1999)、《关于量子力学的认识论和实验视角》(Vol.7,2000)、《冯•诺意曼与量子力学基础》(Vol.8,2001)、《科学哲学史:新的趋势与视角》(Vol.9,2002)、《维也纳学派与逻辑经验主义》(Vol.10,2003)、《不同学科中的归纳与演绎》(Vol.11,2004)、《剑桥与维也纳》(Vol.12,2006)、《纽拉特的语境中的经济学》(Vol.13,2007)、《维也纳学派在北欧》(Vol.14,2010)、《韦斯曼:因果性与逻辑实证主义》(Vol.15,2011)、《卡尔纳普与逻辑经验主义的遗产》(Vol.16,2012)。

维也纳学派研究院的宗旨是,致力于促进关于维也纳学派传统中的科学与哲学进步,也关注社会语境中的科学哲学与科学史的跨学科研究,重点讨论哲学、逻辑、经验研究和语言分析等问题。年鉴由会议论文汇编而成。在16卷年鉴中,与科学哲学史研究最相关的是第1卷和第9卷。第1卷《科学哲学:起源与发展》主要是围绕维也纳学派成员的学术思想与观点展开的研究;第9卷《科学哲学史:新的趋势与视角》长达440页,收集的论文主要是从历史的视角聚焦了从古到今的面向科学的哲学思考,以及对哲学家、科学家和科学哲学家的思想及其相关论题的深入探讨。

科学的人文社会科学研究(ScienceStud-ies,下文简称SS)的整合与转向。以科学知识社会学家为核心的SS研究者在集中出版了大量阐述科学是社会建构的文章与论著之后,从20世纪90年代初也与科学哲学家一样,开始反思他们研究的历史发展,并希望通过历史反思,放弃强纲领,寻找新的出路或转向,其中值得注意的两种转向是:

其一,主张从科学哲学与科学史(简称HPS)研究转向跨学科的SS研究。他们倡导这种转向的理由有四:(1)在他们看来,传统科学哲学家提倡把科学哲学研究坚定地建立在对科学史和当代科学实践的理解之基础上,但却对这种联盟的本性没有统一的认识,从而使哲学分析卷入“真”科学的做法事实上已经变革了哲学实践,导致了对下列问题的质疑:科学的统一性是否可能?科学是否体现了哲学家所预期的能够进行“重构”的合理内核?(2)当科学哲学家退回到各门学科的实践中时,滋生了对使科学的哲学研究的自然化战略;(3)当科学哲学家以更一般的术语对哲学分析的有效性提出质疑并企图最终取代关于科学的唯一性、统一性和合理性等哲学信念时,尽管共享了需要在语境中理解科学的观点,但却产生出各种不同的派别;(4)当哲学家反对社会学家的挑战形式,而社会学家坚持他们的反哲学态度时,有一种趋势是双方就共同感兴趣的问题交换意见,科学哲学家从社会学家的研究中吸取合理因素,产生了使科学的哲学研究自然化的兴趣,社会学家则放弃了极端的建构主义和社会学的基础主义的观点。在这种背景下,为了揭示科学事业的多维度的复杂性,需要科学哲学家、科学社会学家、科学史学家共同探索形成SS研究(sciencestudiesre-search)的跨学科纲领,用哲学的、社会学的、历史的术语理解科学,并在这种多学科的交界处,重铸需要分析的问题与范畴,从而完成从HPS向跨学科的SS研究的转向。

其二,主张从跨学科的SS研究转向文化研究。这是对皮克林(AndrewPickering)出版的《作为实践与文化的科学》(1992)一书的回应,也是对劳斯(JosephRouse)观点的一种响应,同时,还是基于历史性反思对SS不同进路的整合,其目标是摆脱过分依赖于社会学的知识观的束缚,把科学当作一种论域与文化现象来研究。虽然他们在什么是“语境论”、“话语”、“文化”和“实践”这些关键概念的理解上还仍然没有达成共识,但他们认为,抛弃科学知识的统一性的信念,放弃基础主义,最终把认识的、政治的、哲学的、社会学的、人类学的等维度混合起来整合到科学文化当中,研究科学家工作的技术细节,是SS研究的未来方向。

2001年,劳斯把上面的两种转向统一起来,统称为“科学的文化研究”,其目标定位是,在不太严格的意义上将科学的哲学、历史、社会学、人类学、女性主义理论等多学科领域结合起来的研究,认为科学实践是人与世界相互作用的有意义的模式,强调在“科学文化”中定位文化研究,并指出,科学的文化研究既不是对科学的结果作出说明和理解,也不回答科学是什么的传统问题,而是对科学实践发展过程中出现的问题进行多学科的研究与反思。SS研究者的这些工作虽然不是对科学哲学史的直接研究,但是,他们在探索SS的未来研究方向时离不开对科学哲学史的考察,因此,他们关于SS的转向研究讨论,也在一定程度上间接地促进了科学哲学史的研究。

早期研究文献的不断再版。在科学哲学史的研究方面,最早的相关文献是由考克尔曼(J.J.Kockelmans)主编的《科学哲学:历史背景》。[1]这是一本带有导读性的文献汇编,首次出版于1968年,1999年再版。本文集收录了从1786年(即自康德以来)到1927年之间的24位哲学家(如康德、赫歇尔、惠威尔等)与科学家(如赫兹、玻尔兹曼、亥姆霍兹等)的原始文献,并分为四个时期构成了文集的四个部分:(1)开始时期:1786-1850;(2)19世纪末:1870-1899;(3)20世纪的头十年:(4)走向当代科学哲学:1910-1927。其次是洛西(JohnLosee)撰写的《科学哲学历史导论》[2],1972年出版的第一版主要概述从亚里士多德的归纳-演绎方法一直到1940年之前的科学方法论发展的历史;1979年的第二版增加了第二次世界大战之后的关于卡尔纳普、亨普尔和内格尔的逻辑重建的内容,以及对这些观点的批判和库恩、拉卡托斯与劳丹阐述的各种替代进路;1992年的第三版增加了关于科学进步、因果说明、贝叶斯确证理论、科学实在论和关于规范的科学哲学的替代进路;2011年的第四版增加了理论评价、经验实践、说明的理论、规范的自然主义、科学实在论之争以及描述的科学哲学,这一版长达300多页,共有19章。#p#分页标题#e#

关于科学哲学经典文献的汇编工作。在此方面,较有影响的文集有五本,一本是由库德(MaitinCurd)和卡沃(J.A.Cover)主编的《科学哲学:核心论题》(1998)。这本文集长达一千三百多页,主要收集了从逻辑经验主义开始到20世纪的科学哲学家的经典文献,这本书是美国斯坦福大学哲学系指定的科学哲学教材。第二本是由牛顿-史密斯(W.H.Newton-Smith)主编的《科学哲学指南》(2000)。这本文集提供了81个条目,涵盖了科学哲学整个领域内的著名人物、关键术语和重要论题三大类型。大多数条目是由世界一流的科学哲学家撰写的。每个条目从追溯相关主题的发展脉络开始,综述了其核心观点、最新进展等。在人物介绍中,没有把古希腊哲学家包括进来,在近代哲学家中,有笛卡儿、贝克莱、莱布尼兹、洛克、马赫、休谟、穆勒、惠威尔、皮尔士、马赫,在科学家中,有伽里略、牛顿、达尔文、玻尔、爱因斯坦。第三本是由巴巴瑟夫(YuriBalashov)和罗森伯格(AlexRosenberg)主编的《科学哲学:当代读物》(2002)。这本文集除了收录20世纪以来的传统科学哲学的文献之外,还收录了科学知识社会学家的文献。第四本是由朗格(MarcLange)主编的《科学哲学选集》(2006)。这本文集收录了自1945年以来的科学哲学经典文献。第五本是由麦格罗(TimothyMcGrew)等人主编的《科学哲学:历史选集》(2009)收录了从伊壁鸠鲁、芝诺、柏拉图、亚里士多德等到当代科学哲学家的经典文献。

无限制地列举现有的相关文献并非本文的应有之意,而且,这里的文献梳理也很不充分,一定会有挂一漏万之嫌。然而,尽管如此,我们还是能够从这种简要的梳理中看出,目前,科学哲学界对科学哲学史研究从何时算起或从哪里开始这一问题的理解并不完全统一。

科学哲学的界定

历史是对过去事情的述说。科学哲学史也不例外。讨论科学哲学史研究从何时开始的起点问题,离不开对科学哲学的界定。界定科学哲学不同于界定任何一门经验学科。界定物理学不是一个物理学问题,界定化学不是一个化学问题,界定生物学也不是一个生物学问题,而是分别属于物理学哲学、化学哲学、生物学哲学的范围。相比之下,界定科学哲学却是一个典型的科学哲学问题。对科学哲学作出不同的界定,意味着对科学哲学的不同理解,而理解不同,又进一步意味着研究科学哲学史的起点不同。

牛顿-史密斯认为,“什么是科学哲学”的问题是一个很棘手的问题,回答这一问题也许应该求助于“科学”与“哲学”的定义。但是,在所有的哲学问题中,对哲学特征的描述是最有争议的,哲学正在周期性地进入钻牛角尖的时期。这时,什么是科学哲学的问题明确地呈现出来。当科学哲学家无法达成一致时,他们开始回过头来研究具体的哲学问题。另一方面,回答“科学是什么”的问题曾在科学哲学家中间成为一种时尚。逻辑实证主义者和波普尔等人用是否具有认知意义来界定科学。他们把能够通过经验证实或证伪的命题看成是有意义的,因此,数学、逻辑、美学等论述就不是科学的论述。此外,以罗蒂等人为代表的后现代哲学家认为,科学没有本质,科学知识社会学家则认为,科学是一种社会建构,等等。接着,牛顿-史密斯指出,避免卷入这些争论的一种方式是,我们不再试图提供关于科学本质的理解,而是从公认的一系列具体学科(比如,物理学、化学、生物学、地质学、医学、动物学等)来确立我们的科学观,从而把定义科学的问题转化为比较学科之间的差异,比如,思考这些学科与人类学、经济学、政治学和社会学等学科之间的异同之处,来辩明科学的意义,并且,基于这种辩明来确定在多大程度上扩展“科学”这一术语。这样一来,就有可能突出列入属于科学“清单”上的学科的共同特征。然后,牛顿-史密斯通过对科学哲学家的所作所为的考察把科学哲学的大致轮廓构画为是对科学的目标、方法、手段和成果的讨论。

我国的科学哲学是在自然辩证法研究的范围内发展起来的,因此,比英美学术界的理解更加宽泛。例如,李醒民在为他主编的《中国科学哲学论丛》所写的序言中,把科学哲学定义为是“对作为一个整体的科学(知识体系、研究活动、社会建制)及其分支学科进行反思和批判的哲学学科”,并大致勾勒出四个论域:科学哲学元论、科学哲学通论、科学哲学个论和科学哲学外论。他认为,科学哲学元论涉及科学哲学的根本性问题,是对科学的目的、目标、对象、价值、范围、限度、划界、方法、预设、信念等问题的讨论;科学哲学通论涉及科学哲学的普遍性问题,是对科学事实、问题、概念、原理、理论结构、科学发现、科学证明、科学辩护、科学说明、科学进步、科学革命、科学中的机械论与有机论、还原论与活力论、进化论与目的论、因果性与几率性、连续性与分立性、科学的经验主义、理性主义、现象主义、工具主义、物理主义、操作主义、历史主义、约定主义、整体主义和后现代主义等的解读与协调;科学哲学个论是研究科学的各门分支学科中的哲学问题,比如,物理学、生物学、复杂性科学中的哲学问题等;他把前面的三种科学哲学统称为科学哲学内论,与此相对应,科学哲学外论是研究科学活动和科学建制的本性及科学与外部世界的关系。

不难看出,牛顿-史密斯和李醒民对科学哲学的理解是不同的,前者把科学哲学作为一门学科来理解,这种理解基本上代表了英美科学哲学界的观点;而后者是把科学哲学作为一种研究领域来对待的,这种理解也在很大程度上代表了中国科学哲学界许多学者的看法。但是,他们在“科学”概念的用法上是一致的,都指“自然科学”。然而在德语中,“科学”(Wissenschaft)一词的词根是“知识”(Wissen)。科学是指一个完整的知识系统。因此,德语里的“科学”概念的含义就不只是指自然科学。例如,德国柏林理工大学哲学系的汉斯•波塞尔(HansPoser)把科学哲学理解为“科学的认识论”。这种认识论不只是包括对以经验为基础的物理学范式的反思,还包括对生命力的反思和对精神科学的反思。因为用物理学的说明模式无法说明动物的行为,法国浪漫派也对从无机物到有机物转化的物理学提出了质疑。达尔文进化论的产生,则向自然科学的说明模式提出了新的挑战:如何对待变异的问题。因此,人们最晚从达尔文开始,不得不需要在物理学的说明模式之外,寻找其他的说明模式。欧洲大陆从一开始对科学的理解就与英美传统对科学的理解有所不同。英美传统理解的科学是开始于伽利略的自然科学,而欧洲大陆传统所理解的科学不仅指实验科学,而是一个很宽泛的概念,包括自然科学、社会科学和精神科学。所以,科学哲学不仅包括关于自然科学的哲学,而且还包括了历史哲学和文化哲学。波塞尔强调说,如果只单纯地把科学理解为自然科学的话,至少有1/3的大学就该关闭了。#p#分页标题#e#

但是,我们从传统科学哲学家所运用的“科学”和科学知识社会学家以及后现代科学哲学家所批判的“科学”来看,基本上还是意指“自然科学”。这里引入波塞尔的观点试图表明,虽然波塞尔所理解的“科学”概念与牛顿-史密斯理解的“科学”概念不尽相同,但他们在对待科学哲学何时开始的问题上却拥有大致相同的看法。他们都把科学哲学的开端理解为开始于近代科学。用波塞尔的话来说,在近现代科学开始时,就有了对科学的哲学反思。他认为,欧洲哲学史与科学史上理性主义与经验主义之间的争论就是一个明显的案例。牛顿所代表的经验主义是英国皇家学会的理想;莱布尼茨代表的则是欧洲大陆自笛卡儿以来的理性主义。这种理性主义直接影响了狄德罗等人。到了19世纪,实证主义和经验主义也在欧洲大陆占有重要的地位。牛顿•史密斯虽然没有给出如此明确的论述,但从他在《科学哲学指南》一书中收录的人物来看,也只是包括了伽里略、牛顿、培根、笛卡尔等人,没有把亚里士多德或更早时期的德谟克利特等古代哲学家包括在内。

而李醒民在“科学哲学的论域、沿革和未来”一文中谈到科学哲学的沿革时,把科学哲学划分为前科学哲学(科学诞生之前)、经典科学哲学(近代科学诞生到19世纪物理学革命之前)、前现代科学哲学(19世纪末到20世纪初)、现代科学哲学(逻辑经验主义诞生到20世纪60年代)和后现代科学哲学(20世纪60年代以来)五个时期,并把留基伯和德谟克里特提出的原子论看成是萌芽时期的科学哲学。从本文第一部分列举的有关科学哲学史的经典文献汇编类的文集来看,这种理解具有普遍性。

虽然这里只是很不全面地罗列了几位代表性人物的观点,但已经表明,大家对科学哲学史研究的起点的看法是有差异的。那么,我们应该把科学哲学史的研究起点追溯到哲学史的开端?还是近代科学的开端?还是其他别的时期?

科学哲学史研究的起点

关于科学哲学史研究的起点有五种理解:(1)如果我们把科学哲学理解为英美分析哲学的产物,那么,科学哲学的历史起点就不能早于分析哲学,通常从维也纳学派为核心的逻辑实证主义(后来统称为逻辑经验主义)算起,充其量也只能追溯到孔德的实证主义和罗素的逻辑原子主义等,在时间上是19世纪末20世纪初;(2)如果我们把科学哲学理解为是对自然科学的观念与方法的系统的逻辑分析,那么,科学哲学就是在19世纪中叶成为一门独立学科的,我们可能会把惠威尔的《归纳科学的哲学》视为最早的科学哲学著作;(3)如果我们把科学哲学理解为是运用一套完整的概念体系对成熟的科学进行整体的哲学反思,那么,科学哲学就不能早于康德的哲学体系,在时间上是18世纪下半叶;(4)如果我们把科学哲学理解为是对科学的结果、原理和方法的哲学反思,那么,科学哲学的历史起点很可能被提前到伽里略、牛顿等早期科学家,以及培根、笛卡尔、休谟、莱布尼兹等人对方法论与认识论问题的研究;(5)如果我们把科学哲学定义为对科学的任何反思,那么,科学哲学的历史起点很可能被追溯到自亚里士多德以来的哲学。

那么,在五种理解中哪一种理解较为合理呢?对于历史学研究来说,对这个问题的答案,不应该只凭先验的逻辑推理来确定,而应该是通过历史分析得出的结论。

首先,科学哲学的研究至少是在科学产生之后才能进行的事情。就科学的产生而言,科学史家梅森在他的《自然科学史》一书的导言中指出,“科学有两个历史根源。首先是技术传统,它将实际经验与技能一代代传下来,使之不断发展。其次是精神传统,它把人类的理想与思想传下来并发扬光大……这两种传统在文明以前就存在了……在青铜时代的文明中,这两种传统大体上好象是各自分开的,一种传统由工匠保持下去,另一种传统由祭司、书吏集团保持下去,虽则后者也有他们自己的一些重要的实用技术……在往后的文明中,这两种传统是分开的,不过这两种传统本身也分化了,哲学家从祭司和书吏中分化出来,不同行业的工匠也各自分开……但总的说来,一直要到中古晚期近代初期,这两种传统的各个成分才开始靠拢和汇合起来,从而产生一种新的传统,即科学传统。从此科学的发展比较独立了。科学的传统中由于包含有实践和理论的两个部分,它取得的成果也就具有技术和哲学两方面的意义”。显然,梅森的观点表明,作为一个独立传统出现的科学是近代的事情。在此之前的技术传统和哲学传统只是形成科学传统的两大根源,而不是科学传统本身。这样,就排除了上面提到的第五种观点。

其次,从历史的视角确定科学哲学史研究起点的另一个前提是,需要有能够用来对科学进行全方位哲学反思的某些基本概念。根据梅森的观点,人类文明史上历史最悠久的两大传统是技术传统与哲学传统。在科学诞生之前的许多世纪里,其实根本谈不上科学对哲学的影响,自然哲学也不是真正意义上的科学哲学,哲学家也对科学不感兴趣。只有当科学发展到能够对人类文明产生实质性的影响时,科学才有可能对哲学产生影响;只有当哲学家有兴趣明确地对科学进行真正的哲学反思时,科学哲学才有可能产生。因此,对科学进行有意识的真正明确的哲学反思是哲学家的工作,而不是科学家的工作。尽管早期科学家在他们的研究中曾对科学概念与科学基础问题有所思考,甚至发生争论(比如,牛顿与莱布尼兹关于时空概念的争论,牛顿与惠更斯关于光的本性的争论等)。但这些思考与争论的目标多数是为了解决科学问题,而不是对作为整体的科学进行哲学反思。如果我们把牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书看是自然科学开始走向成熟的标志之一,那么,在此之前的哲学家尽管在认识论与方法论研究方面有所贡献,甚至也强调科学实验或科学方法,但在总体上并不能算作是对科学的哲学反思。这样,就排除了上面提到的第四种观点。

第三,“科学哲学”这一名称本身已经在严格意义上隐含了两个预设:一是自然科学已经同人类的生活与实践密切地联系在一起,形成了一个复杂的领域,并得到了充分的发展;二是哲学家能够根据逻辑、认识论、方法论、本体论甚至社会与文化等不同观点,对科学进行全面反思,而且,他们反思科学的这些视角通常是根据自己持有的哲学观来确定的。这就排除了上面提到的第一种观点。因为科学早在分析哲学正式诞生之前就已经成熟,而且也已经有哲学家对科学作出过多视角的哲学反思。虽然维也纳学派的诞生与分析哲学相关,也被公认为是第一个科学哲学流派,但是,这并不意味着,它就是科学哲学史研究的起点。现在的问题是在第二种观点与第三种观点之间作出选择,也就是在惠威尔与康德之间作出选择。#p#分页标题#e#

我们知道,惠威尔于19世纪30年代首先提出用“科学家”来替代原来的“自然哲学家”的称呼,还出版了《归纳科学史》和《归纳科学的哲学》等有影响的著作,开创了科学史研究的新形式和深化了科学方法的讨论。但是,从哲学史的发展来看,康德是近代以来以讲授哲学为职业的第一位哲学家。在他之前的哲学家都是业余哲学家,也就是说,都没有把哲学作为自身研究的职业来对待。康德在转入专门研究哲学之前,精通当时的各门自然科学的发展,比如,他在1755年出版的《自然通史和天体论》一书中提出了关于宇宙起源的“星云假说”来否定神创论,并用引力与斥力概念描述宇宙的变化发展。康德在哲学史上的重要地位是靠他的《纯粹理性批判》、《自然科学的形而上学基础》、《实践理性批判》和《判断力批判》等著作的相继问世奠定的。康德认为,我们只能知道自然科学向我们提供的知识,但这些知识为什么是可靠的和普遍的,需要作出进一步的论证。为此,康德把他的哲学任务之一定位于回答普遍知识如何可能的问题,并且还提出了为自然科学知识如何可能提供论证的一套概念体系。在康德的哲学中,不仅充分体现了科学对哲学的影响,而且,康德认为,哲学就是为科学知识提供辩护,并通过这种辩护使科学知识拥有合法性。

近代科学史范文2

在中国近代西学第一人严复心目中,逻辑学是“一切法之法,一切学之学”,体尊用广。[1]1028可想而知,弄清楚严复的逻辑思想,对于把握其整个思想体系极为必要。然而,长期以来,由于人们对于严复在1908年所译述的《名学浅说》重视不够,遂产生了一些对于严复逻辑思想的误解,也影响了对于其整个思想体系的把握,比如,本杰明•史华兹在其名著《寻求富强:严复与西方》中就仅仅把严译《穆勒名学》视作“严复综合思想体系的基本原理”,[2]127甚至认为严复“译《名学浅说》的目的是以它作为对穆勒基本观点的扼要概述”,[2]128从而判断其思想倾向。实际上,关于《名学浅说》的内容,严复自己有很明确的交代:该书“中间义恉,则承用原书”,“所引喻设譬,则多用己意更易”,最终目的在“取足喻人而已”,“谨合原文与否,所不论也”。[1]265-266与严复以前的逻辑思想相比,该书在西方逻辑学、中西逻辑学说比较、运用西方逻辑学对于中国旧学的批判等方面都有一些新的探讨,从而构成了严复后期的逻辑思想。这在研究严复逻辑思想乃至其整个思想体系时都是不可不注意的。因而,笔者拟从西方逻辑学这个方面比较严复前后期逻辑思想上的变化,并试图引申出一些结论,以就正于方家。

一、对于西方近代科学方法论奠基者的看法

在研究严复逻辑思想时,严复如下这句话常被引到:“二百年学运昌明,则又不得不以柏庚氏摧陷廓清之功为称首。”[1]29而严复在《名学浅说》中对这个问题的新看法却不见有人提及。在该书中,他指出:“以新学发起之功,归诸培根,立成妄说。必若言之,无宁指前之罗哲尔,勿指后之佛兰硕可耳。”[3]66“后之佛兰硕”即他以前所说的“柏庚氏”,即写《新工具》的FrancisBacon(1561-1626年)。“前之罗哲尔”即RogerBacon(1214-1292年)。他甚至说,以FrancisBacon为西方近代科学方法论奠基者的看法是“不考事实”的。[3]66也就是说,人们常引的上述那句话后来是被严复看作违背事实的。在《名学浅说》中,严复用了两节来论述西方近代科学方法论奠基者是前者而非后者的新看法。其基本理由是,RogerBacon“倡言穷理斯从实测(即观察、实验——笔者注)”,并且,用这种方法收获颇多,虽然一时“于学界,尚无转移大力”,但后来伽利略用他所倡导的方法,推翻了许多旧说,从那以后,“虽累经挫折,而实测之术终大用”;而FrancisBacon的基本理论主张虽然正确,但他不仅用自己所主张的方法“于物理无所发明”,而且对于别人“用内籀术所得新知”,比如哥白尼的日心说、吉尔伯特对磁石之间吸引力的研究,居然不能明白从而加以接受。[3]65-66《名学浅说》中的上述观点与W.C.丹皮尔著的《科学史》(初版于1929年)中关于RogerBacon和FrancisBacon的基本观点惊人的一致。丹皮尔也指出,RogerBacon“清晰了解只有实验方法才能给科学以确实性”,[4]146“是实验时代的真正先锋”[4]150;而FrancisBacon虽然是“首先考虑归纳科学的哲学根据的人”,但“自己在实验领域中,对于认识自然并没有什么显著的或成功的贡献”,而且,除波义耳外,“对于实际从事实验科学的人似乎没有影响,或很少有什么影响”。他甚至指出,科学的进步很少是用纯粹的FrancisBacon的方法去完成的。[4]191-192显然,严复后期关于西方近代科学方法论的奠基者是RogerBacon而不是FrancisBacon的看法,说明他开始更紧密地结合科学史来探讨西方逻辑学,也提示我们,他在《名学浅说》中并不会拘泥于自己以前的看法,而是试图使自己的逻辑思想更明确、更融贯、更具有可操作性。

二、术语“内籀”、“外籀”的使用情况

本来,严复都是用“内籀”来指称从个别性例证到一般性原理的推理,关于“外籀”,则认为其内涵是从一般性原理到个别性论断的推理,外延仅仅包括三段论。但在《名学浅说》中,这两个术语的使用情况实际上发生了变化。该书对于“外籀”内涵的理解虽然没有变化,但在外延上却扩大了。在此时的严复看来,“外籀”不仅包括“连珠”(即三段论),而且包括“有待之词”(即假言命题)与“直叙词头”(即直言命题)组成的“连珠”(即假言推理)和“析取连珠”(即选言推理)。[3]58,60后面两者中,假言推理还可以转换为三段论,但选言推理“亦论辨中所常用,而为古名家所未深论者。直至挽近,而后大明”,[3]59它所应遵守的规则不是三段论的规则,而且“即其形式,亦不相似”。[3]60而“内籀”则被用来指称包括如下四层功夫的科学方法:第一层是“捃集有关系之事实,用观察法”,第二层是“造立‘希卜梯西’(即假说——笔者注),用臆度法”,第三层是“以连珠等术,推较所臆度者,用外籀术”,第四层是“多用实事以较勘所立之例,用印证法”。[3]69从严复以前使用译名的情况来看,这种科学方法与《穆勒名学》中提到的“始于内籀之实测”、“继用联珠之推勘”、“终以实行之印证”的“非纯用外籀”及“外籀之术”比较相似,[1]1053当然也有重大的不同:其一是多了第二层,其二是第三层是“以连珠等术”,而不只是“用联珠之推勘”。这种包括四层功夫的科学方法,我们今天比较习惯用“假说演绎法”(MethodofHypotheticalDe-duction)来称呼它。关于假说演绎法,陈波认为:“这中间既有归纳性成分,又有演绎性因素,但从整体上来说,假说演绎法是扩展性推理或论证,属于广义归纳的范围。”[5]可见,严复在《名学浅说》中这样使用“内籀”一词,显然是进行了重订译名的工作,在他看来,用“内籀”指称上述科学方法比用“外籀之术”更为合理。

在严复逻辑思想研究中,人们常常会关注严复对于归纳和演绎之间关系的理解,乃至讨论严复是否是“全归纳派”或“归纳主义”的迷信者。从严复前后对“内籀”、“外籀”的使用情况以及一些议论来看,一般而言,严复并不轻视演绎的作用,但在对于科学发现的作用上,严复前期确实对于归纳推理极其推崇,而对于演绎推理则没有给予它一个应有的地位。关于这一点,典型的例证是《穆勒名学》中如下按语:“穷理致知之事,其公例皆会通之词,无专指者。惟其所会通愈广,则其例亦愈尊。理如水木然,由条寻枝,循枝赴干,汇归万派,萃于一源;至于一源,大道乃见。道通为一,此之谓也。更以形数之学明之。今设云‘甲乙丙三角形,乙为直角,则甲丙方必等于甲乙、乙丙二方之和’。此专指一形,最狭之词也。次云‘勾股形之弦自乘等于勾股两自乘之和’,则较广矣。三云‘三角形一边之方,与余二边之方,相待有定率本三角术’,则愈广矣。设又云‘直线形求边方,皆可以三角术御之’。此则所冒弥广,为形学最公之词。”[1]1042这也就是说,科学发现是沿着普遍性越来越大的方向上升,这个过程是用归纳推理(“会通”)来进行的。这段议论所持的正是归纳主义的立场。不过,在《名学浅说》中,严复所重的“内籀”已经是假说演绎法,他很重视假说的作用,注意到了科学发展中几种假说相互竞争的情形、理论检验的复杂性,给了演绎推理在科学发现中相当的地位,确乎已不是归纳主义的立场。#p#分页标题#e#

三、对于三段论格理论的看法

严复逻辑思想的一些研究者,为了证明严复是充分肯定演绎推理的作用的,会引到《穆勒名学》按语中如下这段话:“蓝博德谓四式联珠各有宜用,其意谓第一式宜于探索幽隐,推明物性;第二式宜于微辨异同,分疏疑似;第三式宜于标举专例,就同取独;第四式宜于擘析支流,即类知别。”[1]1043然而,没有注意到,严复在《名学浅说》对三段论格理论有如下的批评:三段论按照中项位置的不同分为四个格,并且四个格共有19个有效式,把这些内容“造为强记歌诀,使小儿诵之。顾此实为闭锢性灵,非教育善法”,因而,本书对此不作讨论。[3]56显然,这个批评反映出,严复能够对西方逻辑学的思想内容加以反思,而且有一种对于体系的简单性的追求。

对于上述批评加以分析,就会发现,其基本思想是:对于一个有效的三段论来说,三段论的每条一般规则都是必要条件,而且,这些一般规则合起来就是充分条件,总之,三段论的所有一般规则合起来是有效的三段论的充分必要条件,因而,三段论格理论的必要性就很可疑了。在《名学浅说》中,严复未对这一思想加以论证,不过,他作上述批评无疑是经过深思了。现今通行的逻辑学教科书仍会用不少篇幅来谈三段论格理论。笔者以为,严复的这一批评是值得我们认真思考的。确实,三段论一般规则在判断一个三段论是否有效上是够用的。在这种情况下,讨论三段论各格,乃至一一列出它们的特殊规则,是否违背了简单性的要求?甚至,是否有可能画蛇添足?这里试稍加说明。人们一般会认为,格的特殊规则指令更加具体,因此更容易被执行。然而,似乎都忘了考虑为每个格所列出的特殊规则合起来是否是充分必要条件,也就是是否够用。比如,三段论第二格的特殊规则有两个:一是两个前提必须有一个否定;二是大前提必须全称。那么,仅仅按照这两个规则来看,下面这个属于第二格的三段论就会被认为是有效的:所有的艺术品都有审美价值,有些自然物品不具有审美价值;所以,所有自然物品都不是艺术品。但是,这个三段论其实违反了“在前提中不周延的词项,在结论中不得周延”的一般规则,是无效式。

四、对于理论检验问题与“公例”(generallaws)的性质的看法

最初,严复认为理论是可以根据大量的证据而被证实的:“一理之明,一法之立,必验之物物事事而皆然,而后定之为不易。”[1]45到做题为《西学门径功用》的演讲时,他认识到理论是只能被确证而无法一劳永逸地证实的:“印证愈多,理愈坚确。”[1]94但还是只注意到证据的量对于检验理论的作用。而且,在前期,严复从未谈过理论是怎么被证伪的。正是基于对于理论检验问题以及早期对于归纳推理作用的朴素看法,严复最初有将“公例”(即普遍规律)绝对化、神秘化的倾向,在《穆勒名学》按语中,他认为,自然公例“即道家所谓道,儒先所谓理,《易》之太极,释子所谓不二法门”。[1]1051今天看来,这当然是牵强附会。

然而,借助于译述《名学浅说》,而且更加紧密地结合科学史,严复充分认识到了理论检验的复杂性。一方面,他注意到,当一个假说遇到反常时,“或不可用,而须别作思维,更设新复(即新的假说——笔者注)”,但“有时希卜梯西求与事实物情合者,但须少改,即已得之。此在格物之家,自具炉锤而已”,也就是说,有时,遇到反常的假说不必马上放弃,而是稍作修改就仍然可用,这就要看科学家自己的造诣了。这体现了证伪的复杂性。另一方面,对于确证的复杂性,他也有了充分的认识。这时的他意识到,解决一个理论的确证问题,应注意证据的量和质的结合,甚至注意证据的质的方面要更具成效,他明确提到要努力探索新颖的证据:“最好是能据其例,以推未来之事效事变。而此事效事变,又为未有此例之前所不意者。”而且,即使是这样,假说也只是“殆可立为公例”,而不是成为绝对定见。[3]68不仅如此,他还看到,当一个假说能够说明某些业已得到充分确认的定律时,它就受到了强有力的支持。[3]73

在《名学浅说》中,严复在理论检验问题上认识存在不足的是,他认为“揭桓”(即判决性实验)具有最终判决的意义。[3]74总地来看,严复在后期已经扬弃了自己以前在理论检验问题上的朴素认识。基于后期对于假说演绎法作用与理论检验问题的看法,严复在《名学浅说》中对于“公例”的看法摆脱了旧学的浸染。他说:“公例古但称理,今或称说,释氏则称为法。第理说法三者,皆有歧义。致于科学难用,不得不更立新名,谓之公例。”并且,为“公例”作了富有历史感的界说:“公例者,不过臆说之有十足印证者耳。”[3]73詹尼弗•特拉斯德曾说:“永远不要绝对认为我们已经掌握了经验知识,其原因在于,归纳出的知识基础远非意味着根深蒂固,进一步的经验仍可将其动摇……必须接受这种科学上特有的不稳定感,而且应允许经验知识中存在不足或可能不足之处。”[6]可以说,严复后期对于“公例”的看法正是接受了“这种科学上特有的不稳定感”。总的来看,与前期相比,到译述《名学浅说》时,严复在西方逻辑学上的一些看法发生了根本性的变化,是更明确、更融贯、更有可操作性了。基于上面的分析,我们可以引出两点

结论:

近代科学史范文3

曾琦的《二十世纪我国科学教育回顾》将化学教育放入科学教育的视野,把我国科学教育的发展划分为8个阶段,即萌芽阶段、形成阶段、过渡阶段、学习苏联阶段、探索阶段、十年动乱阶段、调整尝试阶段和全面发展阶段。周天泽、胡定熙的《化学和我国科学教育的开拓》介绍了我国科学教育“准备”“启蒙”“开展”3个阶段中化学和化学家的推动作用,并从该角度描述了近代中国化学教育的发展情况。WilliamH.Adolph是原齐鲁大学教师,他在《SomeaspectsofchemicaleducationinChi-na》中描述了20世纪20年代中国的化学课程、教材、学校状况以及人们的科学思维习惯等方面的内容,有助于我们从外国人的视角了解当时我国的化学教育情况。以上文献的研究对象包括高等化学教育和基础化学教育,对于更为具体的近代中学化学教育,相关研究主要有人民教育出版社课程教材研究所编写的《20世纪中国中小学课程标准•教学大纲汇编:化学卷》[4]、樊冬梅的《中国近代普通中小学科学教育(1878-1922)》、解亚的《中国近代普通中小学科学教育(1922-1949)》。樊冬梅和解亚对我国中小学科学教育演变的历史过程和不同时期的特点进行了描述和分析,将化学教育的有关内容包含在科学教育这个大的范畴内进行说明。作者认为,从1878年到1922年,我国科学教育经历了从无到有、从各自为政到制度化、从学日到仿美的发展过程,1922年到1949年则可分为新学制颁布后的科学教育(1922-1927)、南京国民政府时期的科学教育(1927-1937)以及战乱时期的科学教育(1937-1949)三个阶段。

二、与近代化学教育相关的重要机构和人物研究

中国近代化学教育有三个重要的起源地:京师同文馆、江南制造局以及近代教会学校。袁振东认为京师同文馆作为中国近代第一所新式学堂,它开办的化学教育是中国化学教育的肇始,“此前一些西方传教士以及国内有识之士通过译书或讲演的形式在中国传播化学知识只是化学教育发端的萌芽,1904年清廷颁布新学制以后,中国的化学教育才得以全面发展。”江家发、陈波的《中国近代化学课程始端———“京师同文馆化学科”体系溯探》认为同文馆已经具备了学校近代化学的课程体系,为我国化学教育事业做出了开创性的贡献。徐振亚的《京师同文馆中的化学教育》从化学课程的开设过程、师资、教材和考试制度几个方面对同文馆的化学教育进行了系统研究。其他如《京师同文馆与中国近代科学教育》、《京师同文馆的创立与中国早期的自然科学教育》、《京师同文馆自然科学教育之得失思考》等论文,对同文馆的科学教育及其在中国近代科教启蒙和科学传播中的地位和作用进行了研究,其中对化学教育多有涉及。对江南制造局的研究,一方面集中于其在中国近代工业发展史上的成就和地位,另一方面则主要是制造局翻译馆的西书翻译事业。最近,周俊博在《近三十年江南制造局翻译馆研究综述》中从翻译馆发展、翻译目的、赞助人、书目考证、重要译者、翻译方法、译著影响、译名统一、相关个案研究等9个角度,对近30年该领域的研究成果进行了系统总结。而有关江南制造局对化学发展所作贡献的专门研究则比较少见。江家发等在《江南制造局在中国近代化学发展中的贡献》一文中指出,江南制造局翻译馆提供了中国第一批近代化学书籍,其中的《化学鉴原》被很多学堂、书院作为教材,在当时影响很大。编译馆陆续译出的《化学鉴原续编》(无机化合物专论)、《化学鉴原补编》(有机化学)、《化学考质》(定性分析)、《化学求数》(定量分析)、《物体遇热改易记》(物理化学的初步知识)、《化学分原》(定性分析)等6部化学专著,将西方化学的各个分支系统而完整地引入我国,对近代化学在我国的形成和发展起到了重要的作用。编译馆的徐寿、傅兰雅在翻译化学书籍时,首创了中文化学译名原则,对中国化学的发展和传播具有深远的影响。王玮的《中国近代教会大学化学教育(1901-1936年)》介绍了近代教会大学的化学科系、课程设置和教学情况,他在《中国近代教会大学早期化学课程与教材》中认为我国近代的教会大学使用国外原版教材,保证了其培养水平与国外大学基本一致。对我国近代化学教育的启蒙者徐寿的研究,影响较大的研究有袁翰青的论文《徐寿———我国近代化学的启蒙者》,杨根的专著《徐寿和中国近代化学史》,以及近年来汪广仁等人的专著《中国近代科学先驱徐寿父子研究》、《海国撷珠的徐寿父子》。傅兰雅对中国近代化学的引进、传播和普及也做出了巨大的贡献,近年来王扬宗的《傅兰雅与近代中国的科学启蒙》、徐振亚的《傅兰雅与中国近代化学》、王红霞的《傅兰雅的西书中译事业》等专著和论文较全面地介绍了傅兰雅传播西学的事迹和思想。戴吉礼(FerdinandDagenais)的《傅兰雅档案》则根据美国加州伯克利大学档案馆的全部傅兰雅档案,整理了其旅行札记、往来书信、翻译成就和相关论文集等资料,为研究傅兰雅和近代中外交往史提供了非常珍贵的原始资料。近代中国的不少化学教育家同时也是化学家,他们主要致力于高等化学教育,目前已有不少相关的研究。而为基础化学教育做出了重要贡献的教育家和出版家郑贞文和杜亚泉,研究者则较少关注。郑贞文与杜亚泉曾任商务印书馆编译所理化部主任,是我国化学名词统一工作的重要奠基人,编译出版了大量理科教科书,对化学在中国的传播与发展起到了重要的作用。目前对郑贞文的研究仅有少量传记,如王治浩等人的《一代学人郑贞文》、《中国科学技术专家传略•理学编•化学卷》中的条目介绍,以及张澔的《郑贞文与中文化学命名》、钱益民的《郑贞文与我国化学名词统一工作》等对其在我国早期化学教育、统一化学名词和编辑出版方面所作贡献的研究。对杜亚泉的大量研究集中在其文化、伦理和政治思想方面,此处不赘述。对其在科学教育方面贡献的研究,阎乃胜进行了综述[7]。李学桃的《杜亚泉科技思想研究》、阎乃胜的《杜亚泉与中国近代科学教育》研究了杜亚泉的科学教育思想与实践,对其编写、编译的教科书进行整理,高度评价了杜亚泉在中国近代科学教育史上的重要作用。对其在化学教科书出版方面的成就,王建辉认为杜亚泉是商务印书馆最早也是最有影响的理科编辑,是“学者型的编辑和思想型的学者”[8]。刘晓嘉的《杜亚泉编辑思想研究》、余望的《探析杜亚泉的科技编辑思想与贡献》、陈镱文等的《杜亚泉对我国早期科技编辑和科技期刊发展的贡献》结合杜亚泉所处的时代,从编辑学的角度研究了其编辑出版的理科教科书、科技期刊等对我国科学教育的启蒙与普及的重要贡献。

三、对中国近代化学建立和发展的研究

我国古代的化学工艺和经验化学有着很高的水平,但作为科学的近代化学不是中国古代化学演进的结果,而是在近代从西方引入的。郭保章等人在《中国化学教育史话》中指出近代化学“19世纪中叶传入中国,化学教育开始时期,几乎与传入时期同时发生”。因此对中国近代化学史的研究对于化学教育和教科书研究同样是不可或缺的。诸多化学史专著,如我国第一本中国化学史专著———李乔萍的《中国化学史》、岛尾永康的《中国化学史》,以及近年来周嘉华等的《世界化学史》,侧重化学学科自身的发展,涉及我国的内容多为古代化学成就,对中国近代化学、化学教育的建立和发展几乎没有涉及。部分化学史专著,如赵匡华的《中国化学史(近现代卷)》、郭保章的《中国现代化学史略》、袁翰青的《中国化学史论文集》、JamesReardon—Anderson的《TheStudyofChange,ChemistryinChina》结合近代中国社会急剧变化的时代背景,研究了化学在中国的传入和发展,其中涉及化学教育在中国的起步与开展情况,提供了大量相关史料。袁振东的论文《现代化学在中国的建制化(1927-1937)》依据史料对1927-1937年“南京十年”时期现代化学在中国的建制化过程进行了系统考察和分析,认为这10年是现代化学在中国建制化发展至为重要的时期,为此后中国化学的发展奠定了基础。张培富等的《书籍史视阈中的中国近代化学发展史考察———基于对“民国”时期出版的化学著作的计量分析》通过对民国时期化学著作的出版要素进行计量分析,结合著作产生的历史背景,从书籍史角度对近代化学在中国的发展进行了微观的历史考察。

四、近代化学术语研究

化学元素和化合物名称是化学语言系统中最基本的要素,是构建化学学科的基础。由于东西方语言的差异,为元素、化合物命名首当其冲地成为近代化学传入中国后遇到的一个关键问题。与人文学科,以及其他自然科学学科相比,近代中国的化学教育在翻译创制学科名词方面有着更为特殊的情况。这是在近代中国化学教育和教科书研究中应予以足够重视的一个重要领域。著名化学教育家张子高在《从〈化学初阶〉和〈化学鉴原〉看我国早期翻译的化学书籍和化学名词》中介绍了19世纪70年代传入我国的西方化学的主要内容,以及上海、广州两地的知识分子在早期翻译工作中对化学名词术语的制定过程。WilliamH.Adolph在《SynthesizingachemicalterminologyinChina》一文中回顾了中文化学命名法的产生历史,介绍了20世纪20年代我国所使用的中文化学命名方法和基本原则。夏文华的《晚清民国时期化学元素中文名称生成历史的文化考察》梳理了化学元素中文名称生成的历史进程,从文化学和语言学的角度对化学元素中文名称的生成史进行考察,归纳出了化学元素中文名称生成的一些特点,并对参与化学元素名称统一审定工作的化学家群体的各种背景作了分析。何娟的《清末民初化学教科书中元素译名的演变———化学元素译名的确立之研究》《清末民初(1901-1932)无机物中文命名演变》,江家发、冯学祥的《中文无机物命名法的演变》,张澔的《中文无机名词之“化”字(1896-1945年)》《虞和钦的有机化学名词———中文有机化学名词系统命名的开始》,江家发、郑楠的《我国有机化学命名法的历史演进》,孔健的《有机化学命名小史》对化学分支(无机化学、有机化学等)中文译名和命名的演变情况进行了具体的研究。何涓的《化学元素名称汉译史研究述评》对化学元素名称汉译史已有的研究进行了总结和评述,认为现有的多数研究在资料利用上层层相因,对众多科学期刊和化学教科书究竟如何使用元素汉译名的研究较少涉及,使研究的深度和视野受到了限制。温昌斌的《民国时期国立编译馆及其科学名词审定工作》介绍了于1932年成立的国立编译馆的科学名词审定工作,认为当时的“教育部”公布了多批由该馆编审的名词,使国内科学名词,包括化学名词,逐渐趋于统一。张澔在《中文化学术语的统一(1912-1945年)》中对当时的教育机关、学术团体以及专家学者为化学术语的统一所作的努力、遇到的问题及产生的影响进行了研究,认为国立编译馆和中国化学会相辅相成,在中文化学术语发展的过程中扮演了关键角色,为化学术语的统一奠定了基础。

五、近代化学教科书研究

教科书作为学校课程的核心教学材料,在教育体系中意义重大。对教科书的研究向来为教育史和科学史研究者所重视,以上的几方面研究对化学教科书均有所涉及。中国近代教科书的专门研究,目前已有不少成果问世,相关的专著和论文主要有毕苑的《中国近代教科书研究》《建造常识———教科书与近代中国文化转型》、王建军的《中国近代教科书发展研究》、汪家熔的《民族魂———教科书变迁》、王有朋主编的《中国近代中小学教科书总目》、吴小鸥的《近年来中国近代中小学教科书研究综述》。这些研究工作对我国近代教科书的出版情况进行了系统整理,对教科书发展历史进行了分期,较为全面地呈现了百年来中国教科书的发展历程。在分析教科书的发展变迁时,研究者们多从文史类教科书产生的社会历史背景进行说明,对自然科学的教科书,尤其是化学教科书的研究分析则相对较少。潘吉星的《明清时期(1640-1910)化学译作书目考》和黎难秋的《十九世纪中文化学书籍补考》对明清时期我国出版的化学类书籍进行了考察与整理。潘吉星从内容分类、出版年代、原著来源、翻译情况、出版地点等方面进行了统计分析,在这些化学译著中,综合性化学学术著作(包括分析化学著作)占24%,农业和药物化学占7%,应用化学占36%,化学通俗读物占12%,中等化学教科书和教学参考书占28%;译自英文的最多,占50%,多为学术著作,译自日文的次之,占36%,多为通俗读物和中级教材。在这些化学书籍中,部分综合性化学学术著作和化学通俗读物被用作清末洋务学堂的化学教科书。对这类书籍,汪丰云等人在《清末民初几本代表性化学教科书介绍》中较为系统地介绍了《化学初阶》《化学指南》《化学鉴原》《化学考质》《化学卫生论》等早期化学教科书的主要内容和翻译、使用情况。作者认为这一批译著是我国最早的一批化学教科书,其中1870年美国传教士嘉约翰(JohnGlasgowKerr)与何瞭然译自《Wells'sPrinciplesofChemistry》的《化学初阶》是我国最早出版的一部有系统内容的普通化学教科书。对这类早期化学教科书的相关研究还有王扬宗的《关于〈化学鉴原〉和〈化学初阶〉》、张青莲的《徐寿与〈化学鉴原〉》、吴又进的《晚清第一本分析化学译著在中国的翻译和传播———〈化学分原〉研究》、李桂琴的《晚清译著〈化学入门〉研究》、季鸿崑的《〈化学卫生论〉的解读及其现代意义》、吴又进等的《中国最早的分析化学译著———〈化学分原〉》、潘吉星的《清代出版的农业化学专著〈农务化学问答〉》等。梁英豪等在《中国化学教育史话》中对几种在清末和民国时期影响较大的化学教科书的主要内容和编写思想进行了较为详细的介绍,并对当时化学教科书的特点进行了总结。郭震在《化学与爱国———从近代化学教科书中看国情与爱国教育》中认为提倡爱国主义、挽救民族危亡是近代中国社会思潮的主流,是当时学校教科书无法绕开的主题,化学教科书的作者在编写时也非常注意在教材中渗透爱国主义思想,以期对读者产生潜移默化的影响。

六、小结

近代科学史范文4

一、信息技术在寄宿制民族高中化学教学中运用的必要性

1.寄宿制民族高中的现实情况

寄宿制民族高中的学生主要是来自少数民族地区的少数民族学生,学生受到生活环境及民族文化的影响,具有特殊的民族性格和道德心理。他们的生活经验与人生阅历相对匮乏,即便是化学这样一门与生活生产实际紧密相关的学科,也成了纯理论特抽象的课程。

2.高中时期学生心理发展的情况

从心理学角度看,年龄在15~19岁范围内的中学生思维正处于由形象思维向抽象思维过渡的阶段,此过程中,感性认识的外界信息主要是靠形象思维获取的。

3.高中化学课自身的特点

化学知识的传授主要是以实验为基础。有些实验我们肉眼可以观测到,有些实验涉及微观领域的化学信息,肉眼无法观察到结果。有些实验有毒、对身体有害,我们无法在课堂上实验。有些实验因为药品价格高,无法在课堂上做实验,无法演示给学生看。种种客观原因,使得化学教学有一定的难度,影响教学的进度。

二、信息技术在寄宿制民族中学化学教学中运用的优点

1.利用信息技术做模拟实验

例如,在讲解晶体结构、电子云和原电池原理等较复杂微观过程时,就可采用信息技术辅助教学,既形象、又直观,有助于学生视野的开阔,便于学生理解和掌握。

2.利用信息技术展示效果,提高可视度

例如,在实际操作钠与水反应的实验时,学生基本观察不到钠熔成小球、在液面四处游动,听不到发出的“嘶嘶”响声等现象,这样就影响了学生对实验现象的全面观察,深入了解。如果将这一实验从俯视的角度直接实物投影到大屏幕或是拍成录像,上课时在实际演示后及时播放,则全班学生能清晰地观察到“浮、熔、游、响、红”五大现象,可视度强,演示效果好,学生很容易接受,也可以达到教授的课堂效果。

3.信息技术可以使复杂的化学实验简化,提高课堂教学有效性

(1)缩短化学反应时间,促使课堂教学效率的提高。因为化学反应时间长而无法进行课堂演示的实验。在过去的教学中,教师仅仅是轻描淡写一下,让学生自己去思考、体会。而今,在信息技术的帮助下,可以“调快”这种类型的化学反应速度,把整个反应过程在极短的时间内展示给学生观看。

(2)有些药品昂贵的实验,通过模拟的方法,既加强课堂效果又节省开支。做黄金溶于王水实验时,由于黄金价格高,在课堂上根本无法做这种实验。这样的实验就可采用多媒体课件进行展示,即能起到与演示实验差不多的效果,又减少了不必要的浪费。

(3)模拟课堂上无法演示的错误实验操作和爆炸实验,加深学生印象。学生总是对实验中的一些错误操作将信将疑,若用实验录像来展示可能会造成的危险,学生势必会印象深刻。例如“稀释浓硫酸的实验”,在教学中可以利用信息技术将错误操作造成的极大危险实验播放给学生亲眼目睹,以加强警示的效果,还能强烈地刺激学生的求知欲。

(4)对有毒实验进行模拟操作,这样既保证教学安全性又减少对环境的污染。对于有毒物质的实验,如Cl2、NO等有毒物质,若防护不严,将会危害师生的身体健康。可借助计算机全面地向学生展示,让学生从视觉上感知毒性。

(5)模拟化工生产过程。运用信息技术手段模拟实物进行教学实验,比采用平面示意图或拆装模型的方法效率高,效果明显。

4.信息技术使学生获取信息的渠道更宽、来源更广,并帮助学生在课堂外继续拓展知识领域

由于化学每周课时数相对较少,而化学知识总量不变,与化学有关的社会问题增加。信息技术不但能提高课堂效率,也能在课外帮助学生开展自主学习活动、拓宽知识领域,及时解决学习中遇到的困难,增大课堂内外的学习容量,极大地提高教与学的效率。信息技术与学科教育的整合是教育的必然结果。对于寄宿制管理的学生而言,充分地利用信息技术不仅可以帮助自身摆脱以前学习的不足、更快地加强学科的学习,还可以开阔眼界,放开思路,为创造能力的培养提供条件。

作者:何海夷 单位:广西壮族自治区南宁市南宁沛鸿民族中学江南校区

第二篇:高中化学教学自我纠错能力培养

一、高中化学教学中学生自我纠错能力培养现状

从目前来看,高中化学教学还没有针对学生自我纠错能力培养问题,展开细致性的计划教育工作.以学科学习任务为例,化学教育的知识资源丰富,知识结构复杂,有理论性的,有探究性的,有论证性的,在教学中,化学教师很难找到一种妥善、有效的方法,通过教学手段把这些知识资源融合到一个教学体系内.这就导致,学生有时候学习的积极性很高涨,但迫于课时压力,教师不会给学生留更多的探索与研究空间,有些问题只会被提出,再给出答案,学生根本没有独立自考的时间,也就没有自我纠错的机会.该现象,在大多数高中化学教学中极为普遍,可以说是“通病”.学校,教师都明白、认识到了教学中的“弊端”和“漏洞”,但客观的教育环境及教学任务已然形成,要想改变,需要花费大量的人力物力,以及进行多方面的教学科研探究,方可解决.

二、高中化学教学中学生自我纠错能力培养路径探析

上文提到,学生考虑问题的思维、思想是要透过教学行为、教育手段来鞭策、修整的,这虽不是教育教学的唯一途径,但是会潜移默化的影响着学生的学习效率、教师的教学效率,因此,学生自我纠错能力的培养至关重要,它的教育意义深远.笔者总结了相关参考资料文献的观点,提出以下几点对策.

1.创建自主管理体系

要想让学生有意识、有想法的看待问题,必须要给予他们相对自由、自主的学习空间,不光是在校内、在校外也应如此.一方面,化学教师应根据自身的教学进度和计划,拟定安排自由讨论课程,创建自主管理体系,在这节课中,以探索问题和发现问题为主要核心,教师提出学生疑惑、关注的化学问题,让学生“相互”纠错,提出异议,最后,整理结论,评价学生纠错思想、观点的优劣性.另一方面,在给他人纠错的过程中,教师也应引导学生自我纠错,如,针对学生言论观点中的错误,找出错误点,提问学生,启发学生重新思考问题,如此反复,学生会自然而然的认识到自己想法中偏激、不合理的地方.自主管理体系看似是一种学习模式,但它却可以把自我纠错转化成一项思想一种意识,纠错不会引起学生排斥和抵触情绪,反而会让他们积极的面对与参与.

2.知识与技能的培养

意识对自我纠错能力培养至关重要,知识与技能更是不可忽视,因为,如果没有知识与技能积累,学生即便在教师指明问题和错误的情况下,都不会认识、理解到自己思想和学习行为上的错误.为此,下一阶段,教师应针对某些重要的化学专题进行知识与技能素质的培养,如,以化学反应类型为例,搜集化学反应式,把同种类型的反应式罗列展示给学生看,让他们找规律、研究特点,最后帮助他们总结化学反应式分类的特点.通过集中、系统的学习,学生会对化学反应式的分类有丰富的知识资源储备和娴熟的判断经验及技能,这时,再鼓励学生在学习及研究中自我纠错,可达到事半功倍的效果.可见,知识与技能的培养,是学生自我纠错能力培养的前提,无论何时,化学教学都不应抛弃,都要高度重视.同时,为了能够给学生自我纠错能力培养创造公平的自由空间,教师还可以让学生积极参与一些探索型、研究型活动,把特殊、兴趣的化学问题带到学生面前,让他们做课外探究,在探究的过程中可以随时与教师交流沟通.学生一旦进入了一个独立思考的空间.如此一来,就会在探究过程中反复的自我肯定、自我否定,自我纠错,最终获得有价值的结论.

三、结语

总之,化学教学中可以插入培养学生自我纠错能力的教学环节及模块的地方有很多,如果要想完善此项工作,高中学校、广大化学教师都应积极努力的投身于教学事业中,依靠自身的便利条件,启发、刺激学生的独立思维意识、自我管理思想.

作者:王一心 单位:江苏省高邮市第二中学

第三篇:化学史高中化学教学功能及实施

一、新课标下化学史在化学教学中的功能

(一)有助于学生加深对化学知识的理解和把握

任何一门科学知识都是在不断发展中形成的,作为充满生机和活力的化学学科尤其如此.教学过程中如果基于理论产生的历史背景适当引入相关的史实,不仅可以使学生从理论的孕育、产生和发展的过程中更加全面、深刻地加深对化学学科知识的理解和把握,而且可使学生体会到人们对客观事物的认识是螺旋式上升的,化学知识是有阶段性的,同一概念在不同的认识阶段其内涵是不同的,从而培养他们从发展的高度把握化学知识的能力.例如,在讲授高中化学有机化学基础知识的时候,可以选择性介绍有机化学的发展简史,从古代人们利用谷物酿酒制醋,利用植物提取药物,发明造纸术到近代对纯有机物的提取分离;从以化学家柏则里为代表的“生命力学说”到维勒第一个人工合成有机物等.这些化学史案例不仅可以使学生理解有机化学相关知识,也使学生对有机化学的孕育、产生和发展的脉络有一个非常清晰的了解.

(二)有助于学生科学素质的培养

化学史是一部创造、发明的演化史,学习化学家发现问题,进行推理判断以及验证的完整过程,可以提高学生进行综合分析、解决化学问题的能力,有助于培养学生的创新能力,对学生未来的思想发展也会产生深远影响.例如,介绍元素周期律的发现时,可以讲述门捷列夫在批判地继承前人工作基础上通过艰难的探索,以惊人的洞察力抓住相对原子质量和化学性质的两条主线,并创造性地坚持以化学性质为主修正相对原子质量,进而采取比较的方法寻找元素间的规律,从元素外在的多样性看到了内在的规律性,作出了元素周期表,并预测了新元素及其性质.像这种通过化学史的渗透教学,可以使学生清楚而深刻地认识科学研究的一般方法及科学研究的一般过程,即提出问题—收集信息—科学假设—事实验证—科学结论,这将对学生科学素质的培养产生积极的影响.

(三)有助于学生人文素质的培养

人文素质表现为一个人的综合品质,主要体现在情感、意志和性格等方面.高中化学新课标将学生情感态度价值方面的发展作为教学目标,通过人文素质教育使学生的理性、情感、意志等方面的素养得以提高.化学史是一部记载着人类文明进步和无数化学家们及劳动人民不息奋斗的科学史,它蕴含着无穷的智慧和精神力量,是我们的知识宝库,有效发掘和利用化学史料中丰富的资源可促进学生人文素质的提高.化学史利于对学生进行爱国主义教育.例如,我国古代劳动人民在化学史上曾创造过辉煌的化学成就,如西汉造纸术、宋代火药的发明与运用等,但也曾经经历过近代化学工业发展相对落后的屈辱时期.在化学教学中,利用这些史实资料对学生进行思想教育,可以激发学生的爱国热情和振兴中华民族的使命感,有利于学生人文素质的培养.化学史利于激发学生的学习动机和学习兴趣.兴趣作为一种非智力的心理因素,它是激发学生主动学习的催化剂,是调动学生学习自觉性的一种内在动力,是实施素质教育的有效途径之一.教学过程中适时地穿插一些与化学知识相关的趣闻逸事,引导学生追寻化学发展的历程,从中获得智慧与思辨的享受,从而激发对化学学科的热爱,增强学习的兴趣和动力.化学史利于培养学生的环保意识.在全球污染日益严重的今天,关注生态环境的可持续发展,促进学生的环保意识是公民人文素质的重要体现.在人类文明发展进程中,化学科技尤如一把“双刃剑”,在推动科技进步的同时,大量的有机污染物排放到大气和土壤或水域中,造成严重的环境污染.人类直接或间接地受到了这些污染的伤害,“马斯河谷事件”“多诺拉烟雾事件”等,在教学中有机地结合这些史实将有助于增强学生的社会责任感和环保意识.

二、化学史在化学教学中的实施途径

(一)加大化学史课程资源的开发力度

化学史是一个动态的、发展的知识体系,由于教材内容有其时间、地域的局限性,不可能面面俱到,与学科知识和教育理论的前沿也有一定的时间差,所以应结合教学实际加大化学史课程资源的开发力度.一是要深入研究化学史的发展过程,在学习化学发展历史的过程中,对各个时期的化学知识状况进行历史分析,判明重大发明和研究方向产生的原因和前提条件,客观分析和评价过去科学家的理论和实验研究.二是深入了解化学家的生平及研究成果,因为任何一位化学家在某个特定时期的研究成果都能够对化学领域的发展起到促进作用,化学历史的发展方向,在很大程度上取决于训练有素的化学家队伍,取决于他们对学科的领导组织才能以及他们的个人品质,这些资源的开发有利于培养学生科学的创新精神.三是深入挖掘化学史故事,在教学中,将化学发展的主要阶段按年代和理论与实验发展情况进行描述,将其中所发生的动人故事系统地串联起来加以讲述,用讲故事的方法谈化学的历史,这样更符合学生的学习、认知的心理,更能激发学生学习化学的兴趣和求知欲.

(二)优化化学史的教学组织形式

化学史教学的组织形式从教学实施的场所可分为课堂教学和课外活动两种教育形式.对于化学史课堂教学,从时间分配角度又可分为集中式与分散式两种教育形式.采用集中教育形式是指所介绍的化学史实,在内容上较为系统和完整,需要集中一定的课堂教学时间进行较全面的介绍和评价.例如,学习原子结构时,系统讲原子结构发现史、元素周期律发现史等都可以采用这种集中的教育形式.分散教育形式是指结合化学基础知识和基本技能的教学,适当、灵活地穿插引进化学史的一种教育形式.化学史料中有许多科学探究的生动事例,比如侯氏制碱,玻尔的诺贝尔奖章,张青莲与相对原子质量测定等.教师在教学中可以根据需要采用分散教学形式引入这些历史素材,设计课堂教学,提升教学效果.课外活动是对学生进行化学史教育的另一种有效、可行的组织形式.围绕化学教材,选择适当的题目和资料,引导学生阅读化学史书籍、科普资料,以及有关的科学史书刊.在信息发达的今天,计算机网络逐步普及,极大地丰富了教育资源和教育手段,教师可以通过网络渠道收集材料,整理后通过个人主页、讨论版、共享、信箱等多种形式,教师也可以向学生推荐一些有用的化学网站,引导学生通过网络进行学习.一般来说,引导学生进行化学史的学习内容大致有科学方法的介绍,科学家的介绍,化学发展的规律、化学概念、学说、理论的提出、发展和演变,我国古代的科学技术和化学文化,元素化合物发现、研究的历史等.通过开展这些行之有效的课外活动,能有效地达到学习化学史的目的.在整个高中化学知识的教学过程中,不断实践和探索,不断优化化学史的教学组织形式,对于化学知识的教学规律的把握和学生学习化学知识兴趣的提高都将起到巨大的推动作用.

(三)优化教学的设计、方法和过程

近代科学史范文5

关键词:有机化学;人文素质;教育;培养

近年来发生一系列的校园投毒事件,应引起化学教育工作者的深思,明确自己肩负的责任,增强对人文素质教育重要性的认识。教师的使命,不仅在于传授知识,更重要的是构建学生健全完善的人格。教师应在所承担的课程中,充分挖掘人文资源,教学过程中向学生渗透人文精神[1]。有机化学有着丰富的人文素材和人文教育契机,在对学生进行人文素质教育方面有着得天独厚的优势,结合多年的教学实践,谈谈在有机化学教学过程中如何实施人文素质教育。

1运用化学史,培养学生人文素质

化学史是关于化学学科的形成、产生和发展及其演变规律的科学史[2]。有机化学课程涉及很多的人名反应和人名机理,人文素材比较丰富,在教学过程中渗入化学史教育,可使学生受到多方面的教育。

1.1培养学生爱国主义教育

化学史包含丰富的爱国主义教育素材。如我国古代有机化学工艺:火药和造纸术的发明、石油和天然气的开发、酿酒和染色技术的发展,表明中国历史上劳动人民在有机化学方面的卓越贡献[3]。近代化学史上也有很多杰出化学家,他们放弃海外优越的物质生活和先进的科研条件,回国做出了卓越的贡献。如我国近代化工先驱侯德榜,拒绝国外多家公司的高薪聘请,回到祖国,发明了著名的“侯氏制碱法”;留美化学家陈光旭1946年回国,在国内制成液体感光树脂板,为中国培养了很大一批有机化学人才。把爱国主义教育渗入到有机化学日常教学中,使学生了解我国有机化学家的非凡成就和有机化学工业的迅猛发展,以激发学生的爱国主义热情,提高民族自豪感[4]。

1.2培养学生科学思想和科学方法

化学史是关于化学科学研究方法的历史,通过化学史教育,能使学生学会分析问题、解决问题的科学方法[3]。在有机化学课堂教学过程中,联系化学史实,介绍化学家们在研究过程中的研究方法以及成功、失败的经验教训,启迪学生思维[5]。譬如Wolff-Kishner-黄鸣龙反应,最初是由Wolff和Kishner在1912年发现的,但由于反应条件苛刻、反应时间较长而反应产率低,一直没有得到广泛应用。1946年我国化学家黄鸣龙在哈佛大学做这个实验时,瓶塞漏气出现了意外情况,但他没有停止反应而是认真地继续下去,结果发现产率反而提高。他从这一异常现象中获得启示,仔细分析原因,反复进行实验,不断改进探索,使反应时间由原来的100多小时减少到数小时,产率也由原来的50%提高到90%,从此该反应在醛酮的还原中得到了广泛应用,国际上称为Wolff-Kishner-黄鸣龙反应,中国人名字首次出现在有机化学反应名中,他的成功取决于他锲而不舍的探索精神、精益求精的工作作风和严谨的治学态度。在教学过程中,穿插介绍这样的事例,能使学生从化学家的成败中得到方法论的启示,通过训练,形成科学的研究方法[6]。

1.3培养学生坚强意志和崇高品质

有机化学中有很多人名反应、人名规则和人名历程,之所以这样命名,首先是肯定他们的研究成果,同时也是为了纪念他们做出的贡献。在讲授这些内容的时候可以介绍一下科学家的研究工作,使学生全面了解所学的内容,加深记忆,同时可以学习科学家们的坚强意志和崇高品质。诺贝尔一生研究炸药遭到过许多的不幸,但初衷不改,经长期研究,解决了炸药的引爆问题,并获得专利带来的巨大利益,为了科技的进步和发展,捐出所有财产,设立了举世瞩目的诺贝尔奖。意大利化学家塔纳在德国有机化学家齐格勒的催化剂基础上,发明了立体定向催化剂,获得诺贝尔化学奖,塔纳坚持与齐格勒共享这一荣誉,成为诺贝尔化学奖的一段佳话。在教学中把这些人文知识寓于有机化学知识的传授之中,教师再进行引导和开发,学生就会形成尊重科学、敢于质疑、追求真理、与人合作的崇高品质,彰显有机化学在人文素质教育中的独特作用。

2在教学过程中,渗透人文素质教育

2.1从杂化轨道,谈人文素质教育

杂化轨道理论是现代价键理论的一部分,以甲烷分子的形成为例:C原子基态时价电子构型为2s22p1x2p1y,当甲烷分子形成时,2s轨道上的一个电子吸收能量,跃迁到2p轨道上,然后2s和三个2p轨道重新组合,形成四个sp3杂化轨道,sp3杂化轨道沿正四体四个顶点的方向伸展,轨道夹角109°28',很好的解释甲烷的分子结构。碳原子在形成其它化合物时,为了尽可能的与其它元素相结合,便让自身的轨道重新分布、组合,并适时调整组合方式(sp2杂化、sp杂化)。讲到这部分内容,让学生深入领会杂化轨道方法的内涵,映射到自己身上,认识自身在不同场合的角色,结合具体场合的特点,对自己的角色进行定位、整合,来适应相应的场合。如果学生能真正理解和深刻体会“碳”的杂化轨道理论,认识到角色融合的重要性,树立社会角色意识和社会归属感,对今后的学习和工作,都具有深远的意义[7]。

2.2从共轭效应,谈人文素质教育

共轭效应是指在共轭体系中由于原子之间的相互影响而使π电子分布发生变化的一种效应[8]。共轭效应强调原子群体之间的互相配合和互相制约,无论配合还是制约都要遵循有机体的结构规律,“共轭”必须在一定的结构模式和结构规则下才能发挥最大效应。在社会交往和社会关系中,也需要通过这种互相配合和互相制约来促进社会的稳定、和谐发展[7]。当代社会是一个信息化、网络化社会,具有很强的开放性和互动性,随着科技的发展和分工的不断细化,职业的种类越来越多,当今社会需要沟通、整合和团结协作,只有融入团队合作,才能实现个人价值,只有团队的发展壮大,个人才华才会得到社会的认可。

2.3结合化学知识的应用,谈人文素质教育

有机化学应用广泛,我们的衣、食、住、行都离不开有机化学。在有机化学课堂教学中,教师除引导学生学好专业知识外,还有责任联系社会生产、生活实际和时事热点,对学生进行人文素质教育。如合成橡胶、纤维、塑料对人类的重大贡献,现代的新型功能高分子材料、智能材料的应用使人们过去的梦想变成今天的现实。但是"有机化学"这个词也越来越让人们望而生畏,因为很多环境问题、食品安全问题、问题、体育运动中的兴奋剂问题等都与有机化学有关,如环境污染问题、三聚氰胺奶粉、塑化剂等。这些问题的出现,化学家及大批化学工作者是无辜的,但他们又是有责任的。我们应教育学生要辨明是非,树立正确的人生观和价值观,将化学的研究成果造福人类[9]。

3在实验过程中,培养学生人文素质

有机化学是实践性较强的一门课程,有机化学实验在培养学生科研能力和人文素质教育中起着重要作用。

3.1培养良好的生活习惯和科研能力

实验是学生观察、动手、分析归纳、总结等能力综合运用的过程,可培养学生良好的科学习惯和团结协作精神。在实验教学过程中,引导学生勤于观察、积极思考,以此激发学生从事科学研究的兴趣,培养科学研究的能力,发挥有机化学实验应该起到的作用。有机实验通常需要同学之间相互合作,要让学生在合作完成实验的过程中,亲身体会到帮助别人在一定程度上也是帮助自己,强化学生团结协作意识。

3.2培养绿色化学的人文意识

有机实验势必涉及到有毒、有害、易燃物品和危险操作,若处理不当,实验产生的有害物质必定会污染环境。在教学过程中,教师要通过改进实验方式、引导学生预习和讨论等措施确保实验安全,同时使学生树立绿色化学理念,认识到减少污染的重要性。在达到相同实验目的的前提下,选用无毒、无害的绿色化试剂代替那些毒性大、危险性大、三废处理困难的试剂,从源头上阻止环境污染[10]。对于危险性大、污染严重但本身不具备绿色化条件的实验,借助仿真实验或者微型实验的方法进行解决。在"三废"处理与循环利用方面,重视实验室"废液"的无害处理,把它做为教学内容的一部分,使学生养成综合利用废弃物、节约资源的自觉行为,用绿色化学理念增强学生的环保意识和社会责任感。

4结束语

有机化学在对学生进行人文素质教育方面有着得天独厚的优势,在有机化学教学过程中,要充分利用人文素材、挖掘人文教育的契机,加强对学生人文素质的培养,然而影响学生人文素质的因素是多方面的,人文素质的提高需要一个潜移默化的培育过程。

参考文献

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[3]陈爽.《有机化学》课程教学中引入化学史教育的尝试[J].广东化工,2004(8):47-48.

[4]李晓菲.新形势下化学史教育功能的研究[J].广州化工,2011,39(19):147-149,152.

[5]张俊英,吴瑞红.谈利用化学发展史培养学生综合素质[J].中国成人教育,2008(12):161-162.

[6]吴伟,张兆丽,姜翠玉.有机化学教学中实施化学史教育的必要性及其作用[J].化工高等教育,2008(6):21-23,30.

[7]李靖靖,卢艳霞,董彩霞,等.在有机化学教学中渗透人文教育[J].中州大学学报,2010,27(6):123-126.

[8]程绍玲,王华静,谢运甫.电子效应对单取代苯定位效应和反应活性的影响[J].化学教育,2015(22):19-21.

[9]黄小红.谈中职化学教学中的人文素质教育[J].考试周刊2011(7):172-173.

近代科学史范文6

【关键词】微课;大学物理;嵌入式教学;选题

微课是指时间在十分钟左右以内,内容短小且高效集中的讲述或解决教学难点或重点的短课程。微课具有内容精、时间短、移动性、便于传播和成本低等特征,即可以作为课程的一部分,也可以作为辅助教学资源。大学物理是一门理论性比较强的基础学科,是理工科学生进入大学后的必修科目。传统大学物理课堂教学主要依赖教师的板书讲解和分析,或者结合多媒体教学模式,但由于物理学理论本身的抽象性和复杂性,使得较大篇幅的讲解很难吸引学生长时间的注意力。而随着互联网技术和移动终端的快速发展和应用普及化,新的微课教学模式因其便宜且简短的特性正受到教学理论研究者、教师和学生的广泛关注和重视。本文主要针对大学物理教学本身的特点,并将微课视作课堂教学前后的重要支撑和辅助力量,对微课的选题及可行性进行深入而细致的分析。

1大学物理教学分析

大学物理的主要内容包括了力学、热学、静电场、稳恒磁场、电磁场理论和近代物理基础,所涉及的概念、模型、定律、数学、思想、科学史都相当庞杂,也都无法一一在课堂教学中全部呈现,但它们对初学者理解和把握大学物理的内在规律和科学精神都是不可或缺的。大学物理课堂教学有其使命和条理性,但很少对某个知识点的历史背景和相关物理学家做出充分的解说;某些知识点的近现展在教材中一般只被略微提及,但并不被初学者所注意;大学物理经常用到的数学技巧如微元法带有一定的技巧性,而大学物理教材常将之归于数学,而并不考虑数学思想和方法如何在大学物理中的应用。

2大学物理微课选题及分析

凭借微课教学,大学物理教学的以上缺憾可以一定程度上得到弥补。

2.1大学物理中比较富于思想性的知识点

大学物理作为一门基础理论课,其概念和定理、定律都具有一定的抽象性,对于初学者而言,在理解和应用上都有很大难度,而概念、定律在物理教学中起到基础性的作用。例如牛顿力学中的绝对时空观念,既作为牛顿力学的逻辑前提,又为日后狭义相对论的时空观做铺垫;又如麦克斯韦提出位移电流概念对电磁对称性的考虑和分析,也可以在此引申到磁单子假说。

2.2大学物理中典型题的分析及求解过程

在学学物理中必不可少的一个环节便是习题练习,教师可以在每一章选取几道典型的例题、习题做细致的分析和讲解,以期学生可以以此类推触类旁通。

2.3大学物理知识点的系统化梳理

在大学物理中结束每一章的学习时,教师有必要将本章知识整理有脉络的知识系统,有助于学生形成合理的知识框架。

2.4大学物理相关知识点的前沿发展

由于教学的课时所限,相关物理知识的大量前沿发展并不能都在课堂教学中展开,但其对培养学生对物理的重视和兴趣极其重要。如陀螺在定位导航中的应用、物质的磁性和超导体的磁现象、纳米材料的超疏水性等等。

2.5工业或生活中现象分析与探讨

工业以及生活中有大量有趣的物理现象,这些现象对学生领会物理学相关知识和原理很有帮助。如演示二维驻波的克拉尼图案,如墙上两个挂钟的锁频现象等等,可以借助这些现象对大学物理中的理想模型及相关方法进行深化和启发。

2.6相关物理学家和物理学史的介绍

由于课堂教学内容的局限,并没有充裕的时间对物理学家生平和物理学相关领域的历史发展做比较充分的讲解,而重要物理学家的人和事本身又对物理学的发展起着关键性的作用。物理学史主要侧重于对于同一个问题不同物理学家的探索和研究,而对物理学家的介绍则侧重于其人生的履历和大事件,这些故事性的内容可以激发学生对大学物理的感性认知。

2.7大学物理中相关的数学知识和技巧

大学物理的学习和解题过程中涉及到大量的数学知识和技巧,但是大学物理中的数学又和纯粹的数学有所区别,更侧重于技巧和应用。如机械振动一章的旋转矢量法、刚体定轴转动中进动和章动的方向等等。

3大学物理微课实践中应当注意的问题

3.1微课教学应处于辅助课堂教学的地位

大学物理教学内容的系统性和连贯性,决定了微课视频选题和互动上的局限性,也决定了并非所有大学物理知识都适合处理为微课模式。微课教学是为了学生更好的回归课堂,更好的领会和理解物理的认知模式和思想方法。

3.2微课视频中的讲解应轻松活泼且点到为止

微课中的讲解应不同于课堂讲解,因为学生进入“微课堂”本身是自由的,并不能被严格约束在其中,所以如何使学生感兴趣便显得非常重要。语言上的活泼是为了拉近与学生的距离,而点到为止是为了启发更进一步的思考。

4总结

综上可见,微课可以在大学物理教学中发挥更多的支撑或辅助功效。大学物理微课可以激发学生学学物理的兴趣和热情,也可以加强课堂教学中对教学重点难点的理解。通过适当的微课选题,将大大改善大学物理的教学效果,为理工科学生学习后续课程奠定良好的基础。

【参考文献】

[1]唐艳妮,徐军,罗积军,等.微课在大学物理实验教学中的应用探索[J].物理与工程,2014(7).

[2]倪燕茹,仲伟博.基于微课模式的大学物理实验教学探讨[J].吉林化工学院学报,2015,32(10):51-53.

近代科学史范文7

《期刊》一书及本文所指抗战文学期刊,即在抗战十四年当中宣传抗战、弘扬救亡的文学期刊,由日伪政权支持出版的附逆期刊不在此列。抗战十四年是中国近现代史上一个相当特殊的历史时期。一方面,这一时期战乱频仍,全国各地的救亡运动与对敌战争,构成了这十四年的全民族政治日常生活的主要内容;另一方面,这一时期是中国现代期刊出版业的高潮期,期间经历了被称之为“杂志年”的1934年。因此,文学期刊在这一阶段的文化产业史当中有重要的地位。借此笔者认为,从中国现代文化产业史视域出发,抗战文学期刊有如下几点特征。首先,抗战文学期刊并非纯粹的文学期刊,它的文学性由政治性所表达、彰显,因此抗战文学期刊的政治价值要大于文学价值。要谈抗战文学期刊,则必须要谈其母集———抗战时期的文学期刊。众所周知,中国的文学期刊发端于1872年创刊的《瀛寰琐记》,文学期刊是中国期刊的鼻祖,但这也为中国文学期刊奠定了一个总基调:作为时代的产物,它将成为中国社会思想主潮的镜像。近代中国的文学期刊尽管冠以“文学”二字,但随着以启蒙、革命等不同社会政治主旋律的交替变更,以及中国传统社会长期以来形成的“文以载道”观念,使得文学期刊始终难以真正地“为文学而文学”。如果说,这种对思想主潮的反映在20世纪20年代还是一个可作选择的问题的话,那么到了抗战时期,这一问题几乎已经变得无可选择。个人写作可以在抵抗与投降之间走出所谓“逃逸”的第三条路,但是作为公共文学场域重要组成的文学期刊却很难“逃逸”,它不但要面临严苛的出版审查制度,而且还要在当时比较成熟的出版产业市场中求得生存。这在客观上决定了抗战文学期刊必须与当时社会的思想主潮、发展大势与总体基调相契合。抗战文学期刊种类繁多,当中既有“第三党”主办的《絜茜》,也有“左联”主办的《夜莺》,当然还有受到中国共产党支持、由人道主义作家们主办的《呐喊》与受国民党浙江省党部与江浙财阀支持的《越风》及爱国知识分子们在香港编辑主笔的《笔谈》等,这些刊物集中了鲁迅、柳亚子、茅盾、巴金等优秀作家的作品,无疑代表了当时中国文学的最高水平,但与此同时,它们又当之无愧地成为当时宣传抗战、弘扬救亡的精神中流砥柱。不言而喻,这些刊物背后都有不同社会、政治力量(甚至党派)作为支撑,它们用文学的形式反映了不同政治力量的客观需求与历史主张,从这个角度看,它们更多反映的是当时中国社会、政治权力场而不只是文学场域内的权力关系。其次,相当多的抗战文学期刊属于市场化期刊,其本质仍是文化产品。但事实上,在全民族抗战救亡这个特殊的时代背景下,越是力主抗战的文学期刊,销量则越好,这与同时代其他文化产品有着相当的一致性。文化产业理论有一个基本判断:任何文化产业,其本质都是大众文化[1]。因此,大众的喜好决定了文化产业所表现的内容,而大众的喜好在很大程度上由当时全社会的共同关注的事务所决定[2],而这个共同关注的事务并不存在任何雅俗之辩,其重要的决定因素就是这个事务对于大众个体利益的影响。抗战军兴之时,不只是民族、国家的存亡,甚至每一个中国人的个体都遭受到法西斯屠杀的威胁,这是一种基于个体的求生欲,抗日救亡显而易见地成为全民族的思想主潮。正因此,越是宣传抗战救亡的文化产品,越是有着较好的经济效益与社会效益,两者在当时的中国文化产业领域达到了一种几乎重合的景象,这当然全拜抗战军兴所赐。显而易见的是,抗战文学期刊在宣传抗战救亡的程度上,实际上也有高下之分,不同时期创办的刊物对于抗战的宣传程度自然也大不相同。譬如在九一八事变之后,由“第三党”创办、张资平主编的《絜茜》杂志,虽然可称抗战文学期刊之鼻祖,但仍然无法超越自身的阶级性,在宣传抗战上并不彻底,更谈不上卖力,其销量与影响力均非常有限;但八一三淞沪抗战之时,由茅盾、巴金等人道主义知识分子创办的《呐喊》(烽火)杂志,号召全民族、全人类同仇敌忾,高扬人道主义的反法西斯大旗,虽然极其艰难地辗转出刊,但仍在艰难困苦中不断壮大,成为抗战中期销量最好的文学期刊之一,以至于产生了全国性的影响。结合文化产品的基本属性分析,文化产品在大众消费动机层面是有着共通性的[3],“市民性”与“消费性”是文化产业的基本特征[4],因此,不单是文学期刊如此,戏剧演出也是如此。1936年,梅兰芳主演的京剧《生死恨》在上海天蟾舞台首演三场,场场爆满。这本是借北宋抗金的史事来借古喻今,号召全民族抗击日本侵略。此剧刚刚上演时,因此便遭到上海社会局日本顾问的不满并横加干预,梅兰芳只好转移至南京大华戏院又演三场,结果更加火爆,观众甚至挤碎了剧院的玻璃门。《生死恨》成为抗战时期最具影响力、票房最高的古装剧之一,在中国现代文化产业史特别是舞台文化产业史上有着极其重要的历史地位。抗战结束之后,电影导演费穆看中此剧当时的影响力,遂将其改编成电影,于1949年3月在上海上映之后,尽管是中国第一部彩色电影,但反响却非常惨淡。当中一个重要原因在于,中国已经取得抗日战争的胜利,抗战不再是中国社会的主要意识形态,作为文化产品的消费者的大众们不再对抗战有兴趣,因此事关抗日救亡的电影,当然不会还重演抗战时的盛况①。这一现象,与当时抗日文学期刊的出版、发行的总体状况有着高度的相似性。最后,抗战文学期刊的主办者由当时中国社会各阶层、各阶级、各党派与各社会力量所共同组成,因此综合地反映了当时中国社会各力量的分布与政治选择。近代以来,中国知识分子一方面秉承了南宋以来的文人结社之风与“达则兼济天下”的出世之道,另一方面又积极地效仿西方政党政治,及至20世纪二三十年代登峰造极。文人利用办报办刊、著书立说的方式论政、参政在当时成为普遍现象,关于国家发展、民族救亡、民主政治等问题的讨论可谓五花八门。而由他们办的报刊如《申报•自由谈》《努力周报》《观察》等,均与当时中国社会、政治紧密融合②。文学期刊及其办刊者当然无法僭越这样的大环境。因此,文学期刊在相当程度上与当时中国的政治思想有着“诗史互证”的关系。在当时诸刊物当中,宣扬抗战的抗战文学期刊更概莫能外,它不但要有一个相对与之适应的政治背景作为依托,在当时中国,主张抗战的不同政治力量在关系上相当复杂,当中既有作为执政党的国民党,也有共产党、第三党等在野党派,在层次上,既有各党派的中央委员会,也有地方党部、支部。他们在一定程度上成为不少抗战文学期刊的“赞助者”。以“第三党”主办的《絜茜》杂志为例,近代史界对于“第三党”抗战活动一直认识不够,在《絜茜》杂志被系统研究之前,对该刊的评价总体水平不高,《中国现代文学三十年》中曾一度将其定义为国民政府“文化围剿”的刊物①,但随着《絜茜》杂志系统研究的推进,对“第三党”的抗日活动以及它与国民党、共产党的关系乃至20世纪30年代的中国政治格局也有了更加清楚的认识②,学界对于《絜茜》杂志的评价也日趋客观。因此,作为一种文化产品,抗战文学期刊当然具备文化产品的基本属性,即将意识形态衍变为一种可以交易的商品,在交易的过程当中,实际上完成的是一种精神消费的满足感与意识形态的传播[5]。综上所述,抗战文学期刊的政治性要大于文学性,而且政治性(对抗战的宣传)决定了其作为文化产品的经济价值,更重要在于,通过对抗战文学期刊的研究与解读,可以管窥当时中国政治的权力格局,这些都是抗战文学期刊的重要特性,因而值得研究者格外重视。

二、“literaturejournals”的能指与所指

前文所述为抗战文学期刊诸特征问题。在本节,笔者欲结合literaturejournals一词的能指与所指,从如下两个层面来阐释抗战文学期刊在中国现代文化产业史中的意义。首先,抗战文学期刊具有非常直接的文献性意义,这在中国现代文化产业史中显得较为特别。而literature本身有“文献”的含义,从符号学与翻译学的双重角度看,literaturejournals的能指是文学期刊,但其所指既可以是“文学期刊”,也可以指向“文献性期刊”这层含义。从历史研究的角度来说,尽管中国现代文化产业史任何要素———无论是电影还是书籍都具备文献性,但纵观整个中国现代文化产业体系门类,抗战文学期刊在文献性这个层面上显然比其他文化产业要素要更具有意义,理由如下。其一,抗战文学期刊本身非常直接、客观地反映了一段非常特殊历史时期的不同中国社会、政治力量的消长关系,这在中国现代文化产业史中无出其右,尤其在抗战时期,文学期刊几乎成为当时文化产业的“顶梁柱”。我们知道,不同的党派、政治社团乃至文学社团,最擅长也最常见表达自己政见、观点的形式就是办刊,而非拍电影、写剧本或是出版专著,及至抗战时期这一现象达到顶点。无论是被称之为“大后方”的重庆、云南、四川等西南地区,还是香港、晋察冀、陕甘宁边区,甚至包括沦陷区,代表不同意识形态的文学期刊可谓上千种,当中既包括《越风》《笔谈》《文艺新哨》等抗战文学期刊,也包括《古今》《满洲文艺》等附逆文学期刊———即使是“文艺单行本不出,学术研究专著更是绝无”的孤岛上海,最后“掌握这出版界门面的还是只有若干种杂志。”[6]在当中,抗战文学期刊无论从数量上,还是从影响力及历史地位上来讲,当然都有着首屈一指的地位,因此抗战文学期刊当然地具有无可取代的文献性意义。其二,文献性意义除了能还原历史现场、提供一手的历史证据之外,还有一个作用就是可以完成历史信息的传递。在中国现代文化产业史各个门类要素中,能够完整、系统、全面地传递历史信息,特别是当时中国社会政治格局与权力关系的,只有报纸杂志,而抗战文学期刊则是抗战期间报纸杂志中最重要的要素之一。科学史证明:近代中国通过技术转移的形式获得了源自于西方的科学技术,但因战乱频仍、时世艰难,技术的应用、转换能力仍处于一个较低的层面,这一点在文化产业领域尤其突出。尽管中国现代文化产业门类较为全面,但无论是技术水平,还是对文献史料的保留能力,其实均相当有限。特别在抗战期间,当时既无先进的录像技术,更无保留音像材料的能力,因此虽然当时拍摄电影众多,但留下的影片却屈指可数,至于话剧、戏曲等舞台文化产业更不必说,尽管书籍可以获得较好的保留,但在共时性地阐释并反映中国社会、政治总体格局与社会思潮关系这个层面上,依然逊色于报纸杂志。在抗战十四年期间,因为不同党派之间的政治抗争,特别是全国民族救亡战争的爆发与持续,使得期间中国文化产业体系门类在整体上都被打上了鲜明的时代烙印。因为战争与各种政治原因,相当一部分具有鲜明政治立场的报刊资料都被查禁、焚毁,反而文学期刊在当中获得了存活(当然在沦陷区也有大量的抗日文学刊物被查禁),相较于其他文化产业门类要素而言,抗战文学期刊的还原历史现场的文献性意义,显然具有无可取代性。其次,抗战文学期刊将文学作为手段,而非单纯申明文学性。literaturejournals一词中的两个名词是并列关系,犹如“文学教授”(litera-tureprofessor)与“科幻小说”(sciencefiction),从英语语法理论来看,名词作定语表明阐释事物的职能或属性,而非对事物本身进行限定。而这与“抗战文学期刊”这一概念是相一致的。从“抗战文学期刊”的所指来说,它并非是“抗战时期的文学期刊”(literaryjournalsintheWarofResistanceagainstJapaneseAggressioninChina),而是“抗战文学”的期刊———尽管抗战时期的文学期刊当中大多数是抗战文学期刊,但这两者仍然不是完全重合的相同概念。在英语世界里,literaturejournals这一造词法并不罕见,但前面一般会有限定语如Bibleliteraturejournals(圣经文学期刊)、Americanliteraturejournals(美国文学期刊)等,事实上,这与“抗战文学期刊”的造词法如出一辙,但“抗战”与作为定语的圣经、美国等词不同,它是一个极其冗长的专有名词,显然“theWarofResistanceagainstJapaneseAg-gressioninChinaliteraturejournals”这样有违基本语法的词组是不能被使用的,因此只能使用literaturejournals(intheWarofResistancea-gainstJapaneseAggressioninChina)。我们现在谈的文学期刊,多半是literaryjournals,盖是因为此处所言的文学期刊是“文学性(literary)的期刊”,即期刊是为传播、弘扬文学性而服务的,譬如中国大陆的《收获》《花城》或中国台湾的《幼狮文艺》及中国香港的《香港文学》,莫不如是。但抗战文学期刊这一概念中的“期刊”,一方面要为文学服务,另一方面又不只为文学服务———它不但要承担政治使命,而且还要在当时的文化产业市场中求得生存,可谓是一刊兼顾三者,文学是符号层面的能指———即将文学作为一种技术性的手段而已。简而言之,就抗战文学期刊的存在情状而言,可以说literaturejournals是literaryjournals的子集,文学当然是literaturejournals的属性,但绝不是唯一属性,它只是将文学作为一种传播自身立场并在文化产业市场中得以求生的手段,其所指并不只是“文学”本身,而包括了更为宽泛的范畴———这皆因抗战文学期刊所处的特殊境遇所决定。因此从这个角度看,抗战“文学期刊”的英文译法选择“literaturejour-nals”是较为合适的。

近代科学史范文8

美国哈勃太空望远镜科学研究所著名天体物理学家马里奥•里维奥(MarioLivio,1945-)撰写的科普名著《IsGodaMathematician?》中提出一个疑问,并指出这个疑问曾令那些最富有创新精神的先贤们苦苦思索了几个世纪:数学无处不在,无所不能。这些正会让人们联想到神的特征[1]。数学似乎不仅是描述和解释整个宇宙最有效的工具,而且可以用来解释最复杂的人类活动。

1数学何以有效

古希腊时期,数学作为一种神秘主义信仰而存在。直到中世纪基督教时期,数学逐渐促使人们从盲目的信仰转向理性。随着数学理性的发展和希腊学术的复兴,一批具有理性主义的学者们提出宇宙的设计主要是数学设计,上帝成了数学家,研究自然界的数学设计成为最神圣的事业。随着文艺复兴后科学理论、科学公式的定量化、演绎的、具有严密逻辑结构的方式为人们所把握,人们终于抛弃了世俗的上帝,开始走向无神论和泛神论。对因果关系的信仰,宇宙统一理论的理想,世界合理性和可理解性的信念,成为支配科学家工作的基础。数学的确定性、一致性和对因果关系的把握,已经深深融入西方文化的深层结构,成为人们的一种观念,对近代西方文化产生了重要的影响。

16-18世纪的西方数学家,对于在宇宙体系构建上为什么数学奏效这个问题的回答是直截了当的。深受大自然是根据数学设计的这一古希腊信念的影响,并同样受上帝根据数学设计了世界这一中世纪信条的影响,他们将数学看成通过自然界的真理之路。通过将上帝看成专注、至高的数学家,就有可能将对于大自然的数学规律的探求看成宗教追求。伽利略、笛卡尔、牛顿等一大批科学家们坚信世界的和谐是上帝的数学安排。上帝将严格的数学秩序给予了世界,而我们只能费劲千辛万苦才能理解[2]。一直到爱因斯坦所信仰的“同深挚的感情结合在一起的、对经验世界中所显示出来的高超的理性的坚定信仰”的斯宾诺莎式的上帝概念[3],自然神论———泛神论才成为爱因斯坦以及之后很多西方科学家的科学信仰和感情的基础。非欧几何诞生后,虽然很长一段时间内人们对数学的真理地位丧失了信心,对非欧几何提出了众多质疑,它能描述我们居住的物质世界吗?但当它在爱因斯坦的相对论中得到回答时,数学这种神奇的有效性又使众多数学家陷入思考,有些人开始认为数学是原本存在的,我们只是进行不断的发现而已,有些人坚持认为数学只是我们的一种创造,现实世界并不存在,然而数学何以这么有效呢?爱因斯坦也惊叹:“数学,这个独立于人类经验存在的人类思维产物,怎么会如此完美地与物理现实中的物质相一致”[1]?爱因斯坦在《我眼中的世界》(1934年)一文中进一步指出:“迄今为止,我们的经验已经使我们有理由相信,自然界是可以想象得到的最简单的数学观念的实际体现。我坚信,我们能够用纯粹数学的构造来发现概念以及把这些概念联系起来的定律,这些概念和定律是理解自然现象的钥匙。经验可以提供合适的数学观念,但是数学概念无论如何都不能从经验中推导出来。当然,经验始终是检验数学结构的实用性的唯一标准,但是这种创造的原理都存在于数学之中。因此,在肯定的意义上,我当然地认为,像古人所梦想的纯粹思维能够把握实在”[4]。

非欧几何在相对论理论上的成功,使人们对数学的观念逐渐地发生转变。对非欧几何的确认,实际上就已经意味着从古希腊以来的、以数学为代表的“绝对真理观”的终结。但不管怎么说,尽管数学失去了其在真理堡垒中的绝对位置,但它与物理世界很相契。无可回避的而且仍有无可估量的重要性的事实就是,数学是探究、发现和描述物理现象的最佳方法。在古希腊、中世纪、文艺复兴时期及其后,数学都是有力的知识工具,即便是被赋予神学意义的时候仍认为上帝是按照数学规律设计这个世界的。

正如我们在近现代物理学的某些分支中见到的,数学是我们关于物理世界的知识之精髓。尽管数学结构本身并不是物理世界的实在,但它们是我们所拥有的唯一通向实在之门的钥匙。“非欧几何学的创立非但没有毁掉数学的价值及对于其结果的信心,反而———非常吊诡地———增加了其实用性,因为数学家能够自由地探索全新的概念,发现其中有些可应用。事实上,自1830年以来,数学在组织和控制大自然中的作用以几乎不可相信的速度扩展了。此外,自牛顿时代以来,数学家描述和预言自然的过程的准确性大大增加了。[2]”黑洞理论是科学史上极为罕见的情形之一,在没有任何观测到的证据证明其理论是正确的情形下,作为数学的模型被发展到非常详尽的地步。的确,这经常是反对黑洞的主要论据:你怎么能相信一个其依据只是基于令人怀疑的广义相对论的计算的对象呢[5]?尽管数学因为非欧几何的出现失去了绝对真理的地位,以及哥德尔定理导致的数学家们对数学基础论争的失败,让人们对数学的有效性产生了怀疑。但是,正如数学史家M•克莱因所说的:“也许人类的数学仅仅是一个可行的方案,也许自然本身更为复杂或者并没有什么固有设计。但是,数学仍不失为一种探索,是掌握自然的一种方法。在那些数学行之有效的领域,它是我们的全部资本;如果它不是现实本身,它就是我们所能达到的与现实最接近的东西。……就知识的确定性而言,数学是一种理想,我们为这一理想而奋斗,尽管我们也许永远不会达到。确定性也许只不过是我们在不断捕捉的一个幻影,它是如此无止境地难于捉摸。然而,理想具有力量和价值,公正、民主和上帝都是理想。的确,也有在上帝的幌子下被谋杀的人,审判不公的案件也臭名远扬,但是,这些理想是千百年来文化的重要产物。数学也是一样,尽管它也仅是一种理想。也许细想这一理想将会使我们更加清楚地认识到在任一领域,我们该选择什么方向才能获取真理”[4]。

爱因斯坦相信人类的数学只有一少部分由实在主导。他在《相对论的意义》(1945年)中说道:“观念的世界看来不能用逻辑的方法从经验中推导出来,而从某种意义上说是人类心智的创造,没有这种创造就没有科学。尽管如此,这个观念的世界程度很小地独立于我们的经验的本性,正如衣服程度很小地独立于我们身体的形状一样”[2]。对于数学为什么有效,那些较早世纪与宗教有关的信念在现代被抛弃了。不过现在我们再回过头来看著名物理学家詹姆斯•金斯提出的“宇宙似乎是由一位理论数学家设计的”这一问题,他认为“基本的事实就是这样:科学现在给大自然所描绘的图像(看来只有这些图像能够与观察到的事实一致)是数学化的图像……大自然似乎精通纯数学的规则……不管怎么说这一点几乎是无可争辩的:大自然和我们的有意识的数学心智根据同样的规律来运作。”著名数学家齐民友先生有力地回答了这一问题,数学作为人类文化的一个重要部分,既然是科学,它首先关心的当然还是我们生活于其中的宇宙。数学的探索意义究竟何在?就在于它对认识宇宙的本性上有重大贡献。我们不赞成狭隘的近视的看法,认为一切数学研究都必须有某种具体的目的,或者用现行的说法叫做“有应用前景”。其实所谓的“前”可以有完全不同的理解,“眼前”固然是“前”,“前瞻若千年”也是前,区别在于人类社会在文化和物质上的发展程度。发展向上的社会,具有更高的文化、科学和物质生产水平,同样也就会更认真地考虑各门科学的前景。但是,从根本上说,如果数学的研究不能在“认识宇宙”上开花结果,数学研究还有多少价值呢!“认识人类自己”其实也还是为了提高人的认识能力,去认识大自然和人类社会,否则数学也就成为一种宗教式的内省了。在这里我们没有用“改造自然”的说法,因为人与自然究竟应该是什么关系,是不是简单地按人类的需要来“改造”自然是一个很大的问题,当代科学的发展使我们懂得了人必须与大自然“和睦相处”。认识宇宙,也认识人类自己其实也还是为了找到正确的相处关系。我们一再强调过数学作为人类文化的一个重要特点,就是极端抽象的、甚至有时被误解为“毫无意义”、“脱离实际”……的数学研究,可以根本改变人对大自然和人类自己的看法,甚至可以改变人类社会的面貌。人们很难回避一个结论:数学是人类全部技术的最重要的基础[6]。#p#分页标题#e#

2中国古代的宇宙观念

在西方文化中,按照数学模式来解释世界、构造天文理论,从其初始的一种宗教式崇拜,后来演化成上帝用数学设计世界。蕴含于其中的数学理性,最终把西方天文学导入了现代科学的数学理论框架之中。相反,中国古代天文学空有辛勤准确的观测记载,而始终未能形成一种明确可遵循的理论体系。例如,哈雷彗星在中国古代天文史上有30多次之多的记载,但中国的天文学家却从来没有人想到去构造它的运行轨道,结果这个发现被18世纪英国的天文学家哈雷获取。因为哈雷发现每隔76年出现一次的记载,恰是彗星绕太阳运行的轨道的周期。这个史实足以表明,在经验和知识充分积累之后,如果没有深层的理性构造就必然导致科学停滞不前甚至倒退[7]。中国古代先贤很早就对宇宙问题有过思考,《淮南子•原道训》注:“四方上下曰宇,古往今来曰宙,以喻天地。”即宇宙是天地万物的总称。《庄子•天运》中记载:“天其运乎?地其处乎?日月其争于所乎?孰主张是?孰维纲是?孰居无事推而行是?意者其有机缄而不得已乎?意者其运转而不能自止邪?云者为雨乎?雨者为云乎?孰隆施是?孰居无事淫乐而劝是?风起北方,一西一东,有上仿徨。孰嘘吸是?孰居无事而披拂是?敢问何故?”华夏民族作为一个古老的农耕民族,对天文学非常依赖,很早就注意观测和记录各种天象。在殷墟甲骨卜辞中已有了日食、月食的记载。有关流星、彗星、太阳黑子等异常天象,中国古代也都有记录。春秋战国时期,由齐国人甘德和魏国人石申所著的《甘石星经》已有115颗恒星的坐标位置。可以说在天文学史上,中国人的经验知识以及观测记载堪为世界第一。著名的科学史学者李约瑟先生在把中国古代的天文学与其它民族的天文学成果相比较时认为:“中国人在阿拉伯以前,是全世界最坚毅、最精确的天文观测者。有很长一段时间(约在公元前5世纪到公元10世纪),几乎只有中国的记事可供利用。现代天文学在许多场合(例如对彗星,特别是对哈雷彗星重复出现的记载)都曾求助于中国的天象记事,并得到了良好的结果”[8]。

中国很早就创立了干支记法和二十八宿的独特测天方法。战国时代已有五星记载(金木水火土),在汉代时测得更为精密。中国古人把整个天空分成四宫,就像将一个苹果切成四大块那样,而每一部分都有一种象征性的古代动物代表,苍龙为东方和春,朱雀为南方和夏,白虎为西方和秋,玄武为北方和冬。而紧围着天帝极星的北拱极区,按照类似于五行的象征性关系又被认为是独立的中央黄宫。而这种五行观念贯穿在整个中国的自然哲学之中。从远古以来,中国的赤道(与黄道相对)被分成28份,即每宫七宿,每宿由一特殊的星座标定,从其中某一特定的定标星(距星)起算,因而每一宿所占的赤道范围又有很大差别。中国古代信守“天人合一”的理念,历代帝王治国安民,无不求端于天,传说自三皇五帝开始就有历法。三统历、四分历、乾象历等所测得五星的度数以及会合周期的精确度已经相当高。根据天文学家陈遵妫先生统计,中国自古以来历代的历法共有104部之多[9],经历了准备时期、古历时期、中法时期、中西合法时期和公历时期五个发展阶段。其中准备时期以《夏小正》历法为主,古历时期从春秋到汉武帝期间主要是《颛顼历》,中法时期从汉武帝开始的《太初历》和直到明朝的《大经历》,中西合法时期是以明徐光启主持的《崇祯历书》和清朝《时宪历》、《癸卯元历》为代表,公历时期是辛亥革命后从1912年开始实施的公历,也即格里高里历[10]。

3基于中西文化史的思考

中国最初在天文理论构思方面(盖天说、浑天说)也不逊于西方天文鼻祖托勒密。而且从实际上说,托托勒密构造的“地心说”,并不具有比“浑天说”更多的经验支持。有人曾把托勒密的地心说与同时代汉朝天文学家张衡的天文理论作过比较,发现两者具有极大的相似性,依据张衡的假说所绘制的天文图与托勒密的地心说天文图几乎没有什么两样[11]。遗憾的是张衡并没有明确提出像托勒密那样的地心说理论模型。李约瑟曾评价说:“把中国的星表和伊巴谷、托勒密的星表对照来看,是非常有意思的。后者不仅年代较晚,所载的恒星也少三分之一,……周、汉之间中国人在方位天文学方面的工作应在科学史上占有远为重要的地位,这是毫无疑问的。现代世界通用的天球坐标系基本上是中国式的,而不是希腊式的,这一点似乎也值得强调”[8]。从中西方数学文化史比较的意义上看,以托勒密为代表的古希腊天文理论模式是以数学崇拜为基点建立起来的,而中国古代天文理论的构思却是建立在《周易》衍生出来的阴阳五行解释系统之上的。作为一种理论的构思,作为一种理性的追求,中国与古希腊天文理论在数学理性上的差异,决定了它们未来的发展前途。哥白尼的日心说虽然早在17世纪30年代就被写入《崇祯历书》,但后来还是被否定,在中国人的观念中唯有地静说才是公认的观点。

天文学是离不开数学的,确定日月星辰的位置,观察记载它们的运动,寻找季节变化的规律都必须以数学的计算为手段。中国古代的天文学在这种应用的层次上当然也是依凭数学的,尤其是在历法计算方面,唐代的僧一行运用的插值方法与西方相比非常高超。但是,当涉及整个天文学理论模式构造,情况就不一样了。中国古代天文学的盖天说、浑天说、宣夜说,实际都是把观测经验和计算数据容纳在一个按《周易》思维方式构造出的模式之中。有的学者评述时说:“查阴阳五行与天文历法,有的部分是巧合,有的部分是勉强牵强”[12]。其实巧合也好牵强也好,这些理论构造在其当时是有其合理性的,致命的危机潜伏在它未来发展的可能性上面。刘徽在注释《九章算术》序中说:“昔在包牺氏始画八卦,以通神明之德,以类万物之情,作九九之术,以合六爻之变。”显然,刘徽是在《周易》解释宇宙万物的指导下来建立“九九之术”的。显然,作为一种理性,中国古代数学在它构成第一本数学著作时,就成为《易经》的“婢女”,而不是像《易经》那样获得在中国文化中解释宇宙万物的地位。齐民友先生曾指出数学理性精神、数学探索精神“其实只是西方文化中所表现的人类精神生活的一个侧面。把认识宇宙也认识人类自己作为永恒的主题这只是西方文化的特征;把进行这种理性的探索看成人类最崇高的感情,也只是对西方人而言的。中国人生活在天人合一的至高无上的和谐中,精神生活早已得到满足,哪说得上要什么思想解放呢”[6]?中国以阴阳五行、《周易》八卦为表象形式,形成中国整体相关、整体互补的辩证思维方式。并在以农耕生存、家庭和血缘关系为主体的,以伦理道德为主要发展方向的价值取向中[13],形成了中华民族文化特定的理性精神,而这种理性精神中不像西方那样以数学理性为主导。#p#分页标题#e#