大家好，这里是格致教育工作坊，欢迎大家的到来。穿越时空来享受一碟知识的小菜，然后我们一起天天学习，好好向上，今天我们继续来聊聊科学是什么？

美国科普作家阿西莫夫就认为，科学在一开始的时候就是好奇心，好奇心是一种强烈的求知欲，无机物是没有的。而有些活的有机物，也因为缺乏好奇心而显得没有什么生机。一棵树无法与我们所辩论的那种方式对它的环境表示好奇。海绵或者牡蛎也同样不能，风、雨或海流带给他们所需要的物质，而他们也能够从中获取。假如遇到的是火、毒品，猎食者或者说寄生物，他们也会安安静静的死去，就有点像活着的时候，无声无息。早在生命诞生之初，某些有机物就已经发展出一种独立运动的能力，这对于他们控制环境具有重大的意义。会动的有机物就不再是消极的在等待食物，而是主动地去寻找食物。于是这个世界上面在那个时候就出现了冒险与好奇。

一个有机物如果在寻找食物的过程当中，竞争当中犹豫不前，过度的保守就必然会惨遭挨饿的命运。因此在早期为了生存，必须加强对环境的好奇心。你看，那种以蠕动的方式，寻找食物的单细胞动物，草履虫。它不可能像人类那样有自觉的意识和愿望，不过他仍然有一种动力，就是简单为物理化学的那种动力，这使他好像是要在周围环境中寻找食物和安全。这种由好奇心引起的动作，我们是最容易辨认的，因为这种动作是与人类生命最为相邻的那种生命所必不可少的。

当然有机物变得越来越复杂的时候，它的感觉器官也会变得更加的多样化，而且更加复杂，更加的精细，有关外界环境的更多信息就能够被接收进来。与此同时他也能够发展出，（是因是故，我们无法分辨啊！）日趋复杂的那种神经系统，用来存储或转移有感觉器官所接收到的信息。求居是什么？有时候接收、存储、转移外界环境的信息的能力超过了所必须。比如一个有机物吃得很饱很饱，却又无所事事，眼前又没有危险，它又会怎么样呢？或许它就有点像那个牡蛎一样陷入到麻木状态。但是高等有机体仍然有探测环境的强烈本能，我们可以称之为闲暇的好奇心。虽然我们对此可以不予理睬，但是我们可以以此来判断动物的智力。比如狗没事干的时候就会到处闻来闻去，人类在听不到声音的时候就会竖起耳朵。而小猫在有空闲的时候，它不是在舔自己，就是在安静地睡懒觉，伸懒腰，由此基本上可以判断猫没有狗聪明，脑子越发达就越有兴趣探险，闲暇的好奇心也就越旺盛。猴子就是以他的好奇心而闻名，你看它忙碌的小脑瓜随时随地不断地在动，在这一点上面，以及在其他动物方面，人类可以是一只超级猴子。

人脑是迄今为止宇宙中最精巧的组织，它是一团组织，它接收、组织、存储信息的能力远远超越生活的需要。据估计，在一生当中，一个人可以学到10×10的十二次方这样这么多的信息。由于人脑的潜力如此巨大，所以人很容易被无聊所折磨。当一个人被限制在没有机会施展自己脑力的这种情况之下，就会逐渐产生不愉快的症状，包括严重的精神分裂症。事实上，任何正常的人他的好奇心都很强，如果这种好奇心不能在正常的情况下得到满足，他就只好另找出路，甚至做出令人悔恨的行为，那么不是经常说好管闲事和少管闲事嘛！当然了，即使要受到惩罚，人类也一向难以克制他们的好奇心，这个我们可以从一些传了很久的神话当中可见一斑。

在古希腊有个神话叫潘多拉以及潘多拉的盒子。潘多拉是世间的第一个女人，宙斯就给了他一个镜子，打开的盒子，唉可想而知，你不让他打开！他很快就把这个盒子打开了，结果发现盒子里面全是疾病，瘟疫、饥荒、仇恨，或者说各种邪恶的精灵，这些精灵全部跑了出来，从此危害人间。这就是好奇心惹的祸。圣经里面还有一个夏娃被蛇诱惑的那一段，在我看来，这个蛇的工作简直就是易如反掌，而且我认为它甚至可以不必说那一段引诱夏娃的话，因为即使没有外界的诱惑，夏娃的好奇心一定也会驱使她尝一尝禁果的滋味。如果你想用比喻的方法来解释圣经的话，你可以把蛇设想为人类的一种内在的冲动的代表。在传统的这种绘画当中，夏娃手拿禁果站在树下，至于盘在树枝上面的蛇，只要在那个上面标三个字好奇心就可以了。就是好奇心跟其他人类冲动一样，用在最不名誉的时候，比如爱窥探别人的私生活，它仍然是人类精神当中的最高贵的天性，因为好奇心最基本的定义就是求知欲。这种求知欲最初表现在解决人类的实际生活的需求上面，比如怎么样耕种农作物才能获得丰收？怎么样设计工件才能最好用？怎么样把布织得比较好。简单来说，这些就叫做应用技术。

当这些比较基本的技能需求满足以后又怎么样呢？求知欲不可避免地会升级到比较不受限制的，或者说更加复杂的那些活动上面去了！很显然为了满足刚开始的无限的精神需求，可能就是美术、去画画，那么画画就很有可能就是在无聊的痛苦中所产生的。最早的话就是画那个岩画呀，人们很容易找到美术，更多的是它的世俗的用途以及产生的原因。比如：画画和雕像是可以用来作为丰收的这种符咒，或者说宗教的象征，但是人们不能不怀疑是先有了物品，然后才想到拿它来做什么用的。如果说美术产生于美感的话，那其实是一种本末倒置的看法。美术一旦形成，就不可避免地向美的方向发展和提高。即使没有这个过程，美术仍然会形成的。美术它其实真的就是形成人类的好奇心。

毫无疑问，美术除了充实于心灵的基本需求之外，也先于他们的各种可能的需要和应用。不仅从事美术创造，可以满足精神需求，对于各种作品的玩味和欣赏，对于观众来说也同样有着这样一种作用。一件伟大的作品之所以伟大，正是因为它所提供的精神之际，不是其他地方可以亲自来找得到的，它所包含的复杂的信息是脑子里面的波动，操作平常的需求，除了墨守成规或精神失常的人之外，这样一种脑力活动应该是相当愉快的！

即使从事美术可以消磨闲暇时间，它仍然有它的特点，那就是除了必须有充满活力和创造力的大脑之外，还需要有精巧的技术，至于那种不涉及技术的脑力活动，事实上与美术活动一样有趣，他所追求的是知识本身，而不是应用。于是求知欲似乎相继就被引入到更为微妙的领域，从而更有效地占据了人类的心灵！由完全实用的知识，进而成为美的知识，再升高成为纯的知识。但就知识本身而言是为了寻求解答。诸如天空有多高，石头为什么会落下来等纯粹的由好奇心所引发的一系列的问题。然而并没有什么明显的目的，使我们一定要知道天空有多高，或者石头为什么会落下来，高高在上的天空为什么不会干扰我们的生活？至于石头，即使我们知道为什么石头会掉落，也不能使我们更灵巧地躲开它，或者碰巧掉在我们身上的话，让它打的我们变得轻一些。但是总有人会问那些看起来毫无用途的问题，并且设法寻找问题的答案，这就是纯粹的出自于求知欲了！

为了使他们的大脑保持着某种活动，解决这种问题最明显的方法，就是编造出一个合理的答案。从当时已知的资料中找出一个足以满足好奇心而又可以理解的答案。用编造这个词似乎有点太粗俗了，太没有什么诗意了。古时候人们喜欢把发现的过程归因于缪斯女神所致的那种灵感，或者来自于天国的某种启示，不管是灵感还是启示，或者是讲故事当中的创造性思维，这些解释大多是类推得来的。例如：闪电具有骇人的杀伤力，就像一把猛的投掷过来的利器，从而推导出一定有能够使用这一强大利器的巨人。因此在远古的神话当中，闪电变成雷公的锤，或者说是宙斯发亮的毛，超能力的武器一定为超人所利用，于是神话就这么诞生了。自然力被拟人化，而且被分为天神，各种神话彼此相互影响，并由一代代讲神话的人加以补充提高，直到原来的面貌变得模糊不清，有些神话，甚至被衰变为婉约的故事，有些又增加了人伦道理之后的内容就显得制衡，增添了人伦道德智慧的内容就变得非常重要，竟然就是他们在一种主要的宗教机构当中产生了意义。

你看，就像艺术有美术和应用艺术之分一样，神话也有这种性质。神话可以维持美的魅力，也可以适用于人类的实际应用。举个例子来说，早期的农民相当关心天空是不是下雨这种现象，以及下雨为什么如此反复无常。人类把天地加以拟人化之后就发现不下雨很容易解释，那么下不下雨就要看天神高不高兴。这种神话一旦被接受，农民就要想到有各种祭拜的仪式来取悦于天地神间，让它降雨，比如以饮酒狂奔的方式来让天地之神高兴。

好，接下来我们来聊聊一聊希腊人，古希腊的神话。在西方的文学和文化遗产上面，希腊神话是其中最美丽的、最精彩的一部分。但希腊人最先也是以非人和非生命的观念来看待宇宙的。对于编造神话的人来说，宇宙的性质不可预测，就像人的本性一样难以琢磨。虽然这些神拥有超人的神秘力量，但不管他们多么厉害，他们跟普通人一样，也有轻浮、反复无常、也有激动、包括为琐碎小事发脾气的一些毛病。浩瀚的宇宙在这种霸道而又不可预测的神理控制之下，根本没有希望了解他，只有听天由命。但是后来的希腊思想家以新的观点来看待宇宙，认为宇宙是有不变的法则控制的一台机器，他们此时都致力于这种令人兴奋的智力活动，试图发现这些自然法则究竟是一些什么？

根据希腊的传说，第一个从事这方面研究的人是公元前600年的那个泰勒斯，后来希腊的那些作家们就给他加上了无数个发现，而他可能是最先把整个巴比伦文化带到希腊来的人。他最惊人的成就，据说他成功地预言了公元前585年的那一次日食，因为那次日食果然发生了。在探索自然法则的过程当中，希腊人认为大自然是公正的，也就是说只要用正确的方式去探索，大自然必定会披露出一些秘密，决不会中途改变立场和态度。2000年以后，那个爱因斯坦心有感触地说，上帝或许是神秘莫测的，但他绝无恶意。他还认为自然法则一旦被发现，就可以理解。这种希腊式的乐观精神一直存留到现在。这种信念产生之后，人类就创造出一套有条理的系统，已学会怎样从观察到的资料中找出内在的规律，运用制定的论证法则，有一点推进了另外一点必须应用的那种所谓的推理。

一个进行推理的人可以利用直观来指导寻找答案，但是必须依靠合理的逻辑才能检验某一种理论。举个例子，如果白兰地加水，威士忌加水，伏特加加水，甜酒加水，都是有毒的，那么你可能很快就会下一个结论，在这些饮料当中制毒的因子一定是共有的水。这种推理是错误的，但是到底是哪里的逻辑错了并不明显。如果情况更复杂，要找出错误就更不容易了。找出推理过程中的错误，从希腊时代至今，思想家们都引以为乐。然而系统的逻辑是最早的基础，这个就应该归功于公元前五世纪的亚里士多德，他是第一个总结出严密推理规律的人。

人类对大自然的智力游戏主要有三种，第一就是要收集对大自然各方面的观察资料。

第二就是要把这些资料井然有序的组织起来。这种组织不是要改变原来的资料，而是要让他们比较容易处理。比如我们玩桥牌的人都知道，把手中的牌按照花色和大小排序出牌就比较方便。

第三个方面就是这些资料推导出一些概括观察结果的原理。举例来说，我们观察到弹球会在水中下沉，木头会浮起来，铁块会下沉，羽毛会漂浮着，水银会下沉，而橄榄油会浮起来。如果说把所有的会下沉的东西列在一块，把浮在一起的也列在一块，再找出能够分辨两组的特征，我们就可以得出结论了。密度大的就会下沉，密度小的就会浮起来。希腊人把他们这种研究宇宙的新方法叫做哲学。什么是哲学？就是对知识的喜爱，或者翻译为求知欲。

接下来我们来谈谈古希腊的几何和数学。古希腊人在几何学上面贡献卓著，他们的成功主要有两种技术的发展，就是抽象和概括。我来举两个例子，在埃及的土地测量者发现一个形成直角的简单方法，就是把绳子分成12等份，以其中的三份为一边，四份为一边，五份为另外一边。围成一个三角形。那么这个三份的边、四份的边相接的地方就是直角。至于埃及人是怎么发现这种方法的？没有看到记载。埃及人的兴趣停止在如何应用他们，但好奇的希腊人则致力于研究，为什么这样的三角形会包含一个直角？他们分析的结果，发现构成直角三角形的物理条件本身只是偶然的，不管他是由绳子或亚麻布或木板围成的都无关紧要，它只是几条直线以及某种角度相接而已。

理想的直线是不受视觉约束的，它可以存在于人的想象之中。那么这种方法希腊人就称之为想象法，也就是为了解决问题，把不重要的直接删去，只考虑问题本身有关的性质。这个希腊的几何学家在更进一步在解决各个问题的时候，不再一一分开处理，而是找出一组问题的共同答案。比如某个人通过尝试可能发现直角不只是出现在3.4.5的三角形上面，在5.12.13的三角形或者说7.24.25的三角形上面也会出现，但是这些只是数字，并没有什么意义。那么各种直角三角形会不会有共同的特征，有共同的什么性质呢？仔细推敲以后，希腊人发现形成直角三角形的唯一条件就是X平方加Y平方等于Z平方，Z就是那个最长的一条边，而直角是在X边和外边的交接之处，我们可以验证3.4.5的三角形就是3平方加4平方等于5平方，5.12.13的三角形就是5的平方加12的平方等于13的平方，7.24.25的三角形是7平方加上24的平方等于25的平方，这些只是无限种可能性当中的三种情形而言。发现这种关系永远成立的证据使希腊人就受到了启发，他们进而使用几何来作为发现和形成这种法则的极好工具。很多希腊数学家对于几何图形中线点的关系提供了证据。而关于直角三角形的定义则是在公元前525年由毕达哥拉斯发现的，为了纪念他这个定理，至今被称之为毕达哥拉斯定理，在中国被称之为勾股定理。

大约公元前300年的时候，欧几里得就把当时已知的数学定理全部收集起来加以编排，使得每一个定理都可以由先前已经证明过的定理来证明。但我们立刻就会想，假如每一个定理都可以由已经证明过的定理来加以证明，那么如何证明第一个定理呢？答案是刚开始的前提非常明显，而且很容易被人接受，所以根本不需要证明那个就称之为公理。欧几里得设法把当时公认的公理简单处理，简化成几个陈述句，根据这几个公理，他就建立了一个复杂，而又堂皇的体系，就是叫做欧几里得几何学。历史上面，从未有人由如此简单的几个乘数，推导出如此一个复杂的体系出来。2000年来欧氏几何学一直被我们作为教科书，只有小小的改动，那就是对欧几里得的最高的褒奖。

好了，关于科学是什么，今天我们先聊到这里，让我们一起认知越狱，自我迭代，格致教育工作坊每天都在这里等着你。

讲座时间：2018年6月8日

文稿整理：邵静静刘小艳