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聞名于世的“諾貝爾獎(jiǎng)”,每年一次授予在物理學(xué)、化學(xué)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué),以及一些人文領(lǐng)域做出卓越貢獻(xiàn)的人,至今已有100多年的歷史。然而,諾貝爾并沒(méi)有設(shè)立專門(mén)的天文學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng),這導(dǎo)致了20世紀(jì)前70年天文學(xué)的成就與諾貝爾獎(jiǎng)無(wú)緣。由于天體物理學(xué)的發(fā)展,特別是天文觀測(cè)所發(fā)現(xiàn)的許多物理特性和物理過(guò)程是地面上的物理學(xué)實(shí)驗(yàn)所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,宇宙及各種天體已成為物理學(xué)的超級(jí)實(shí)驗(yàn)室。天體物理學(xué)的一些突出成果有力地推進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展,這樣,天文學(xué)成就獲得“諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)”就成為很自然的事了。
諾貝爾獎(jiǎng)與天文學(xué)的尷尬
諾貝爾獎(jiǎng)是以瑞典著名化學(xué)家阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾(Alfred Bemhard Nobel,1833年10月21日~1896年12月10日)的部分遺產(chǎn)作為基金創(chuàng)立的。諾貝爾獎(jiǎng)包括金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆⒆C書(shū)和獎(jiǎng)金支票。諾貝爾在他的遺囑中提出,將部分遺產(chǎn)(920萬(wàn)美元)作為基金,以其利息分設(shè)物理、化學(xué)、生理或醫(yī)學(xué)、文學(xué)及和平5種獎(jiǎng)金,授予世界各國(guó)在這些領(lǐng)域內(nèi)對(duì)人類做出重大貢獻(xiàn)的學(xué)者。1968年,瑞典中央銀行于建行300周年之際,提供資金增設(shè)諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng),并于1969年開(kāi)始與其它5種獎(jiǎng)同時(shí)頒發(fā)。諾貝爾獎(jiǎng)還有一個(gè)規(guī)定,即只有先前的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)委員、特別指定的大學(xué)教授、諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)特邀教授才有資格推薦獲獎(jiǎng)的候選人。
由于沒(méi)有設(shè)立諾貝爾天文學(xué)獎(jiǎng),在很多年里,天文學(xué)家既沒(méi)有推薦權(quán),也不會(huì)被人推薦。在這個(gè)世界公認(rèn)的科學(xué)界最高獎(jiǎng)面前,天文學(xué)和天文學(xué)家的處境不免有些尷尬。
天文學(xué)與物理學(xué)相互促進(jìn)
天文學(xué)是研究地球之外天體和宇宙整體的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和演化的科學(xué),物理學(xué)是研究物質(zhì)世界基本規(guī)律的科學(xué)。研究各種物質(zhì)形態(tài)都會(huì)形成相應(yīng)的物理學(xué)分支,其中包括研究天體形態(tài)和特性的天體物理學(xué)。很顯然,天文學(xué)與物理學(xué)的關(guān)系十分密切,相互關(guān)聯(lián),密不可分。天文學(xué)成就可以歸入諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的范圍是在情理之中的,但是要使這個(gè)道理得到公認(rèn)很不容易,花費(fèi)了好幾十年的時(shí)間。
20世紀(jì)初,物理學(xué)家根據(jù)物理學(xué)規(guī)律提出了許多天文學(xué)預(yù)言:如廣義相對(duì)論預(yù)言星光在太陽(yáng)引力場(chǎng)中的彎曲、水星近日點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和引力場(chǎng)中的光譜紅移現(xiàn)象;預(yù)言中子星、微波背景輻射、星際分子和黑洞的存在等。這些預(yù)言在證實(shí)的過(guò)程中曾走過(guò)艱難的歷程甚至彎路,這些偉大的預(yù)言推動(dòng)著天文學(xué)家和物理學(xué)家們?yōu)橹畩^斗,并且發(fā)展了一個(gè)個(gè)新的分支學(xué)科。
天文觀測(cè)為物理學(xué)基本理論提供了認(rèn)識(shí)地球上實(shí)驗(yàn)室無(wú)法得到的物理現(xiàn)象和物理過(guò)程的條件。開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)三定律以后,牛頓為解釋這些經(jīng)驗(yàn)規(guī)律才導(dǎo)出萬(wàn)有引力定律,而在地球上的物理實(shí)驗(yàn)室中是總結(jié)不出萬(wàn)有引力定律的。此后,從對(duì)太陽(yáng)及恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)和能量來(lái)源的研究中獲得了熱核聚變反應(yīng)的概念;對(duì)星云譜線的分析提供了原子禁線理論的線索;從恒星演化理論發(fā)展出了元素形成理論。天文學(xué)觀測(cè)的新發(fā)現(xiàn)也給物理學(xué)以巨大的刺激和桃戰(zhàn):中子星的發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了致密態(tài)物理學(xué)的發(fā)展,而類星體、星系核、Y射線暴等現(xiàn)象的能量來(lái)源迄今還很難從現(xiàn)有的物理學(xué)規(guī)律中找到答案。
隨著物理學(xué)的發(fā)展,物理學(xué)家必然要把宇宙及各種天體作為物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)室。物理學(xué)家涉足天文學(xué)領(lǐng)域的研究成為一種必然。而天文學(xué)家也會(huì)密切地注視著物理學(xué)的發(fā)展,以期用物理學(xué)原理來(lái)解釋宇宙的過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)。
一批歷史性天文學(xué)成就無(wú)緣諾貝爾獎(jiǎng)
在1901年開(kāi)始頒發(fā)諾貝爾獎(jiǎng)以后,天文學(xué)上有很多重大的發(fā)現(xiàn),其科學(xué)價(jià)值可與獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的一些項(xiàng)目媲美。1912年,美國(guó)女天文學(xué)家勒維特(Henrietta Swan Leavitt)發(fā)現(xiàn)造父變星的周光關(guān)系,從而得出一種估計(jì)天體距離的方法,這直接導(dǎo)致了河外星系的發(fā)現(xiàn);1911年~1913年,丹麥天文學(xué)家赫茨普龍(Ejnar Hertzsprung)和美國(guó)天文學(xué)家羅素(Henry Norris Russell)各自獨(dú)立地得到了恒星光度和光譜型的關(guān)系圖,即赫羅圖,赫羅圖在恒星起源和演化的研究中起到了舉足輕重的作用;1918年,美國(guó)天文學(xué)家沙普利(Harlow Shapley)發(fā)現(xiàn)銀河系中心在人馬座方向,糾正了太陽(yáng)是銀河系中心的錯(cuò)誤看法;1924年,美國(guó)天文學(xué)家哈勃(Edwin P.Hubble)確認(rèn)“仙女座大星云”是銀河系之外的恒星系統(tǒng),繼而在1929年發(fā)現(xiàn)了著名的哈勃定律,證明宇宙在膨脹;1926年,英國(guó)天文學(xué)家愛(ài)丁頓(ArthurStanley Eddington)出版專著《恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)》,這本書(shū)成為恒星結(jié)構(gòu)理論的經(jīng)典著作。然而,這些成果無(wú)一例外地被諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)拒之門(mén)外。
就像1927年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威爾遜發(fā)明的云霧室成為研究微觀粒子的重要儀器一樣,望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展使我們能夠觀測(cè)到更遙遠(yuǎn)、更暗弱的天體及天體現(xiàn)象。但是沒(méi)有一項(xiàng)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的成就獲獎(jiǎng)。其中如美國(guó)天文學(xué)家海爾(Alan Hale)研制的口徑1.53米、2.54米和5.08米三架大型反射望遠(yuǎn)鏡,1930年施密特研制的折反射望遠(yuǎn)鏡,以及20世紀(jì)90年代研制完成的10米口徑凱克Ⅰ號(hào)和Ⅱ號(hào)望遠(yuǎn)鏡等,它們都代表了天文學(xué)觀測(cè)手段的歷史性成就。獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的與天文相關(guān)的課題
隨著物理學(xué)的發(fā)展,物理學(xué)家必然要把宇宙及各種天體作為物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)室。在宇宙中所發(fā)生的物理過(guò)程比地球上所能發(fā)生的多得多,條件往往更為典型或極端。在地球上做不到的物理實(shí)驗(yàn),在宇宙中可以觀測(cè)到。物理學(xué)家涉足天文學(xué)領(lǐng)域的研究成為必然。
赫斯發(fā)現(xiàn)宇宙線191 1年~1912年,奧地利物理學(xué)家赫斯(Victor Francis Hess)用氣球把“電離室”送到距離地面5000多米的高空進(jìn)行大氣導(dǎo)電和電離的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了來(lái)自地球之外的宇宙線。1936年,赫斯因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。實(shí)際上,宇宙線的發(fā)現(xiàn)既是一項(xiàng)物理學(xué)實(shí)驗(yàn),更是天文學(xué)觀測(cè)成果。
貝特提出太陽(yáng)的能源機(jī)制1938年美國(guó)物理學(xué)家貝特(Hans Bethe)研究核反應(yīng)理論的過(guò)程中,提出太陽(yáng)和恒星的能量來(lái)源于核心的氫核聚變所釋放出的巨大能量。1967年,他因此項(xiàng)研究成果獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
湯斯開(kāi)創(chuàng)分子譜線天文學(xué)美國(guó)物理學(xué)家湯斯(Charles Townes)利用氨分子受激發(fā)射的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子線路放大,研制出了波長(zhǎng)為1,25厘米的氨分子振蕩器,簡(jiǎn)稱為脈澤。他由地球上的“脈澤”聯(lián)想到太空中的分子,預(yù)言星際分子的存在。并計(jì)算出羥基(-OH)、一氧化碳(CO)等17種星際分子譜線頻率。1963年,年輕的博士后巴瑞特觀測(cè)到了預(yù)言中的羥基分子譜線,成為轟動(dòng)全球的20世紀(jì)60年代四大發(fā)現(xiàn)之一。湯斯由此成為分子譜線天文學(xué)的拓荒人和首創(chuàng)者。1964年,他因氨分子振蕩器成功研制而獲該年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),而這項(xiàng)研究的副產(chǎn)品開(kāi)創(chuàng)了一門(mén)新興的天文學(xué)科,其科學(xué)意義不遜于氨分子振蕩器的研制成功。
物理學(xué)家涉足天文學(xué)的研究所取得的成果能夠登上諾貝爾獎(jiǎng)的大雅之堂,那么天文學(xué)家的研究成果,自然也應(yīng)該被諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)容納。
天文學(xué)理論首先與諾貝爾獎(jiǎng)結(jié)緣
天文學(xué)家們密切注視著物理學(xué)的發(fā)展,并在天文學(xué)的研究過(guò)程中發(fā)展了物理學(xué)。瑞典天文學(xué)家阿爾文首先于1970年用他的“太陽(yáng)磁流體力學(xué)”的出色成果叩開(kāi)了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的大門(mén),接著又有錢(qián)德拉塞卡的“恒星結(jié)構(gòu)和演化”和福勒等幾人合作的“恒星演化元素形成理論”的獲獎(jiǎng)。這三項(xiàng)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的理論性很強(qiáng),但都是建立在深入細(xì)致的天文觀測(cè)基礎(chǔ)上的。光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的長(zhǎng)期觀測(cè)提供了極其寶貴的資料,所獲得的統(tǒng)計(jì)規(guī)律給理論研究指明了方向,提供了解決問(wèn)題的線索。這三個(gè)項(xiàng)目也體現(xiàn)了物理學(xué)理論和天文學(xué)最完美的結(jié)合。
首次獲諾貝爾獎(jiǎng)的天文學(xué)家在太陽(yáng)上發(fā)生的一切物理過(guò)程都與磁場(chǎng)和等離子體有關(guān)。磁流體力學(xué)成為太陽(yáng)物理最重要的理論基礎(chǔ)。瑞典的阿爾文(Hannes Alfv6n)是磁流體力學(xué)的奠基人,他首先應(yīng)用這個(gè)理論研究太陽(yáng),因此也稱為太陽(yáng)磁流體力學(xué)。由于這一理論也適用于宇宙中其它天體和星際介質(zhì),因而也就成為宇宙磁流體力學(xué)。阿爾文因?yàn)閷?duì)宇宙磁流體動(dòng)力學(xué)的建立和發(fā)展所做出的卓越貢獻(xiàn)而榮獲1970年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),這是歷史上第一次以天文學(xué)研究成果獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
印度裔美國(guó)天文學(xué)家錢(qián)德拉塞卡奮斗終生的成就在錢(qián)德拉塞卡(Subrahmanyan Chandrasekhar)還是劍橋大學(xué)研究生的時(shí)候,就獲得了“白矮星質(zhì)量上限”這一研究成果。這一成果意味著超過(guò)白矮星質(zhì)量極限的老年恒星的演化歸宿可能是密度比白矮星更大的中子星或者黑洞,其意義不同尋常。但由于受到權(quán)威學(xué)者錯(cuò)誤的壓制,這一成果未能得到進(jìn)一步深入研究。在這之后,他仍幾十年如一日地研究恒星結(jié)構(gòu)和演化理論。1983年,他在73歲高齡時(shí)以特別豐碩的成就獲得該年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
B2FH元素形成理論宇宙中存在的各種元素是怎樣來(lái)的?這是個(gè)天文學(xué)家應(yīng)該回答、卻很難回答的問(wèn)題。但是由天文學(xué)家霍伊爾(Fred Hoyle)、伯比奇(G.Geoffrey Burbidge)夫婦和核物理學(xué)家福勒(William Fowler)合作完成的研究課題卻揭示了這個(gè)自然之謎。人們按論文作者姓氏字母順序稱之為B2FH元素形成理論。這篇論文解決了在恒星中產(chǎn)生各種天然元素的難題,被視為經(jīng)典科學(xué)論文。這是天文學(xué)家和核物理學(xué)家合作研究天文學(xué)重大課題的典型例子。
1983年,上述論文的第三作者福勒獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),這個(gè)結(jié)果顯得很不公平,備受質(zhì)疑。福勒的貢獻(xiàn)的確很大,但是另外三位天文學(xué)家的貢獻(xiàn)也不是可有可無(wú)的,特別是霍伊爾作為這個(gè)研究課題的提出者和組織者,其前期的研究已經(jīng)提出“恒星內(nèi)部聚變產(chǎn)生元素”的創(chuàng)新思想,把他排除在諾獎(jiǎng)之外很有些匪夷所思。
射電天文學(xué)成為諾貝爾獎(jiǎng)的搖籃
射電天文學(xué)是20世紀(jì)30年展起來(lái)的天文學(xué)新分支,其特點(diǎn)是利用射電天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)天體的無(wú)線電波段的輻射。和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡400多年的歷史相比,它僅有幾十年歷史,但卻很快就步入了鼎盛時(shí)期。20世紀(jì)60年代射電天文學(xué)的“四大發(fā)現(xiàn)”,即脈沖星、星際分子、微波背景輻射、類星體,成為20世紀(jì)中最耀眼的天文學(xué)成就。射電天文已成為重大天文發(fā)現(xiàn)的發(fā)祥地和諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的搖籃。
賴爾的突破物理學(xué)中因發(fā)明新器件而獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的事例屢見(jiàn)不鮮。然而在20世紀(jì)前幾十年當(dāng)中,光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展很快,導(dǎo)致了不少重要的天文發(fā)現(xiàn),但卻沒(méi)有一項(xiàng)得獎(jiǎng)。1974年,英國(guó)劍橋大學(xué)的賴爾(Martin Ryle)教授因發(fā)明綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),這是天文學(xué)家終于實(shí)現(xiàn)因研制天文觀測(cè)設(shè)備而獲諾獎(jiǎng)的突破。射電望遠(yuǎn)鏡開(kāi)辟了觀測(cè)的新波段,但是剛剛發(fā)展起來(lái)的射電天文十分幼稚,最大的問(wèn)題是空間分辨率很低,且不能給出射電源的圖像。1952年,賴爾提出綜合孔徑望遠(yuǎn)鏡理論,這是一種化整為零的射電望遠(yuǎn)鏡,用兩面或多面小天線進(jìn)行多次觀測(cè)就可以達(dá)到大天線所具有的分辨率和靈敏度。而且,還能得到所觀測(cè)的天區(qū)的射電圖像。1971年,劍橋大學(xué)建成的等效直徑為5千米的綜合孔徑望遠(yuǎn)鏡,其分辨率已和大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡相當(dāng),獲得了一大批射電源的圖像資料。
休伊什和貝爾發(fā)現(xiàn)脈沖星脈沖星的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了中子星的存在。中子星具有和太陽(yáng)相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量,但半徑只有約10千米。因此具有非常高的密度,是一種典型的致密星。中子星還具有超高壓、超高溫、超強(qiáng)磁場(chǎng)和超強(qiáng)輻射的物理特性,成為地球上不可能有的極端物理?xiàng)l件下的空間實(shí)驗(yàn)室。它不僅為天文學(xué)開(kāi)辟了一個(gè)新的領(lǐng)域,而且對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展也產(chǎn)生了重大影響,導(dǎo)致了致密物質(zhì)物理學(xué)的誕生。英國(guó)劍橋大學(xué)的天文學(xué)教授休伊什(AntonyHewish)和他的研究生喬絲琳·貝爾(Jocelyn BellBurnell)女士一起發(fā)現(xiàn)了脈沖星。休伊什因發(fā)現(xiàn)脈沖星并證認(rèn)其為中子星而榮獲1974年的諾貝爾物理獎(jiǎng)是當(dāng)之無(wú)愧的,但貝爾博士未能和休伊什一起獲得諾貝爾獎(jiǎng)卻是一件憾事,目前天文學(xué)家公認(rèn)她是發(fā)現(xiàn)脈沖星的第一人。
彭齊亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射1963年初,彭齊亞斯(Arno Allan Penzias)和威爾遜(Robert Woodrow Wilson)把一臺(tái)衛(wèi)星通訊接收設(shè)備改造為射電望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行射電天文學(xué)研究。在觀測(cè)過(guò)程中意外發(fā)現(xiàn)了多余的3.5開(kāi)溫度的輻射。這種輻射被確認(rèn)是宇宙大爆炸時(shí)的輻射殘余,成為宇宙大爆炸理論的重要觀測(cè)證據(jù)。由此,他們獲得了1978年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。彭齊亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射,所獲得的黑體譜并不精確,而且他們得到的微波背景輻射的空間分布是各向同性的,這與大爆炸宇宙學(xué)的理論有著明顯的差別。
赫爾斯和泰勒發(fā)現(xiàn)射電脈沖雙星繼1974年休伊什教授因發(fā)現(xiàn)脈沖星而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)之后,1993年美國(guó)普林斯頓大學(xué)的赫爾斯(RussellA.Hulse)和泰勒(Joseph H.Taylor)兩位教授又因發(fā)現(xiàn)射電脈沖雙星而共同獲得該年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),引起了全世界的轟動(dòng)。他們發(fā)現(xiàn)的脈沖雙星系統(tǒng)之所以重要,不僅因?yàn)槭堑谝粋€(gè),還因?yàn)樗擒壍罊E率很大的雙中子星系統(tǒng),成為驗(yàn)證引力輻射存在的空間實(shí)驗(yàn)室。他們經(jīng)過(guò)近20年堅(jiān)持不懈的努力,上千次的觀測(cè),終于以無(wú)可爭(zhēng)辯的觀測(cè)事實(shí),間接證實(shí)了引力波的存在,開(kāi)辟了引力波天文學(xué)的新領(lǐng)域。
新世紀(jì)天文觀測(cè)再續(xù)輝煌
觀測(cè)是天文學(xué)研究的主要方法。觀測(cè)手段越多、越好,所能得到的信息就越豐富。進(jìn)入21世紀(jì)僅僅10余年,已有4個(gè)天文項(xiàng)目獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),分別屬于X射線、中微子、射電和光學(xué)觀測(cè)研究領(lǐng)域。
賈科尼創(chuàng)立x射線天文學(xué)
1901年,倫琴(Wilhelm Conrad R6ntgen)因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)X射線榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。時(shí)隔102年,X射線天文學(xué)的創(chuàng)始人里卡爾多·賈科尼(Rieeardo Giaeeoni)又獲諾獎(jiǎng)殊榮。由于地球大氣對(duì)X射線和Y射線的強(qiáng)烈吸收,只能把探測(cè)器送到大氣層外才能接收天體的X射線和Y射線輻射。20世紀(jì)30年代以后,特別是到了90年代,空間探測(cè)的發(fā)展使得X射線天文學(xué)得到了發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了天文學(xué)觀測(cè)研究的又一次飛躍。美國(guó)天文學(xué)家賈科尼由于對(duì)X射線天文學(xué)的突出貢獻(xiàn)榮獲2002年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
賈科尼對(duì)X射線天文學(xué)的貢獻(xiàn)是全面的,瑞典皇家科學(xué)院發(fā)表的新聞公報(bào)把他的貢獻(xiàn)歸納為“發(fā)明了一種可以放置在太空中的探測(cè)器,從而第一次探測(cè)到了太陽(yáng)系以外的X射線源,第一次證實(shí)宇宙中存在著隱蔽的X射線背景輻射,發(fā)現(xiàn)了可能來(lái)自黑洞的X射線,他還主持建造了第一臺(tái)X射線天文望遠(yuǎn)鏡,為觀察宇宙提供了新的手段,為x射線天文學(xué)奠定了基礎(chǔ)”。賈科尼被稱為“X射線天文學(xué)之父”當(dāng)之無(wú)愧。
戴維斯和小柴昌俊發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)中微子中微子是組成自然界的最基本的粒子之一,中微子不帶電,質(zhì)量只有電子的百萬(wàn)分之一,幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生作用,因此極難探測(cè)。理論推測(cè),在太陽(yáng)核心發(fā)生的氫核聚變?yōu)楹さ姆磻?yīng)中,每形成一個(gè)氦原子核就會(huì)釋放出2個(gè)中微子。太陽(yáng)每秒鐘消耗5,6億噸氫,要釋放1.4×1038個(gè)中微子。太陽(yáng)究竟會(huì)不會(huì)發(fā)射如此多的中微子?只能由觀測(cè)來(lái)回答。
美國(guó)物理學(xué)家戴維斯(Raymond Davis)是20世紀(jì)50年代唯一敢于探測(cè)太陽(yáng)中微子的科學(xué)家。他領(lǐng)導(dǎo)研制的中微子氯探測(cè)器,放置在地下深1500米的一個(gè)廢棄金礦里。在30年漫長(zhǎng)的探測(cè)中,他們共發(fā)現(xiàn)了來(lái)自太陽(yáng)的約2000個(gè)中微子,平均每個(gè)月才探測(cè)到幾個(gè)中微子。而日本東京大學(xué)的小柴昌?。∕asatoshi Koshiba)教授創(chuàng)造了另一種中微子探測(cè)器。探測(cè)器放在很深的礦井中,并于1983年開(kāi)始探測(cè),1996年擴(kuò)建,探測(cè)到了來(lái)自太陽(yáng)的中微子。1987年,在鄰近星系大麥哲倫云中出現(xiàn)了一次超新星爆發(fā)(SNl987A),理論預(yù)測(cè)在超新星爆發(fā)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生數(shù)量驚人的中微子。令人興奮不已的是,他們成功地探測(cè)到了12個(gè)中微子。戴維斯和小柴昌俊因?yàn)槌晒Φ靥綔y(cè)到中微子而榮獲2002年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
中國(guó)是世界上天文記錄最久遠(yuǎn)、最完整的國(guó)家,在超過(guò)3000年的時(shí)間里,中國(guó)連續(xù)不斷地記錄著各種天文現(xiàn)象,包括日食和月食、太陽(yáng)黑子、彗星和流星、客星(新星和超新星)以及其它行星運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,等等。中國(guó)古代天文學(xué)家編制了100多種天文歷法,同時(shí)還發(fā)明了大量的天文儀器,以進(jìn)行精確的天文觀測(cè)。
中國(guó)近代天文學(xué)開(kāi)端于20世紀(jì)。在1922年10月30日,中國(guó)天文學(xué)會(huì)在北京成立。1934年,紫金山天文臺(tái)在南京建成,成為當(dāng)時(shí)東亞最大的天文臺(tái)。隨后的1935年,在第五屆國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)大會(huì)于法國(guó)巴黎召開(kāi)期間,中國(guó)被接納為成員國(guó)。
在1976年,“”剛剛結(jié)束,第一個(gè)由中國(guó)天文學(xué)家組成的代表團(tuán)訪問(wèn)了美國(guó)基特峰天文臺(tái)。隨后,第一個(gè)美國(guó)天文學(xué)家代表團(tuán)在1977年訪問(wèn)了紫金山天文臺(tái)。六年后,首屆太陽(yáng)物理學(xué)國(guó)際研討會(huì)成功在昆明召開(kāi)。而近些年,隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速地發(fā)展,中國(guó)天文學(xué)的研究也取得了令人矚目的進(jìn)步。迄今為止,中國(guó)天文學(xué)會(huì)擁有會(huì)員2481名,其中包括約400名研究員和教授,數(shù)量是十年前的兩倍以上,學(xué)會(huì)中還有1300名研究生。
目前,中國(guó)用于天文學(xué)研究的經(jīng)費(fèi)預(yù)算已經(jīng)是十年前的十倍以上。主要的天文機(jī)構(gòu)包括紫金山天文臺(tái)、國(guó)家天文臺(tái)、云南天文臺(tái)、新疆天文臺(tái)、南京天文儀器研制中心和國(guó)家授時(shí)中心等。另外還有超過(guò)20所大學(xué)開(kāi)設(shè)了天文學(xué)課程或進(jìn)行天文學(xué)研究。以下這些大學(xué)目前已正式設(shè)立了天文學(xué)系:南京大學(xué)(設(shè)立于1952年)、北京大學(xué)(設(shè)立于1960年)、北京師范大學(xué)(設(shè)立于1960年)、中國(guó)科技大學(xué)(設(shè)立于1978年),以及廈門(mén)大學(xué)(設(shè)立于2012年)。
中國(guó)天文學(xué)的研究范圍涵蓋了從太陽(yáng)系到銀河系的所有領(lǐng)域,并取得了一批重要研究成果。例如景益鵬研究團(tuán)隊(duì)提出的暗物質(zhì)暈三軸橢球模型,對(duì)暗物質(zhì)暈的形狀作了空前高精度的研究;紫金山天文臺(tái)常進(jìn)研究團(tuán)隊(duì)利用先進(jìn)薄電離量能器觀測(cè)高能電子,發(fā)現(xiàn)宇宙線電子譜能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)1000億電子伏特,這仍是一個(gè)有待解答的謎題;國(guó)家天文臺(tái)趙剛團(tuán)隊(duì)在恒星化學(xué)元素豐度研究上取得了一系列新進(jìn)展;南京大學(xué)戴子高團(tuán)隊(duì)對(duì)伽馬射線暴的研究提出了新方向;國(guó)家天文臺(tái)韓金林團(tuán)隊(duì)推演出銀河系旋臂結(jié)構(gòu);同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了銀河系的星系盤(pán)和暈的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)。南京大學(xué)鄭興武團(tuán)隊(duì)運(yùn)用甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量及微波激射源,首次對(duì)銀河系中的一些遠(yuǎn)距離激射源進(jìn)行了視差測(cè)量,并推導(dǎo)出它們的具體距離,精度高達(dá)0.05毫角秒;此外,國(guó)家天文臺(tái)汪景琇團(tuán)隊(duì)首次識(shí)別了大規(guī)模日冕物質(zhì)拋射源區(qū)。一些太陽(yáng)的全球性的磁耦合現(xiàn)象也被識(shí)別出來(lái)。此外,在天體力學(xué)和天體測(cè)量學(xué)領(lǐng)域,一些重要的成果也已經(jīng)出現(xiàn)。
了解和掌握文藝復(fù)興的擴(kuò)展,拉伯雷、塞萬(wàn)提斯、莎士比亞等文學(xué)巨匠的成就,近代科學(xué)的奠基,“天文學(xué)革命”,哥白尼的“太陽(yáng)中心說(shuō)”,伽利略對(duì)天文學(xué)的貢獻(xiàn),布魯諾關(guān)于宇宙無(wú)限的理論,開(kāi)普勒,哈維探明人體血液循環(huán)系統(tǒng)。
通過(guò)學(xué)習(xí)文藝復(fù)興在歐洲各國(guó)的擴(kuò)展和延伸到近代科學(xué)領(lǐng)域,使學(xué)生能夠比較全面地掌握文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)的全貌,更加深刻地領(lǐng)會(huì)文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)地性質(zhì)及其影響。
通過(guò)學(xué)習(xí)近代科學(xué)的奠基者,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到:新天文學(xué)的確立過(guò)程,說(shuō)明自然科學(xué)是建立在反對(duì)封建神學(xué)的斗爭(zhēng)中發(fā)展起來(lái)的,知識(shí)必然戰(zhàn)勝愚昧,科學(xué)真理必然戰(zhàn)勝封建迷信。同時(shí),也要使學(xué)生認(rèn)識(shí)到:知識(shí)戰(zhàn)勝愚昧,科學(xué)真理戰(zhàn)勝封建迷信不是一朝一夕的事情,它是一個(gè)艱難的過(guò)程。
教學(xué)建議
重點(diǎn)分析:
歐洲其他國(guó)家的文藝復(fù)興是重點(diǎn)。14世紀(jì)開(kāi)始于意大利的文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng),很快擴(kuò)展到了歐洲其他國(guó)家。這就使得文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)在深刻性、廣泛性等多方面與意大利文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)都有明確的提高,這就使得文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)已經(jīng)發(fā)展成為波及整個(gè)歐洲、影響遍及世界的一股資產(chǎn)階級(jí)文化的新潮流,以更加洶涌澎湃的怒潮沖擊著封建神學(xué),給封建制度以更為有力的打擊。
難點(diǎn)分析:
近代科學(xué)的奠基者是難點(diǎn)。14世紀(jì)開(kāi)始于意大利的文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng),不但很快擴(kuò)展到了歐洲其他國(guó)家,而且還沖擊著其他領(lǐng)域尤其是近代自然科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。造成這種情況的原因?qū)W生由于思維水平問(wèn)題還一時(shí)間難于理解,需要教師的點(diǎn)播。
本節(jié)教材地位分析:
本節(jié)教材包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:一是發(fā)源于意大利的文藝復(fù)興向廣度方面發(fā)展,二是發(fā)源于意大利的文藝復(fù)興向深度方面發(fā)展。文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)對(duì)歐洲乃至整個(gè)世界的歷史發(fā)展進(jìn)程產(chǎn)生了重大而深遠(yuǎn)的影響。
重點(diǎn)突破方案:
關(guān)于“歐洲其他國(guó)家的文藝復(fù)興”,教師首先提問(wèn)學(xué)生,為什么14世紀(jì)開(kāi)始于意大利的文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng),會(huì)很快擴(kuò)展到了歐洲其他國(guó)家?學(xué)生回答后,教師再介紹拉伯雷、塞萬(wàn)提斯、莎士比亞等文學(xué)巨匠的主要作品及其作品的主要內(nèi)容。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)以下內(nèi)容:①拉伯雷是法國(guó)文藝復(fù)興時(shí)期的重要代表人物,其代表作《巨人傳》以夸張的手法塑造理想君主巨人的形象,歌頌“人”的力量。還通過(guò)幽默滑稽的故事大膽地嘲笑了僧侶的無(wú)知,激烈抨擊教會(huì)的罪惡,成為批判性和諷刺性極強(qiáng)的文學(xué)作品。②塞萬(wàn)提斯是西班牙文藝復(fù)興時(shí)期的重要代表人物,其代表作《堂吉訶德》通過(guò)堂吉訶德的悲劇,歌頌了西班牙人民渴望自由、追求真理、反抗壓迫的崇高品質(zhì),否定了封建制度,體現(xiàn)了人文主義的精神。③莎士比亞是英國(guó)偉大詩(shī)人、劇作家,是古往今來(lái)世界上最偉大的作家之一。他后期創(chuàng)作的四大悲劇,代表了其戲劇創(chuàng)作的最高成就。劇中主人公的性格被注入了人文主義的理想,他們的悲劇結(jié)局,說(shuō)明惡勢(shì)力的強(qiáng)大和人文主義的軟弱,他用生動(dòng)的語(yǔ)言塑造了鮮明的舞臺(tái)形象,廣泛深刻地描寫(xiě),反映了英國(guó)封建制度解體、資本主義興起時(shí)期的廣闊的社會(huì)生活,表達(dá)了人文主義者的政治理想和道德原則。
難點(diǎn)突破方案:
關(guān)于“近代科學(xué)的奠基者”,教師首先提問(wèn)學(xué)生,為什么14世紀(jì)開(kāi)始于意大利的文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng),會(huì)從文學(xué)和美術(shù)領(lǐng)域迅速波及到自然科學(xué)領(lǐng)域呢?學(xué)生回答后,教師再做補(bǔ)充說(shuō)明。然后依次簡(jiǎn)單介紹“天文學(xué)革命”中哥白尼的“太陽(yáng)中心說(shuō)”、伽利略對(duì)天文學(xué)的貢獻(xiàn),布魯諾關(guān)于宇宙無(wú)限的理論和開(kāi)普勒的成就(行星運(yùn)動(dòng)三定律)。
課內(nèi)探究活動(dòng)的設(shè)計(jì):
列表整理14~16世紀(jì)文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)的成就。表格如下:
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
重點(diǎn):歐洲其他國(guó)家的文藝復(fù)興
難點(diǎn):近代科學(xué)的奠基者
教學(xué)手段:①教學(xué)方法:講解法;②電教手段應(yīng)用:相關(guān)圖片。
教學(xué)過(guò)程:
教師提問(wèn):文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)開(kāi)始于何時(shí)何地?其主要思潮是什么?
導(dǎo)入新課。
一、歐洲其他國(guó)家的文藝復(fù)興(15~16世紀(jì))
關(guān)于“文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)擴(kuò)展到歐洲其他國(guó)家”,教師提問(wèn)學(xué)生,為什么14世紀(jì)開(kāi)始于意大利的文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng),會(huì)很快擴(kuò)展到了歐洲其他國(guó)家?學(xué)生回答后,教師做出補(bǔ)充說(shuō)明。
關(guān)于“法國(guó)作家拉伯雷和西班牙作家塞萬(wàn)提斯的成就”,按照教材簡(jiǎn)單講解,可以參考“擴(kuò)展資料”部分相應(yīng)內(nèi)容。
關(guān)于“英國(guó)大文豪莎士比亞”,教師要做重點(diǎn)講解??梢宰寣W(xué)生看教材中的小字部分中關(guān)于喜劇作品《威尼斯商人》和悲劇作品《哈姆雷特》的介紹,提問(wèn)學(xué)生,這兩部風(fēng)格迥然不同的作品有什么共同之處?學(xué)生回答后,教師做出補(bǔ)充說(shuō)明。
關(guān)于“歐洲活字印刷術(shù)的發(fā)展”,教師按照教材講解。
二、近代科學(xué)的奠基者
關(guān)于“文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)擴(kuò)展到自然科學(xué)領(lǐng)域”,教師提問(wèn)學(xué)生,為什么14世紀(jì)開(kāi)始于意大利的文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng),會(huì)從文學(xué)和美術(shù)領(lǐng)域迅速波及到自然科學(xué)領(lǐng)域呢?學(xué)生回答后,教師補(bǔ)充說(shuō)明。
關(guān)于“天文學(xué)革命”,教師首先提問(wèn)學(xué)生,自然科學(xué)領(lǐng)域的變化,為什么會(huì)首先從“天文學(xué)革命”開(kāi)始呢?學(xué)生回答后,教師補(bǔ)充說(shuō)明,這就從根本上否定了封建神學(xué)賴以存在的根基徹底戳穿了天主教會(huì)的反科學(xué)、反人性的本質(zhì)。
關(guān)于“哥白尼的、伽利略、布魯諾和開(kāi)普勒的科學(xué)成就”,教師依照教材講解,有條件的學(xué)??梢园l(fā)動(dòng)學(xué)生講解。
關(guān)于“醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的成就”,教師可以結(jié)合初中“生理衛(wèi)生”,讓學(xué)生講解哈維探明人體血液循環(huán)系統(tǒng)的重要性。
最后,教師出示下列表格,由學(xué)生整理14~16世紀(jì)文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)的成就。
設(shè)計(jì)思想:
①通過(guò)學(xué)生填寫(xiě)表格,對(duì)于相關(guān)問(wèn)題的分析,體現(xiàn)學(xué)生的主體地位;
②通過(guò)教師對(duì)相關(guān)材料的補(bǔ)充說(shuō)明和表格的設(shè)置,實(shí)現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用。
板書(shū)設(shè)計(jì)
探究活動(dòng)
世界名著名作賞析
文藝復(fù)興時(shí)期是一個(gè)英才背出,巨星云集的時(shí)代,涌現(xiàn)出許多文學(xué)家、藝術(shù)家、思想家和科學(xué)家。他們的思想異彩紛呈,他們的精神光芒四射,他們的作品經(jīng)久不衰如陳年老酒,隨著時(shí)間的推移,日益甘醇味美,值得細(xì)細(xì)品味、玩賞。
建議教師在文藝復(fù)興二課都講完以后,組織一個(gè)閱讀文藝復(fù)興時(shí)期名著興趣小組或開(kāi)一堂名著賞析課。
1.賞析名畫(huà):達(dá).芬奇、米開(kāi)朗琪羅、拉斐爾等的名作??捎没脽魴C(jī)或網(wǎng)絡(luò)媒體。
2.由教師推薦名著,組織學(xué)生課余閱讀,課外活動(dòng)時(shí)組織學(xué)生進(jìn)行交流。
嘗試演戲劇<<威尼斯商人>>或<<羅密歐與朱麗葉>>
由教師指導(dǎo),學(xué)生組織準(zhǔn)備活動(dòng).
程序如下:
1.搜集莎士比亞劇本<<威尼斯商人>>或<<羅密歐與朱麗葉>>.
2.觀看錄像或演出戲劇<<威尼斯商人>>或<<羅密歐與朱麗葉>>.3.修改劇本,簡(jiǎn)化劇本.
4.選定角色,安排人物.
5.熟悉臺(tái)詞.
6.借服裝和準(zhǔn)備道具.
祖沖之出生在一個(gè)世代對(duì)天文歷法都有研究的家庭,自幼就對(duì)數(shù)學(xué)和天文學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣.《宋書(shū)?律歷志》中,祖沖之有這樣的自述:“臣少銳愚,尚專攻數(shù)術(shù),搜練古今,博采沈奧.后將夏典,莫不摸量,周正漢朔,咸加該驗(yàn)……此臣以俯信偏識(shí),不虛推古人者也……”由此可見(jiàn),祖沖之在很小的時(shí)候就開(kāi)始搜集、閱讀前人的數(shù)學(xué)文獻(xiàn),并對(duì)這些資料進(jìn)行了深入的、系統(tǒng)的研究,對(duì)每步計(jì)算都親自做了驗(yàn)證.他沒(méi)有被前人的數(shù)學(xué)結(jié)論所束縛,在糾正前人錯(cuò)誤的同時(shí)還加上自己的理解與創(chuàng)造,對(duì)我國(guó)古代數(shù)學(xué)的發(fā)展作出了杰出的貢獻(xiàn).他的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面.
一、對(duì)圓周率的計(jì)算
他算得3.1415926< <3.1415927且取為密率,使當(dāng)時(shí)的中國(guó)在對(duì) i 的準(zhǔn)確值的計(jì)算方面領(lǐng)先于國(guó)外千余年.
二、對(duì)球體積的計(jì)算
祖沖之與他的兒子祖一起找到了球體積的計(jì)算公式 = .這其中應(yīng)用了“祖原理”――“冪勢(shì)既同則積不容異”,即等高處橫截面積都相等的兩個(gè)幾何體的體積必相等.直到一千一百年后,意大利數(shù)學(xué)家卡瓦利里才提出與之類似的定理.
三、注解《九章算術(shù)》,并著《綴術(shù)》
《綴術(shù)》在唐朝作為數(shù)學(xué)教育的課本,以深刻精妙而著稱,可惜這部珍貴的典籍早已失傳.
祖沖之在數(shù)學(xué)上的這些成就,使得這個(gè)時(shí)期的中國(guó)在數(shù)學(xué)的某些方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于西方.
祖沖之逝世已有一千五百余年了,他的科學(xué)成就給了我們哪些啟示呢?
首先,我們應(yīng)學(xué)習(xí)他廣泛吸收他人成就的治學(xué)方法和精神.比如,祖沖之曾對(duì)《九章算術(shù)》做過(guò)注解,這不僅需要大量閱讀前人留下的文獻(xiàn)資料,而且還要對(duì)別人的成果進(jìn)行深入的思考和研究.在我們的學(xué)習(xí)過(guò)程中,既要認(rèn)真學(xué)習(xí)課本上的基礎(chǔ)知識(shí),多閱讀以開(kāi)闊眼界,又要多思多想多動(dòng)手,還要注重與他人的交流.這樣我們才能把書(shū)上的知識(shí)變成自己的知識(shí),吸收他人成功的經(jīng)驗(yàn).
其次,我們要學(xué)沖之不拘泥于前人成就的態(tài)度,在任何時(shí)候都要有創(chuàng)新精神.在 i 的計(jì)算史上,劉歆、張衡及劉徽都曾取得卓越的成果,他們所用的算法也是當(dāng)時(shí)世界上最為先進(jìn)的.但祖沖之并不滿足于僅僅學(xué)習(xí)前人的成果,他在“劉徽割圓術(shù)”的基礎(chǔ)上創(chuàng)造了“開(kāi)密法”,計(jì)算出 i 位于3.1415926與3.1415927之間.直到一千多年以后,國(guó)外數(shù)學(xué)家才求出更精確的數(shù)值.何承天曾得到圓周率的約率,祖沖之更進(jìn)一步得到密率(日本學(xué)者三上義夫把它定名為“祖率”),他所用的算法已走在了時(shí)代的前列. 祖沖之對(duì) i 的計(jì)算過(guò)程給我們的啟示是:我們不應(yīng)滿足于前人已有的成果,要有創(chuàng)新意識(shí),才能取得更大的進(jìn)步.
最后,我們應(yīng)該學(xué)沖之那種堅(jiān)韌不拔的毅力與不怕吃苦的精神.祖沖之堅(jiān)持對(duì)前人的結(jié)果進(jìn)行一一驗(yàn)證,花費(fèi)了大量的時(shí)間,付出了極大的努力.正是因?yàn)樗@種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度及堅(jiān)韌不拔的毅力,才算出了名垂千古的祖率,才寫(xiě)出了《綴術(shù)》.我們?nèi)绻羞@樣的精神與毅力,成績(jī)肯定會(huì)更加出色.
我國(guó)古代數(shù)學(xué)研究最大的特點(diǎn)就是講求實(shí)用性,祖沖之也繼承了這一傳統(tǒng). 他制訂的《大明歷》,帶動(dòng)了歷史上有名的歷法改革,這是他用數(shù)學(xué)研究天文學(xué)所取得的最大成果.從祖沖之的經(jīng)歷,我們可以看到數(shù)學(xué)的巨大作用,因此,我們應(yīng)該提高用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.
華羅庚先生在1964年曾說(shuō):“祖沖之雖已去世一千四百多年,但他那廣泛吸收古人成就而不為其所拘泥、艱苦勞動(dòng)、勇于創(chuàng)新和敢于堅(jiān)持真理的精神,仍舊是我們學(xué)習(xí)的榜樣.”
【關(guān)鍵詞】文藝復(fù)興;哥白尼革命;科學(xué)
與哲學(xué)相比,科學(xué)具有直面經(jīng)驗(yàn)世界的實(shí)用性。正如我們所知道的,哲學(xué)起源于古希臘人的閑暇和好奇,而且哲學(xué)的任務(wù)在于對(duì)真理知識(shí)的追問(wèn)。哲學(xué)家們往往通過(guò)歸納的或演繹的方式形成一種對(duì)人的精神世界和物質(zhì)世界的之存在的解釋和證明,自笛卡爾以來(lái),我們認(rèn)識(shí)和解釋世界之存在的方式大體上被歸結(jié)為兩種:一種是理性論,另一種是經(jīng)驗(yàn)論。正如培根所說(shuō):“人類的理解不是不帶偏見(jiàn)的領(lǐng)悟,而是從意志與感情中受到鼓舞:哪里在從事科學(xué),這些科學(xué)就可以被稱之為‘人們需要的科學(xué)’?!眎通過(guò)科學(xué)理論的構(gòu)建,人們將神與經(jīng)驗(yàn)世界的聯(lián)系一步步切斷,取而代之的是人和物質(zhì)世界的緊密聯(lián)系。文藝復(fù)興所取得的科學(xué)成就并不只是局限于歐洲的那幾個(gè)具備科學(xué)突破的國(guó)家,后世的科學(xué)盛況證實(shí)了當(dāng)時(shí)的科學(xué)突破是作用于全世界的?!敖茖W(xué)誕生于歐洲,但它的家確是整個(gè)世界……事情越來(lái)越明顯,西方給予東方影響最大的是它的科學(xué)和科學(xué)觀點(diǎn)。這種東西只要有一個(gè)有理智的社會(huì),就能從一個(gè)國(guó)家傳到另一個(gè)國(guó)家,從一個(gè)民族流傳到另一個(gè)民族。”ii值得注意的是,科學(xué)的興起并不是從一開(kāi)始就形成一個(gè)龐雜的體系,而是需要先從個(gè)別領(lǐng)域進(jìn)行突破。顯然,這種科學(xué)突破首先體現(xiàn)在天文學(xué)領(lǐng)域。
一、文藝復(fù)興時(shí)期的天文學(xué)
翻開(kāi)任何一本科學(xué)史,都不約而同地追溯到人類在文明初始時(shí)期對(duì)于世界本原的探求。在東方,有老子的“道”,有古印度的“四大”;在西方,有泰勒斯的“水”,赫拉克利特的“火”,畢達(dá)哥拉斯的“數(shù)”等等。這一系列對(duì)于世界本原的追問(wèn),刺激著人們提出了各種不同的關(guān)于世界的“假說(shuō)”,當(dāng)追問(wèn)到世界運(yùn)行的目的和動(dòng)力之后,初期的關(guān)于“天”的討論和解釋便開(kāi)始了。
在古希臘時(shí)期,人們就注意到了夜晚天空中閃爍的群星,那些有相對(duì)固定位置的被稱作“恒星”,而另外一些非常明亮但位置不定的則被稱為“行星”。經(jīng)觀察后發(fā)現(xiàn),所有恒星都步調(diào)一致地、每天自西向東地運(yùn)動(dòng),如此周而復(fù)始;然而行星的運(yùn)動(dòng)卻不規(guī)則,時(shí)而向東,時(shí)而向西,這種奇特的現(xiàn)象自然引起了當(dāng)時(shí)天文學(xué)家的注意?!跋ED天文學(xué)將自己的任務(wù)規(guī)定為對(duì)行星運(yùn)動(dòng)給出合理的解釋,特別是要按照畢達(dá)哥拉斯―柏拉圖主義傳統(tǒng),用完美的正圓運(yùn)動(dòng)的復(fù)合來(lái)再現(xiàn)行星的表觀(視)運(yùn)動(dòng),即所謂‘拯救現(xiàn)象’。”iii后來(lái),托勒密的本輪―均輪宇宙體系被認(rèn)為是希臘人為“拯救行星運(yùn)動(dòng)”所做出的巨大成就。iv
在歐洲第一次學(xué)術(shù)復(fù)興之后,亞里士多德和托勒密所代表的宇宙論開(kāi)始進(jìn)入人們的世界,后來(lái)托馬斯?阿奎那把亞里士多德哲學(xué)融入基督教神學(xué),使得地球中心的理論在當(dāng)時(shí)獲得正統(tǒng)的地位。而這種“地球居于宇宙中心”的權(quán)威思想被賦予了一種嚴(yán)格的宗教意義:地球和地球上居住的人們被置于上帝的懷抱之中,他們受上帝所恩寵,并沐浴在上帝的光輝中。
值得一提的是,天文學(xué)的革命之所以能取得突破性的進(jìn)展,這與當(dāng)時(shí)文藝復(fù)興影響下的宗教改革有著極大的關(guān)系?!白诮谈母锼斐傻幕浇虄?nèi)部分崩離析的局面,雖然從許多方面來(lái)看是一件可悲的事,但到頭來(lái)間接地幫助了思想自由的實(shí)現(xiàn)?!眝正是當(dāng)時(shí)宗教改革造成的社會(huì)動(dòng)蕩,才使得異類思想得以施展拳腳,而以尼古拉?哥白尼為代表的天文學(xué)革命也正好躲在當(dāng)時(shí)的浪潮下積蓄著自己的羽翼。因此,同宗教改革的騷動(dòng)相比,科學(xué)的變革卻是在平靜中建立雛形。
二、關(guān)于“宇宙中心”的爭(zhēng)論
文藝復(fù)興時(shí)期的天文學(xué)被托勒密的地心說(shuō)所壟斷,而托勒密的整個(gè)宇宙體系是由四個(gè)假定構(gòu)成:其一,天呈球形,并且像球一樣在運(yùn)動(dòng);其二,地也是球形的;其三,地位于天的中央;其四,地球是靜止不動(dòng)的,不參與行星的運(yùn)動(dòng)。基于以上四種假定,托勒密由此建立了他的天文學(xué)理論,即本輪―均輪的宇宙體系。但到了哥白尼時(shí)代,由于航海事業(yè)和天文歷表的不斷發(fā)展,托勒密的理論顯得越來(lái)越繁瑣,而且在經(jīng)驗(yàn)生活中開(kāi)始遭到質(zhì)疑。
哥白尼同意托勒密的前兩個(gè)假定,認(rèn)為天和地都呈球形,但卻反對(duì)后兩種假定,因此他自己提出了地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的初步概念,并用太陽(yáng)中心論取代地球中心論。在深入思考新的宇宙體系的基礎(chǔ)上,哥白尼于1539年完成了天文學(xué)巨著《天球運(yùn)行論》vi,并在該書(shū)中系統(tǒng)地論述了他的日心地動(dòng)學(xué)說(shuō)。正如哥白尼在他的著作中提到的,他曾經(jīng)廣泛查閱古今哲學(xué)家的著作,希望能從中找到天文學(xué)關(guān)于天球運(yùn)動(dòng)的研究。果然,他在西塞羅的著作中找到,西塞塔斯曾設(shè)想過(guò)地球是運(yùn)動(dòng)的;后來(lái),他在普魯塔克的作品中又發(fā)現(xiàn)有一些人對(duì)此也持相同見(jiàn)解?;谶@些資料的啟發(fā),他開(kāi)始考慮地球的運(yùn)動(dòng)性。雖然這種想法在當(dāng)時(shí)很荒唐,但他仍堅(jiān)持用地球運(yùn)動(dòng)的假設(shè),來(lái)確定是否可以找到比他的先輩們更可靠的對(duì)天球運(yùn)行的解釋?!坝谑?,假定地球具有我在本書(shū)后面所賦予的那些運(yùn)動(dòng),我經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期、認(rèn)真地研究終于發(fā)現(xiàn):如果把其它行星的運(yùn)動(dòng)與地球的軌道運(yùn)行聯(lián)系在一起,并按每顆行星的運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)計(jì)算,那么不僅可以對(duì)所有的行星和球體得出它們的觀測(cè)現(xiàn)象,還可以使它們的順序和大小以及蒼穹本身全都聯(lián)系在一起了,以至不能移動(dòng)某一部分的任何東西而不在其它部分和整個(gè)宇宙整中引起混亂?!眝ii如此,哥白尼構(gòu)造了一個(gè)全新的宇宙藍(lán)圖:最外層是恒星天,它是靜止不動(dòng)的,構(gòu)成了行星運(yùn)動(dòng)的參考背景;最遠(yuǎn)的行星是土星,其運(yùn)行周期是30年。以后依次是木星(周期是12年)、火星(周期是2年)、地球(周期是1年)、金星(周期是9個(gè)月)、水星(周期是80天),處在這些行星中間的是太陽(yáng),月亮是地球的衛(wèi)星,它既繞著太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),也圍著地球轉(zhuǎn)動(dòng),且繞地運(yùn)動(dòng)的周期為1個(gè)月。日心說(shuō)比地心說(shuō)更加簡(jiǎn)潔,連哥白尼的反對(duì)者也不得不承認(rèn)這一點(diǎn)。此外,哥白尼還成功地恢復(fù)了畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的理想,使正圓運(yùn)動(dòng)得以更好地保持,在他的學(xué)說(shuō)里,幾乎所有的本輪和均輪都朝著同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng),太陽(yáng)真正處于宇宙的中心。
【摘 要】本文以納西古樂(lè)為例,探討了翻譯的跨文化交際意義,解說(shuō)詞翻譯在跨文化交流中的重要功能,以及解說(shuō)詞翻譯的特點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】解說(shuō)詞;翻譯;跨文化
1、翻譯的跨文化交際意義
翻譯指的是在準(zhǔn)確通順的基礎(chǔ)上,把一種語(yǔ)言信息轉(zhuǎn)變成另一種語(yǔ)言信息的行為。在經(jīng)濟(jì)日益全球化的背景下,跨文化交流活動(dòng)日益頻繁。在很大程度上,跨文化交際活動(dòng)和翻譯活動(dòng)聯(lián)系緊密,因?yàn)榭缥幕浑H促進(jìn)了翻譯的發(fā)展,沒(méi)有跨文化交際的需要,就沒(méi)有翻譯;同樣,沒(méi)有翻譯,跨文化交流就無(wú)法順利開(kāi)展和進(jìn)行,所以翻譯工作面臨著前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在中西方文化的交流過(guò)程中,翻譯起著橋梁的作用,我們要對(duì)中西方文化有著全面的認(rèn)識(shí),在文化的碰撞、交流、融合過(guò)程中,認(rèn)真嚴(yán)肅地對(duì)待翻譯工作,從而翻譯時(shí)能夠“忠實(shí)于原文內(nèi)容,具有通順的譯文形式,發(fā)揮譯文的語(yǔ)言優(yōu)勢(shì)”(許淵沖,2003),這樣才能讓更多的人了解西方文化,也能夠更好地發(fā)揚(yáng)和傳達(dá)中華民族傳統(tǒng)文化。
2、什么是解說(shuō)詞
解說(shuō)詞是對(duì)人物、畫(huà)面、展品或旅游景觀進(jìn)行講解、說(shuō)明、介紹的一種應(yīng)用性文體,采用口頭或書(shū)面解釋的形式,或介紹人物的經(jīng)歷、身份、所做出的貢獻(xiàn)(成績(jī))、社會(huì)對(duì)他(她)的評(píng)價(jià)等,或就事物的性質(zhì)、特征、形狀、成因、關(guān)系、功用等進(jìn)行說(shuō)明。其作用有二:一是發(fā)揮對(duì)視覺(jué)的補(bǔ)充作用,讓觀眾在觀看實(shí)物和形象的同時(shí),從聽(tīng)覺(jué)上得到形象的描述和解釋,從而受到感染和教育;二是發(fā)揮對(duì)聽(tīng)覺(jué)的補(bǔ)充作用,即通過(guò)形象化的描述,使聽(tīng)眾感知故事里的環(huán)境,猶如身臨其境,從而達(dá)到情感上的共鳴。
3、解說(shuō)詞翻譯在跨文化傳達(dá)中的意義
在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下,民族文化已經(jīng)成為跨文化交際中的新的亮點(diǎn),我國(guó)民族文化博大精深、多姿多彩,正吸引著全世界的關(guān)注,從而民族文化的傳播也成為了一個(gè)文化傳播的窗口。在這個(gè)過(guò)程中,旅游為不同文化背景的人們提供了相互了解和交流的機(jī)會(huì),在實(shí)現(xiàn)這種跨文化交際的過(guò)程中,有一個(gè)極其重要的工具,這就是翻譯。英語(yǔ)作為世界上使用范圍最廣的一種語(yǔ)言,為英語(yǔ)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業(yè)畝琳呋蚨⒂锏撓慰頭竦穆糜斡⒂鋟耄翹逑至朔氳目縹幕患收庖惶氐悖渲校饉蕩史朧且桓齜淺9丶囊蛩?。好的金~蕩史耄芄磺宄⒓蚪?、謶v邸⑿蝸蟮亟史壯實(shí)拿褡逡衾幀⒗貳⒏櫛?、绘虎表咽n⒕扒冉檣芨嗣牽俳夜褡邐幕墓駛ァ
4、納西古樂(lè)解說(shuō)詞翻譯的啟示
納西古樂(lè),源本出自道教談演的《三洞經(jīng)文》的宗教科儀音樂(lè),儒家正宗的雅集型音樂(lè),包括流入民間的宮廷宴樂(lè)和詞牌曲令,它從久遠(yuǎn)的歷史走來(lái),從西京、南京、北京等中華文化樞紐傳來(lái),世代不衰地在麗江流傳,一直音樂(lè)的原發(fā)地已經(jīng)寂滅、消失,卻在麗江出奇的保留著這些“音樂(lè)活化石”。1981年,宣科先生重新組建了現(xiàn)在的大研納西古樂(lè)會(huì),成功地復(fù)興了納西古樂(lè),并且使我們國(guó)家的民族音樂(lè)享譽(yù)海內(nèi)外。數(shù)十年以來(lái),大研納西古樂(lè)會(huì)每晚公開(kāi)演出,成為一個(gè)民族文化國(guó)際化傳播的窗口。其中有一大亮點(diǎn),就是在音樂(lè)演奏過(guò)程中,使用了中英文主持詞和中英文解說(shuō)詞??梢钥隙ǖ卣f(shuō),納西古樂(lè)的中英文主持詞和解說(shuō)詞,是納西古樂(lè)吸引外國(guó)游客的一個(gè)重要原因。大研納西古樂(lè)會(huì)對(duì)樂(lè)器的介紹,詞牌、曲牌的介紹、音樂(lè)背景的中英文介紹,已經(jīng)形成了自己獨(dú)特的風(fēng)格,值得我們借鑒參考。試以以下翻譯為例進(jìn)行探討:
4.1大研納西古樂(lè)會(huì)被稱為“三老樂(lè)隊(duì)”,因?yàn)榧{西古樂(lè)會(huì)集古老樂(lè)曲、古老樂(lè)器和高壽藝人為一體,被譽(yù)為稀世“三寶”?!叭蠘?lè)隊(duì)”、稀世“三寶”,如果直接翻譯為the three old, the three rare treasures, 由于中西方文化差異,聽(tīng)眾將不知所云,莫名其妙。大研納西古樂(lè)會(huì)將“三老樂(lè)隊(duì)”、稀世“三寶”翻譯:There are three reasons why the Nahki Orchestra is so famous and special. It is because of the ancient music, aged musicians and aged musical instruments. 譯文簡(jiǎn)單明了,清楚又直接地向聽(tīng)眾介紹了“三老樂(lè)隊(duì)”的來(lái)由,而且銜接自然,毫無(wú)造作之感。
大約14年前,人們一度以為有了完美的答案:通過(guò)對(duì)于宇宙背景微波輻射的觀測(cè),天文學(xué)家最終驗(yàn)證了1929年愛(ài)德文哈勃(Edwin Hubble)的猜想,即宇宙誕生于大約137億年前的大爆炸(Big Bang)。之后,隨著宇宙的演化,銀河系、太陽(yáng)系、地球,乃至我們?nèi)祟愖陨?,都陸續(xù)登場(chǎng)。
2006年10月,正是憑借這一重要成就,美國(guó)科學(xué)家喬治斯穆特(George F Smoot)、約翰馬瑟(John C Mather)分享了該年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
但我們對(duì)宇宙的了解,顯然也還剛剛開(kāi)始。就在此一個(gè)月后,美國(guó)航空航天局(NASA)公布的最新研究結(jié)果表明:至少在90億年前,一種被稱為“暗能量”(dark energy)的神秘力量已經(jīng)存在。
也就是說(shuō),在整個(gè)宇宙誕生后不到50億年時(shí),就開(kāi)始受到暗能量影響。而此前,科學(xué)家普遍認(rèn)為,在宇宙的早期,或許這種力量并不存在,因?yàn)槟莻€(gè)時(shí)候主宰一切的還是我們熟悉的引力。
盡管這一結(jié)果仍不能確定地告訴我們宇宙的未來(lái)是怎樣的,但顯然,它為我們徹底理解宇宙的運(yùn)行規(guī)律帶來(lái)了新的曙光。相關(guān)的論文也將發(fā)表在2007年2月美國(guó)《天體物理學(xué)報(bào)》(The Astrophysical Journal)上。
這一研究小組的負(fù)責(zé)人、美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)(John Hopkins)教授阿德姆瑞斯(Adam Riess)在接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪時(shí)表示:“我們距離真正了解暗能量仍然很遠(yuǎn)。但很顯然,這是非常重要的一步,因?yàn)樗o出了更多的‘線索’(clue)?!?/p>
宇宙為什么加速膨脹?
暗能量的發(fā)現(xiàn)過(guò)程極富戲劇性。
按照宇宙大爆炸理論,在大爆炸發(fā)生之后,隨著時(shí)間的推移,宇宙的膨脹速度將因?yàn)槲镔|(zhì)之間的引力作用而逐漸減慢,就像緩慢踩了剎車的汽車一樣。也就是說(shuō),距離地球相對(duì)遙遠(yuǎn)的星系,其膨脹速度應(yīng)該比那些近的星系慢一些。
但1998年,美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校(UC Berkeley)物理學(xué)教授、勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LBNL)高級(jí)科學(xué)家索爾皮爾姆特(Saul Perlmutter),以及澳大利亞國(guó)立大學(xué)布賴恩施密特(Brian Schmidt)分別領(lǐng)導(dǎo)的兩個(gè)小組,通過(guò)觀測(cè)發(fā)現(xiàn),那些遙遠(yuǎn)的星系正在以越來(lái)越快的速度遠(yuǎn)離我們。
換句話說(shuō),宇宙是在加速膨脹,仿佛一輛不斷踩油門(mén)的汽車,而不是像此前科學(xué)家所預(yù)測(cè)的那樣處于減速膨脹狀態(tài)。
這樣一個(gè)完全出乎意料的觀測(cè)結(jié)果,從根本上動(dòng)搖了對(duì)宇宙的傳統(tǒng)理解。那么到底是什么樣的力量,在促使所有的星系或者其他物質(zhì)加速遠(yuǎn)離呢?
科學(xué)家們將這種與引力相反的斥力來(lái)源,稱為“暗能量”。但“暗能量”到底意味著什么?至今我們能夠給出的,只是一個(gè)十分粗略的宇宙結(jié)構(gòu)“金字塔圖景”:
我們所熟悉的世界,即由普通的原子構(gòu)成的一草一木、山河星月,僅占整個(gè)宇宙的4%,相當(dāng)于金字塔頂?shù)哪且粔K。
下面的22%,則為暗物質(zhì)。這種物質(zhì)由仍然未知的粒子構(gòu)成,它們不參與電磁作用,無(wú)法用肉眼看到。但其和普通物質(zhì)一樣,參與引力作用,因此仍可能探測(cè)到。
作為塔基的74%,則由最為神秘的暗能量構(gòu)成。它無(wú)處不在,無(wú)時(shí)不在,由于我們對(duì)其性質(zhì)知之甚少,所以科學(xué)家還不清楚如何在實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證其存在。惟一的手段,仍然是通過(guò)天文觀測(cè)這種間接手段來(lái)了解其奧秘。
對(duì)Ia類型超新星(supernova)的爆發(fā)進(jìn)行觀測(cè),則是目前最主要觀測(cè)手段。這種超新星是由雙星系統(tǒng)中的白矮星(white dwarf)爆炸形成的,亮度幾乎恒定。這樣,通過(guò)測(cè)量其亮度,就可以知道其和地球之間的距離,進(jìn)而了解其速度。
借助哈勃這樣靈敏的天文儀器的幫助,我們至少可以觀測(cè)到90億光年之外,即了解宇宙在90億年前的信息。
霍普金斯大學(xué)教授阿德姆瑞斯給我們展示的最新“暗能量”場(chǎng)景如下:
在大爆炸后的初期,宇宙經(jīng)歷了一個(gè)急速膨脹階段。此后,由于暗物質(zhì)以及物質(zhì)之間的距離非常接近,在引力作用下,宇宙的膨脹速度開(kāi)始減速。
然而,至少在90億年前,宇宙中另外一種力量――表現(xiàn)為排斥力量的暗能量已經(jīng)出現(xiàn),并且開(kāi)始逐步抵消引力作用。
隨著宇宙的膨脹,不斷增長(zhǎng)的暗能量終于在大約50億至60億年前超越引力。此后,宇宙從減速膨脹,轉(zhuǎn)變?yōu)榧铀倥蛎洜顟B(tài),并且一直持續(xù)至今。
愛(ài)因斯坦的遺產(chǎn)
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)教授李淼曾經(jīng)半開(kāi)玩笑地表示:“有多少暗能量專家,就有多少暗能量模型?!币苍S這種說(shuō)法不無(wú)夸張之處,但暗能量在理論方面的混沌狀況,從中也可見(jiàn)一斑。
其中,最具戲劇性的理論,則是復(fù)活愛(ài)因斯坦當(dāng)年提出的“宇宙常數(shù)”(cosmological constant)。1917年,被認(rèn)為是整個(gè)20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家阿爾伯特愛(ài)因斯坦(Albert Einstein),為了建立一個(gè)穩(wěn)態(tài)宇宙模型,最早提出了這個(gè)概念。不過(guò),后來(lái)就連他本人也承認(rèn),“宇宙常數(shù)”只是一個(gè)錯(cuò)誤的概念。
但暗能量的存在,則為宇宙常數(shù)提供了新的可能性。如果暗能量就是這個(gè)宇宙常數(shù)的話,那么它的力量強(qiáng)弱將只和宇宙的大小有關(guān)。隨著宇宙的膨脹,其體積逐漸增大,因而暗能量也將逐漸增大。最終,它會(huì)達(dá)到一個(gè)臨界點(diǎn),使得宇宙從減速狀態(tài)變成加速狀態(tài),并且一直加速下去。
中國(guó)科學(xué)院高能物理所研究員張新民在接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪時(shí)指出,迄今為止的觀測(cè)結(jié)果,包括瑞斯最新的結(jié)果在內(nèi),與愛(ài)因斯坦的宇宙常數(shù)理論“都很符合”。
但是,宇宙常數(shù)距離成為一種確定性的暗能量理論還差得很遠(yuǎn)。一些科學(xué)家半開(kāi)玩笑地說(shuō),按照這種模型,宇宙將一成不變地加速膨脹下去,未免太“枯燥”(boring)了一些。
當(dāng)然,最為致命的是,按照量子場(chǎng)論計(jì)算出來(lái)的宇宙常數(shù),比天文觀測(cè)獲得的上限至少也要高出10的120次方倍。
一個(gè)最為詭異但不乏科學(xué)依據(jù)的解釋,是“多宇宙論”。觀測(cè)和理論或許都沒(méi)有錯(cuò),事實(shí)上,在我們生存的宇宙之外,還存在多到無(wú)法計(jì)數(shù)的其他的宇宙。科學(xué)家們可以想像到的宇宙數(shù)量不是以萬(wàn)或者億來(lái)計(jì)算的,很可能多到10的1000次方個(gè)。
每個(gè)宇宙都有不同的宇宙常數(shù),而我們恰恰生存在一個(gè)宇宙常數(shù)很小的宇宙中。仿佛冥冥之中有一個(gè)“上帝之手”,把一個(gè)適合智慧生命生存的宇宙呈現(xiàn)在我們面前。
但對(duì)于這種寄希望多宇宙存在的“人擇原理”(anthropic principle),在天文學(xué)家和物理學(xué)家中間都存在很大的爭(zhēng)議。中國(guó)科學(xué)院高能物理所研究員張新民對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者說(shuō),很多人認(rèn)為這僅僅是一種猜想而已,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不上“原理”。
更為尖銳的批評(píng),則認(rèn)為這種解釋與其說(shuō)是一種科學(xué)理論,倒不如說(shuō)更像一種。
為避免這種沖突,科學(xué)家們提出個(gè)各種暗能量理論,來(lái)代替宇宙常數(shù)模型。其中比較有代表性的包括精質(zhì)(quintessence)模型、幽靈(phantom)模型等,張新民和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)教授李淼也分別提出了精靈(quintom)和全息(holographic)模型。
宇宙的未來(lái)
如果這些替代的暗能量理論能夠成立,它們所指向的將是截然不同的宇宙未來(lái):
根據(jù)精質(zhì)等動(dòng)力學(xué)標(biāo)量場(chǎng)(scalar field)模型,宇宙的未來(lái)將復(fù)雜得多;也許將繼續(xù)加速膨脹下去,也許會(huì)減緩膨脹的速度,甚至走向收縮,導(dǎo)致宇宙最終以與大爆炸相反的“大坍縮”(big crunch)收?qǐng)觥?/p>
而根據(jù)幽靈模型,暗能量將不斷增大,導(dǎo)致宇宙以越來(lái)越快的加速度膨脹。最終,宇宙將走向“大撕裂”(big rip)。
精靈模型則給出了一個(gè)“振蕩的未來(lái)”。張新民對(duì)《財(cái)經(jīng)》表示,根據(jù)他提出的這一理論,整個(gè)宇宙將在加速膨脹和減速膨脹之間反復(fù)演繹,“大坍縮”和“大撕裂”這兩種極端的情況都不會(huì)出現(xiàn)。
最大的困難,在于迄今為止,我們能夠研究暗能量的手段仍然十分有限。目前,最主流的仍然是借助超新星的觀測(cè)。但有些人擔(dān)心,特別是在宇宙早期,可能超新星的亮度也不是恒定的,它也有自己的演化過(guò)程。
即使這種擔(dān)心可以排除,鑒于這些超新星距離地球非常非常遙遠(yuǎn),觀測(cè)它們的難度,在瑞斯看來(lái)就像在兩個(gè)月球的距離之外觀測(cè)一個(gè)60瓦的燈泡。即使哈勃望遠(yuǎn)鏡具有非常高的敏感度,也存在難以消除的系統(tǒng)誤差。
通過(guò)對(duì)大尺度宇宙結(jié)構(gòu)(比如星系團(tuán)等)的研究,或許能為暗能量提供新的線索。一旦暗能量存在的話,星系團(tuán)的形成過(guò)程可能要更慢一些,因?yàn)橐π枰瓤朔@種斥力。
目前,一個(gè)空間探測(cè)計(jì)劃斯隆數(shù)字巡天(SDSS)已經(jīng)完成了第一階段為期五年的運(yùn)行,一旦全部完成之后,這一足以覆蓋四分之一的天空的精細(xì)光學(xué)成像設(shè)備,無(wú)疑將披露更多的細(xì)節(jié)。
據(jù)悉,目前中國(guó)科學(xué)家也正在試圖利用北京附近新上馬的LAMOST(大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜望遠(yuǎn)鏡)來(lái)觀測(cè)超新星,從而探索在中國(guó)首次進(jìn)行暗能量實(shí)驗(yàn)研究的可能性。而利用伽馬暴(超大質(zhì)量星體爆發(fā)而形成的宇宙高能輻射),也許將為進(jìn)一步研究更早期的暗能量提供間接手段。
北京師范大學(xué)物理學(xué)教授朱宗宏在接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪時(shí)指出,目前對(duì)于伽馬暴天文學(xué)的探索還處在初級(jí)階段,有點(diǎn)類似于1998年暗能量剛被發(fā)現(xiàn)時(shí)的超新星天文學(xué),但其某些性質(zhì),從長(zhǎng)期來(lái)看仍然有可能用來(lái)研究暗能量。
那么,是否有可能利用實(shí)驗(yàn)室來(lái)直接研究暗能量呢?一些人已經(jīng)宣稱,可以利用納米技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。瑞斯在接受《財(cái)經(jīng)》采訪時(shí)表示,一些科學(xué)家也希望利用短距離(short-range)的引力實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)暗能量的線索。
美國(guó)加州理工學(xué)院(CIT)的物理學(xué)家西恩卡羅爾(Sean Carroll)也對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者強(qiáng)調(diào),要找到一個(gè)更具確定性的模型,不僅需要天文學(xué)上的數(shù)據(jù),可能更需要來(lái)自粒子物理學(xué)的證據(jù)。尤其是2007年即將在歐洲投入運(yùn)行的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC),或許“我們可以期待”。
不過(guò),由于對(duì)暗能量的性質(zhì)、包括與其他物質(zhì)的反應(yīng)機(jī)理還不清楚,很多科學(xué)家認(rèn)為,短期之內(nèi)還無(wú)法對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的工作寄予太大希望;更為現(xiàn)實(shí)的渠道,或許仍來(lái)自天文觀測(cè)。
如果不出意外,普朗克(PLANCK)探測(cè)器將于2007年一季度正式升空,它將對(duì)天空進(jìn)行更加精密的探測(cè)。在接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪時(shí),皮爾姆特也表示,由它所在的實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的超新星加速探測(cè)器(SNAP),按照計(jì)劃將于2013年或者2014年升空。
“在未來(lái)五到十年中,我們對(duì)于暗能量的性質(zhì)或許將有更加清晰的了解?!庇?guó)諾丁漢大學(xué)物理與天文學(xué)院教授克里斯托弗康瑟利斯(Christopher Conselice)對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者說(shuō)。
幾乎沒(méi)有人否認(rèn),暗能量對(duì)于整個(gè)宇宙學(xué)乃至物理學(xué)而言,都不啻是一場(chǎng)革命。1979年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主斯蒂芬溫伯格(Steven Weinberg)曾明確表示,“如果不解決暗能量這個(gè)‘路障’,我們就無(wú)法全面理解基礎(chǔ)物理學(xué)。”著名華裔物理學(xué)家、1957年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主李政道也斷言,暗能量將是21世紀(jì)物理學(xué)面臨的最大挑戰(zhàn)。
但是,何時(shí)是這個(gè)“絕對(duì)配得上諾貝爾獎(jiǎng)”的問(wèn)題的終點(diǎn),目前還是一個(gè)巨大的問(wèn)號(hào)。正如卡羅爾在接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪時(shí)所言,“目前還沒(méi)有任何理論,配得上這一獎(jiǎng)賞?!?/p>
瑞斯也對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者強(qiáng)調(diào),理論工作非常困難。在這樣一個(gè)十分前沿的領(lǐng)域,何時(shí)能取得突破,的確難以預(yù)測(cè)。
發(fā)現(xiàn)過(guò)程
西班牙人在十六世紀(jì)時(shí)進(jìn)入南美洲,他們以入侵者的角度占領(lǐng)這個(gè)全新的大陸。當(dāng)時(shí)中南美洲的住民過(guò)著原始的農(nóng)業(yè)生活,對(duì)于西班牙人的堅(jiān)船利炮自然是毫無(wú)招架之力,很快地,西班牙人也將他們的信仰帶到此地,有兩個(gè)傳教士,看到了當(dāng)?shù)厝诵叛鑫仔g(shù)與迷信,就放了一把火把他們所藏的古老典籍全部給燒毀了。誰(shuí)知道這些書(shū)不是別的,它們正是消失已久的瑪雅人遺留下來(lái)的知識(shí)寶典,里面詳細(xì)記載了他們當(dāng)年輝煌的科學(xué)成就與文化。也許是天意如此吧,今天研究瑪雅文明的學(xué)者只能從斷簡(jiǎn)殘篇中拼湊出瑪雅當(dāng)年的盛況。
叢林里的巨石遺跡
瑪雅的金字塔可說(shuō)是僅次于埃及金字塔的最出名的金字塔建筑了。他們看起來(lái)不太一樣,埃及金字塔是金黃色的,是一個(gè)四角錐形,經(jīng)過(guò)幾千年風(fēng)吹雨打已經(jīng)有點(diǎn)腐蝕了。瑪雅的金字塔比較矮一點(diǎn),也是由巨石堆成,石頭是灰白色的,整個(gè)金字塔也是灰白色的,他不完全是錐形的,頂端有一個(gè)祭神的神殿。瑪雅金字塔四周各有四座樓梯,每座樓梯有九十一階,四座樓梯加上最上面一階共三六五階(91x4+1=365),剛剛好是一年的天數(shù)。
瑪雅人非常重視天文學(xué)的數(shù)據(jù),他的建筑里處處都是這些關(guān)于天體運(yùn)行規(guī)律的數(shù)字。除了階梯數(shù)目外,金字塔四面各有五十二個(gè)四角浮雕,表示瑪雅的一世紀(jì)五十二年。
瑪雅的天文臺(tái)也是充滿特色的建筑物。以今天的眼光來(lái)看,不論是在功能上或外觀上,瑪雅的天文臺(tái)與現(xiàn)在的天文臺(tái)十分類似。以凱若卡天文觀測(cè)塔為例,建筑在巨大而精美的平臺(tái)上,有小的臺(tái)階一階階地通往大平臺(tái)。與現(xiàn)在的天文臺(tái)有些相似,也是一個(gè)圓筒狀的底樓建筑,上面有一個(gè)半球型的蓋子,這個(gè)蓋子在現(xiàn)在天文臺(tái)的設(shè)計(jì)是天文望遠(yuǎn)鏡伸出的地方。底樓的四個(gè)門(mén)剛好對(duì)準(zhǔn)四個(gè)方位。這個(gè)地方的窗戶與門(mén)廊形成六條連線,其中至少三條是與天文相關(guān)的。其一與春(秋)分有關(guān),另兩個(gè)與月亮活動(dòng)有關(guān)。
這座凱若卡天文觀測(cè)塔是遺跡中最大的天文觀測(cè)塔,其它遺跡也有類似的建筑。他們?cè)谖恢蒙隙寂c太陽(yáng)及月亮對(duì)齊,近年來(lái)考古學(xué)家認(rèn)為古時(shí)候瑪雅的天文學(xué)家建立了一個(gè)地區(qū)性的天文觀測(cè)網(wǎng)。
這些建筑物以今天的角度看也足以令人稱奇。以瑪雅金字塔來(lái)說(shuō),巨大的石塊如何切鑿,搬運(yùn)到叢林的深處,再把一塊塊十幾噸的石塊堆積起來(lái),堆高至七十米處,要是沒(méi)有先進(jìn)的交通工具及起重設(shè)備,是難以完成這個(gè)任務(wù)的。而生活在叢林里的民族,為什么要花這么大的功夫,建立一個(gè)天文觀測(cè)網(wǎng)?歷史記載,望遠(yuǎn)鏡是伽利略十六世紀(jì)才發(fā)明的,接著才有大型天文臺(tái)的出現(xiàn),而天文觀測(cè)網(wǎng)的觀念是近代才出現(xiàn)的,這樣的觀念可說(shuō)是相當(dāng)先進(jìn)。由此可以肯定的是,瑪雅人當(dāng)時(shí)的科學(xué)與今天相比毫不遜色。
失傳已久的天文數(shù)字與歷法
我們從小學(xué)的阿拉伯?dāng)?shù)字一定沒(méi)有人會(huì)覺(jué)得很了不起吧!不過(guò)就是1、2、3、4、5、6、7、8、9、0這十個(gè)數(shù)字的排列。也許大家不知道,這個(gè)0的觀念是阿拉伯人從印度帶到歐洲的,古時(shí)候歐洲人沒(méi)有這么簡(jiǎn)單的數(shù)字概念。希臘人擅于發(fā)明,但他們必須用字母來(lái)寫(xiě)數(shù)目;羅馬人雖然會(huì)使用數(shù)字,但只能用圖解方式以四個(gè)數(shù)字來(lái)代表。
瑪雅人使用一點(diǎn)、一橫、與一個(gè)代表零的貝形符號(hào)來(lái)表示數(shù)字
考古學(xué)家研究瑪雅人的數(shù)字系統(tǒng)時(shí),發(fā)現(xiàn)他們的數(shù)字表達(dá)與算盤(pán)的算珠有異曲同工之妙。他們使用三個(gè)符號(hào):一點(diǎn)、一橫、一個(gè)代表零的貝形符號(hào)──就可以表示任何數(shù)字。類似的原理今天被應(yīng)用在電腦的“二進(jìn)位制”上。
這種計(jì)數(shù)方法,可以使用于天文學(xué)的數(shù)字,在瓜地馬拉的吉里瓜所發(fā)現(xiàn)稱為石標(biāo)的雕刻石柱中,記載著九千萬(wàn)年、四億年的數(shù)字。
瑪雅的歷法非常復(fù)雜,有以二六日為周期的卓金歷,六個(gè)月為周期的太陰歷,二十九日及三十日為周期的太陰月歷,三六五日為周期的太陽(yáng)歷等,不同周期的不同歷法。我們用現(xiàn)代天文觀測(cè)知道一年是三六五?二四二二天,而瑪雅人已測(cè)出一年是三六五二四二天。
瑪雅人運(yùn)算出來(lái)著名的金星公式:
(月球)20x13=260 260x2x73=37,960
(太陽(yáng))8x13=104 104x5x73=37,960
(金星)5x13=65 65x8x73=37,960
這些公式的意思是說(shuō),每一種周期經(jīng)過(guò)三萬(wàn)七千九百六十天后,便會(huì)相遇在一條直線上,而根據(jù)瑪雅人的神話傳說(shuō),那時(shí)“神祉”就會(huì)到一處寧?kù)o的休息處所。 金星歷年是指金星環(huán)繞太陽(yáng)一周所需要的時(shí)間,瑪雅人費(fèi)了三八四年的觀察期,算出五八四天的金星歷年(他們發(fā)覺(jué)金星在八個(gè)地球年中恰恰走了五圈,然后再重復(fù)循環(huán),便用五除八個(gè)地球年的天數(shù)──二九二──得出五八四天),而今日計(jì)算則為五八三?九二天,誤差率每天不到十二秒,每月只有六分鐘。以這么高的精確度計(jì)算出金星歷來(lái),實(shí)在是件不可思議之事。
瑪雅計(jì)日的單位出奇的大,考古學(xué)家已經(jīng)知道的數(shù)值為:
二日為一維納爾
一八維納爾為一屯等于三六日
二屯為一卡屯等于七二日
二卡屯為一巴克屯等于一四萬(wàn)四日
二巴克屯為一匹克屯 等于二八八萬(wàn)日
二匹克屯為一卡拉布屯 等于五七六萬(wàn)日
二卡拉布屯為一金奇耳屯 等于一一億五二萬(wàn)日
二金奇耳屯為一阿拉屯等于二三億四萬(wàn)日
為何要發(fā)展出這么大的數(shù)字?這個(gè)數(shù)字單位大到即使是現(xiàn)代人也用不到。以今天的科學(xué)眼光來(lái)看,這么大的數(shù)字也許只有一種學(xué)科會(huì)用到,那就是天文學(xué)。天文學(xué)家常常要用很大的數(shù)字單位表示星系間的距離,只有天文學(xué)的“天文數(shù)字”才會(huì)這么大 歷法中的瑪雅預(yù)言
在瑪雅歷法中,有一個(gè)叫“卓金歷”的歷法,這種歷法以一年為二六天計(jì)算,但奇怪的是,在太陽(yáng)系內(nèi)卻沒(méi)有一個(gè)適用這種歷法的星球。依照這種歷法,這顆行星的大致位置應(yīng)在金星和地球之間。
“卓金歷”中的這個(gè)符號(hào),表達(dá)了瑪雅人所描述的銀河核心,并與我們所熟知的太極陰陽(yáng)圖非常相似。
有瑪雅學(xué)者認(rèn)為,這個(gè)叫“卓金歷”的歷法記載了“銀河季候”的運(yùn)行規(guī)律,而據(jù)“卓金歷”所言:我們的地球現(xiàn)在已經(jīng)在所謂的“第五個(gè)太陽(yáng)紀(jì)”了,這是最后一個(gè)“太陽(yáng)紀(jì)”。在銀河季候的這一段時(shí)期中,我們的太陽(yáng)系正經(jīng)歷著一個(gè)歷時(shí)五千一百多年的“大周期”。時(shí)間是從公元前三一一三年起到公元二一二年止。在這個(gè)“大周期”中,運(yùn)動(dòng)著的地球以及太陽(yáng)系正在通過(guò)一束來(lái)自銀河系核心的銀河射線。這束射線的橫截面直徑為五一二五地球年。換言之,地球通過(guò)這束射線需要五一二五年之久。
瑪雅人把這個(gè)“大周期”劃分為十三個(gè)階段,每個(gè)階段的演化都有著十分詳細(xì)的記載。在十三個(gè)階段中每一個(gè)階段又劃分為二十個(gè)演化時(shí)期。每個(gè)時(shí)期歷時(shí)約二十年。
這樣的歷法循環(huán)與中國(guó)的“天干”、“地支”十分相似,歷法是循環(huán)不已的,而不是像西元紀(jì)年一直線似的沒(méi)有終點(diǎn)。他們認(rèn)為自創(chuàng)世以來(lái),地球已經(jīng)過(guò)四個(gè)太陽(yáng)紀(jì)。
當(dāng)太陽(yáng)系諸星體經(jīng)歷完了這束銀河射線作用下的“大周期”之后,將會(huì)發(fā)生根本的變化,瑪雅人稱這個(gè)變化為“同化銀河系”。
從瑪雅預(yù)言中的“大周期”的時(shí)間上看,到今天已經(jīng)接近尾聲了。從一九九二年到二一二年這二十年的時(shí)期中,我們的地球已進(jìn)入了“大周期”最后階段的最后一個(gè)時(shí)期。瑪雅人認(rèn)為這是“同化銀河系”之前的一個(gè)十分重要的時(shí)期。他們稱之為“地球更新期”。在這個(gè)時(shí)期中,地球要完全達(dá)到凈化。而在“地球更新期”過(guò)后地球?qū)⒆叱鲢y河射線,進(jìn)入“同化銀河系”的新階段。
既然瑪雅人的歷法如此精準(zhǔn),那么他們的預(yù)言應(yīng)該也有一番根據(jù)。在環(huán)境污染嚴(yán)重,天災(zāi)人禍不斷的今日,我們可以想想,瑪雅人的預(yù)言究竟在提醒我們什么事情?
瑪雅人與中國(guó)人
以下從幾個(gè)角度,我們可以看出瑪雅人與中國(guó)人關(guān)系的蛛絲馬跡。
文字:瑪雅人使用象形文字,文字的發(fā)展水平與中國(guó)的象形文字很相近,但符號(hào)組合比漢字還復(fù)雜,至今尚未有人能完全解讀。藝術(shù):以袋足彩陶罐袋為例,罐上的乳狀袋足和鮮艷的色彩,以及對(duì)比強(qiáng)烈的紅、黑色幾何圖案非常醒目。目前考古學(xué)家發(fā)現(xiàn),乳狀袋足是中國(guó)史前陶器中最有特色的器形,但它竟然在美洲多支印地安民族的陶器上可以看到。玉器:瑪雅文物中有很多是玉器,在世界上只有中國(guó)人和美洲瑪雅人兩個(gè)民族,喜愛(ài)玉石并且具備精巧的玉器雕琢能力。更為巧合的是這兩個(gè)民族都有把玉與生命、繁衍連系起來(lái)的信仰,有些瑪雅玉器竟與江南史前文化─良渚文化的玉飾驚人的相似。信仰:瑪雅文化中的羽蛇神形象與中國(guó)騰云駕霧的龍有些相像?,斞疟诋?huà)上的羽蛇神頭像、瑪雅祭司所持雙頭棍上的蛇頭雕刻也接近龍頭的造型。除此以外,瑪雅人對(duì)于羽蛇神,和中國(guó)人對(duì)于龍的祭拜,都與祈雨有關(guān)。人種:從人種學(xué)上來(lái)看,瑪雅人和中國(guó)人都有明顯的蒙古人種的獨(dú)有特徵,而且研究證明瑪雅人與中國(guó)人的掌紋線極為近似。太極圖:在瑪雅的廢墟中,竟發(fā)現(xiàn)與中國(guó)一樣的太極圖,也就是我們所熟知的“陰陽(yáng)魚(yú)”。
火箭浮雕
考古學(xué)家在謎一般的瑪雅遺跡中搜尋多年,找到許多瑪雅的文物,其中有許多令人難以理解其中的涵義。然而最令人驚訝的是,其中有些可以辨識(shí)的竟然跟今日的尖端科技非常的接近。
一九四八年到一九五二年間,墨西哥籍考古學(xué)家路利教授 (Alberto Ruz Lhuiller)在巴倫杰神殿的“碑銘神廟 (The Temple of The Inscriptions)”中,發(fā)現(xiàn)在巨大石室的墻上刻有九位盛裝的神官,及一位帶有奇妙頭飾的青年浮雕。經(jīng)過(guò)仔細(xì)地觀察,發(fā)現(xiàn)這個(gè)浮雕與現(xiàn)在的太空船十分相似!浮雕中的圖畫(huà),畫(huà)著一個(gè)青年正在操作一臺(tái)機(jī)器,這個(gè)機(jī)器的前端是流線型的,看起來(lái)十分精密復(fù)雜,還有類似儀表的東西。青年頭戴頭盔,頭盔上有兩條管子接著。他彎著腰和膝蓋。雙手正在操縱著一些操縱桿,位置較高的一只手正在調(diào)節(jié)把手般的東西,較低那只手的四根指頭,在操縱類似摩托車把手般的控制器。雙眼前視。左腳跟擱放在有好幾道槽痕的踏板上。操縱者后面有個(gè)類似內(nèi)燃機(jī)的設(shè)備。內(nèi)燃機(jī)箱后方可以看到有火焰噴出。
瑪雅碑銘神廟的浮雕中,刻畫(huà)了一個(gè)帶頭盔的青年,正在操作一臺(tái)類似飛行器的機(jī)器
路利教授在巴倫杰神殿所發(fā)現(xiàn)的浮雕和瑪雅碑文有密切的關(guān)系。被解讀出來(lái)的碑文中,一節(jié)這樣描述“白色的太陽(yáng)之子,仿效雷神,從兩手中噴出火……。”懷疑的人會(huì)說(shuō),這段恐怕是古代瑪雅人對(duì)太陽(yáng)崇敬所想像出來(lái)的情景。但是根據(jù)路利教授所發(fā)現(xiàn)的石雕,及碑文中所記載的那節(jié)卻是“真實(shí)”。
仔細(xì)想想,這個(gè)浮雕看起來(lái)與登陸月球的登月小艇真有幾分類似呢。如果這張圖真的是當(dāng)初瑪雅人照著他們建造的機(jī)器畫(huà)的,那么他們已經(jīng)具備從事太空探險(xiǎn)的能力。也許那些精密的歷法,正是遨游太空的瑪雅人所需要的。 水晶頭顱骨
一九二七年在中美洲的貝利茲(Belize)的瑪雅遺跡中發(fā)現(xiàn)的水晶制成的頭顱骨就更令人嘆為觀止了。這顆水晶頭顱骨完全以石英石加工研磨而成,大小幾乎和人類的頭顱骨相同。高一二?七公分,重五?二公斤,是依照一個(gè)女人的頭顱骨所雕成。
瑪雅人依照人的頭骨所雕成的水晶頭骨,展現(xiàn)了成熟的解剖學(xué)與光學(xué)技術(shù)。并且利用了某種現(xiàn)在科技仍未掌握的碰撞技術(shù)所制成(圖片提供:“水晶頭骨之謎”的作者Chris Morton & Ceri Louise,中文版由Shanghai Bertelsmann Culture Industry出版,簡(jiǎn)體中文版由Current Affairs Publishing House出版)
從照片看起來(lái)這頭顱骨不僅外觀十分逼真,而且內(nèi)部結(jié)構(gòu)都與人的顱骨骨骼構(gòu)造完全相符。其工藝水平極高,隱藏在基底的菱鏡和眼窩里用手工琢磨的透鏡組合在一起,發(fā)出眩目的亮光。
我們知道,現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)產(chǎn)生于十七世紀(jì),而人類準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)自己的骨骼結(jié)構(gòu)更是十八世紀(jì)解剖學(xué)興起以后的事。這個(gè)水晶頭顱骨卻是在非常了解人體骨骼構(gòu)造和光學(xué)原理的基礎(chǔ)上雕刻成的,瑪雅人是怎樣掌握這些高深的解剖學(xué)和光學(xué)知識(shí)的呢?
還有,水晶即石英晶體,它的硬度非常高,僅次于鉆石(即金鋼石)和剛玉,用銅、鐵或石制工具,都無(wú)法加工它。即使是現(xiàn)代人,要雕琢這樣的水晶制品,也只能使用金鋼石等現(xiàn)代工具。經(jīng)研究證實(shí),此水晶頭顱骨是利用某種碰撞力量雕刻成的,但現(xiàn)在科技仍未掌握此技術(shù)。
[關(guān)鍵詞]數(shù)學(xué)思想;機(jī)構(gòu);實(shí)證方法
徐光啟(1562年-1633年),字子先,號(hào)玄扈,松江府上??h人,中國(guó)明末數(shù)學(xué)家和科學(xué)家、農(nóng)學(xué)家、政治家、軍事家,天文學(xué)家。官至禮部尚書(shū)、文淵閣大學(xué)士。是中西文化交流的先驅(qū)。徐光啟從事科學(xué)研究的時(shí)代,也是歐洲文藝復(fù)興時(shí)代的末期,近代科學(xué)漸見(jiàn)萌芽。在歐洲與徐光啟同時(shí)期的科學(xué)家,有哥白尼(1473―1543)。英國(guó)的培根(1561―1626),德國(guó)的開(kāi)白兒開(kāi)普勒(1571―1630)意大利的蓋列利委伽利略(1564―1642)。徐光啟站在中國(guó)傳統(tǒng)科學(xué)向近代科學(xué)轉(zhuǎn)變的連接點(diǎn)上,思想上萌動(dòng)著近代科學(xué)的幼芽。
一、“不用為用,眾用之基”與“由數(shù)及理”的數(shù)學(xué)思想
徐光啟對(duì)于數(shù)學(xué)的貢獻(xiàn)之一,在于他認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)在科學(xué)技術(shù)中的地位和作用,提出了“不用為用,眾用之基”[1]的數(shù)學(xué)思想。數(shù)學(xué)之“用”在于“不用”即“無(wú)處不用”,而“眾用之基”即是在數(shù)學(xué)之“大用”的基礎(chǔ)上強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)是眾多學(xué)科的基礎(chǔ)。此外,他還倡導(dǎo)“由數(shù)達(dá)理”的邏輯思維方式。徐光啟指出,西方科學(xué)以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ),“格物窮理之中,又復(fù)旁出一種象數(shù)之學(xué)。象數(shù)之學(xué),大者為歷法,為律呂。至其他有形有質(zhì)之物,有度有數(shù)之事,無(wú)不賴以為用,用之無(wú)不盡巧極妙者。”[2]雖然這一數(shù)學(xué)思想在當(dāng)時(shí)的社會(huì)背景下不具備思想啟蒙的作用,但卻為中國(guó)科技的近代轉(zhuǎn)型提供了思維方式上的指引。可以說(shuō),徐光啟的這些數(shù)學(xué)思想是具有近代科學(xué)意識(shí)的。
二、建立近代科學(xué)教育和科學(xué)研究機(jī)構(gòu)的意識(shí)
徐光啟師從利瑪竇,常論學(xué)術(shù),意識(shí)到建立近代科學(xué)教育和科學(xué)研究機(jī)構(gòu)的必要性。其在《簡(jiǎn)平儀序》中寫(xiě)到:“先生嘗為余言:‘西士之精于歷,無(wú)他謬巧也,千百味輩,傳習(xí)講求者三千年,其青于藍(lán)而寒于水者,時(shí)時(shí)有之。以故言理彌微亦彌著,立法彌祥亦彌簡(jiǎn)。’余聞其言而嘆然。以彼千百為輩傳習(xí)講求者三千年,吾且越百載一人焉,或兩三百載一人焉,此其間何工拙可較論哉?”[3]徐光啟指出,西學(xué)之所以精確,其言理彌微亦彌著,其立法彌祥亦彌簡(jiǎn)的重要原因在于建立了教學(xué)機(jī)構(gòu),使得科學(xué)知識(shí)能夠代代相傳,科學(xué)人才源源不斷,科學(xué)研究不斷推進(jìn)。這里體現(xiàn)了他近代科學(xué)前瞻性的識(shí)見(jiàn)。
三、注重實(shí)證方法的科學(xué)思想
從徐光啟在農(nóng)學(xué)和天文學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域的研究,都可以發(fā)現(xiàn)其貫徹實(shí)證方法之處。在農(nóng)學(xué)方面,其曾在上海和天津建立農(nóng)業(yè)試驗(yàn)園地,對(duì)種植水稻、引種甘薯、種棉花、種蕪菁等親自實(shí)驗(yàn)研究并得出自己的種植意見(jiàn)。其曾說(shuō):“手自樹(shù)藝,試有成效,乃廣播之”(《農(nóng)政全書(shū)校注》卷之二十五)。徐光啟在《農(nóng)政全書(shū)》中論及“除蝗”,從時(shí)間、區(qū)域著眼,通過(guò)統(tǒng)計(jì)歷史事實(shí),使生蝗之區(qū)域自明,治蝗之方法易于著手。對(duì)此,竺可楨以徐光啟除蝗為例,總結(jié)出其運(yùn)用是實(shí)證方法的四個(gè)步驟:一、廣泛地收集基本材料,使其精而確;二、綜合和分析所收集的材料,合理找出自然規(guī)律;三、從客觀的自然規(guī)律近蹤過(guò)去的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)預(yù)告未來(lái)的變化;四、從所推得的未來(lái)趨勢(shì)來(lái)謀利用、改造或防御的方針。[4]徐光啟除蝗的方法步驟,恰與西方近代實(shí)證方法的鼻祖培根,所強(qiáng)調(diào)的認(rèn)識(shí)自然并應(yīng)用自然知識(shí)去控制自然的方法有異曲同工之妙。而從其對(duì)蝗蟲(chóng)的研究也可發(fā)現(xiàn)其中有很多與近代科學(xué)實(shí)證方法的相近之處。
在天文學(xué)方面,徐光啟的實(shí)證方法主要體現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)天體運(yùn)動(dòng)自有其客觀規(guī)律,應(yīng)根據(jù)多次實(shí)測(cè)驗(yàn)證的結(jié)果來(lái)辨別理論的真?zhèn)?。他在《崇禎歷書(shū)》“恒星歷指”敘目中指出:“欲明天事,只有深倫理、名著數(shù)、精擇人,審造器,隨時(shí)測(cè)驗(yàn),追合于天而已?!?除此之外,別無(wú)道焉?!边@里表明:一是他認(rèn)為,憑借儀器可使驗(yàn)證的結(jié)果更為客觀。如:崇禎二年(1629年),他主持修歷時(shí)即提出制造包括望遠(yuǎn)鏡在內(nèi)的十種天文儀器。(距離伽利略最初創(chuàng)制時(shí),僅二十年。)[5]二是,他主張不能僅憑一次驗(yàn)證就得出結(jié)論,要通過(guò)“隨時(shí)測(cè)驗(yàn)”達(dá)到“追合于天”的目的;反對(duì)背離實(shí)證的主觀臆斷,并指出這種主觀臆斷的兩種表現(xiàn):一是“夫已不合,則歸咎于天”,即不承認(rèn)自己推算的錯(cuò)誤,反而歸咎于天體運(yùn)行出現(xiàn)了誤差;二是“宋儒言天,必有一定之?dāng)?shù)”,即將人為斷定的數(shù)據(jù)強(qiáng)加于自然,實(shí)際上,“天行有恒數(shù)而無(wú)齊數(shù)也”。[6]一天,徐光啟像往常一樣“前往觀象臺(tái)再備細(xì)行考驗(yàn)計(jì)劃,不意偶然失足,顛墜臺(tái)下,不能動(dòng)履。”即使如此,徐光啟仍牽掛測(cè)驗(yàn)一事。上疏要求“核下吏禮二部,商求堪用人員”[7]西方的近代科學(xué)與古代科學(xué)不同的基本特征主要有“科學(xué)方法和科學(xué)體系兩方面,從科學(xué)方法來(lái)看,實(shí)驗(yàn)方法是近代科學(xué)的主要標(biāo)志之一;從科學(xué)體系上看,近代科學(xué)的特點(diǎn)是學(xué)者的科學(xué)傳統(tǒng)與工匠的技術(shù)傳統(tǒng)的結(jié)合。”[8]從上述事例可見(jiàn),可以看出徐光啟在運(yùn)用實(shí)證方法上透露出來(lái)的近代科學(xué)的思想。
綜上,徐光啟以尊重事實(shí)、客觀、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)待科學(xué),在一定程度上突破了時(shí)代和階級(jí)的局限性。從他的科學(xué)思想和科學(xué)成就,不難發(fā)現(xiàn),其超越一般古人的近代科學(xué)的思想。
參考文獻(xiàn):
[1]徐光啟.刻幾何原本序.徐光啟全集?四[M].上海古籍出版社,2010年,第4頁(yè).
[2]徐光啟.泰西水法序.徐光啟全集?五[M].上海古籍出版社,2010年,第290頁(yè)。
[3]徐光啟.簡(jiǎn)平儀說(shuō)序.徐光啟全集?五[M].上海古籍出版社,2010年,第189頁(yè).
[4]竺可楨.徐光啟紀(jì)念文集?序言.竺可楨文集[M].北京,科學(xué)出版社,1979年,第434頁(yè)。
關(guān)于李約瑟難題和錢(qián)學(xué)森之問(wèn),我們認(rèn)識(shí)到中國(guó)社會(huì)普遍缺乏科學(xué)精神應(yīng)該是一個(gè)關(guān)鍵的因素,而要改變一個(gè)龐大的、有著極長(zhǎng)歷史的社會(huì)思維模式和價(jià)值觀是非常困難的,也是要經(jīng)過(guò)極長(zhǎng)周期的。但是我們也可以提出李約瑟難題和錢(qián)學(xué)森之問(wèn)的逆問(wèn)題:中國(guó)需要先進(jìn)的科學(xué)嗎?中國(guó)需要大批的科學(xué)大師嗎?
恐怕大部分人都會(huì)回答“需要”。但是在一個(gè)普遍缺乏科學(xué)精神的社會(huì),這個(gè)回答沒(méi)有太大的意義。實(shí)際上,批評(píng)中國(guó)社會(huì)普遍缺乏科學(xué)精神肯定是不受歡迎的,我們有時(shí)甚至把所有好的或者有道理的東西都說(shuō)成是“科學(xué)的”,所有不好的或者沒(méi)有道理的東西都說(shuō)成是“不科學(xué)的”,這在科學(xué)的發(fā)源地歐洲和科學(xué)最發(fā)達(dá)的美國(guó)都是不可想象的,導(dǎo)致“科學(xué)”這兩個(gè)字失去了其本來(lái)的意義。
試問(wèn),中國(guó)社會(huì)上有多少人能夠回答出“科學(xué)的目的、精神、方法”中哪怕一條或者一條中的一個(gè)內(nèi)容?根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn),這個(gè)比例恐怕是驚人地小,而且即使受過(guò)高等教育或者從事科學(xué)研究的高層次人才也不一定都說(shuō)得清楚什么是科學(xué)。有一次在我做完相關(guān)的主題演講之后,有一位“科學(xué)普及”專業(yè)的研究生發(fā)言,認(rèn)為我的演講是反科學(xué)的,對(duì)于科普工作極為不利。我在和他溝通之后才知道,他對(duì)于什么是科學(xué)幾乎完全說(shuō)不清楚,而說(shuō)出來(lái)的幾乎都是錯(cuò)誤的。這就是中國(guó)社會(huì)普遍缺乏科學(xué)精神的一個(gè)真實(shí)反映。
但是,從唐朝開(kāi)始幾乎沒(méi)有科學(xué)的中國(guó)照樣獨(dú)領(lǐng)上千年,而科學(xué)大師極少的中國(guó)照樣成就了“兩彈一星”和最近20年的經(jīng)濟(jì)奇跡。同樣,我們也應(yīng)該清醒地看到,沒(méi)有科學(xué)的盛極一時(shí)的大清王朝最終輸給了科學(xué)發(fā)達(dá)的西方列強(qiáng),而科學(xué)落后的現(xiàn)代中國(guó)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展也遇到了很大的挑戰(zhàn)。因此我們需要問(wèn)這樣的問(wèn)題:科學(xué)研究仍然比較落后、科學(xué)大師仍然稀少的現(xiàn)代中國(guó),能夠再次獨(dú)領(lǐng)嗎?
中國(guó)的三階段創(chuàng)新路線圖
分析歐、美、日的科學(xué)和技術(shù),以及諾貝爾獎(jiǎng)的授獎(jiǎng)情況可以發(fā)現(xiàn),大部分原理性的科學(xué)突破來(lái)自于科學(xué)的發(fā)源地歐洲,而大部分具有應(yīng)用價(jià)值的科學(xué)發(fā)現(xiàn)來(lái)自于美國(guó)。因此普遍地講,歐洲人深刻地理解什么是科學(xué),但是美國(guó)人更加理解科學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。但是大部分好的高科技產(chǎn)品則來(lái)自于日本,很顯然日本人最理解如何制造好的產(chǎn)品。因此若能結(jié)合歐、美、日的共同優(yōu)勢(shì),中國(guó)必然能夠再次領(lǐng)先世界。在這個(gè)問(wèn)題上應(yīng)該沒(méi)有爭(zhēng)議,有爭(zhēng)議的部分、也是我們需要認(rèn)真研究的是發(fā)展的路線和方向。
目前中國(guó)科學(xué)界有較多的人認(rèn)為,中國(guó)應(yīng)該加大科學(xué)研究的投入,從而實(shí)現(xiàn)“科學(xué)落后—科學(xué)強(qiáng)大—技術(shù)強(qiáng)大—國(guó)力強(qiáng)大”的三步跳,也就是通過(guò)先進(jìn)的科學(xué)帶動(dòng)先進(jìn)的技術(shù),而技術(shù)強(qiáng)大就會(huì)帶領(lǐng)和支撐經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)力的強(qiáng)大。這聽(tīng)起來(lái)很有道理,因?yàn)榭茖W(xué)是技術(shù)的源頭,似乎科學(xué)先進(jìn)一定立刻會(huì)帶來(lái)技術(shù)先進(jìn)。但是日本的成功并不支持這樣的觀點(diǎn)。日本的科學(xué)的確是比中國(guó)先進(jìn),盡管最近幾十年和歐美的差距在逐漸縮小,但是還是比歐美落后,不過(guò)這似乎并沒(méi)有妨礙日本的高科技產(chǎn)品整體上比歐美先進(jìn)??梢栽O(shè)想一下,如果中國(guó)能夠具有日本研發(fā)和生產(chǎn)高科技產(chǎn)品的能力,那么中國(guó)會(huì)是什么樣?但是正如前述饒毅教授的報(bào)告中所指出的,日本在科學(xué)方面相對(duì)美國(guó)的落后,導(dǎo)致了在有些高科技領(lǐng)域受制于人。我認(rèn)為,這是中國(guó)需要在今后長(zhǎng)期發(fā)展的過(guò)程中逐步解決的問(wèn)題,而不是一步登天趕超歐美。
目前中國(guó)社會(huì)的現(xiàn)實(shí)就是普遍缺乏科學(xué)精神,急功近利和實(shí)用傾向是很多人的現(xiàn)實(shí)心態(tài)。我認(rèn)為在這種情況下盲目高速增加對(duì)科學(xué)研究的投入不是最佳的選擇,不但不會(huì)使中國(guó)的科學(xué)水平迅速趕超歐美,而且有可能在科學(xué)的大量投入沒(méi)有產(chǎn)生期望產(chǎn)出的情況下,對(duì)長(zhǎng)期發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重的后果。
因此我認(rèn)為大力和優(yōu)先發(fā)展科學(xué)不是中國(guó)現(xiàn)階段的主要任務(wù),而符合科學(xué)發(fā)展觀的中國(guó)三階段創(chuàng)新之路、也就是中國(guó)的三階段創(chuàng)新路線圖應(yīng)該是:“經(jīng)濟(jì)實(shí)力—技術(shù)實(shí)力—科技實(shí)力—科學(xué)實(shí)力”,其基本戰(zhàn)略就是盡快擺脫“山寨”經(jīng)濟(jì)(這里的“山寨”沒(méi)有貶義,僅僅是一個(gè)通俗的說(shuō)法,在這里泛指引進(jìn)外資生產(chǎn)線,代工、貼牌或者冒牌的生產(chǎn)活動(dòng)),循序漸進(jìn)地向日、美、歐學(xué)習(xí),這樣必然會(huì)使得中國(guó)再次并且長(zhǎng)期領(lǐng)先世界。不可否認(rèn),中國(guó)最近10年~20年的“山寨”經(jīng)濟(jì)是中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的一個(gè)重要原因,但是這樣的經(jīng)濟(jì)模式是不能持續(xù)發(fā)展的。不過(guò),由于有了這個(gè)階段的原始積累,中國(guó)已經(jīng)具備了向日本學(xué)習(xí)“產(chǎn)品創(chuàng)新”的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,這可以使得中國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入“持續(xù)發(fā)展”的階段,中國(guó)也就具備了類似日本今天的技術(shù)實(shí)力。到那時(shí),中國(guó)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模和整體實(shí)力才能夠和日、歐、美平起平坐。我認(rèn)為中國(guó)需要至少20年~30年的時(shí)間才能完成這個(gè)階段的轉(zhuǎn)變。
另一個(gè)階段,就是在強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力的支撐下向美國(guó)學(xué)習(xí)“技術(shù)創(chuàng)新”,從源頭上掌握和控制產(chǎn)品創(chuàng)新,這又可以回過(guò)來(lái)促進(jìn)和提高產(chǎn)品創(chuàng)新的能力,整個(gè)經(jīng)濟(jì)將進(jìn)入良性循環(huán)的“可持續(xù)發(fā)展階段”。完成這個(gè)階段的轉(zhuǎn)變將是十分艱難的,如果能夠在本世紀(jì)后半葉實(shí)現(xiàn)將是十分了不起的成就,中國(guó)將在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和軍事等方面成為世界第一,開(kāi)始中國(guó)在世界獨(dú)領(lǐng)的新時(shí)代。
最后一個(gè)階段,則是向歐洲學(xué)習(xí)什么是科學(xué)和如何開(kāi)展科學(xué)研究,這個(gè)時(shí)候中國(guó)已經(jīng)達(dá)到了國(guó)富民強(qiáng)的程度,具備強(qiáng)大的技術(shù)創(chuàng)新能力,急功近利和實(shí)用傾向的社會(huì)影響逐漸削弱,也就是說(shuō)中國(guó)這個(gè)時(shí)候具備了全面發(fā)展科學(xué)的經(jīng)濟(jì)條件。如果科學(xué)精神能夠深入到整個(gè)社會(huì)的思維模式,也就是追求科學(xué)規(guī)律的理想主義有可能會(huì)普遍地得到認(rèn)可和實(shí)踐,那么中國(guó)完全可以在科學(xué)方面也成為世界第一,從源頭上控制技術(shù)創(chuàng)新,進(jìn)入整個(gè)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的“長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展階段”。這樣就可以保證中國(guó)不但能夠在世界獨(dú)領(lǐng),而且可以長(zhǎng)期持續(xù)地保持領(lǐng)先地位。
當(dāng)然上面的三個(gè)階段的劃分在時(shí)間上不是絕對(duì)前后的關(guān)系,而應(yīng)該是三個(gè)階段同時(shí)進(jìn)行,但是國(guó)家應(yīng)該制定明確的發(fā)展戰(zhàn)略,在不同時(shí)期發(fā)展的重點(diǎn)有所不同,以保證資源的最佳使用和社會(huì)的逐漸進(jìn)步。盡管我們希望中國(guó)最終能成為世界上科學(xué)研究領(lǐng)先的國(guó)家,但是這需要極長(zhǎng)的過(guò)程。的模式不但不能搞生產(chǎn)和建設(shè),實(shí)際上更加不能發(fā)展科學(xué),因?yàn)榭茖W(xué)的發(fā)展不僅僅需要物質(zhì)的條件,更需要適合科學(xué)發(fā)展的價(jià)值觀和社會(huì)文化,價(jià)值觀和社會(huì)文化的形成則需要在一定的物質(zhì)基礎(chǔ)的條件下的長(zhǎng)時(shí)期的沉淀。在一定程度上,把科學(xué)說(shuō)成是象牙塔里面的智力游戲是有一定道理的,窮人一般情況下玩不起,暴發(fā)戶也不會(huì)毫無(wú)功利性地玩這個(gè)。只有中國(guó)社會(huì)切實(shí)意識(shí)到急功近利和實(shí)用主義的局限性,能夠自覺(jué)、有效地抵制其危害性的時(shí)候,才會(huì)有科學(xué)大發(fā)展的文化基礎(chǔ)。
目前科學(xué)研究的一個(gè)趨勢(shì)就是建設(shè)耗資巨大的“大科學(xué)工程”。但是我非常擔(dān)心在中國(guó)社會(huì)普遍缺乏科學(xué)精神、而急功近利和極端實(shí)用主義的影響日益嚴(yán)重的情況下,對(duì)大科學(xué)工程的巨額投入如果不能同時(shí)帶來(lái)技術(shù)的進(jìn)步(也就是產(chǎn)生有用的回報(bào)),會(huì)引起社會(huì)和政府對(duì)大規(guī)??茖W(xué)投入的負(fù)面看法,這樣就會(huì)長(zhǎng)期阻礙科學(xué)在中國(guó)的發(fā)展。作為科學(xué)家,我們不僅僅要為我們現(xiàn)在的領(lǐng)域、單位、甚至課題組的發(fā)展負(fù)責(zé),也要有社會(huì)責(zé)任,更要從戰(zhàn)略上考慮科學(xué)在中國(guó)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
因此在中國(guó)的社會(huì)現(xiàn)實(shí)情況下,我認(rèn)為目前對(duì)科學(xué)的投入應(yīng)該重視對(duì)技術(shù)的帶動(dòng)作用(盡管產(chǎn)生的科學(xué)成果不一定有直接的應(yīng)用價(jià)值,或者現(xiàn)在還不能看到應(yīng)用價(jià)值),能夠?qū)χ袊?guó)現(xiàn)階段的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要作用,并達(dá)到短期內(nèi)就回報(bào)社會(huì)的目的;同時(shí)獲得的科學(xué)成果可以弘揚(yáng)科學(xué)精神,并達(dá)到長(zhǎng)期回報(bào)社會(huì)的目的;最終,在科學(xué)研究過(guò)程中產(chǎn)生的杰出科學(xué)家可以發(fā)揮出榜樣的力量,以達(dá)到長(zhǎng)期支撐科學(xué)的發(fā)展的目的。這樣做就能夠起到“一箭三雕”的作用。當(dāng)然,在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中,始終開(kāi)展并逐步加強(qiáng)科學(xué)教育是非常關(guān)鍵的。
回答李約瑟難題和錢(qián)學(xué)森之問(wèn)的逆問(wèn)題
現(xiàn)在我們可以回答李約瑟難題和錢(qián)學(xué)森之問(wèn)的逆問(wèn)題了:“中國(guó)需要先進(jìn)的科學(xué)嗎?中國(guó)需要大批的科學(xué)大師嗎?”
既然中國(guó)目前這個(gè)階段的發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)該是向日本學(xué)習(xí)產(chǎn)品創(chuàng)新,所以我認(rèn)為短時(shí)期內(nèi)中國(guó)并不急迫需要先進(jìn)的科學(xué),至少暫時(shí)不需要全面先進(jìn)的科學(xué)。但是能夠保持長(zhǎng)期持續(xù)發(fā)展并領(lǐng)先世界的中國(guó)最終需要全面先進(jìn)的科學(xué),因?yàn)樘?、宋、明、清的時(shí)代一去不復(fù)返了,中國(guó)領(lǐng)先世界必須從“以夷制夷”發(fā)展到“以夷治夷”。同樣我也認(rèn)為短時(shí)期內(nèi)不需要大批的科學(xué)大師,但是最終全面先進(jìn)的科學(xué)必然能夠成就大批科學(xué)大師。因?yàn)槲髂下?lián)大和改革開(kāi)放前的時(shí)代也一去不復(fù)返了,那個(gè)盡管物質(zhì)貧匱、但充滿理想主義色彩的激情燃燒的歲月在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)不會(huì)回到中國(guó)了。未來(lái)中國(guó)的科學(xué)大發(fā)展必須是建立在國(guó)富民強(qiáng)的基礎(chǔ)上。
從古希臘的宇宙觀到哥白尼的日心說(shuō),人類認(rèn)識(shí)宇宙的第一次飛躍經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的兩千年。應(yīng)該說(shuō),哥白尼日心說(shuō)的提出并不能代表現(xiàn)代自然科學(xué)的誕生?,F(xiàn)代自然科學(xué)是從伽利略開(kāi)始的(盡管牛頓建立了現(xiàn)代自然科學(xué)的第一個(gè)理論體系),是伽利略把邏輯化、定量化和實(shí)證化同時(shí)引入了他的研究,伽利略可以說(shuō)是現(xiàn)代自然科學(xué)研究的鼻祖。伽利略400年前發(fā)明的天文望遠(yuǎn)鏡使得人類能夠看清楚遠(yuǎn)處的宏觀世界,從此人類的宇宙觀快速地經(jīng)歷了六次新的飛躍。顯微鏡又使得人類能夠把近處的微觀世界看清楚。因此真正意義上的科學(xué)研究在歐洲已經(jīng)有400多年的歷史了,所以他們骨子里面理解什么是科學(xué)。中國(guó)人接觸科學(xué)的歷史才100多年,真正自己動(dòng)手做科學(xué)研究只有區(qū)區(qū)幾十年,而也僅僅在最近一、二十年才開(kāi)始成規(guī)模地做起來(lái)。因此中國(guó)社會(huì)普遍缺乏科學(xué)精神也是情有可原的。但是如果要使得大部分中國(guó)人理解什么是科學(xué)并且具有科學(xué)精神,我認(rèn)為最重要的是要加強(qiáng)兩個(gè)方面。
一方面是從正確的“科學(xué)”教育開(kāi)始。我們大多數(shù)人接受的所謂“科學(xué)”教育實(shí)際上就是教我們已有的科學(xué)規(guī)律是什么,以及如何使用這些規(guī)律,而我們學(xué)不到這些科學(xué)規(guī)律是怎么得到的和應(yīng)該怎么進(jìn)一步發(fā)展,也就是缺乏科學(xué)精神和科學(xué)方法的教育。而過(guò)多地強(qiáng)調(diào)科學(xué)的有用性,又使得我們不知道科學(xué)的真正目的是什么??梢哉f(shuō)我們只學(xué)到了科學(xué)知識(shí),而不知道科學(xué)是什么。要改變這種教育現(xiàn)狀需要大量的努力和漫長(zhǎng)的過(guò)程,這肯定需要多代人的努力。從本文可以看出,了解天文學(xué)的發(fā)展對(duì)于理解什么是科學(xué)至關(guān)重要,而這也許就是西方國(guó)家一直把入門(mén)天文學(xué)作為基礎(chǔ)教育的重要內(nèi)容的一個(gè)原因。而我國(guó)的天文教育則極為落后,大、中、小學(xué)天文教育的普及程度極差,這從在很多年里國(guó)內(nèi)只有兩所高校有天文系,而至今有天文系的高校還是屈指可數(shù)就可以看出來(lái)。而歐美的情況則是入門(mén)天文教學(xué)在中小學(xué)十分普及,而且?guī)缀趺恳粋€(gè)大學(xué)都有天文系或者天文專業(yè)。盡管中國(guó)經(jīng)歷了、、以及改革開(kāi)放,中國(guó)的傳統(tǒng)思想和實(shí)用傾向?qū)χ袊?guó)人的思維造成的根深蒂固的影響仍然沒(méi)有得到顯著改變,中國(guó)社會(huì)仍然嚴(yán)重缺乏科學(xué)精神,天文教育的極度缺乏肯定是一個(gè)原因,而且很可能是一個(gè)主要原因。