204.科学家谱:对真理的追求

若说到文学,几乎每个文明都有自己的名人;技术发明,也分散出现在很多地方。但从古希腊直到近代,具有奠基性贡献的科学家却几乎都是欧洲人。

为什么古希腊人这么特别,可以开科学之先河?从地理条件上讲,希腊半岛到处是丘陵山地,少耕地。但因为生活在相对风平浪静、适宜航运的地中海边,不远处又有美索不达米亚和埃及等早期农业文明,古希腊人喜欢贸易和拓殖(殖民可不一定是贬义,也可以是一种美好的开拓)。因此,希腊虽然有许多城邦国家,但从来没有出现像埃及那样的中央集权。正是这些特点,催生了多元化的哲学和科学、还有早期民主。

当其他文明的上层只关注财富和权力时,古希腊哲人们已开始思索终极问题,如:世界上的本原是什么?其中,亚里士多德和阿基米德被认为是古希腊最伟大的科学家,尽管他们在许多领域都颇有建树(他们不仅是当时还被称为自然哲学的科学家,也是哲学家或数学家)。


按出生先后顺序,史上最伟大的12位科学家们包括:


亚里士多德(384BC-322BC)

亚里士多德是柏拉图的学生,也是亚历山大大帝的导师。他不仅是一位伟大的教育家,更是一位“百科全书式”的天才,为形而上学、逻辑、诗歌、修辞学、伦理学、政治学、法律和自然哲学奠定了坚实基础。他在早期科学方面的贡献包括但不限于物理学、生物学和天文学。


阿基米德(287BC-212BC)

一位横跨数学和科学的天才!阿基米德关于杠杆和浮力的的表述已成为金句:“给我一根足够长的杠杆和一个支点,我将撬动地球。”

“尤里卡!”


伽利略(1564-1642)

这位意大利科学家和天文学家,发明了天文望远镜,做了著名的自由落体实验(据说在比萨斜塔)。伽利略是自然哲学向现代科学过渡的关键人物。他指出,自然规律是数学的,并引入了实验和数学相结合来发展科学。他对运动的研究为牛顿打下了基础。伽利略被称为“观测天文学之父”“科学方法之父”“科学之父”。


艾萨克·牛顿 (1643-1727)

1666年,一个“奇迹年”,牛顿独自一人就奠定了微积分学、经典力学、光学和天文学(天体力学)这四大学科的基础。

牛顿是当代最具影响力的科学家之一,也是科学革命的关键人物。他的著作《自然哲学数学原理》指出了运动和万有引力定律,为古典力学奠定了基础。在牛顿经典力学的基础之上,才有了蒸汽机和第一次工业革命。牛顿还对光学事业做出了开创性的贡献,并和莱布尼茨共享发现微积分的功劳。


拉瓦锡(1743-1794)

被称为“现代化学之父”的法国化学家拉瓦锡发现了燃烧氧气理论(燃烧的真相),发现并命名为氧气和氢气,还预测了硅的存在。拉瓦锡还证明了质量守恒(在法国也被称为拉瓦锡定律),并引入了现代化学物质命名制度。

不幸的是,作为一名公务员,他在大革命被处死。拉格朗日在他被处决后说,“他们只用一瞬间就砍掉了那颗头颅,而那样的头颅一百年可能也不会长出一颗。”


迈克尔·法拉第 (1791-1867)

这位只有小学文凭的英国科学家在现代科学上做出了卓越贡献。被誉为“电学之父”的他,第一个了解电磁现象,发明了从磁场产生电流的发电机。


查尔斯·达尔文 (1809-1882)

这位英国博物学家创立了以“自然选择”为核心思想的进化论(也被称为演化论)。这导致了现代生物学的革命,改变了世界对人类如何产生的看法。


路易斯·巴斯德 (1822-1895)

这位被誉为“微生物学之父”的法国科学家通过发现细菌是致病原,为现代医学的发展做出了巨大贡献。“巴氏杀菌”技术至今仍在食品工业中广泛应用。


詹姆斯·麦克斯韦(1831-1879)

这位英国物理学家是经典电动力学的创始人。他用“麦克斯韦方程组”解释了电磁现象。科学史认为,如果说牛顿的经典力学打开了第一次工业革命和机械时代的大门,而麦克斯韦的电磁学理论则为第二次工业革命和电气时代奠定了基石。


门捷列夫(1834-1907)

这位俄国化学家发现了周期定律(元素的性质随着原子量的变动而经历周期性变化),并制作了第一个元素周期表(当时只有63个元素),对现代化学产生了深远影响。


马克斯·普朗克 (1858-1947)

这位德国天才被誉为“量子力学之父”,与爱因斯坦一起被认为是20世纪最伟大的科学家。

量子力学最初由普朗克(普朗克的辐射定律)作为假说提出,并由许多科学家推动发展,如:尼尔斯·波尔(波尔模型和哥本哈根诠释)、路易·维克多·德布罗意(德布罗意物质波理论)、埃尔文·薛定谔(薛定谔方程)、保罗·狄拉克(电子自旋和反粒子)、沃尔夫冈·泡利(泡利不相容原理)、沃纳·海森堡(海森堡不确定性原理)等等。

量子场理论,也称为量子电动力学或QED,已经能够融合解释宇宙四种基本作用力中的三种,即电磁力、强核力、弱核力,只留下引力暂时无法解释。


阿尔伯特·爱因斯坦 (1879-1955)

1905年,又一个“奇迹年”,爱因斯坦发表了六篇论文,解释了光电效应(并因此获得诺贝尔奖)、证明了分子的布朗运动、提出了是狭义相对论和质能方程,被认为至少配得上四个“诺贝尔奖”。

爱因斯坦这位德裔美国物理学家是历史上最伟大的科学家之一。他提出了作为现代物理学两大支柱之一的相对论(另一支柱是量子力学)。那个著名的公式是:: E = mc^2。牛顿理论无法协调经典力学定律与电磁场定律,促使爱因斯坦在瑞士时期(1902-1909年)提出了狭义相对论。然后,他又把相对论原理扩展到引力场,并在1916年提出了广义相对论。他晚年致力于寻找统一四种基本作用力(电磁力、强核力、弱核力、引力)的“统一场理论”但没有成功。


有些人相信任何号称“科学”的东西,但科学家警告说,那实际上是一种“迷信”。因为现代科学一向以观察、实验和逻辑为基础,区分事实和观点,乐于“证明过去的科学认识是错误的、或只在特定条件下才正确”从而推动科学进步。科学不只是一个个结论和公式,更是一个个求真的方法和过程。随着科学的推进,人们会发现新的问题,并在解决新问题的过程中推动科学不断进步。“可证伪性”是科学的一个本质特征。笛卡尔的那句“大胆假设,小心求证”是现代科学的根本方法。

从早期的古希腊学者,到近代的欧洲科学家,再到现代世界各地的科学家,聪明的科学人一直在追寻世界的真相,并在更好理解世界的道路上不断进步,但我们永远在路上。我们应该对“科学精神”说是,对“科学主义”说不

聊了科学,我们再谈谈技术。远古时代的发明,根本谈不上发明人是谁。近代以来,科学和技术联系日趋紧密,出现了瓦特(1736)、卡尔本茨(1844)、爱迪生(1847)、贝尔(1847)、莱特兄弟(1867)等发明家。而到了现代,技术日趋复杂,很多发明的发明人又不那么明显了。科学和技术紧密相关,有相互促进,但不是一回事。

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