古希臘的科學 (三) 現代科學的起點

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阿里士多德:弄髒雙手的哲學家

阿里士多德 (Aristotle,公元前384-322年 ),恐怕是其中一位最著名的古希臘哲學家。他於雅典 (Athens) 學習各種知識,幾乎研究了當時所有的學科,並幾乎在每個範疇都作出重大貢獻。其中包括解剖學、天文學、經濟學、胚胎學、地理學、地質學、氣象學、物理學、動物學、美學、倫理學、政治、形而上學、心理學、神學、教育、文學以及詩歌等等……因此他被稱為「最後一位精通所有知識的人」。

我想很多人都對阿里士多德有一個很嚴重的誤解。事實上,與許多人知道的相反,阿里士多德其實是個愛觀察的博物學家!只是後來人們把他的理論承為真理,以致後人以為他只是一個只懂空談的「典型雅典哲學家」。當時的雅典哲學家認為愛奧尼亞的哲學家過於天真,因為他們竟然相信眼中所見,而非純粹由推理得出結論。然而,雖然阿里士多德學於雅典,但他就是那些喜歡「弄髒雙手」的哲學家。

為逃避戰爭,阿里士多德流亡到小亞細亞的赫梅厄斯 (Hermias),並開始研究生物,自此成為了分類大師。他發現用於數學及邏輯學上的「排中律」在為生物分類時並不適用,所以他花了許多年的時間在整彙各種生物的相似與差異之處之上,記下了哪些物種有哪些共同的特徵。他多年來總共研究了近六百種生物,觀察品質卓越,如發現鼴鼠有一顆隱藏的眼睛,也是第一個注意到蜜蜂的舞蹈語言的人,了解到鯨魚與海豚是哺乳類而非魚類,亦指出猩猩與人類的相似性。 

阿里士多德縱然博學,但他在物理概念上的錯誤是不能否認的。例如阿里士多德觀看物體下落,認為「物體越重,落下的速度越快」;他認為若要保持一個物體的運動,「必須不斷施加力於物體身上」;他亦覺得真空是不能存在的,因為空間必須裝滿物質,用來傳遞物理作用。伽利略 (Galileo Galilei,1564年2月15日-1642年1月8日 ) 推翻了阿里士多德的世界觀,成為現代物理學之父。不過,阿里士多德是一位偉大的科學家這一點,卻是受後世所肯定、無容置疑的。

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歐幾里得:皇帝沒有特權

歐幾里得[1] (Euclid,公元前330-275年 ) 的生平已無法得知,可是他留下了人類歷史上最重要的一本數學教科書《幾何原本》(Elements) 給我們。可以說,沒有這本書,就沒有現代科學。愛因斯坦小時候就是從這本書中學習幾何知識的,多少造就了他後來以幾何觀點看待時空、物質和能量,最終發現了廣義相對論 (General Theory of Relativity),成為現代物理學兩大支柱之一。

歐幾里得創立了第一個嚴謹的數學邏輯系統,引進了公理[2] (axiom) 的概念,並純粹以這些公理出發,推廣出幾百個數學定理。他與畢達哥拉斯的觀點一樣,認為「點、線、面、角」是一切的基礎,神就是依照數學設計這個世界的。

歐幾里得相信德謨克里特的「原子論」,他認為計算面積與體積,就等於將這些原子集合起來。不過,由於「幾何」一詞帶有「多少」的意思,所以明末徐光啟 ( 中國科學家、農學家、政治家,中西文化交流的先驅之一,1562年4月24日-1633年11月10日 ) 與利瑪竇 (Matteo Ricci,耶穌會義大利傳教士、學者,1552年10月6日-1610年5月11日 ) 把這本書翻譯為「幾何原本」時似乎有失歐幾里得的原意。

雖然歐幾里得的生平已不可考,不過他留下了兩句發人深省的說話,在現今香港這個攻利的社會中,我認為很值得我們深思反省。他曾說:「在這裡,皇帝沒有特權。」研究世界是沒有捷徑的,你是誰也沒有關係,大自然只會對細心的人透露出她的奧秘。

第二句來自一個小故事。有一次,有一個年輕學生走來問歐幾里得:「你的幾何學有何用處?」歐幾里得聽了,就對身邊的侍從說:「請給這個小伙子三個硬幣,因為他想從幾何學裡得到實際利益。」

—— 待續 ——

[1] 本文中一部分關於歐幾里得的故事資料,取材自《幾何原本》簡體中譯本,燕曉東編譯,人民日報出版社,2005年,ISBN 7-80208-294-3。

[2] 公理亦即一些不證自明的數學概念。

*本文的封面圖片為拉斐爾 (Raffaello Sanzio) 在1509年所畫的作品《雅典學院》(The School of Athens)。畫裡正中間的兩個人,左邊的是柏拉圖 (Plato),右邊的是阿里士多德。柏拉圖手指向天,認為智慧來自理想形式的世界;阿里士多德手指向地,認為知識應來自觀察及經驗。兩師徒對世界的看法各異,但他們互相尊重。在畫中還畫有畢達哥拉斯、亞歷山大、色諾芬、海芭夏、蘇格拉底 (Socrates)、赫拉克利特、第歐根尼、亞基米德、托勒密和拉斐爾自己等等。

By David Yu

David Yu is the father of Simba and an Astrophysicist. He obtained his PhD in Astrophysics from the Max Planck Institute of Extraterrestrial Physics, Germany. He was formerly a postdoc at the KTH Royal Institute of Technology, Sweden, and is currently a lecturer at the University of Hong Kong. He served as the host of the RTHK TV31 programme Science Night, the Depute Editor-in-Chief of the Taiwanese Science Magazine Physics Bimonthly, and the Science Consultant of Stand News. The books he authored include Dr David’s 21 Mysteries of The Universe (2021), Space – A Down-to-Earth Astrophysicist (2021), Time – A Spacetime Journey of Astronomy and Physics (2019), and Secrets from the Stars (2017).

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