人文心理学讲义020 古希腊人对“天问”的回答——自然科学:简单、符合逻辑并用数学表达

  • 作者:郭永玉,钟笑宇
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  • 发布时间:2025-10-23
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遂古之初,谁传道之?

上下未形,何由考之?

冥昭瞢暗,谁能极之?

冯翼惟象,何以识之?

……

——屈原《天问》

面对茫茫宇宙,仰望浩瀚苍穹,几千年前,世界各地的先哲们都曾发出过惊叹,并且努力试图认识自然界,追溯其源头,他们渴望通过各种方式“考之”“极之”“识之”。古埃及、美索不达米亚、古印度和古中国都产生了丰富的科学技术和经验知识,以达到仰观天文、俯察地理之目的,但主要是实用性和经验性的,拿古埃及和美索不达米亚来说,他们拥有发达的天文观测技术,但主要是用于占卜和制定历法;他们也有发达的数学,但主要是用于土地测量、建筑工程。他们满足于“这样做有用、有效”,而基本上不会持续追问“为什么”,即钻研背后的普遍规律和原理。其他古文明面对自然界的态度和思维方式也大多与此相似。

面对同一片天空,古希腊人则发展出系统性的、追求本质和理论的“自然科学”独特思维方式,他们不懈追问“宇宙(Cosmos)运行的终极法则是什么?”,他们的目标不是简单的实用,而是为了理解而理解,为了知识本身而求知。可以说,古希腊人用他们的方式回答了“天问”。古希腊自然哲学和形而上学中的简单、符合逻辑并用数学表达的世界观发展到希腊化时期,结出了几何学、力学和天体物理学等伟大成果,这些成果在千年之后成为近代科学的新起点和新动力。现代心理学作为独立科学得以形成,正是这一趋势的产物。

埃及的亚历山大里亚,托勒密王国首都,从公元前2世纪开始就取代雅典而成为希腊文化的中心(在文明的意义上不属于古埃及文明了)。到公元前1世纪,亚历山大里亚的人口已逾百万,不仅是世界上最大的港口,也是世界上最繁荣的文化中心。亚历山大里亚图书馆藏书达50万册,还包括天文台、实验室、解剖室、植物和动物园,吸引整个地中海地区杰出的科学家、艺术家和哲学家来到这里。几何学家欧几里得、大科学家阿基米德以及罗马帝国时期的科学家托勒密等都曾在此工作和生活过。将他们三位放在一起讲,是因为这些成就是古希腊自然哲学结出的巨大硕果。

一、欧几里得

欧几里得(Euclid),生卒年不详,活跃于公元前300年左右,曾应托勒密王的邀请,到亚历山大里亚的缪塞昂学院讲学。关于他,有两则小故事。第一个故事是托勒密王请他讲授几何学,托勒密王没听懂,就问他是否有更便捷的学习方法,他回答:“几何学中没有专为国王设置的捷径。”第二个故事是一位青年向欧几里得学习几何学,刚学了一个命题,就问欧几里得学了几何学后有何用处,欧几里得对仆人说:“给他三个钱币,让他走。他居然想在几何学中获得实利。”

欧几里得的著作《几何原本》集希腊古典数学之大成,它几乎涵盖了希腊古典时代所有已经被证明的定理,欧几里得将它们汇集起来并构建了一个宏伟的演绎体系。本书共13章,探讨了圆的特性、比例论、立体几何、穷竭法等内容。《几何原本》对后世数学的发展起到了至关重要的作用,其影响延续至今。《几何原本》在中国明朝末年由徐光启和意大利传教士利玛窦合作翻译成中文,开始在中国传播。但直到清朝末年才进入国家的教育体系。

二、阿基米德

希腊化时期的科学巨匠阿基米德(Archimedes,公元前287—前212),出生于南意大利西西里岛的叙拉古。他是伟大的数学家、物理学家、发明家、工程师、天文学家,享有“力学之父”的美誉。

在物理学方面,阿基米德的贡献主要有两项,分别是对平衡问题和浮力问题所进行的探究。在《论平板的平衡》中,阿基米德用数学公式的方法提出了杠杆原理。他有一句名言:给我一个支点,我就能撬动整个地球。

阿基米德发现浮力定律的故事为人津津乐道。希龙国王让阿基米德在不破坏王冠的条件下鉴定其是否用纯金打制。阿基米德冥思苦想,终于在洗澡时发现,他进入装满水的澡盆时溢出水的体积正好等于他身体的体积,也就是说只要对比王冠与等质量纯金的体积,就能知道王冠真假。他兴奋地从水里跳起来,边跑边喊“尤里卡(希腊语:发现了)”。这一声,喊出了人类探寻到大自然奥秘的欣喜心情。

阿基米德晚年,即公元前3世纪末,正值罗马和迦太基在地中海争夺霸权,他曾在战争中用投石机、大吊车等发明大破罗马军队。后来马塞拉斯将军率领罗马军队攻克叙拉古城,杀红眼的士兵闯进阿基米德的住所时,他正在沙堆上专心研究一个几何问题。士兵大声呵斥并拔刀相向,沉思中的阿基米德只说了一句“不要踩坏了我的圆”,随即被一刀刺死。

三、托勒密

托勒密(Claudius Ptolemy,约90—168) 出生于埃及的托勒密城,是生活在埃及的希腊裔罗马公民。他进行理论研究的基本原则是:力求以最简单的假设对各类现象做出统一解释,这就是“简单性原则”,该思想在近代科学发展中发挥重要作用。他是希腊天文学集大成者,系统总结了希腊天文学的优秀成果,写出了一部13卷的宏伟著作《天文学大成》,他在里面明确提出了“地心说”,给出了地心体系的基本构造并用观测事实论证了这个模型。按照此模型,地球是球形的,位于宇宙中心。诸天体镶嵌在各自的“本轮”(即各自的圆形轨道)上,绕地球转动,各天体按照离地球由近及远的顺序排列,分别是:月亮、水星、金星、太阳、火星、木星、土星和恒星。托勒密的“地心说”在实际生活中具有较强解释力,它统治了西方天文学界一千多年,这个体系直到哥白尼时代才被推翻。

数千年来,世界各地的先哲们都曾念兹在兹地解答“天问”,但我们说“自然科学起源于希腊”,并非是指第一个观察星空,第一个测量面积的人来自希腊,而是最早用理性和系统化理论回答“宇宙本质是什么”问题的人群是古希腊人。这得益于他们在思维上的突破,从“科学和哲学之父”泰勒斯开始,古希腊人就提出世界的运行不是由反复无常的神灵掌控,而是遵循某种隐藏的、可知的、统一的规律(即逻各斯)。他们发展并完善了几个关键的思想工具,一是理性与形式逻辑,这使得论证可以脱离具体经验,可从已知前提推导出必然结论,这是建构理论体系的重要工具;二是抽象与理想化,古希腊数学将具体物体抽象为概念(如没有宽度厚度的“线”),有助于脱离具体情境的抽象思考;三是公理化系统,前文介绍的欧几里得《几何原本》就由几个不证自明的公设和公理出发,经过严格逻辑演绎,构建了整个宏大而自洽的几何学大厦,牛顿《自然哲学的数学原理》便是《几何原本》的遥远回响;四是自然主义的宇宙观,前苏格拉底哲学家们(如泰勒斯、阿纳克西曼德、赫拉克利特)率先用自然原因解释自然现象,这为科学研究扫清了超自然解释的障碍。

除此之外,古希腊的城邦制度(尤其是雅典民主政治)亦为自然科学之孕育提供了外部条件。一是思想自由,希腊城邦宽松的社会与政治环境为思想家们提供了自由空间,让他们可以提出许多挑战传统观念的理论,这与东方专制帝国的文化氛围不同;二是鼓励辩论与公开讨论,这种文化氛围锻炼了古希腊人的逻辑思维和论证能力;三是闲暇,亚里士多德指出,哲学来源于惊奇和闲暇,希腊城邦存在部分“有闲”公民,这让他们不用整天“为稻粱谋”,不用从事繁重的体力劳动,而有时间从事哲学思考和科学研究。

遂古之初,谁传道之?上下未形,何由考之?……直至今天,屈原的《天问》中关于宇宙起源的问题仍然是“大哉问”,现代科学家从未停止求索的脚步。古希腊人留下的思想遗产依旧是解开这些问题的绝佳钥匙。


参考文献

吴国盛. (2023). 什么是科学. 北京:商务印书馆.

吴国盛. (2018). 科学的历程. 长沙:湖南科学技术出版社.

Leahey, T. H. (2024). 人类心理 3000年:从荷马史诗到人工智能(第8版) (张豫 译). 北京:人民邮电出版社.

Hirst J. (2018). 极简欧洲史 (席玉苹 等译). 桂林:广西师范大学出版社.

编辑 | 人格与社会课题组黄传斌