近代科學(xué)的“搖籃”：古希臘科學(xué)及其輝煌的社會歷史背景
——科學(xué)發(fā)展的人文歷程漫話之二

錢時惕

(河北大學(xué) 河北 保定 071002)

1 古代希臘科學(xué)及其成就

約在公元前3 000～前2 000年，人類社會進入奴隸社會.由于腦力勞動與體力勞動之分工，少數(shù)人有條件從事文化學(xué)術(shù)工作.在這個階段,世界各地形成了幾個文明中心：尼羅河下游的古埃及、幼發(fā)拉底河與底格里斯河流域的巴比倫、印度河與恒河流域的古印度和黃河流域的中國.它們在天文學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)以及建筑、水利、冶金等方面取得了許多成就.

但古代科學(xué)的典范則是在古希臘產(chǎn)生的.從公元前12世紀(jì)到公元前9世紀(jì)，希臘開始從原始社會向奴隸制社會過渡.到公元前8世紀(jì)，城邦(以一個城市為中心組成一個小國)在希臘興起.這種帶有一定民主氣氛的城邦制度給文化及學(xué)術(shù)的發(fā)展提供了較為寬松的社會環(huán)境;再加上地理、經(jīng)濟條件的支持，公元前6世紀(jì)～前146年，古希臘便進入文化的鼎盛時期，成為后來西方文明的發(fā)源地.

在文化學(xué)術(shù)發(fā)展的大背景下，古代科學(xué)也在希臘得以發(fā)展，成為近代科學(xué)的“搖籃”，其中包括：恩培多克勒(Empedocles,公元前490～前430)及亞里士多德(Aristoteles,公元前384～前322)的元素說，留基伯(Leucippes,公元前500～前430)及德謨克利特(Demokritus,公元前460～前370)的原子學(xué)說，畢達哥拉斯(Pythagoras,公元前584～前497)學(xué)派關(guān)于數(shù)學(xué)的研究，亞里士多德的物理學(xué)，歐幾里得(Euclid,公元前330～前275)的幾何體系，阿基米德(Archimedes,公元前287～前212)的靜力學(xué)，阿里斯塔克(Aristarchus,公元前310～前230)與托勒密(Ptolemaeus，約公元90～168)等的天文學(xué)，希波克拉底(Hippocrates,公元前460～前337)及蓋侖(Galen,公元前120～前200)等的醫(yī)學(xué)等等.

1.1 留基伯與德謨克利特的原子學(xué)說

留基伯首先提出物質(zhì)構(gòu)成的原子學(xué)說，認(rèn)為原子是最小的、不可分割的物質(zhì)粒子.原子之間存在著虛空；無數(shù)原子從古以來就存在于虛空之中，既不能創(chuàng)生，也不能毀滅；它們在無限的虛空中運動著構(gòu)成萬物.

德謨克利特是留基伯的學(xué)生，他繼承并發(fā)展了留基伯的原子學(xué)說，指出宇宙空間中除了原子和虛空之外，什么都沒有.原子一直存在于宇宙之中，它們不能被從無中創(chuàng)生，也不能被消滅，任何變化都是由它們引起的結(jié)合和分離.

1.2 畢達哥拉斯學(xué)派關(guān)于數(shù)學(xué)的研究

畢達哥拉斯學(xué)派在數(shù)學(xué)上最卓越的貢獻有：畢達哥拉斯定理(對于一個直角三角形，兩直角邊長的平方和等于斜邊邊長的平方)及無理數(shù)的發(fā)現(xiàn).

畢達哥拉斯學(xué)派認(rèn)為數(shù)是萬物的本原，事物的性質(zhì)是由某種數(shù)量關(guān)系決定的，萬物按照一定的數(shù)量比例而構(gòu)成和諧的秩序；由此他們提出了“美是和諧”的觀點，認(rèn)為音樂的和諧是由高低長短輕重不同的音調(diào)按照一定的數(shù)量上的比例組成.

畢達哥拉斯學(xué)派認(rèn)為天體的運行秩序也是一種和諧.各個星球保持著和諧的距離，沿著各自的軌道，以嚴(yán)格固定的速度運行，產(chǎn)生各種和諧的音調(diào)和旋律，即所謂“諸天音樂”或“天體音樂”. 畢達哥拉斯學(xué)派關(guān)于數(shù)的重要性及數(shù)是萬物的本原的思想在西方科學(xué)界有深刻而長遠的影響.

1.3 亞里士多德的物理學(xué)

在亞里士多德的物理學(xué)中，貫穿著他的目的論思想.他把自然界的運動劃分為自然運動與強制運動兩種類型.

在亞里士多德看來，宇宙是一個以地球為中心的層次結(jié)構(gòu)，在這種宇宙之中，各種物體都具有其固有位置.物體如果處于固有位置，它將保持靜止?fàn)顟B(tài)，只有受到外力時，才移動其位置.一旦外力消失，這種物體將朝著固有位置做返回運動.這樣的運動叫做自然運動.重物下落、炊煙上升均屬自然運動.

非自然運動,或在外力不斷作用下的運動，稱之為強迫運動.物體上拋、球在地面上滾動均屬強迫運動.

亞里士多德物理學(xué)(或天文學(xué))的另一特點，就是強調(diào)天與地的嚴(yán)格區(qū)別.天地以月球為界.月球之上的天，是擺脫了一切變化的完美無缺的世界，天體的自然運動描繪出完整的圓形.月球之下的地，萬物皆變，生生不息，又分自然運動與強迫運動兩種.地上的世界由水、土、火、氣四種元素組成，而天上的世界由有靈魂的第五種元素所構(gòu)成.

1.4 歐幾里得的幾何體系

《幾何原本》是一部集前人思想和歐幾里得個人創(chuàng)造性于一體的不朽之作.傳到今天的歐幾里得著作并不多，然而我們卻可以從這部書詳細(xì)的寫作筆調(diào)中，看出他真實的思想底蘊.

全書共分13卷.書中包含了5條“公理”、5條“公設(shè)”、23個定義和467個命題.在每一卷內(nèi)容當(dāng)中，歐幾里得都采用了與前人完全不同的敘述方式，即先提出公理、公設(shè)和定義，然后再由簡到繁地證明它們;這使得全書的論述更加緊湊和明快.而在整部書的內(nèi)容上，也同樣貫徹了他的這種獨具匠心的安排.它由淺到深，從簡至繁，先后論述了直邊形、圓、比例論、相似形、數(shù)、立體幾何以及窮竭法等內(nèi)容.其中有關(guān)窮竭法的討論，成為近代微積分思想的來源.僅僅從這些卷帙的內(nèi)容安排上，我們就不難發(fā)現(xiàn)，這部書已經(jīng)基本囊括了幾何學(xué)從公元前7世紀(jì)的古埃及，一直到公元前4世紀(jì)——歐幾里得生活時期——前后總共400多年的數(shù)學(xué)發(fā)展歷史.

歐幾里得的幾何體系成為公理化方法的一個典范，對人才培養(yǎng)與科學(xué)發(fā)展有深遠的影響.

1.5 古希臘的天文學(xué)

希臘在天文學(xué)上成就巨大.與其他文明古國相比，它的理論性最強，體系也最為完整且科學(xué)，方法上也達到了古代的高峰，它的影響也是具有深遠意義的.其中，做出重大貢獻的天文學(xué)家有：

(1)被譽為“希臘化時代的哥白尼”的天文學(xué)家阿里斯塔克：第一個嘗試測量地球和太陽之間的距離，并正確提出地球的面積小于太陽.他天才地提出太陽中心說，認(rèn)識到地球和行星圍繞太陽旋轉(zhuǎn)并自轉(zhuǎn).

(2)埃拉托色尼(Eratosthenes，公元前275～前195)：在歷史上第一個用正確的數(shù)學(xué)方法準(zhǔn)確測出地球周長和直徑，用經(jīng)緯網(wǎng)繪制地圖，最早把物理學(xué)的原理與數(shù)學(xué)方法相結(jié)合，創(chuàng)立了數(shù)理地理學(xué).

(3) 作為“方位天文學(xué)之父”的希帕庫斯(Hipparchus，公元前190～前125)：發(fā)明了“天文數(shù)”概念，發(fā)現(xiàn)了歲差現(xiàn)象，編造了西方歷史上第一個記載恒星的星表，并測定了上千座恒星的亮度，算出月球直徑及其與地球距離的近似值.

(4)后世最負(fù)盛名的天文學(xué)家托勒密：創(chuàng)立了地球中心說，主張地球處于宇宙中心，且靜止不動，日、月、行星和恒星均環(huán)繞地球運行.托勒密這個并不反映宇宙實際結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)圖景，卻較為完滿地解釋了當(dāng)時觀測到的行星運動情況，并取得了航海上的實用價值，代表古希臘天文學(xué)和宇宙學(xué)思想的頂峰.托勒密的名著《天文學(xué)大成》，在歐洲天文史上產(chǎn)生了重大的影響.

2 古代希臘科學(xué)的自然哲學(xué)形態(tài)

古代希臘的科學(xué)多數(shù)以自然哲學(xué)形態(tài)出現(xiàn)，它的特點在于：

2.1 經(jīng)驗的直觀性

古代希臘科學(xué)的基礎(chǔ)主要是直觀的經(jīng)驗，這些通過人的各種感官(眼、耳、鼻、皮膚等)直接感受所取得的經(jīng)驗事實不是在純化的、可控條件下取得的，因此比較表面、膚淺、模糊、不準(zhǔn)確.當(dāng)然，也有少數(shù)是通過實驗取得一些數(shù)據(jù)的，如阿基米德的靜力學(xué)，從而在某種程度上達到了實證科學(xué)的水平.值得特別提及的是在圖形(土地、房屋等)測量方面取得了一些比較精確的經(jīng)驗事實；在此基礎(chǔ)上形成了歐幾里得幾何，成為古代希臘科學(xué)最杰出的知識體系，對后世科學(xué)發(fā)展有深遠的影響.

2.2 理論的思辨性

古代希臘科學(xué)由于其經(jīng)驗基礎(chǔ)的直觀性，所用概念及語言一般未經(jīng)分解或分析，理論依靠猜測及思辨來編織，并受到各種宗教、神話、巫術(shù)不同程度的影響；因而，其理論體系多數(shù)顯得籠統(tǒng)、朦朧、粗糙、含混、未能從哲學(xué)形態(tài)中分離出來.

2.3 邏輯的滲透性

古代希臘科學(xué)因受到畢達哥拉斯和柏拉圖(Platon,公元前427～前347)數(shù)學(xué)重要性及亞里士多德邏輯法則的影響，因此，在希臘各種科學(xué)中都包含著理性成份及邏輯形式.這是古代希臘科學(xué)能成為近代科學(xué)搖籃的重要原因之一.

正由于古代科學(xué)的自然哲學(xué)形態(tài)，堅持從自然界本身去解釋自然界的現(xiàn)象，堅持從自然界總體聯(lián)系和運動中去認(rèn)識世界，因而包含著對自然界本質(zhì)及規(guī)律的某些天才預(yù)言及閃光的思想. 所以，恩格斯曾經(jīng)指出：“在希臘哲學(xué)的多種多樣的形式中，差不多可以找到以后各種觀點的胚胎、萌芽.因此，如果理論自然科學(xué)想要追溯自己今天的一般原理發(fā)生和發(fā)展的歷史,它也不得不回到希臘人那里去.”[1]

3 古代希臘科學(xué)輝煌的社會歷史背景

古代希臘之所以創(chuàng)造了人類歷史上燦爛的古典文化并成為近代科學(xué)的源頭，是與古希臘當(dāng)時的地理、歷史、經(jīng)濟、社會制度有密切關(guān)系的.

3.1 地理條件

古代希臘包括希臘半島、愛琴海中各島嶼和小亞細(xì)亞半島沿海地帶.從地理上來說，古希臘地處歐洲南部愛琴海地帶，陸路與海上來往非常頻繁.當(dāng)一個城邦的移民過多或人口繁殖太快時，部分人就乘船去開辟新的領(lǐng)地.因此，不同民族雜居現(xiàn)象比較普遍，這樣就使古希臘的城邦成為一種開放的社會.同時，大海高深莫測，風(fēng)云多變，也容易啟發(fā)人們的聯(lián)想、猜想、幻想的習(xí)慣或能力并養(yǎng)成深思、勇敢、機敏的品格.

3.2 歷史條件

據(jù)考古發(fā)掘，在公元前3 000年左右，希臘的克里特島已進入青銅器時代，產(chǎn)生過米諾斯文化.在公元前2 250至前1 200年間，克里特島是希臘海上中心，其人種與埃及同，文化受到埃及的重要影響.從公元前13世紀(jì)起，希臘土地上發(fā)生了大規(guī)模的民族遷徙.希臘人很早就有海上貿(mào)易、劫掠、征伐的歷史，荷馬史詩對此有生動的描寫.

當(dāng)希臘開始崛起時，它的四周(埃及、巴比倫、地中海沿岸)已經(jīng)有了比它更早或更發(fā)達的文化.因此，希臘自己沒有強大的文化傳統(tǒng)，易于吸收外來文化之影響并成為各種文化的“雜交”地.

3.3 經(jīng)濟狀況

公元前12～前9世紀(jì)，希臘開始從原始社會向奴隸制社會過渡.至公元前8世紀(jì)，城邦在希臘興起.至公元前6～5世紀(jì),這種城邦在希臘本土、愛琴海諸島以及小亞細(xì)亞沿岸星羅棋布達200多個.

古希臘地域物產(chǎn)豐富、氣候適宜，各城邦經(jīng)貿(mào)往來頻繁，工(手工)商業(yè)較為發(fā)達，為從事科學(xué)、藝術(shù)、學(xué)術(shù)活動提供了必要的物質(zhì)條件.

3.4 社會制度

古希臘的社會制度是城邦制度.它有兩個特點[2]：一是堅持獨立主權(quán)，各城邦雖不時地結(jié)成聯(lián)盟，但從未形成一個統(tǒng)一的國家；二是實行直接民主制，享有政治權(quán)利的公民(當(dāng)然不包括奴隸)的多數(shù)決議具有最高權(quán)威.城邦間通過文化或貿(mào)易交流進行聯(lián)系，如4年一次的奧林匹克賽會及共同的神廟(如德爾斐神廟)集會.

希臘的城邦制度，為知識階層提供了比較寬松、自由的社會環(huán)境，使“每個人都保持其獨立的地位，并非從開始就約束于家長制那種自然的倫理下”，并“通過個性的多樣化差異和對多種多樣化差異的揚棄”[3]形成了希臘精神的特征：追求真理與美.

參考文獻

1 馬克思 恩格斯全集(第20卷).北京：人民出版社，1972.386

2 顧準(zhǔn).希臘城邦制度.北京：中國社會科學(xué)出版社，1982.12～16

3 黒格爾.歷史哲學(xué).北京：商務(wù)印書館，1963.270

4 丹皮爾.科學(xué)史.北京：商務(wù)印書館，1970.29～40