”中國古代沒有科學“之七-只有《幾何原本》這樣的公理化體系,才是科學!_風聞
西方朔-2019-11-05 07:57
一
關於”中國古代沒有科學“,我已經發表了6個帖子。
説實話,我也是在這個過程中,逐步加深了對於科學的認識。
開始,我認為科學僅僅是”對於自然規律、原理的系統性認識“,這也是中科大胡不歸的觀點,所以他才認為中國古代也有科學。
但是後來我發現,這種認識將面對一個無法解決的矛盾!
因為,按照這種觀點,古代各個文明,可以説都有科學,畢竟,對於自然規律的一定程度的認識,對於具有了文字的文明人類,並非了不起的難事。
但是,既然古代各個文明都有科學,那麼,為什麼近代科學只有在繼承了古希臘理性傳統(或者叫數理科學傳統)的西方(歐洲)出現,全球其他任何地方卻都沒有出現呢?!
有人認為,近代科學的出現,功勞全部應該歸於工業革命。其實他們錯了!牛頓發表《自然哲學的數學原理》,標誌着近代科學的正式誕生,時間是1687年,而工業革命此時連影子都沒有。
可以打一個比方。如果説古代全球各地都有科學,那麼,這些古代科學不妨看成是參天大樹的種子。既然各地都有種子,那麼,合乎邏輯的結論應該是:全球各地都應該能夠長出參天大樹來。
但是,歷史的事實卻是:只有歐洲才長出了參天大樹---近代科學!
有一個例子更能説明問題。我們知道,古希臘科學在大翻譯運動中被阿拉伯人全盤吸收,從公元830年開始,到牛頓1687年發表《自然哲學的數學原理》為止,阿拉伯人研究古希臘科學800多年,卻仍然沒有進入近代科學之門!
據説播下的都是參天大樹的種子,最後,卻只長出了一棵參天大樹!
問題到底出在哪兒?
有人説,是種子水土不服。
問題是,如果除了歐洲之外,哪怕全球還有第二個地方獨立出現了近代科學,我們都可以相信,也許中國確實是水土不服。
但是,當全球只有歐洲形成了現代科學時,我們就自然而然會產生這樣的想法:
也許,只有古希臘的種子,才是真正科學的種子!
而全球其他地方的所謂科學的種子,根本就是“假冒偽劣”!
二
這樣的想法,有沒有道理呢?
在回答這個問題之前,首先必須弄清楚:科學,它的本質,到底是什麼?
我覺得,尋找科學的本質,最可信的辦法,就是用倒推法:長出了近代科學參天大樹的歐洲,當初種下的,一定是科學的種子!
那麼,這種科學的種子,到底是什麼呢?
最關鍵的問題是:這樣的種子,是不是古代全球到處都有呢?
其實,從只有歐洲才出現了近代科學,就基本上可以對後一個問題給予否定的回答。也就是説,在古代,只有古希臘,才有科學的種子。
而且,真正的科學種子,古希臘也僅有一顆,它就是《幾何原本》!
那麼,為什麼説只有《幾何原本》才是科學的種子呢?
我們平常説的古代科學成就,為什麼不能稱之為科學的種子呢?
我們可以打這樣一個比方。能夠稱之為科學的,一定是一棟完整的大樓,而不能是一個個孤立的科學成果。比如我們可以説物理學(或者其分支力學)是一門科學,但是不能説萬有引力定律是一門科學。
既然科學必須是一棟大樓,那麼,我們平常所説的古代科學成就,就很好解釋了。一句話,它們都只是建築大樓的磚瓦、樑柱,或者門窗。
比如,古代中國的楊輝三角、勾股定理,就是建造數學大樓的磚瓦;而萬有引力定律則是建造力學大樓的磚瓦。
我們不能把磚瓦、門窗説成是大樓。
同理,我們也不能把古代的具體科學成就説成就是科學!
現在的問題是,古代各個文明都有自己的科學成就,也就是説,他們都有建造科學大樓的磚瓦,那為什麼唯獨古希臘有科學的種子?
這是因為,古希臘除了擁有這些建造科學大樓的磚瓦之外,還有其他文明都沒有的獨一無二的科學成就----《幾何原本》。
我們之所以把《幾何原本》稱作科學的種子,是因為,它與所有其他的古代科學成就都不一樣!
它本身就是一棟科學大樓!---而且是古代全世界唯一的一棟科學大樓!!
三
説到《幾何原本》,中科大胡不歸剛剛發佈了《從四大發明説起(四)只要做好事,永遠都不算晚 》,裏面對於它有非常精彩的介紹,現在不妨摘引如下:
“整體上,西方古代的科學比中國高明得多!
最典型的就是數學的公理體系,即數學的基礎。在這方面,歐幾里得的《幾何原本》是一騎絕塵。其他文明都沒有類似的東西,大家都沒思考到這個層次。
公理體系是什麼?學過平面幾何就知道,公理體系是這樣一套思維方法:首先給出若干個定義和公理,這些定義和公理要儘可能的簡單和自明,然後基於這些定義和公理進行推理,推理的結果叫做定理。
真正驚人的是,推理的結果可以完全不是顯而易見的,但它們的可靠程度跟最初的公理相同。回想一下上次講解的“五點共圓”!只要你承認平面幾何的公理,如“兩點確定一條直線”,你就會承認五點共圓,雖然這個結論遠不是直覺可以看出來的。
這是人類歷史上最大的震撼之一:從常識性質的公理出發,可以推出完全超越常識的定理。
事實上,現在所有的數學著作都是這麼寫的:先給出若干個定義和公理,然後進行一步步的推理,證明一個個定理。簡而言之,數學的關鍵在於證明。這是數學著作的標準框架,這個框架是《幾何原本》發明的。中國現代有很多傑出的數學家,如陳省身、華羅庚、陳景潤、張益唐,他們都是在這樣的框架下工作的,他們的成果都是在這樣的框架中證明了新的定理。
現代人對這個框架已經習以為常,好像空氣和水一樣。但是別忘了,這個框架也是需要發明的哦。如果在框架中增加內容是了不起的成就,那麼發明框架是什麼級別呢?
有人可能會問:中國古代的數學成果是怎麼來的?難道中國古代的數學家不會做證明嗎?
答案很有意思。中國古代的數學家做過證明,例如祖沖之和祖𣈶父子推出了球體積公式V = (4π/3)r3。這當然是重要的成就,但問題在於,中國古代數學家沒有從來列出過明確的公理。他們只是從他們認為顯然正確的一些命題,推出另一些命題。
這無論對思維的深度,還是對討論交流,還是對教育傳承,都十分不利。因為,你怎麼知道對這個人顯然的命題,對那個人是不是也顯然呢?數學著作中最令人吐血的説法,莫過於“顯然可得”啊!
在歐幾里得之前,古希臘的數學也是處於這種水平。歐幾里得的偉大貢獻在於,第一次把定義和公理寫得清清楚楚。從此,人類的思維深度就跟以前不可同日而語了,人類文明在宇宙中升級了!而且,任何讀者都可以看懂了,因為道理是完全公開的,不需要任何神秘的領悟或者死記硬背。"
四
欣賞完袁博士的精彩介紹之後,我不得不遺憾地指出:袁博士雖然非常瞭解《幾何原本》的偉大,但是他仍然沒有能夠認清它在科學史上真正的崇高地位!
他應該聽説過:西方歷史上,自從印刷術引進之後,印刷數量第一的是《聖經》,而數量據第二位的,就是《幾何原本》!(所以西方文明才被稱之為“兩希文明”---古希臘與希伯來)
他應該聽説過:牛頓的近代科學奠基鉅著《自然哲學的數學原理》,模仿的就是《幾何原本》的邏輯體系!而模仿《幾何原本》的公理化體系,在近代科學革命中,是最時髦的風尚,以致於連斯賓諾莎的《倫理學》這樣的人文科學著作,都要模仿。
而且事實上,近代科學中取得了輝煌成就的天文學、物理學、化學等等,無一例外,它們每一科的整體邏輯架構,全部都是模仿《幾何原本》的成果!
現在,我們應該明白了:
《幾何原本》,確確實實是近代科學的種子,而且是唯一一顆偉大的科學種子!
而近代科學,也確確實實是這顆偉大的種子的後代!
所以,我們説古希臘有科學,就是因為它有這麼一顆獨一無二的的科學種子,而只有這顆種子,才能孕育出近代科學的參天大樹。
這顆種子,不像其他文明都有的具體科學成果那樣,只能作為構建科學大樓的磚瓦、門窗,
它本身已經是一棟結構完整的大樓!而且是古代全世界唯一一棟科學大樓!
中科大胡不歸在《從四大發明説起(三)點金術的手指》中説:
“
愛因斯坦在《自述》中説到:
“在12歲時,我經歷了另一種性質完全不同的驚奇:這是在一個學年開始時,當我得到一本關於歐幾里得平面幾何的小書時所經歷的。這本書裏有許多斷言,比如三角形的三個高交於一點,它們本身雖然並不是顯而易見的,但是可以很可靠地加以證明,以致任何懷疑似乎都不可能。這種明晰性和可靠性給我造成了一種難以形容的印象。”
因此,愛因斯坦有一句格言:
“如果歐幾里得未能激發起你少年時代的科學熱情,那麼你肯定不會是一個天才的科學家。”
我來解讀一下:科學使得精確的知識成為可能。這話的意思是,有了科學之後,人們才能夠進行精確的推理演繹,而且推理的鏈條可以任意的長。在此之前,人類的各種知識都是“大概也許差不多”,充滿了各種玄之又玄實際上很模糊的説法,例如五行生剋和星座算命,基本的缺陷就是沒法定量。只有科學才把知識提升到了精確的程度,破除了模糊。這是邏輯體系和演繹法的威力,這就是科學的第一個方法論。”
五
“科學使得精確的知識成為可能”----第一個這樣的可能,就是在《幾何原本》中實現的。
因此,我們才説,《幾何原本》是古代全球第一個科學體系!
而近代科學的所有科學體系,都是對於《幾何原本》的模仿。
事實上,在最嚴格、最本質、最核心的意義上,只有這樣的公理化邏輯體系,才能稱之為科學!
其他任何不能形成嚴密邏輯體系的科學成果,都不過是建造科學大樓的磚瓦、樑柱、門窗而已。
因為古希臘有《幾何原本》這樣的公理化體系,所以我們才説,古希臘有科學。
而古代全球其他文明,都只有許許多多孤零零的的科技成果,這些成果,都只是磚瓦、門窗-----磚瓦不能説成大樓,這些孤零零的成果,也不能説成就是科學。
所以我們説,古代中國沒有科學。