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科學是什么 版權信息
- ISBN：9787302532941
- 條形碼：9787302532941 ; 978-7-302-53294-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
科學是什么 本書特色
★全國優秀科普作品獎獲得者、著名科普作家張天蓉重磅新作。 ★科學發展的歷程？科學的本質是什么？科學家是如何思考的？什么是懷疑精神和批判思維？ ★中學生、大學生科學教育通識讀本。
科學是什么 內容簡介
本書從科學史的角度談起，科學起源于那個喜好研究自然本身的規律、樂于探討人與自然關系的古希臘，這也是科學的本質。古中國墨家學派是重視自然科學研究和技術探討的學派，墨子對小孔成像的研究是古中國不多的科學發現。現代科學z終誕生在歐洲，科學區別于宗教和偽科學的本質和要素有四個：可質疑性、可量化、可被證偽性及可證實性、普適性。質疑是科學的**要素，不質疑，就不成其為科學。科學研究中的奧卡姆剃刀原則意味著：當你面對導致同樣結論的兩種理論時，選擇那個z簡單的、實體z少的！科學的目的本來就是要尋找對自然現象z簡單、z美的描述。除簡潔之美，科學還有邏輯之美、對稱之美、完備之美。科學方法比科學研究的內容更重要，作者用非常有趣的實例讓我們了解科學家們是如何思考的，即使所有具體的知識都丟失了，科學家運用科學方法仍舊可以重新發現。我們普通讀者也非常有必要掌握這些科學思維和科學方法。 作者在讓我們領略科學魅力的過程中，穿插了大量的有趣故事，可讀性極強。在保證科學性的前提下，通俗易懂，輕松活潑一向是張天蓉老師的科普著作的顯著特點，本書也不例外。
科學是什么 目錄
**章?? 科學之起源
A. **位科學家??/??3
B. 中國古代的科學??/??11
C. 科學和邏輯??/??16
D. 從畢達哥拉斯到微積分??/??23
E. 古中國的算學??/??35
F. 古希臘人的宇宙觀和天文學??/??38
G. 古中國天文學和宇宙觀??/??43
H. 古代教育??/??46
I. 亞里士多德的宇宙??/??53
J. 托勒密的天空??/??59
第二章?? 科學之誕生
A. 希臘數學家的傳承??/??64
B. 阿拉伯世界的光亮??/??68
C. 天文學打頭陣??/??72
D. 牛頓之光??/??80
E. 愛因斯坦的革命??/??87
F. 賽先生到中國??/??90
第三章?? 科學之要素
A. 何謂科學？ ??/??96
B. 疑之而究之——質疑性??/??98
C. 科學需要量化??/??105
D. 可被證實和證偽??/??119
E. 放之四海、推而廣之——普適性??/??128
第四章?? 科學之思想
A. 科學美與藝術美??/??136
B. 西方和東方、寫實和寫意??/??143
C. 科學的簡潔美??/??147
D. 科學之數學美??/??151
E. 愛因斯坦和哥德爾??/??159
第五章?? 科學之精神
A. 科學中的實驗美??/??168
B. 科學家的獻身精神??/??178
C. 現代科學實驗之壯觀??/??180
D. 將實驗室搬到太空??/??183
第六章?? 科學之方法
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. 計算機互聯網與科學??/??197
尾聲?? 科學與文明社會??/??199
致謝??/??202
附錄??/??203
附錄 A?? 科學史上人物譜??/??204
附錄 B?? 參考文獻??/??211
附錄 C?? 圖片來源??/??213
展開全部
科學是什么 節選
明朝學者陳獻章說： “學貴置疑，小疑則小進，大疑則大進。” 質疑為何重要？ 質疑是科學的**要素，它使科學有別于宗教和哲學。不質疑，就不成其為科學。 歷史地看，科學發展的源頭要追溯到古希臘時代，當時的人類對周圍環境的認識還十分有限，并不需要分清楚所謂“科學、宗教、哲學”三者之間的明顯界限。但因為哲學概念之艱澀不實用以及科學領域觀測證據之不足，當時的三者中宗教的勢力*為強大。正如之后19世紀的著名英國哲學家伯特蘭·羅素所評述的：科學訴之于理性，神學訴之于權威，哲學則介于兩者之間。羅素對哲學評價的意思是說：哲學如科學般地強調理性，但又如神學那樣反映了人類對不確切事物的思考。 宗教，比如基督教，將上帝和《圣經》作為*高權威，它不允許質疑，只能無條件接受。這與科學研究的方法是不相容的。當今社會的宗教和科學還算可以和平共處互不干涉，但在幾千年的歷史長河中，兩者時不時地總要互相碰撞產生沖突，因為宗教總是企圖扮演自然的解釋者的角色，而它的解釋不是依靠質疑和實驗探索而得到，而是從上到下靠權威來維系。 正因為在科學發展的早期三者界限不清楚，許多科學家同時也是哲學家和虔誠的教徒，他們除了孜孜不倦地進行科學探索之外，在思想和精神方面則往往游走徘徊于三者之間。這方面不乏先例，*為典型的是幾位天文學家或物理學家：哥白尼、布魯諾、伽俐略、開普勒等。 哥白尼的日心說將宇宙的中心從地球移到了太陽，雖然如今看來，太陽也并非宇宙之中心，宇宙無中心。但這點小小的移動卻動搖了當時宗教神學的理論基礎。哥白尼深知其嚴重性，只能在病床上才發表了他的著作。之后，一位極富質疑反叛精神的意大利人布魯諾，將哥白尼的學說進一步推展，出版了與《圣經》解讀嚴重沖突的“無限宇宙論”，因而在1600年被判火刑，在羅馬被當眾燒死。盡管歷史學家們對布魯諾被判火刑的真實原因仍然有所爭論，但此案例仍被認為是一個科學質疑與宗教權威沖突的標志性歷史事件。 發現行星運動三大定律的開普勒，則是一位非常虔誠的基督徒。雖然他在信仰上也曾經遭受逼迫，造成生活中的許多困境，但他始終對上帝堅信不疑，將宗教的論點寫進他的科學作品中，企圖以致力于科學活動來支持和詮釋他的神學信仰。伽俐略雖然也是教徒，但有意思的是，他繼承了他父親對權威的懷疑態度，可以說從骨子里就是一個質疑派。從小就喜歡打破沙鍋問到底的伽俐略，25歲便被比薩大學聘為教授，他推崇實驗觀測和數學推理，在運動學和天文學方面杰出的貢獻，促使了現代物理學的誕生，也進一步推動了科學從哲學與宗教中分離出來，這是人類思想的一大進步。由于伽俐略對哥白尼學說的宣揚，于1632年被教會拘捕，之后被判處終生軟禁。 ·笛卡爾的質疑 時間流駛、大浪淘沙，科學無論如何是需要質疑的，否則就不可能有科學的進步。高舉質疑大旗的代表人物是比剛才幾位科學家稍后的法國著名哲學家勒內·笛卡爾。 笛卡爾的家鄉都蘭，是一個美麗的花園小城，綠樹成蔭，瓜果飄香。笛卡爾的父親是當地議員，算貴族階層，母親在他1歲多時因肺結核去世，并將這個當時被列為不治之癥的疾病傳染給了他。 體弱多病的笛卡爾活得也不長，他的死還頗具傳奇性。笛卡爾喜好獨自讀書與沉思，追求“安寧和平靜”的隱居生活。哲學家當然都愛思考，據說蘇格拉底喜歡在雪地里沉思，而笛卡爾的大腦卻只在身體暖和時才能正常運轉。因此，笛卡爾平生的習慣是喜歡“睡懶覺”，躲在溫暖的被窩里思考數學和哲學問題。據說他的解析幾何坐標概念之靈感就是在作了“三個奇怪的夢”之后得來的。可是很不幸，在笛卡爾晚年，被瑞典的克里斯汀女王看中，要笛卡爾給她講哲學晨課。女王喜歡早起，可憐半老不老的笛卡爾只好違背他多年的作息習慣，每天早上五點爬起來給女王上課，*后終是適應不了北歐嚴酷多雪的冬天，于 1650年得肺炎一命嗚呼了！ 笛卡爾研究數學和物理，發明解析幾何，被廣泛認為是西方現代哲學的奠基人。他認為一切感官獲取的知識都是可以懷疑的，唯有懷疑本身不可懷疑。或者可以解釋為：人的理性思維無可懷疑，是不同于感性經驗的唯一確定的存在，由此而留下了一句哲學名言“我思故我在”。 這句名言直譯的 意思是“若我思，則我是。”，如果將“是”理解為“存在”的話，此言意味著：存在是思考的必要條件，而思考是存在的充分條件。笛卡兒提倡“普遍懷疑”，“思”便意味懷疑。笛卡兒認為肉體的感官是相當不可靠的。必須依靠精神與思維。然而，因為周遭的事物無一不是由感官而知的，當然也令人懷疑它們是否真實。不過，有一個事實卻是千真萬確的，那就是：“我懷疑，我存在”的這個事實，也就是說：我思故我在。 笛卡爾*重要的哲學著作有兩部，即《**哲學沉思集》和《方法論》。笛卡爾在前者中 提出懷疑一切作為出發點，而在后者中則努力尋找一種原則上適用于所有科學問題的方法。 兩本書中，笛卡爾試圖提出解決所有問題的基本原則。首先，要避免草率的判斷與偏見，決不把任何沒有明確地認識其為真的當作真的來接受。其二，把每個難題分成若干細小的部分，逐一解決。其三，循序漸進，由簡到繁地解決復雜的問題。*后，審查和列舉所有可能性，避免遺漏。 笛卡爾本人聲稱他是虔誠的天主教徒，但他曾被指控宣揚秘密的自然神論和無神論信仰，與其同時代的科學家布萊茲·帕斯卡也指責笛卡爾“總想撇開上帝！”。不過，笛卡爾懷疑一切，難道就沒有懷疑過上帝的存在嗎？應該是有所懷疑的，否則怎么會在其《**哲學沉思集》【11】中給出大量篇幅來證明上帝的存在呢。笛卡爾證明的思路可簡述如下：上帝是完滿的；完滿性包括存在性，否則就不完滿了；因此，完滿的上帝一定存在；證畢。筆者不懂這種哲學思辨式的形式證明，難以判定正確與否，但從笛卡爾的整體哲學思想，可以感覺到笛卡爾的上帝已經不是原來神學意義上存在的上帝，而是存在于我們思維中的一個完滿的觀念，即：是一個理性主義的上帝。那么我們可以再推論下去，既然這個上帝只存在于我們的思維中，那么是否可以說，對其相信與否只是某種個人的信仰？因此，笛卡爾證明了存在的那個上帝，與科學研究活動是無關的。 笛卡爾的“懷疑論”，從理論上肯定了“質疑”是科學研究中的基本精神。之后，隨著科學的迅速發展壯大，神學的地盤逐漸縮小，科學和宗教開始分道揚鑣，而哲學呢，仍然徘徊于兩者之間，有時候左碰右撞出一點火花，大多數時候與兩邊都相安無事，成為兩者間的橋梁。 ·如何質疑？ 所謂“質疑”，不是全盤否定，但也不是初學者尚未明白就里時想澄清的幾點“疑問”。它應該是質疑者經過一定思考后，指出的他認為理論中可能存在的某種錯誤。因為質疑者開始時僅從他自己的角度出發，固然不一定正確。 質疑科學中前人的結果和結論，意思是要以懷疑的眼光看待任何實驗事實和理論，搞科學研究要帶著一個懷疑的頭腦，不可先入為主地相信書本和權威。“科學”并不等于“正確”，而是意味著可以質疑，這正是科學的精髓所在。正如中國著名學者胡適先生告誡我們的：“做學問要在不疑處有疑，待人要在有疑處不疑”、 “大膽假設，小心求證”。胡適這兩句名言的精辟之處就是鼓勵質疑。 對任何科研成果都應該允許質疑，并且還應該鼓勵質疑，這樣才能促使科學家糾正錯誤，吸取教訓，促進科學的進一步發展。但是，要提倡用科學的態度來質疑科學成果。如果自己就是一名科學工作者的話，便應該盡可能以科學規范的方式，即發表研究論文及參加研討會等來表達觀點。質疑某一個科學理論，應該是對事不對人的，千萬不能把科學質疑當成搞政治一樣地拉幫結派。即使對學術問題有相互不同的觀點，但仍然可以是朋友，科學之“道”不同，但仍可“相為謀”。 至于“質疑”的方法，也應該是科學的分析和論證，不應該是一句自己隨便下的“結論”。 質疑是理所當然的，但有時候很多細節我們并不清楚，尚需要進一步的研究和了解。過早下結論則不是一種科學的態度。像某些說法：“接受到的肯定不是引力波”；“太玄（懸）所以不可能”；“小學生都知道相對論是錯的”；“引力波不能自洽”；“一場鬧劇”；“相對論早就被人否定了”；“相對論錯得太離譜，相對論是不折不扣的偽科學，是偽科學們拿來騙錢的工具”……，等等，這些邏輯混亂、不符合事實、令人不知其所云的話，可以休矣！ 正因為質疑是科學的基本精神之一，許多學科都存在“主流派”和其它一些非主流的觀點，一般而言，主流派的觀點比較統一，但非主流派大多數各有一套，它們都是該科學理論的組成部分。既不可認為主流觀點就一定正確，也不可以為非主流的才有質疑精神，而主流科學家們都是固步自封墨守成規的保守派。實際上，只要是采用符合正常學術規范的方式，各方的觀點均應被認為是科學的，各派的理論在不斷的切磋磨礪及實驗事實的檢驗中成長，摒棄錯誤改進模型，方能促進科學之不斷發展。 質疑科學理論，本質上也就是不斷地在腦海中首先向自己提問題和解決問題。質疑的精髓并非隨意向別人提問，而首先是表現為獨立思考的能力和不斷自我解決疑問的執著精神。因此，質疑他人科學成果的同時，也要質疑自己。懷疑一切，也包括“懷疑”自己原來所下的結論。要善于改正錯誤，接受反對者的觀點，這才是科學的態度。真理需要艱苦的學術研究來證實，不需要以四處發文發郵件擴大影響來爭個“輸贏”。我們每個人都要準備好根據科學探測中的新發現來修正更新自己的觀點和立場，這不叫見風轉舵，也不是人云亦云，而是反映了一個人的科學素養。 一般民眾可不可以質疑科學成果呢？當然可以。但現在科學分類太細，“聞道有先后，術業有專攻”，不要說非專業人士，即使是某個領域的專家也不可能對那個領域的所有知識全懂。況且，如今的科學技術與希臘時代或牛頓時代，都不可同日而語，理論需要高深的數學，實驗需要精密的儀器。因此，外行質疑內行是不容易的。首先需要了解學習一些那個領域的基本概念，才能做出中肯的判斷，有份量的質疑。質疑沒錯，但是科學界主流認可某個理論，一定有他們的道理，質疑之人首先不要抱著排斥的心理，要先理解，再懷疑。 真正要質疑，僅僅靠讀點科普讀物是不夠的。比如說，通過完全沒有數學描述的科普書（例如霍金的時間簡史之類）學來的東西，不可能使你達到足以質疑廣義相對論和現代物理宇宙學的程度。如今研究理論物理缺少不了數學，質疑者也需略知一二。但現在犯此類錯誤的質疑者卻不少，了解一點皮毛就想著質疑，或者是沒有嚴格的論證，僅僅憑直覺和他們認定的邏輯就下一句空洞的結論。不過話說回來，這種自己隨便下的“結論”，并不能算是真正的質疑。 ·實例 質疑促進科學的進步，此類實例舉不勝舉。物理學中和生物學中的多次革命都是質疑舊理論、提出、建立、并證實新理論的過程。例如，組成世界的本源是什么？這個問題從古希臘一直問到現在。答案曾經是水、火、數、氣、實心球、葡萄干蛋糕、行星模型、原子、基本粒子、夸克……。每一個模型都是質疑的結果。并且，這個問題還會一直質疑，一直探究下去。 再如：牛頓質疑開普勒定律，探討其內在原因是否與地面重力一致？并由此而發現了萬有引力定律，建立了經典力學；伽俐略質疑落體運動規律并親自做實驗，提出相對性原理；愛因斯坦質疑經典物理，建立了狹義相對論和廣義相對論；愛因斯坦也和普朗克、波爾等，質疑經典理論，開創量子力學。 法國著名化學家拉瓦錫，質疑前人的“燃素說”，認為它存在著許許多多的破綻。他想，如果金屬在煅燒中逸出了燃素，那為什么重量反倒增加而不是減少呢？拉瓦錫不僅質疑，還用嚴格的實驗來支持和驗證他的質疑。就是剛才所說有關物質燃燒前后的重量變化的問題，他就用各種不同的物質和容器進行了多次實驗：仔細地稱量用火加熱前后的物質和容器的重量。后來，拉瓦錫得出結論：在沒有密封的燃燒中，大多數情況下，重量有所增加，是因為空氣中的“氧氣”參與到了反應中，使得物質燃燒前后重量不一。這樣，拉瓦錫推翻了燃素說，使化學以一種嶄新的面目蓬勃發展起來。 拉瓦錫使化學從定性轉為定量，給出了氧與氫的命名，并且預測了硅的存在，提出了“元素”的定義，這位歷史上*偉大的化學家之一，不幸在法國大革命中被送上斷頭臺而死。
科學是什么 作者簡介
張天蓉，女，物理學者，科普作家。美國得州奧斯汀大學理論物理博士。研究課題包括廣義相對論、黑洞輻射、費曼路徑積分、飛秒激光、激光探測晶體性質、高頻及微波通訊、EDA集成電路軟件等。發表專業論文三十余篇。著有科普書籍：《蝴蝶效應之謎:走近分形與混沌》、《世紀幽靈:走近量子糾纏》、《上帝如何設計世界-愛因斯坦的困惑》、《永恒的誘惑 : 宇宙之謎》、《從擲骰子到阿爾法狗：趣談概率》等。其中《永恒的誘惑：宇宙之謎》榮獲科技部2018全國優秀科普作品獎。
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