科学最早起源于古希腊,古希腊自然哲学家是后世实验科学家的思想先驱。他们奠定了西方追究本源的哲学精神,最初开启了实体把握世界的传统,这一传统,不仅在两千多年后为近代科学所继承,而且在数百年后的希腊化时期,直接演变出了西方最早的实验科学。
一、早期自然哲学
公元前6世纪至公元前5世纪,通常被认为是古希腊的启蒙时期。启蒙时期的主要思想,主要是探索和阐释天地万物形成和演变的所谓“自然哲学”,即近代自然科学的前身。古希腊“自然哲学”最重要的是三大学派,即:米利都学派、毕达哥拉斯学派和伊利亚学派。
1.米利都学派
米利都学派起源于爱奥尼亚的米粒都城邦,因此也称“爱奥尼亚学派”,其自然哲学的中心要义是:天地万物都是由一种“元素”演化而来的。这一学说由泰勒斯发其端,阿那克西曼德和阿那克西米尼承其后,赫拉克利特是其集大成者。
泰勒斯是古希腊自然哲学的鼻祖,他没有著作流传下来,他的自然哲学思想可归纳如下:宇宙的万物本原是水,一切存在物都是由水演化而来,水是最基本的“元素”,生命之源;正因为万物由水演化而来,所以自然本身就有生命,有生命就有运动,凡是会运动的事物就是有生命的;大地就像漂浮在水上的一根圆木,由于不断地从水中获得生命,大地也是有生命的。
泰勒斯的思想由其弟子阿那克西曼德和阿那克西米尼进一步阐述。阿那克西曼德把生成万物的原质称作“无限”,是具有物质性的,是不被任何物质形式所限定的一种“根本物质”。是最早具有“进化”思想的哲学家。
阿那克西米尼认为万物的原质是空气,他调和了泰勒斯和阿那克西曼德,折中地提出以空气为万物原质的观点。
赫拉克利特认为宇宙万物的本原是一种“灵火”,他的“万物流变”说认为,变化是真正的存在,除了变化,世上没有任何不变的存在。这种“万物流变”说,和东方佛教的“诸行无常,诸法无我”之说非常相似,不过两者却有取向上的差异:佛教的宗旨在于寻求解脱,而赫拉克利特则旨在于探知。
2.毕达哥拉斯学派
一般史实认为:毕达哥拉斯曾师从阿那克西曼德,大约在公元前529年,移居南意大利的克罗顿,创立毕达哥拉斯学派,从事学术活动达20年之久。
首先,毕达哥拉斯学派是一个数学学派。纯数学方面,他们是当之无愧的先驱,有许多数学定理,如“毕达哥拉斯定理”,他们对“数”的兴趣不限于数学本身,而是要用“数”来解释宇宙万物,他们认为“数”是宇宙万物的本原。他们用“数论”来解释人的精神,甚至解释形而上的抽象观念。尽管他们的“数论”宇宙观神秘而令人费解,而且从今天看来肯定有许多荒谬之处,但是他们从数学中得出的对立统一的观念,却有其合理的内涵。
其次,毕达哥拉斯学派是一个天文学派。提出了中心火宇宙论,是“日心说”的先驱。
3.伊利亚学派
这一学派由毕达哥拉斯学派中分化出来,其创始人巴门尼德属于毕达哥拉斯学派,先驱是塞诺芬尼。
塞诺芬尼将宇宙的本原归结于他所谓的“神”,是作为宇宙本体的一种绝对存在物。是指宇宙的统一性,是认识对象。
在此思想上,巴门尼德进一步阐述而创立了伊利亚学派。他的哲学思想主要体现在他的诗体著作《论自然》中。他的观点是:存在是存在物惟一的“真理”,而所谓的运动或者变化则是人的“臆想”而已。换言之,“存在”是宇宙的本体,它是惟一的、不变的。
4.“原子论”学派
他们提出的宇宙本原是一种既不神秘又是无形的物质。这种物质,他们称作“原子”。所以,这一派可以说是“原子论”派。是在前三派的基础上发展起来的。
最初提出“原子”假想的古希腊哲学家是色雷斯的留基伯。他认为万物由无数同质元素构成,并将这种同质物质命名为“原子”。他的学生德谟克利特将“原子”假想真正变成一种学说。
二、希腊化时期的科技
大约从公元前3世纪到公元前1世纪,被称为“希腊化时期”,即古希腊文化向周边地区传播的时期。科学开始与哲学分离而取得了独立的地位。
1.欧几里得
数学方面,希腊化时期最伟大的数学家是欧几里得。他在数学上的最大贡献是完成了平面几何的理论体系,被称为“几何学之父”。著作是《几何学原理》。共13篇,几乎全部包括了现今初等几何学课程的所有内容。
2.阿基米德
物理学方面,这一时期贡献最大的是阿基米德,他的工作主要有两项:关于平衡原理;关于浮力问题的研究。成果《论平板的平衡》和《论浮力》。
阿基米德在数学上也有所成就,如圆周率、球体积、抛物线等。此外,他还研究出来计算椭圆形面积、几何级数和开平方根的方法,为后来的微积分奠定了基础。
3.盖伦
盖伦的医学理论基于生物解剖,因此他能比较正确地描述和说明人体器官及其功能。他的医学理论以“灵力”为其核心思想,即认为:人的血液里带有“灵气”,这种“灵气”通过心脏送往全身,从而使人体具有活力;“灵气”一旦受阻,人就生病了,于是就需要医生用药物或者手术来加以“疏通”,使“灵气”恢复运行。
4.托勒密
希腊化时期,天文学方面的成就也很多。如亚里斯塔克计算出太阳的体积约是地球的6918倍,他推测认为恒星和太阳可能都是不动的天体,而地球可能是运动的。希帕克斯算出地球绕太阳一周的时间是365天5小时5分,测出春秋交替的回归线,推测了地球、太阳和月亮三者的距离,同时绘制了有850颗恒星的星体图。被誉为“天文学之父”。
托勒密的《天文学大成》系统总结了古希腊的天文学成就。创立了地心说。
5.古代工程技术
古希腊人在工程技术方面,贡献最大的是阿基米德,其次是特西比乌斯,他发明了水风琴、水时钟、消防栓和虹吸管,再其次是赫隆,他发明了类似蒸汽机的“气力球”和类似现代汽车上自动计程器的为神殿设计的“自动圣水装灌器”和攻城炮。
古罗马人在理论科学方面不如希腊人,但在工程技术方面,还是很有建树的。他们以罗马城为中心,修建了四通八达的公路网,他们的建筑往往有古希腊建筑所没有的那种巨大的穹顶,建立了引水渠工程。