一覽知天下
隨著人類生存鬥爭地需要以及觀測能力地進一步發展,人類對自然物特別是對天體.天象地觀察顯得尤為重視,,正因為如此,人類最初的具有理性思維地觀測才能形成。
歐洲大陸的克洛麥農人在32000年就能夠觀察天象並將觀測到地結果刻在骨頭上以記時令,古埃及人在4000年前就能夠根據天狼星偕日出來預報泥羅河漲洪水。
我國古人類對天體天象地觀察由來已久,從出土的多種文化遺址中,我們可以發現大量的對於日..月..星的天文記錄,例如.鄭州大河村仰韶文化遺址中出土的彩陶上繪有太陽紋.月亮紋.星座紋等圖案,在四川省琪縣麻塘壩七盞燈的巖畫中,有古人和畜牲在日月星下嬉戲的圖景,這一方面說明了古人對日月星地一定地瞭解,另一方面也說明了古人對未來生活美好地嚮往與天象聯繫在一起。
人類對天體天象地運行變化是通過直接觀察而又不斷地積累經驗,從最初地對日月星的觀察到對日蝕,月蝕地觀察,東西方的古人都對日蝕.月蝕.極光.慧星看作是兇害的預兆,特別是木星,人類把它排在五大行星的首位.在西方,木星是朱庇特,就是天帝.天神,我國古人稱木星為:“太歲”.現在還流傳著那句:“太歲頭上動土”的諺語。
時令時節.氣候溫度.水旱災害等都是人類生命活動中不可缺少的基本知識,而要獲得這些知識就必須不僅是用肉眼觀察.還必需要有一定的工具來測繪,例如,用標杆測日影,人類對天體天象從觀察到觀測的進步表明了人類的自然觀走出了主觀意識地範圍從而邁向了實踐的步伐。
我們說.人類意識發展的同一性,其不僅表現在社會進化方面,同時也反映在社會思想與文化之中,公元前600_____200年,整個人類社會的意識形態有著火一般的熱潮.在希臘.在羅馬.在中國.在印度………你都能摸到同一時代跳動地脈搏竟然是如此協調。
我們先看這一時期中國古代人的自然觀,
{易經}是中國古代影響很大的一本書,被稱為:究天地之變的｛易經｝把萬事萬物看作是由八卦之物天地.雷風.水火.山澤演化,《易經》不但能從物質的觀點來看待世界.還能從陰陽對立地觀點來解釋世界,但以當時地認識水平是不可能正確地把握物質世界,因而文字艱澀.寓意玄乎,化費了不少中國人的心血。
道家是中國古代哲學的主要流派之一,道家對世界的看法貫穿著一個“:道”字,道是“虛無”的實體,道生天地與萬物{,易經}是:一生八卦,而道家是：“道生一..一生二..二生三..三生萬物”,道字的多種含義使得道家分為老莊學和黃老學兩大不同流派。
春秋戰國時代的鄒衍把{易經}的陰陽說與{洪範}的五行說統一起來解釋萬事萬物,五行是指宇宙萬物都是由金.木.水.火.土組成,陰陽五行說在中國的影響不僅在自然觀.而且在醫學以及社會人事方面都有其重要地影響。
我們把目光轉向西方古代人的自然觀。
古希臘社會是一個人才輩出的時代.天才人物似乎處處可尋，在自然觀方面尤為如此。
首先，希臘人不認為是五行而是認為四種元素水.火.土.氣構成物質世界.不過.哲學家泰勒斯則提出了“萬物源於水”的觀點,而赫拉克利特卻提出了“火”是萬物之本源,當然,德亞莫亞特的“原子說”與畢達哥拉斯用“數”來解釋物質世界,正表明了古希臘人深厚地哲學底蘊以及更接近自然科學觀的天才思想。
古希臘人的自然觀不僅僅滿足於對物質世界的解釋,把哲學的觸角伸入到宇宙之中是柏拉圖學說的獨特之處.因此,我們說.柏拉圖開闢了人類探索宇宙起源之謎,柏拉圖的宇宙觀充滿了數,,宇宙的開始是渾濁地,它是三角形的,隨著造物主的制定,三角形變成了正立體,四種正立體正好有四種元素微粒,還有一種“以太”元素,宇宙是圓的並作環行地圓周運動。
古希臘社會一方面是神觀念轉變到神學地逐漸興起,另一方面.希臘學者對神學很多都保持一種不即不離的態度,他們把更多地精力投入到自然探索方面,亞里士多德是這一方面地傑出代表,亞里士多德沒有明確的反對神學,但是,他以自己對自然.社會眾多領域中地探索以及他的多著作面世正表明這是一種十足地對神觀念的摒棄,亞里士多德不僅從理論而且也從實踐中探索自然界,他自己動手做動物解剖,豐富地生物學知識使他往往會從有機物方面理解萬物,他認為.事物總是趨向於目的性運動。亞里士多德認為萬物都是由水.火.氣.土四種元素構成,由於每一種物體構成地四種元素不同,因而就有四種不同的形式因.質料因.動力因.目的因,這樣就有四種不同的運動即實體的,性質的.數量的.位置的,亞里士多德把不同地運動歸納為:“自然”和”被迫”兩種,從而又把運動,與時間.空間聯繫起來.認為物體處在時空地永久運動中。
在天文學方面.亞里士多德沿用了傳統看法,把天界與地界分為兩個不同領域.並認為.地球是宇宙地中心,宇宙是有邊界的,天體呈勻速圓周運動。
在公元前600______200年間，人類的自然觀可以說經歷一次變革,它主要表現在兩個方面,一方面,.神觀念轉變到宗教，雖然在這一時代之前已開始,但這一時期趨向成熟,如古印度的印度教,古巴比倫的猶太教.古羅馬的多神教：另一方面,自然觀從感性認識到理性認識地階段中逐步轉到實踐,亞里士多德地動物解剖到其後的托勒密的儀器觀測都對後來的自然觀產生了重要影響。
對自然觀來說,天文學從來都是首當其衝,但從托勒蜜的地心說開始天文學卻沉寂一千多年,可在這一千年的歷史中,自然.社會的其它學科不都一樣是沉寂的嗎?
沉寂是低落,但事物不可能永遠是低落地,哥白尼的日心說終於打破了這種低落,使得天文學走上了近代地快速車道。
哥白尼的日心說表述大多在他的{天體運行論}中,地球不是宇宙的中心.它是繞太陽運轉的一顆普通行星,太陽才是宇宙的中心,因而所有行星都圍繞著太陽運轉。
地球是圓的,宇宙也是圓的,圓球沒有起點也沒有到終點,圓球形狀是由於旋轉作用造成地，天體地運行是有規律的,如月亮是地球的衛星,一個月繞地球轉一週,火星.木星等行星照它們各自地軌道繞太陽公轉,它們也自轉。
哥白尼的日心說打破了托勒密的地心說地統治地位,把宇宙地中心從地球搬到了太陽.但他論證了天體運行的基本規律.從而奠定了天文學上地新的里程碑。
我們說,自然觀總是一衣帶水,前人的正確與錯誤一併會乘繼給後人,開普勒似乎應驗了這一點,早期地開普勒在{宇宙的秘密}書中並沒有發現真正的天文秘密,他只發現了柏拉圖的五個正方體無法進入天文科學地軌道上,也許,失敗是成功之母,開普勒三大定律地產生證明了這一點。
第一定律.所有的行星在大小不同的橢圓軌道上圍繞太陽運動.太陽是在這些橢圓的一個焦點上,第二定律.行星的向徑在相同的時間內掃過相同的面積.第三定律.行星公轉週期的平方和它的軌道的長軸的立方成正比,三大定律推翻了哥白尼關於軌道運行是圓的.運行的速度是均速的說法。
另外.開普勒還指出.行星與太陽之間存在著相互的作用力,其作用力的大小與二者之間的距離長短成反比。
開暜勒的主要著作有{新天文學}.{宇宙諧合論}。
顯然,作為自然科學的天文學在自然觀方面它來得最早,它不僅富於詩意卻又奧妙無窮.你不僅可以瞭解到早期人類對天體天象的特別注意.在古代,在近代.在現代對天文學的廣泛興趣和執著探索的人物總是層出不窮,宇宙的奧秘一個個被揭開,不僅需要天文知識的不斷積累，更重要的是天文觀測工具的革新,伽利略給那些想日夜仰望天上的學者們奉獻了只有神話中才有的千里眼——望眼鏡。
偉大的人物產生偉大的工具,當然,還有他的思想,伽裡略認為,研究自然界必須進行系統地觀察和實驗,事實上他也是這樣做的,通過實驗他得出了一系列物質的運動規律,落體定律.慣性定律.拋體運動定律.相對原理.等時鐘性.擺振動實驗意味著數字.自然規律要用數來說明,這可以說是伽裡略科學自然觀的中心思想,這也是科學精神的內在體現。
伽裡略的著作有《關於兩種世界體系的對話》《兩種新科學的對話》。
現在,我們所記述的自然觀史已經到了17——18世紀,這可以說是一個牛頓時代,看看牛頓的成就。
一.牛頓在前人的基礎上,總結出了物體運動的三大定律,第一定律即慣性定律.任何物體在不受外力或所受外力合力為零時,保持原有地運動狀態不變.第二定律.物質的加速度與所受的合外力成正比與物質的質量成反比,加速度的方向與合外力方向一致.第三定律.當物體甲給物體乙一個作用力時,物體乙必然給物體甲一個反作用力,作用力和反作用力相等. 方向相反。
三大定律的實際應用深深地改變了人類的生活.定律廣泛應用於科學儀器.設計機器.鐘錶.輪軸.等.從而帶來了一個機器工業革命的時代。
二.萬有引力定律,.牛頓在得出了加速力等於質量乘加速度這個定律後進一步確定了萬有引力定律,宇宙所有的物體{質點}都相互吸引.吸引力的大小跟兩個物體質量的乘積成正比.跟它們的距離平方成反比.萬有引力定律不僅適用於一切天體.也適用於地面物體.從而解釋潮汐現象以及歲差的形成。
三.在光學方面.牛頓的成就也是驚人地.1668年牛頓製成了第一架反射望遠鏡代替了伽裡略的發散透鏡.1672年牛頓發表了{關於光和顏色的新理論.提出了光的折射率與顏色的對應性.牛頓還通過大學的實驗提出了牛頓環現象以及光的微粒說。
.四.在數學方面.牛頓不僅使萬有引力定律用一種完全數學的方式表達.並且.在笛卡爾等人的基礎上創立了微積分。
牛頓使得人類的自然觀跨上了一個新時代的高度.他的科學成就對研究自然.特別是天文學作出了巨大貢獻.現代社會的工程建築.汽車製造.航天技術等都與牛頓的科學成就分不開。
.牛頓的著作主要有.《自然哲學的數學原理》《光學》等。
18世紀末到19世紀末.可以說是自然觀最熱鬧也最富戲劇性的時代.從赫登的地球理論到達爾文的進化論無不表現了自然觀從天上一下子掉到了地下的垂直特點.換句話說.從牛頓時代後差不多一個世紀自然觀的視焦主要集中在地球上。
我們一個個數來。
被稱為地質學之父的赫登是經典地質學地奠基人.他的地質理論的中心思想是“漸變論”.他認為,地質作用無論是過去還是現在以及未來都是一樣.根據這個原理.從現在地質情況可以推測到過去的地質情況.還可以預測到未來的地質情況.因此.地質循環是順理而成的地質運動的規律.赫登認為.地質運動變化的主要成因是火與水地共同作用.而火比水的作用更大。
與赫登不同的是.居維葉不僅研究地質更重要地是要研究生物.居維葉的災變說認為.地球上的生物其實是一種不連續地發展.不同地區之間的生物化石結構之所以呈現不連續性.是因為地球上曾經發生了特殊而強大地災變.許多生物便在災變中滅絕了.災變過後.又有新的一批生物出現了.居維葉還進一步設想.地球上曾發生過四次使許多生物滅絕的大災害.
顯然.居維葉的這一災變設想，給人留下了對生物特別是人類起源的更大空間的設想。
在這一時期,.還有以哲學聞名地德國人黑格爾.黑格爾的自然哲學包含了力學.物理學和有機學的某些方面.他認為在力學這個自然的第一個自身完整地領域內.力學以時空為開端,一切是有量的區別而無質的區別.物質與運動是統一的.黑格爾還認為.生命的出現是因為.在物理領域地最後階段出現了化學運動,從而使無機界發展到有機界。
從微觀到宏觀.又從宏觀到微觀,人類的自然觀察力從來都象光波一樣無所不在.不信,看看道爾頓的原子說.你就會歎服,人類的智慧光芒總是遍地開花.約翰.道爾頓既是英國的化學家又是物理學家.道爾頓的原子說開創了微觀結構研究的嶄新之路.它的基本內容是.1原子是組成化學元素的最小微粒.並在化學反應中保持其特性,2同一元素的原子質量及其性質相同.不同元素的原子具有不同的質量及其性質,3.有簡單數值比的元素的原子結合時.原子之間會發生化學反應從而生成化學物.一種元素的原子與另一種元素的原子結合時.它們之間成簡單地數值比。
總而言之.物質是由最小的原子組成.原子是我們的肉眼無法看到的.這就是微觀。
然而,微觀世界不僅僅是原子,在生物中還有細胞,“細胞是構成動植物的基本單位”這是德國植物學家施來登與動物學家施旺的細胞學說,其主要內容是,1動植物都是由細胞構成地並由細胞發育而成.細胞是生命地基本單位其結構有明顯的一致性即按照一定的規律排列在動植物體內,2每一個細胞是一個獨立地基本單位,但又與其它細胞協同作用構成生命體,從而生命體不僅是有共同的發育過程也是共同的生命過程,3.新的細胞可以由老的細胞生成。
細胞學說經過不斷地完善,特別是在德國的病理學家魏爾肖作出“細胞來自細胞”的論點後,細胞學說才真正確立在生物學中的核心地位.細胞學說的確立帶來了生物領域的技術革命,從而在工業.農業.醫學.生物等方面發揮了巨大地作用。
人類對微觀世界的認識從原子到細胞.表現了人類認識自然..認識物質世界跨上了新的高峰,從而預示著人類全面.正確地認識物質及其運動的日子已經不會遙遙無期了。
在人類認識自然的歷史過程中.除了黑格爾外.費爾巴哈也不能遺忘.一個是辯證法,一個是唯物主義.兩者構成了馬克思主義哲學的兩大體系.人們知道.哲學的基本問題是,物質與精神..費爾巴哈認為自然界是物質的.自然是第一性的.是唯一存在的實體.而精神與思維是第二性的,他把物質運動與時空聯繫起來並把自然界的事物看作是有機地聯繫.因而有一定地必然的因果關係即規律性。
當然,最重要的是費爾巴哈是無神論者.
物質是由原子組成.生命是由細胞構成.那麼,微觀領域是否也存在著必然性呢?
孟德爾的遺傳因子說向我們展示了物質運動地必然性——撒什麼種子結什麼果.孟德爾的遺傳因子學說主要來源於他的碗豆試驗,其內容為,1分離定律.不同的遺傳因子雖然在細胞裡是互相結合.但並不互相攙混.是各自獨立可以互相分離的.2自由組合定律.植物在雜交中不同遺傳因子的組合遵從排列組合定律。
孟德爾遺傳因子學說的產生雖然只是揭開了遺傳奧秘地第一步.但卻是不可缺少的一步.人類從遺傳機理中將看見這樣一個事實.生物地進化是必然的即遵從一定的遺傳規律。
現在是到了看達爾文的進化論了,時間是.1859年,書名是《物種起源》。
達爾文的進化論無疑是一個時代地產物.在他的前面有布豐.同時代的有拉馬克.居維葉.赫胥黎,其後還有斯賓塞和赫克爾,
《物種起源》的.出版引發了地震般地轟動.,從而把進化論的自然觀推向了與神創論的自然觀相對立地風口浪尖,奇怪的是,站在這風口浪尖上辯論的不是達爾文而是赫偦黎,不管是誰.達爾文的進化論反正代表了無神論,只要是指證了生物是自然演化的結果即自然選擇的結果就行.但達爾文是勤奮地，不愧是一個博學家.他通過大量的實地實物觀察.從而得出了一個天下人皆知的四個字.自然選擇.自然選擇是一個物竟天擇,適者生成的過程.在這個過程中生物是從低級到高級地連續進化並充分表現了其變異的特性。
現在.我們必須瞭解現代自然觀地三大學說,相對論.量子力學.基因說。
先看愛因斯旦的狹義相對論,當伽利略把相對思想指向物理學地機械運動時.愛因斯旦把這一相對思想搬進了所有物理學領域.1所有的物理學定律對於任何慣性座標系來說都是相同的.2光速恆定不變.光速是物質運動的極限.3同時性是相對的,從而在時空觀念上與傳統說法大為不同.愛因斯旦認為時間與空間都是相對的.在同一時刻發生的事件被稱為同步.但參考座標系的選取會影響到同步的結果,而時間就自然進入到空間三維成了四維的座標系。
廣義相對論,廣義相對論是關於時空與萬有引力關係的理論,愛因斯旦把等效原理即加速度和引力的效果是相同的應用到所有的自然現象中,在不同的空間位置時間會有變化,引力定律不過是一種幾何條件.行星沒有進行直線勻速運動的原因是行星沒有運行在歐幾里得空間,而在非歐幾里得空間,其基本概念表述為.1.時間與空間的形式和結構受到物質和能量地影響因而不是絕對的.2物質和能量是時間變化與空間彎曲程度的決定因素,3空間的彎曲程度又決定了物質的運動方式。
另外,愛因斯旦在量子力學方面也有突出表現,接下來我們介紹量子力學。
量子力學是現代科學發展的重大成果.也是經典力學發展的必然結果,量子力學是眾多科學家努力的結果反映了量子認識過程的複雜性及其重要性。
1900年.英國的物理學家瑞利根據經典統計力學和電磁理論提出了黑體輻射的能量分佈公式。
同年12月.14日德國物理學家普朗克在德國物理學會上提出了量子假定.物體在發射輻射和接受輻射時.能量是不連續的.以一個最小單位的整數倍跳躍式變化.這個最小的單位就叫量子。
1905年愛因斯旦發表了《光的發射與轉化中所得到的啟示》的論文.提出了光的量子概念,從而解釋了光電效應時存在的矛盾
1913年丹麥物理學家玻爾也提出了量子假說.他首次提出了定態和躍遷兩個概念。
1923年,美國物理學家康暜頓從實驗中發現了X射線中的光子呈現出粒子的性質.從而證明了光量子的理論。
1924年法國物理學家德布羅依提出了描述微觀粒子波動性的物質波動論.這就使得波粒兩象性的理論更加成熟。
1925年德國物理學家海森伯格發表了題為《關於運動學和力學關係的量子論的重新解釋》的論文從而創立了量子波動理論矩陣方法.後來.他又和約丹爾等人合作創立了量子力學的矩陣力學體系。
1926年奧地利物理學家薛定鍔建立了波動力學.被稱為{薛定鍔方程}是量子力學中描述微觀粒子運動的基本定律。
1927年海森伯格在題為{量子論中運動學和力學的形象化內容}論文中提出了:測不準關係”.其含義是..不可能同時精確測量到亞原子尺度微粒的位子和動量信息。
從上述中,我們可以看出,量子力學在較短的時期內獲得了快速地發展,表明了人類的自然觀在微觀領域中獲得了全方位的認識,從而也說明了人類認識自然.利用自然的能力到了一個新的水平。
我們說,人類自然觀在微觀領域是全方位的還表現在基因方面,1953年美國的生物學家沃森和英國的物理學家克里克在{自然}雜誌上推出了他們的DNA的分子結構模式即雙螺旋結構,人類細胞中一共有23對染色體,約有10萬個基因.它們分別構成了生物體不同的特定的遺傳密碼,
顯然,基因研究給醫學.遺傳學.生物學等特別是人類社會帶來了巨大影響.同時.它也標誌著人類科學自然觀邁向了一個新的世紀。
閱讀更多 這是天籟之音 的文章
