遙望星空

前言

　　整個數(shù)學的發(fā)展史是和人類物質(zhì)文明和精神文明的發(fā)展史交融在一起的。數(shù)學不僅是一種精確的語言和工具，不僅是一門博大精深并應(yīng)用廣泛的科學，而且更是一種先進的文化。它在人類文明的進程中一直起著積極的推動作用，是人類文明的一個重要支柱?！　∫獙W好數(shù)學，不等于拼命做習題、背公式，而是要著重領(lǐng)會數(shù)學的思想方法和精神實質(zhì)，了解數(shù)學在人類文明發(fā)展中所起的關(guān)鍵作用，自覺地接受數(shù)學文化的熏陶。只有這樣，才能從根本上體現(xiàn)素質(zhì)教育的要求，并為全民族思想文化素質(zhì)的提高夯實基礎(chǔ)。

內(nèi)容概要

數(shù)學文化小叢書精選對人類文明發(fā)展起過重要作用、在深化人類對世界的認識或推動人類對世界的改造方面有某種里程碑意義的主題，深入淺出地介紹數(shù)學文化的豐富內(nèi)涵、數(shù)學發(fā)展史中的一些重要篇章以及一些著名數(shù)學家的歷史功績和優(yōu)秀品質(zhì)等內(nèi)容，適于包括中學生在內(nèi)的讀者閱讀。

作者簡介

齊民友，武漢大學數(shù)學與統(tǒng)計學院教授。專業(yè)方向為偏微分方程。曾任國務(wù)院學位委員會數(shù)學組成員，武漢大學校長，中國數(shù)學會副理事長。湖北省數(shù)學會理事長。湖北省科協(xié)副主席。發(fā)表過若干專業(yè)論文，撰寫過一些教材和科普書籍，如《重溫微積分》，翻譯了一些國外著作，如H.Weyl的《數(shù)學與自然科學之哲學》。

書籍目錄

一、引子二、古代宇宙的圖景——地心說  亞里士多德和地心說  托勒玫的地心說  地心說與基督教三、哥白尼的革命，現(xiàn)代科學的興起  哥白尼和他的日心說  火星的逆行運動  開普勒四、近代科學的偉大開創(chuàng)者——伽利略  伽利略的生平  伽利略與力學  伽利略和他的望遠鏡  伽利略與宗教裁判所五、結(jié)束語

章節(jié)摘錄

　　伽利略的生平　　在科學史中很難找到如伽利略這樣獨創(chuàng)而又多產(chǎn)的人。他的一生真可謂波瀾壯闊。他在哥白尼和開普勒的基礎(chǔ)上建立了現(xiàn)代物理學的基本框架，而且剝奪了亞里士多德的至高無上的“權(quán)威”。他如同哥白尼和開普勒一樣，認為宇宙的規(guī)律是一種數(shù)學規(guī)律；他明確提出實驗是一種基本的科學方法。他的這些思想直到今天，仍然保持著旺盛的生命力?！　≠だ宰杂紫矏蹟?shù)學、天文學和物理學。但是，他的父親卻命令他學習醫(yī)學。當他在比薩大學念書時，甚至他的數(shù)學老師也到他的家里來為他向父親求情，要求他的父親允許他學習數(shù)學。這樣他才獲準學習歐幾里得、阿基米德的著作，還有托勒玫的天文學。經(jīng)過多方面努力，伽利略終于從1589年起在比薩大學教數(shù)學。在三年的任教期間，他寫了《論運動》（De Motu）一書。這是一本文集，但是一直沒有出版，因為伽利略對它并不滿意，而且，其中確實有錯誤。但是伽利略在臨終前寫的一部重要著作《關(guān)于兩門新科學的對話與數(shù)學證明》（Discorsiie Demonstrazioni Matematiche intorno a due nuoue scienze，1638，以下簡稱為《兩門新科學》，許多外文文獻則簡稱它為“Discorsi”）吸收和大大發(fā)展了《論運動》一書，可是那已經(jīng)是《論運動》成書以后的35年了。所謂兩門新科學，一門是指力學，另一門按伽利略的說法是指關(guān)于材料和結(jié)構(gòu)的科學。但是與我們理解的材料科學不同，書中有時講一些關(guān)于棵的強度等問題，所以實際上比較接近于我們說的材料力學。伽利略還有另—本重要著作《兩大世界體系》，全名為《關(guān)于兩種主要世界體系的對話》（Diologo sopra i due massimi sistemi del mondo，許多外文文獻常略記為cDialogo’）更為世人所知，而目有中文譯本。它與這本書“任務(wù)”不同，下面我們還要說明。在《論運動》和《兩門新科學》中，伽利略非常詳盡地講解了自己關(guān)于力學的研究成果，特別是斜面的理論，這是伽利略很重要的研究，因為伽利略由此得到了自由落體定律?？墒?，更加重要的是，伽利略從寫《論運動》的時候開始，就明確地反對亞里士多德。從方法論來說，《論運動》里面提出了一個具有革命性的新思想：那就是，各種科學規(guī)律應(yīng)該用實驗來證實，而且還設(shè)計了用以驗證自由落俸定律的斜面實驗。這個思想當然是與亞里士多德完全背道而馳的?！　?592年，伽利略的父親去世，伽利略作為長子承擔了養(yǎng)家糊口的重擔（還要為兩個沒有出嫁的妹妹籌辦嫁妝），于是來到帕多瓦（Padua。）大學給醫(yī)科大學生們教數(shù)學和托勒玫的天文學（因為那時的醫(yī)生治病常用占星術(shù)，所以要學天文學）。這時，伽利略就已經(jīng)信奉了哥白尼的日心說，但是還沒有公開表明自己的觀點。下面是1597年伽利略致開普勒的信的摘錄：“……我和您一樣，好幾年前就已接受了哥白尼的立場，而且由此發(fā)現(xiàn)了許多自然界的效應(yīng)的原因，而這些效應(yīng)是現(xiàn)今流行的理論無法解釋的。我已經(jīng)把關(guān)于這個主題的支持的理由和反對的意見寫下來了，但是一直未敢公之于眾，因為哥白尼的命運已經(jīng)給了我警戒：我們的大師（指哥白尼）在少數(shù)人中獲得了不朽的名聲，而在大群人中卻失敗了（因為蠢人總是很多的），遭到嘲弄和羞辱。如果有許多人都像您那樣，我當然敢于公開我的思想，但是因為并非如此，我也只好忍著?！蔽覀儾环猎倏匆幌麻_普勒的回信：“……您既有如此深刻的洞察力，我希望您能夠采取另外的態(tài)度。您以自己為例，勸我們以謹慎隱蔽的方式行事，并且在廣泛存在的無知面前退一步，在反對那一群學者暴徒的劇烈攻擊時要小心從事（您在這里正是仿效了我們真正的先知：柏拉圖和畢達哥拉斯）。但是在我們的時代，一項宏大的任務(wù)已經(jīng)啟動，首先有哥白尼，還有許多非常有學問的數(shù)學家，現(xiàn)在，是地球在運動這個論斷已經(jīng)沒有什么新鮮之處。我們既已乘上了戰(zhàn)車，就讓我們協(xié)力把它驅(qū)動，逐步地用響亮的聲音對凡人高呼。他們其實并沒有細心地去體會我們的論據(jù)的力量。這樣駛向最終的目的，豈不更好？這樣做，說不定只要我們小心，也能給凡人帶來真理。同時，您也可以用您的論據(jù)幫助您的志同道合者，他們經(jīng)受了那么多的不公正的評判，會因為您的同意，或者您的有影響的地位給予他們的保護而感到安慰。不僅是你們意大利人因為沒有感覺到地球的運動，就不相信地球在動，我們德國人也是，用什么辦法都不能使他們感到這個想法的親切和自然。但是我們總會有辦法對付這些困難……伽利略，打起精神來吧，公開站出來吧。如果我的判斷不錯，在歐洲總會有少數(shù)幾個數(shù)學家和我們站在一邊，真理的力量是巨大的……”。從這段引文中，我們的讀者不是可以體會到真理在那個時代所遭到的壓迫？不是可以體會到這些科學的巨人的戰(zhàn)友情誼嗎？有關(guān)為哥白尼日心說而斗爭，以致最后遭到宗教裁判所的迫害的經(jīng)歷我們將在下面詳細介紹?！　≠だ栽谂炼嗤叽髮W前后共18年。伽利略自己說，這是他一生中最愉快的時期。他關(guān)于力學的研究，例如斜面、拋射體、擺的研究主要都是這個時期的成就。值得提到的是，1609年他在威尼斯的一位朋友沙爾皮（Paolo Sarpi）告訴他，有一個荷蘭人造了，一個望遠鏡正在威尼斯演示。須知，伽利略不但是一個理論家，而且是一個實驗家；不但會設(shè)計實驗，而且會制造實驗儀器。他制造過許多實用的東西。于是，他自己也開始制造望遠鏡了，而且有了不小的改進，放大率提高到10倍之多。伽利略開始利用望遠鏡來觀測天象。這在人類科學史上本身就是一件劃時代的大事，而在短短兩個月內(nèi)，其成果之豐富有人說是空前的?？墒沁@也把他更深地帶進了與天主教教廷的斗爭。1610年，伽利略離開了帕多瓦大學。一場意義極為深遠的斗爭開始了?！　≡诮榻B伽利略的各種貢獻以前，先要回答一個問題：他的最重要的貢獻在哪一方面？可能會出讀者們的意料，是在數(shù)學。但是下面并不介紹伽利略證明了什么定理。為什么要這樣說？其實這是他自己的看法。在他之前，哲學家們，主要是亞里士多德，把注意力放在研究事物的“終極的原因”，“存在的目的”等等，想要回答“為何（why）”的問題，有著濃厚的思辨色彩。伽利略則把注意力放在“如何（how）”的問題上，希望得到明確的定量的結(jié)果。實質(zhì)上就是企求數(shù)學化，他說：　　哲學寫在大自然這本大書里，這本書對于我們是打開著的。但是，除非首先學會懂得它的語言，會讀這本書使用的文字，我們就不可能理解它。它是用數(shù)學語言寫的，它的文字就是三角形、圓和其他幾何圖形。沒有它，這本書凡人連一個字也看不懂。沒有這些就會在黑暗的深淵中迷路?！　∮捎谶@段話十分重要，我們下面還要再引述一次，并且說明其背景。由“為何（why）”轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭绾危╤ow）”，是科學方法的重大轉(zhuǎn)變，而其首創(chuàng)者則是伽利略。有所不為是成為大師的必備的條件。伽利略有所不為的事，正是抽象地思辨與爭論“為何（why）”的問題。這里是伽利略與亞里士多德的分水嶺?？吹搅诉@一點，下文的意義就容易理解了。

編輯推薦

　　《遙望星空1：人類怎樣開始認識太陽系》簡單介紹了人類認識太陽系的構(gòu)造的歷程，從亞里斯多德和托勒密的地心說到哥白尼的日心說以至開普勒三定律的發(fā)現(xiàn)。其中還簡單說明了伽利略的貢獻，對于這些科學巨人對現(xiàn)代科學及其方法論的出現(xiàn)的決定性的影響；說明了他們的數(shù)學基本上是以歐氏幾何為代表的初等數(shù)學；也預(yù)示了微積分出現(xiàn)的必然性。同時，本書比較詳細地介紹了科學與宗教的斗爭。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    遙望星空 PDF格式下載

---