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2012年03月16日

[学者笔谈]钮卫星:天文与人文[图]

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  [编者按] 继2011年上半年推出“身边的感动”系列报道受到广泛好评后,从2011年10月起,我们推出了新栏目“学者笔谈”。本栏目将陆续推出一批我校有影响的学者,重点展示他们在人才培养、科学研究、服务社会和文化传承与创新等方面的观点和见解、思路和做法及理论和实践,旨在弘扬科学精神,激荡人文情怀,回归学术本位,浓郁学术气象,全面提升交大学术的影响力和传播力。

  n 人类宇宙位置的下降标志着人类理性的上升。也许只有当人类摆脱了自恋、自大的情结之后,才有资格成为宇宙大家庭的一员。

  n 天文与其他人文学科在历史上的密切关联和互动的图景,可以培养学生对待人类知识的整体观念,培养学生多元、宽容的对待事物的态度,从而养成更为健全的人格。

  n 在科学通识教育和普及当中引入历史视角,可为学生和公众理解科学提供必要的知识背景,通过还原出科学史上一些关键问题的提出和解决的历史现场,使得现代教科书中的科学知识成为“有根”的知识而不是“空降”的知识。

  n 通识教育的真正目标应该是让受众去了解问题提出的背景,体会科学发现的过程,从中领会科学探索的方法,进而培养出一种独立的理性思索能力和不迷信、不盲从的科学精神。

  n 科学探索只能基于已有的条件在黑暗中艰苦探索,无法预知真理的亮光出现在何处。真正的科学探索是一个攀爬高峰的过程,而不是从真理的高峰上俯冲下来。

  深邃浩渺的星空中蕴藏着无穷丰富的知识。远行者赖以辨明方向,定居者得以按时作息。中国人辨认出上天的训诫,希腊人看到永恒的完美。哥白尼读出宇宙中心的旁落,牛顿据此建立天地统一的法则。直到哈勃定律揭示宇宙如此之浩瀚,地球变成一颗忽略不计的尘埃。

  天空是一面镜子,人类虽然照见了自身的渺小,也看到了自身的成长。

  从一幅生动的天人互动图景说起

  公元534年初夏的某一天,70多岁高龄的南朝梁武帝光着双脚到金銮殿下去跑了一圈。因为太史报告“荧惑(火星)入南斗”,且有童谣称:“荧惑入南斗,天子下殿走”。梁武帝以正统天子自居,就当仁不让地去祈禳了一番。此时北魏丞相高欢权高震主,欲以迁都于邺来挟持北魏孝武帝。534年7月孝武帝亲率十余万大军,以斛斯椿为前驱,准备与高欢决战。高欢日行八百多里赶来与魏帝隔河对阵。斛斯椿请以精骑二千渡河夜袭高欢。魏帝意欲答应,但黄门侍郎杨宽进言:“椿若渡河,万一有功,此灭一高欢,生一高欢矣。”斛斯椿不能进兵,长叹道:“顷荧惑入南斗,今上信左右间构,不用吾计,岂天道乎!”

  雄踞关中的宇文泰见孝武帝以万乘之主不敢渡河进击疲惫之卒,只是分兵死守万里长河,知北魏大势已去,于是分兵两路,一路袭高欢后路,一路迎魏帝入关中。北魏从此裂为东、西魏,并很快分别被高齐和宇文周取代。当梁武帝听说孝武帝被高欢逼得西走关中时,很不好意思且又有点不服气地说:“虏亦应天象邪!”虽然“天子下殿走”不是什么好事,但是天象应在“北虏”身上,让以正统自居的梁武帝心有不甘。

  以上这一出发生在南北朝时期的悲喜剧,在今天看来颇有点可笑,但剧中人物的所言所行却是深深符合中国古代一个巨大传统――中国古代的“天文”传统。

  古今中外的“天文”

  在人类不同文明的早期就产生了各种各样关于天的学问,在中国古代这种学问被叫做“天文”。天文一词较早就出现在中国古代的早期典籍中,如《易经·系辞上》说:“仰以观于天文,俯以察于地理”,《汉书·艺文志》中说:“天文者,序二十八宿,步五星日月,以系吉凶之象,圣王所以参政也。”可见在中国古代,天文一方面是指天体运行所呈现的景象以及对这些天象的推算和预测;另一方面天文是这样一门大学问,它根据天象的变化,预卜吉凶,为帝王行事提供指导。

  后来西方近现代科学体系传入中国,其中的一门专门研究天空中的各种事物和现象的学问被译作了“天文学”。“天文学”(astronomy)一词源自希腊语astronomia,它与“星占学”(astrologia)的区别其实并不清晰,在跟天空、星星有关的描述中,这两个希腊词汇经常混用。直到托勒密开始在他的著作中明确地区分两种预测性学问:一种是有关天体本身运动的预测,另一种是基于这些天象来预测人间的事务。托勒密认为星占学是推测性的,天文学可以诉诸实证,它们有不同的预测对象。以后,至少在西方,这两者渐行渐远。虽然,天文学家如开普勒者,也进行一些星占学活动贴补家用。

  从历史的角度来看,天文学本身的研究内容在不断地发生变化,所以不能只把利用现代技术手段所进行的对天体和宇宙的研究叫做天文学。现代天文学也不是凭空得来,它经过了一个发展过程。我们不能在时间轴上的某一点切下一刀,说此后才有科学的天文学。沿着现代天文学的发展历程往前追溯,我们可以发现各古代民族的天文学像汇成滔滔江河的涓涓细流一样,或多或少都做出了它们的贡献。了解历史上的天文学,无疑有助于我们以更深厚、更多元的眼光来看待包括天文学在内的现代科学文明。

  天文与人文的多方面联系

  “人文”一词最早也出现在《易经》贲卦的彖辞中,且与天文并列:“观乎天文,以察时变;观乎人文,以化成天下。” 对此孔颖达给出这样的解释:“言圣人观察人文,则《诗》、《书》、《礼》、《乐》之谓,当法此教而化成天下也。”可见中文“人文”一词的最初含义是指一种礼乐教化。中国古代的天文与人文,对应着人类要面对和处理的两大基本关系,即人与自然的关系和人与社会的关系。

  随着近代西学东渐,人文这个词被用来翻译Humanism,产生“人文主义”一词,这个词源自欧洲文艺复兴时期。在现代汉语中,人文一词获得了更为宽泛的含义,它被用来笼统地指称人类社会的各种文化现象。到19世纪的欧洲和20世纪的美洲大学里又出现所谓的人文学科。文学、历史、哲学、宗教、伦理等学科是人文学科的主要组成部分。

  考察历史上的天文与人文,可以发现天文从来不是一门孤立的学问,它与人文学科的各方面有着深厚的交集。从古到今,天文与哲学、政治、宗教和人类知识的其他方面发生着生动而丰富的相互作用,共同推动着人类文明的进步。

  在古希腊,关于天的学问是古希腊自然哲学的重要内容,爱奥尼亚学派的各种宇宙学说无不反映了各位宇宙学说提出者的哲学观念。柏拉图主义的哲学主张非常直接地为天文学家提出了一个“拯救现象”的天文课题,推动了此后数百年希腊数理天文学的发展,直到哥白尼实际上还在为更好地完成柏拉图的天文课题而努力。

  在古希腊的哲学宇宙学中,天界拥有完美的属性,并由此推导出与天界有关的研究和研究者也能获得相同的完美属性。这一点在托勒密《至大论》的“导论”中有很好的表述,托勒密认为没有什么别的研究能够像天文学那样“通过考虑天体的同一性、规律性、恰当的比例和淳朴的直率,使有学识的人品格高尚、行为端方;使从事这项研究的人成为这些美德的爱好者;并且通过耳濡目染,使他们的心灵自然地达到相似的完美境界。”在这里,我们看到,希腊人相信通过天文学这门学问,真、美和善这三者可以达到完美的统一。

  在宇宙学层面上,天文和宗教不可避免地形成了一个交集。托勒密地心说中的球形大地形状与《圣经·旧约》中的平面大地说不合,这一冲突长期得不到调和,直到托马斯·阿奎那把基督教的神学核心柏拉图主义替换成亚里士多德主义之时,才顺便把托勒密体系纳入其中,成为经验哲学的组成部分。后来哥白尼日静地动说的提出和发展又对当时的经院哲学形成冲击,直至酿成了宗教法庭对伽利略的审判。

  诚然,天文与宗教在历史上的冲突更多地引起了人们的关注。事实上,宗教对天文也存在一定的促进作用。譬如,基督教的上帝经过柏拉图主义的改造之后,形成了一个几何学家设计师的造物主形象。这一形象深深激励开普勒去追求天体运行和宇宙构造背后的几何学规律,因为他深信作为几何学家的上帝在创造万物之前肯定有一张几何学宇宙蓝图。开普勒之所以能取得如此天文学成就,与他深受此一宗教信念的激励有很大关系。

  天文还与人类知识的整体进步密切相关。天文学的发展不是孤立的,它所能提出的问题,它解决问题的方法和手段,无不得益于其他相关学科的进步。同时它本身的进步,也推动着整个自然科学的进步。天文学史上的诸多案例将会使我们深刻地认识到这一点,并将帮助我们对科学本身有一个更好的了解。

  更为重要的是,天文学的进步与人类的自我认识过程紧密相关。人类的自我觉醒,主要体现在人类清楚地认识到自己在宇宙中的位置和地位。天文学的进步已经把人类从早期的自以为是的宇宙中心的位置上自我驱赶下来,人类宇宙位置的下降标志着人类理性的上升。也许只有当人类摆脱了自恋、自大的情结之后,才有资格成为宇宙大家庭的一员。

  通识教育视野下的天文与人文

  天文学史所展示的天文与其他人文学科在历史上的密切关联和互动的图景,有助于培养学生多元、宽容的对待事物的态度,从而养成更为健全的人格。尤其值得强调的是,这样一种强调天文与人文互动关系的通识教育,可以培养学生对待人类知识的整体观念。现代科学的专业分类越来越多、越来越细,如果把整个人类知识体系比作一颗大树的话,普通的专业学习只是涉及了一根树枝甚至只是一片树叶,这种过分狭窄的专业视野无疑是有害的。

  在包括天文学在内的科学通识教育中,经常会面临的一个难题是:如何把高深晦涩的天文学理论传授给受教育者、普及到公众中去。新闻媒体在传播重大科学进展时往往都忽略掉相关的理论背景,只突出强调孤立的科学事实和成果。甚至在高校课堂教学中,这种情况也不鲜见。这样一种支离破碎的教育和普及模式,带给人们的只是一些无根的“知识碎片”,其效果是让科学教育只能停留在表面,无法从整体上深入地把握科学知识。有时这种科学教育和普及模式甚至走向反面,给科学知识蒙上一层神秘面纱,把科学家塑造成魔术师。

  事实上,如果把科学通识教育的目标设定为告诉受众这些科学知识是什么,那么就很难摆脱以上这种教育模式。毕竟在普及现代宇宙学知识时,要公众先掌握量子引力理论是不现实的。实际上,通识教育的真正目标应该是让受众去了解问题提出的背景,体会科学发现的过程,从中领会科学探索的方法,进而培养出一种独立的理性思索能力和不迷信、不盲从的科学精神。为了达到这个目的,恰当的办法是告诉受众这些知识是怎么来的,即引入历史的视角。

  在科学通识教育和普及当中引入历史视角,可为学生和公众理解科学提供一个必要的知识背景,通过还原出科学史上一些关键问题的提出和解决的历史现场,使得现代教科书中的科学知识成为“有根”的知识而不是“空降”的知识,从而让学生和公众更好地理解现代理论。通过对历史上一些引发关键进步的案例的学习和分析,还可培养学生发现问题、提出问题和解决问题的科研创新素质。

  譬如,学生可以从开普勒导出行星运动定律的过程中领略到一种完全原汁原味的原创性学术创新活动,认识到科学探索只能基于已有的条件在黑暗中艰苦探索,无法预知真理的亮光出现在何处。天文学家们就好比在夜晚的大街上丢了一枚硬币,他们只能在几盏昏暗的路灯所照亮的地方寻找这枚失落的硬币。第谷的实测数据、哥白尼的日心体系、吉尔伯特的《论磁》,甚至柏拉图的哲学和亚里士多德的物理学,都可成为这样的路灯。开普勒的可贵之处就是在这样的工作条件下开展工作并取得成就。

  天文学史上的许多案例还充分说明,真正的科学探索是一个攀爬高峰的过程,而不是从真理的高峰上俯冲下来——后者这种“走下坡路”式的科学研究模式只能在既有范式下做一些匠人式的重复工作,很少有创新性可言。科学探索的过程无疑是曲折的,要面临许多“山穷水复疑无路”的困境,最后才得以达到“柳暗花明又一村”的境界。

  而要感悟这一切,离不开问题的提出和解决过程中的“历史现场”和“人文环境”。

  学者小传

  钮卫星,男,1968年生。上海交通大学科学史与科学哲学系教授,博导。主要在天文学史领域内进行学术研究,并从事科学史教学。多年来对中古时期中西天文学的交流与比较进行了系统研究,在国内外学术刊物上发表了一系列相关论文,独著和合著学术专著多部,专著《西望梵天:汉译佛经中的天文学源流》受到学界关注。开设《天文学史》、《科学技术史》等通识核心课程。主持和参与了多个国家和省部级科研项目。受上海市教育委员会曙光学者项目和教育部新世纪优秀人才计划的资助。担任《中华大典·天文典》之“天文分典”主编。

  还关注科学传播的理论和实践问题,译作《科学是怎样败给迷信的》获第三届国家图书馆文津图书奖和第四届吴大猷科学普及著作奖翻译类佳作奖;在《中华读书报》、《图书商报》、《文汇报》、《文景》等多种报刊上累计发表了80多篇科学类书评和科学文化类文章。

  是中国科学技术史学会第八届理事会常务理事(2009-2012)、中国天文学会天文学史专业委员会副主任、上海市科学技术史学会理事、国际东亚天文学史学会会员、国际东亚科学技术史学会会员、中国自然辩证法研究会科学传播与科学教育专业委员会委员、《中国科技史杂志》第二届编委会编委(2009-2013)。

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