《极简科学史》阅读笔记

一、背景介绍

这本书是一月份杭州出差在萧山机场买的，做火车回家的路上看了大半，最后在过年前看完了，之所以选择这本书和大家分享是因为这不单是一本介绍科学的历史，他更回答了人类科学的大厦是如何建立的，人类知识的边疆是如何拓展的，就像书中序言所说的，一位关注细节似乎导致科学本质的丧失，我们只有在一个更长的历史维度中，才能看清科学是如何产生、又如何发展，科学对于人类来说意味着什么。

二、人类科学的三个阶段划分

从公元前420年，第一步科学文献格言集的问世，标志着科学的起源，到公元150年，托勒密发表地心说，成为史上最具影响力的学说，这一阶段为发端期，在之后的1400年间，无人对其本质的质疑，知道1620年新工具发表，标志着以观察实验为基础的科学研究方法诞生，并发挥其强大的生命力，旧的权威土崩瓦解，人类知识边疆不断向更广、更深层次扩延。

三、古代自然科学的起源

1.理性的释放：从自然与超自然并存，到自然可由物质世界本身进行解释

（1）早期的自然观：早期人类的世界观认为神灵和自然是相互交融的，因为他们能看到现象，却无法解释原因，这里作者举了两个例子，一是古埃及人可以精确的计算出尼罗河泛滥的时间，却仍然相信冥王奥里西斯神掌管着尼罗河泛滥，第二是波斯人通过数学方法精确预测出下一次日食时间，去为神庙的祭祀争取时间，以抵御日食出现释放的恶灵。

（2）从外部世界寻找原因：从泰勒斯认为宇宙是由水做的，因为他看到水是大多数物质性质的主要构成，到医师希波克拉底《自然疗法》，再到后来的多元论、原子论，人类开始从现实世界中去寻找答案，并且认为物质世界可由物质世界本身进行解释，但是当时扔没有科学的方法，也没有科学术语，并且缺乏对宇宙原理的基本认识

（3）首次摒弃上帝的存在：只有当人类承认宇宙除了物质之外，别无他物时，才能获得清晰的思维：人类之所以被恐惧抓住不放，是因为他们只看到了地球上和天空中发生的一切，却看不到原因，因此他们将一切归于上帝的意识，相应的一旦我们知道了无中无可生有，我们就对前方的道路有了一个更加清晰的图景

2.早期的研究方法：基于观察为基础的科学研究

（1）类比法：理性的分析，因为眼睛像灯笼，所以眼睛里一定有火焰，古希腊思想家没有细致观察的传统，也没有科学研究的工具，因而无法对现象进行剖析。

（2）观察法：亚里士多德注意到周边世界的美与秩序，观察到种子会发芽，小数长成大树，自然界的一切物体都必须运动才能改变现状，在未来达到一种更加完满的状态，这也成为进化理论的哲学基础，后来亚里士多德创立了科学的词汇、术语、名称和分类方法

3.数学工具的引入：数学作为一种计算工具，大大拓展了人们认识的边界

（1）早期的数学服务于神学，算术研究一定是遵循哲学家的精神

（2）浮力定律：阿基米德在洗澡时发现侵入液体中的物体受到向上的浮力，浮力大小等于物体排开的液体重量

（3）数沙者：要用多少里沙子才能填满整个宇宙，阿基米地借用宇宙模型，并且计算出要用10的51次方颗沙粒才能填满阿里斯塔克的日心宇宙。数学计算作为科学研究的有力工具，开始服务于科学

4.古代科学的顶峰及其最后之人

（1）大错特错的宇宙模型为什么是对的？首先，人类的物质观，宇宙是球状的由土、水、气、火、第五种物质构成，火、气是轻物质，所以不会落地；其次，数学计算证明了模型的正确性，在今天看来荒谬的地心说理论，在当时的认知条件下无疑是正确的。

（2）为什么在之后的1400年没有遭到质疑？首先以君士坦丁堡为中心的希腊语帝国将地球为宇宙中心视为真理，因而也不会过分检查他；其次阿拉伯人对模型进行改进，以对托勒密的预测与他们的观察之间的差别做出解释，但总体上穆斯林天文学家并没有Udine托勒密的天体系统提出本质质疑；而欧洲的努力就更少，因为欧洲的教育根源于罗马的只是传统，自从罗马帝国战略希腊，罗马教育慢慢取代希腊教育，罗马人的思想是非常务实的，他们重视的是法律和政治的技能，对自然研究部那么重视。第二阶段：罗马政治机器失败后，教会学校开始复苏，但此时增加的传统文科教育，培育升职人员。从此这个理论也就被视为绝对的真理。

（3）另一种解释：哥白尼质疑托勒密体系粗糙的本质，后来他通过假设构建新的理论，但他无法为自己的日心说找到证据。

四、现代自然科学的产生——基于观察和实验基础上的论证

1.科学方法的建立：

（1）科学方法轮廓：古代科学家依赖演绎推理，从大前提到小前提，再到结论，但是培根又提出另一种推理思路，即从具体证据出发获得一般性结论，真正的方法是首先点燃蜡烛，借烛光看清道路，在对经验进行组织合吸收之后开始，从中推导出公理，然后依据新的公理开始新的实验。假说、实验、结论，培根描绘了科学方法的轮廓。

2.实验和论证：

（1）对古代权威的批驳：哈维采用归纳的方法，通过大量实验来检验理论，重新建立人体理论

（2）对古代权威的颠覆：伽利略的自有落体运动，论潮汐等一些列观察实验，在日后的16年时间一一解决日心说模型遗留的问题，在伽利略去世后不到25年的时间里，地心说模型就终结了，亚里士多德物理学几乎被一种新的思想取代。

1.观察与思维的再次延伸

（1）新工具使用：望远镜、显微镜等新的观察工具的使用，通过扭曲自然来延伸感官，改进实验方法，拓展人类观察的深度

（2）推论的规则：牛顿的数学原理，将实验方法延伸至整个宇宙

五、总结

科学知识是一种单纯的人类追求，它不是通往真理的绝对可靠指引，而是一种理解世界的方式。要理解科学，我们就必须理解他的过去，我们必须不断的提问，不仅要问我们发现了什么，还要问我们为什么要做这样的发现。只有这样，我们才能开始理解为何我们要重视或无视科学知识，只有这样，我们才能分辨哪些承诺是可以通过科学来兑现的，哪些又该是小心谨慎，带着怀疑的态度来对待，只要这样，我们才能开始理解科学。