现代天文学成就

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现代天文学成就范文第1篇

科学对世界的发现，技术对自然的改造，犹如两条臂膀共同创造着历史，推动着文明的进程。作为历史悠久的国度，我国古代科学技术的典型成就有哪些？它们是如何影响了中国的历史进程，又具有哪些特色呢？近代之后，东西方科学技术拉开差距的原因又是什么呢？

中国古代的科学

如果按照历史书中常谈到的“农、医、天、算”四个方面来分析古代科学成就，我们会发现，中国古代农业和古代医学并不属于科学范畴。

农业是生民之本，也是古代中国的立国之本，尽管我国古代农业著作历代不乏，特别是明清时期卷帙浩繁。但农书中大多记录了一些经验性的总结，大量的内容是种田技艺以及农

耕器具的发明与应用――这些都属于技术的内容，可以说中国古代的农业科学成就乏善可陈。

我国古代的医学别具特色，一直延续至今，但却饱受争议。我国中医史学家廖育群曾说过，古代中医与现代中医的区别，甚至要超过中医与西医的区别。可以说，中医内部也在不断吐故纳新或者说发生变化。社会上关于中医是不是科学，以及中医废存的问题广受关注。可以说中医目前是一门非常另类的学科，在面对西医（现代医学）时总是不断调适着自己独特的“身份”，因此也不适合用西方科学的概念作为基础来讨论中医中的科学问题。

天文学与数学的交融

最能代表我国古代科学成就的还是天文学和数学，也就是前文提到的天、算。这两门学科在我国古代联系得十分紧密，因为对日月五星运行规律的认识以及日食、月食的推测，都离不开数学上的计算。举一个例子，汉代已形成的“谈天三家”――也就是当时古人对宇宙的三种认识，分别是盖天说、浑天说与宣夜说。除了宣夜说有点玄奥抽象外，盖天说与浑天说均是由数学模型作为支撑的，尽管两者建构了不同的宇宙模型，但是有一条是共同坚守的，就是“日影千里差一寸”，也即八尺之表的日影在子午线方向上千里会差一寸。而“日影千里差一寸”最早源自《周髀算经》，该书既是一部数学著作，也是一部天文学著作。需要说明的是，千里差一寸的论证是错误的，一直到了唐代一行和尚通过实测才使它寿终正寝。

我国古代天文学的发展，深受古代数学的影响，尽管盖天说、浑天说都有数学模型建构，但是这种模型并不与推算日月五星运行的另一套数学模型（算的模型）相融洽，或者说是各行其事。因此我们也不可能像西方那样，从古希腊天体运行的圆周运动中解脱出来，发展出开普勒的椭圆轨道等近代天文学体系。我国古代天文学还把地上的事物都搬到天上，形成了独具特色的“三垣二十宿”体系。该体系是天上、人间对应比附的产物，是军国星占体系的一种反映，即为战争胜负、王室兴衰、年成丰歉等军国大事服务的，但这已经走出了科学的范畴。

中国古代的数学成就

我国古代数学的基调是由成书于汉代的《九章算术》确立的。那么《九章算术》的基调是什么呢？就是服务于实际生产生活的应用问题集：一题一答一术。“题”就是题目，“答”就是答案，“术”就是算法。那么推理、论证的过程呢？书中是查不到的，因为根本就没写。所谓“九章”，就是9大类应用题目，比如“方田”是计算土地面积的问题集，“商功”是计算各种工程（沟渠、仓窖等）的土方、人工等。

经常有人将《九章算术》与古希腊欧几里德的《几何原本》作对比，这两部书的确也代表了东西方不同的思维风格，一个是以“算”为特征的实用化体系，一个是以“证”为特征的演绎逻辑体系。我们的祖先一直缺少“证”的那根筋，直到明末徐光启与传教士利玛窦合作翻译《几何原本》（前6卷）时，徐光启被该书的体系所服膺，写道：“此书未译，则他书俱不可得。”

说到我国古代数学，大家都会联想到南朝祖冲之在圆周率上的贡献。不过，祖冲之的《缀术》已经失传，他对圆周率的推算，学界认为是在魏晋时期刘徽“割圆术”的基础上得到的。当时要计算出密率355/113的确是很了不起的成就，要知道那个年代要用算筹去计算开方在内的大数目运算，难度可想而知。

苏州大学董洁林教授带领的团队遴选出了

200项人类在科学方面的成就，其中我国古代科学成就仅两项入选，之一是墨子进行的“小孔成像”实验。但就笔者看来，墨家学派进行的这项实验以及那句描述“小孔成像”的“下者之人也高，高者之人也下”并不比刘徽的割圆术更科学，影响更大。笔者认为在我国古代的科学门类中，物理学、化学较天文学、数学经验性成分更多，包括北宋沈括在《梦溪笔谈》中的众多记载，基本是经验现象的罗列与陈述，当然不乏一些细致的观察与描述。

唐代中叶到元代中叶是我国古代数学发展的黄金时期，特别是宋元时期达到了顶峰。发展到高峰的标志有二：首先是数学著作繁兴，宋代前后不到300年竟出了50本之多；其次是水平高，就是在算法的改进与抽象化程度方面前进了许多。无论是高次方程的近似解法、多元一次方程组的解法、高阶等差级数、同余方程组解法等，都达到了当时世界上的最高水平。

从元中叶到明末，中国古代数学整体江河日下，以至于当时学界竟然连宋元时期的数学著作都读不懂了。到了明末，随着传教士的东来，西方的数学知识开始译介、引入；后来又经过清末第二次“西学东渐”，直到20世纪初我国数学才汇入世界数学发展的洪流。

现代天文学成就范文第2篇

一. 天文学研究的历程

朱熹对天文现象的思考很早就已开始。据朱熹门人黄义刚“癸丑（1193年，朱熹63岁）以后所闻”和林蘷孙“丁巳（1197年，朱熹67岁）以后所闻”，朱熹曾回忆说：“某自五、六岁，便烦恼道：‘天地四边之外，是什么物事？’见人说四方无边，某思量也须有个尽处。如这壁相似，壁后也须有什么物事。其时思量得几乎成病。到而今也未知那壁后是何物？”[ ]可见，朱熹从小就关心天文，直到晚年仍对此难以忘怀，并孜孜以求。

然而，朱熹在其早期的学术生涯中，并没有进行天文学的研究。朱熹早年除读儒家经典外，“无所不学，禅、道文章，楚辞、诗、兵法，事事要学”[ ]。绍兴三十年（1160年，朱熹30岁），朱熹正式拜二程的三传弟子李侗为师，开始潜心于儒学，并接受李侗以“默坐澄心”于“分殊”上体认“理一”的思想。

据《朱文公文集》以及当今学者陈来先生所著《朱子书信编年考证》[ ]，朱熹最早论及天文学当在乾道七年（1171年，朱熹41岁）的《答林择之》，其中写道：“竹尺一枚，烦以夏至日依古法立表以测其日中之景，细度其长短。”[ ]

测量日影的长度是古代重要的天文观测活动之一。最简单的方法是在地上直立一根长八尺的表竿，通过测量日影的长短来确定节气；其中日影最短时为夏至，最长时为冬至，又都称为“日至”。与此同时，这种方法还用于确定“地中”。《周礼地官》载：“以土圭之法测土深，正日景以求地中。……日至之景，尺有五寸，谓之地中。”意思是，在夏至日中午测得日影为一尺五寸的地方，此地便是“地中”。而且，从“地中”向北，每一千里则影长增一寸；向南，每一千里则影长减一寸。这就是《周髀算经》所谓“周髀长八尺，勾之损益寸千里”。这一说法到南朝以后受到怀疑；唐朝的一行和南宫说通过不同地区日影的测量，进一步予以纠正。朱熹要其弟子林择之协助测量日影，显然是要比较不同地区日影的长短，其科学精神可见一斑。

在同年的《答蔡季通》中。朱熹写道：“历法恐亦只可略说大概规模，盖欲其详，即须仰观俯察乃可验。今无其器，殆亦难尽究也。”[ ]

蔡季通，即蔡元定（1135～1198年）；建阳（今属福建）人，学者称西山先生；精于天文、地理、吕律、象数，著作有《律吕新书》、《大衍详说》等；为朱熹“四大弟子（ 蔡元定、黄干、刘爚、陈淳）”之首。蔡元定的年龄仅比朱熹小5岁，并在天文学等科学上有所造诣，很受朱熹的器重。从以上所引《答蔡季通》可知，当时朱熹正与蔡元定讨论天文历法，并且认为，研究历法必须用科学仪器进行实际的天文观测。

淳熙元年（1174年，朱熹44岁），朱熹在《答吕子约》中写道：“日月之说，沈存中笔谈中说得好，日食时亦非光散，但为物掩耳。若论其实，须以终古不易者为体，但其光气常新耳。”[ ]显然，朱熹在此前已研读过北宋著名科学家沈括的《梦溪笔谈》，并对沈括的有关天文学的观点进行分析。胡道静先生认为，在整个宋代，朱熹是最最重视沈括著作的科学价值的唯一的学者，是宋代学者中最熟悉《梦溪笔谈》内容并能对其科学观点有所阐发的人。[ ]

淳熙十三年（1186年，朱熹56岁），朱熹在《答蔡季通》中写道：“《星经》紫垣固所当先，太微、天市乃在二十八宿之中，若列于前，不知如何指其所在？恐当云在紫垣之旁某星至某星之外，起某宿几度，尽某宿几度。又记其帝坐处须云在某宿几度，距紫垣几度，赤道几度，距垣四面各几度，与垣外某星相直，及记其昏见，及昏旦夜半当中之星。其垣四面之星，亦须注与垣外某星相直，乃可易晓。……《星经》可付三哥毕其事否？甚愿早见之也。近校得《步天歌》颇不错，其说虽浅而词甚俚，然亦初学之阶梯也。”[ ]可见，当时朱熹正与蔡元定一起研究重要的天文学经典著作《星经》和以诗歌形式写成的通俗天文学著作《步天歌》，并就如何确定天空中恒星的位置问题进行讨论，其中涉及三垣二十八宿星象体系。

同年，朱熹在《答蔡伯静》中写道：“天经之说，今日所论乃中其病，然亦未尽。彼论之失，正坐以天形为可低昂反复耳。不知天形一定，其间随人所望固有少不同处，而其南北高下自有定位，政使人能入于弹圆之下以望之，南极虽高，而北极之在北方，只有更高于南极，决不至反入地下而移过南方也。但入弹圆下者自不看见耳。盖图虽古所创，然终不似天体，孰若一大圆象，钻穴为星，而虚其当隐之规，以为瓮口，乃设短轴于北极之外，以缀而运之，又设短轴于南极之北，以承瓮口，遂自瓮口设四柱，小梯以入其中，而于梯末架空北入，以为地平，使可仰窥而不失浑体耶？”[ ]在这里，朱熹设想了一种可进入其中观看天象的庞大的浑天仪。

淳熙十四年（1187年，朱熹57岁），朱熹在《答廖子晦》中写道：“日之南北虽不同，然皆随黄道而行耳。月道虽不同，然亦常随黄道而出其旁耳。其合朔时，日月同在一度；其望日，则日月极远而相对；其上下弦，则日月近一而远三。如日在午，则月或在卯，或在酉之类是也。故合朔之时，日月之东西虽同在一度，而月道之南北或差远，于日则不蚀。或南北虽亦相近，而日在内，月在外，则不蚀。此正如一人秉烛，一人执扇，相交而过。一人自内观之，其两人相去差远，则虽扇在内，烛在外，而扇不能掩烛。或秉烛者在内，而执扇在外，则虽近而扇亦不能掩烛。以此推之，大略可见。”[ ]在这里，朱熹对月亮盈亏变化的原因作了探讨。

淳熙十六年（1189年，朱熹59岁），朱熹在《答蔡季通》中写道：“极星出地之度，赵君云福州只廿四度，不知何故自福州至此已差四度，而自此至岳台，却只差八度也。子半之说尤可疑，岂非天旋地转，闽浙却是天地之中也耶？”[ ]在这里，朱熹试图通过比较各地北极星的高度及其与地中岳台的关系，以证明大地的运动。

朱熹在一生中最后的十年里，在天文学研究上下了较多的功夫，并取得了重要的科学成就。南宋黎靖德所编《朱子语类》卷一“理气上太极天地上”和卷二“理气下天地下”编入大量朱熹有关天文学的言论，其中大都是这一时期朱熹门人所记录的。例如：《朱子语类》卷二朱熹门人陈淳“庚戌（1190年，朱熹60岁）、己未（1199年，朱熹69岁）所闻”：“天日月星皆是左旋，只有迟速。天行较急，一日一夜绕地一周三百六十五度四分度之一，而又进过一度。日行稍迟，一日一夜绕地恰一周，而於天为退一度。至一年，方与天相值在恰好处，是谓一年一周天。月行又迟，一日一夜绕地不能匝，而於天常退十三度十九分度之七。至二十九日半强，恰与天相值在恰好处，是谓一月一周天。月只是受日光。月质常圆，不曾缺，如圆毬，只有一面受日光。望日日在酉，月在卯，正相对，受光为盛。天积气，上面劲，只中间空，为日月来往。地在天中，不甚大，四边空。……”[ ]

《朱子语类》的其它卷中也有此类记录。例如：《朱子语类》卷二十三黄义刚“癸丑（1193年，朱熹63岁）以后所闻”：安卿问北辰。曰：“北辰是那中间无星处，这些子不动，是天之枢纽。北辰无星……。”义刚问：“极星动不动？”曰：“极星也动。只是它近那辰后，虽动而不觉。……今人以管去窥那极星，见其动来动去，只在管里面，不动出去。向来人说北极便是北辰，皆只说北极不动。至本朝人方去推得是北极只是北辰头边，而极星依旧动。又一说，那空无星处皆谓之辰……。”又曰：“天转，也非东而西，也非循环磨转，却是侧转。”义刚言：“楼上浑仪可见。”曰：“是。”……又曰：“南极在地下中处，南北极相对。天虽转，极却在中不动。”[ ]

《朱文公文集》卷七十二朱熹所著《北辰辨》（大约写成于1196年，朱熹66岁）以及卷六十五朱熹所注《尚书》之《尧典》、《舜典》（大约写成于1198年，朱熹68岁）都包含有丰富的天文学观点。《北辰辨》是朱熹专门讨论天球北极星座的论文；在所注的《尧典》中，朱熹讨论了当时天文学的岁差、置闰法等概念；在所注《舜典》中讨论了早期的浑天说、浑天仪的结构，并详细记录了当时的浑天仪结构。

这一时期朱熹所编《楚辞集注》（成书于1195年，朱熹65岁）之《天问》中也有一些注释反映了他在天文学方面的研究和造诣。

二. 天文学的成就

就朱熹研究天文学的方法而言，其最根本的研究方法是[ ]：

其一，细心观察各种天文现象。朱熹是重视亲身观察、善于观察的人。他经常运用仪器观察天文现象；并运用观察所得验证、反驳或提出各种见解。

其二，用“气”、“阴阳”等抽象概念解释天文现象。朱熹所采用的这一方法与中国古代科学家普遍采用的研究方法是一致的。

其三，运用推类获取新知。朱熹经常运用“以类而推”的方法，用已知的东西、直观的东西，对天文现象进行类推解释。

其四，阐发前人的天文学研究成果。朱熹研读过包括沈括《梦溪笔谈》在内的大量科学论著，对前人的天文学观点均予以评述，并提出自己的看法。

从现代科学的角度看，朱熹的天文学研究方法，固然有其不足之处，这主要是由于古代科学所处的阶段而导致的。在古代科学的范畴中，朱熹的天文学研究方法应当属于合理。更为重要的是，朱熹运用这些方法在天文学上取得了重要的成就。

朱熹在天文学方面的科学成就主要反映在他最后十年里有关的言论中。概括起来主要有三个方面：

第一，提出了以“气”为起点的宇宙演化学说。朱熹曾经说：“天地初间只是阴阳之气。这一个气运行，磨来磨去，磨得急了便拶许多渣滓；里面无处出，便结成个地在中央。气之清者便为天，为日月，为星辰，只在外，常周环运转。地便只在中央不动。不是在下。”[ ]这里描绘了一幅宇宙演化途径的图景。

在朱熹看来，宇宙的初始是由阴阳之气构成的气团。阴阳之气的气团作旋转运动；由于内部相互磨擦发生分化；其中“清刚者为天，重浊者为地”[ ]，重浊之气聚合为“渣滓”，为地，清刚之气则在地的周围形成天和日月星辰。朱熹还明确说：“天地始初混沌未分时，想只有水火二者。水之滓脚便成地。今登高而望，群山皆为波浪之状，便是水泛如此。只不知因什么时凝了。初间极软，后来方凝得硬。……水之极浊便成地，火之极轻便成风霆雷电日星之属。”[ ]他根据直观的经验推断认为，大地是在水的作用下通过沉积而形成的，日月星辰是由火而形成的。

将宇宙的初始看作是运动的气，这一思想与近代天文学关于太阳系起源的星云说有某些相似之处。1755年，德国哲学家康德提出了太阳系起源的星云说；1796年，法国天文学家拉普拉斯也独立地提出星云说。星云说认为，太阳系内的所有天体都是由同一团原始星云形成的。然而，在他们500多年之前，朱熹就提出了类似之说；尽管尚缺乏科学依据和定量的推算，但其通过思辩而获得的结果则是超前的。

对此，英国科学史家梅森在其《自然科学史》一书中予以记述：“宋朝最出名的新儒家是朱熹。他认为，在太初，宇宙只是在运动中的一团浑沌的物质。这种运动是漩涡的运动，而由于这种运动，重浊物质与清刚物质就分离开来，重浊者趋向宇宙大旋涡的中心而成为地，清刚者则居于上而成为天。……”[ ]

第二，提出了地以“气”悬空于宇宙之中的宇宙结构学说。朱熹赞同早期的浑天说，但作了重大的修改和发展。早期的浑天说认为：“天如鸡子，地如鸡中黄，孤居于天内，天大而地小。天表里有水，天地各乘气而立，载水而行”[ ]但是，当天半绕地下时，日月星辰如何从水中通过？这是困扰古代天文学家的一大难题。朱熹不赞同地载水而浮的说法，他说：“天以气而依地之形，地以形而附天之气。天包乎地，地特天中之一物尔。天以气而运乎外，故地搉在中间，隤然不动。”[ ]这就是说，地以“气”悬空在宇宙之中。

至于地如何以“气”悬空在宇宙中央，朱熹说：“天运不息，昼夜辗转，故地搉在中间。使天有一息之停，则地须陷下。惟天运转之急，故凝结得许多渣滓在中间。”[ ]又说：“地则气之渣滓，聚成形质者；但以其束于劲风旋转之中，故得以兀然浮空，甚久而不坠耳。”[ ]朱熹认为，宇宙中“气”的旋转使得地能够悬空于宇宙中央。朱熹的解释克服了以往天文学家关于宇宙结构学说的弱点，把传统的浑天说发展到了一个新水平。[ ]

关于地之外的天，朱熹说：“天之形，……亦无形质。……天体，而实非有体也。”[ ]“天无体，只二十八宿便是天体。”[ ]又说：“星不是贴天。天是阴阳之气在上面”；“天积气，上面劲，只中间空，为日月来往。地在天中，不甚大，四边空，”[ ]这显然是吸取了传统宣夜说所谓“天了无质，……日月众星，自然浮生虚空之中，其行无止，皆须气也”[ ]的思想。

第三，提出了天有九重和天体运行轨道的思想。朱熹认为，屈原《天问》的“圜则九重”就是指“九天”，指天有九重。事实上，在朱熹之前，关于“九天”的说法可见《吕氏春秋有始览》：中央曰钧天，东方曰苍天，东北曰變天，北方曰玄天，西北曰幽天，西方曰颢天，西南曰朱天，南方曰炎天，东南曰阳天；后来的《淮南子天文训》等也有类似的说法；直到北宋末年洪兴祖撰《楚辞补注》，其中《天文章句》对“九天”的解释是：东方皞天，东南方阳天，南方赤天，西南方朱天，西方成天，西北方幽天，北方玄天，东北方變天，中央钧天。显然，这些解释都不包括天有九重的思想。

朱熹则明确地提出天有九重的观点，并且还说“自地之外，气之旋转，益远益大，益清益刚，究阳之数，而至于九，则极清极刚，而无复有涯矣”[ ]；同时，朱熹赞同张载所谓“日月五星顺天左旋”的说法。他进一步解释说：“盖天行甚健，一日一夜周三百六十五度四分度之一，又进过一度。日行速，健次于天，一日一夜周三百六十五度四分度之一，正恰好。比天进一度，则日为退一度。二日天进二度，则日为退二度。积至三百六十五日四分日之一，则天所进过之度，又恰周得本数；而日所退之度，亦恰退尽本数，遂与天会而成一年。月行迟，一日一夜三百六十五度四分度之一行不尽，比天为退了十三度有奇。进数为顺天而左，退数为逆天而右。”[ ]《朱子语类》卷二朱熹的门人在阐释所谓“天左旋，日月亦左旋”时说：“此亦易见。如以一大轮在外，一小轮载日月在内，大轮转急，小轮转慢。虽都是左转，只有急有慢，便觉日月似右转了。”朱熹赞同此说。[ ]

对此，英国著名科学史家李约瑟说：“这位哲学家曾谈到‘大轮’和‘小轮’，也就是日、月的小‘轨道’以及行星和恒星的大‘轨道’。特别有趣的是，他已经认识到，‘逆行’不过是由于天体相对速度不同而产生的一种视现象。”[ ]因此李约瑟认为，不能匆忙假定中国天文学家从未理解行星的运动轨道。

在天文学研究中，朱熹除了提出以上新见外，还对沈括有关天文学的观点做过详细的阐述。例如：沈括曾说：“月本无光，犹银丸，日耀之乃光耳。光之初生，日在其傍，故光侧，而所见才如钩；日渐远，则斜照，而光稍满。如一弹丸，以粉涂其半，侧视之，则粉处如钩；对视之，则正圆。”[ ]朱熹赞同此说，并接着说：“以此观之则知月光常满，但自人所立处视之，有偏有正，故见其光有盈有亏。”[ ]他还说：“月体常圆无阙，但常受日光为明。初三、四是日在下照，月在西边明，人在这边望，只见在弦光。十五、六则日在地下，其光由地四边而射出，月被其光而明。……月，古今人皆言有阙，惟沈存中云无阙。”[ ]

三. 对后世的影响

中国古代的天文学大致包括宇宙结构理论和历法两大主要部分，尤以历法最为突出。宇宙结构理论自汉代形成盖天说、浑天说和宣夜说之后，也经历了不断的发展，主要表现为占主导地位的浑天说不断吸取各家学说之长而逐步得到完善。

朱熹的天文学研究侧重于对宇宙结构理论的研究。他通过自己的天文观测和科学研究，以浑天说为主干，吸取了盖天说和宣夜说的某些观点，提出了较以往更加完善的宇宙结构理论，把古代的浑天说推到一个新的阶段，这应当是朱熹对于古代天文学发展的一大贡献。

但是，由于朱熹的天文学研究只是专注于宇宙的结构，对于当时在天文观测和历法方面的研究进展关注不够，在这些方面的研究稍显不足。因此，他的宇宙结构理论在某些具体的细节方面，尤其是定量方面，尚有一些不足之处，有些见解和解释是欠妥当的。

然而，他毕竟对宇宙结构等天文学问题作了纯科学意义上的研究，代表了宋代以至后来相当长一段时期中国古代天文学在宇宙结构理论研究方面的水平。而且，朱熹的宇宙结构理论在后来直至清代一直受到了不少学者的重视和引述。

朱熹之后宋末的重要学者王应麟(1223～1296年，字伯厚，号深宁居士)撰《六经天文编》六卷，记述了儒家经典中大量有关天文学方面的重要论述，《四库全书六经天文编》“提要”说：“是编裒六经之言天文者，以易、书、诗所载为上卷，周礼、礼记、春秋所载为下卷。”该著作也记述了朱熹的许多有关天文学方面的论述。

元代之后科举考试以“四书五经”为官定教科书。其中《尚书》以蔡沈的《书集传》为主。蔡沈（1167～1230年，字仲默，号九峰）曾随其父蔡元定从学于朱熹。他的《书集传》是承朱熹之命而作，其中包含了朱熹所注《尚书》之《尧典》、《舜典》等内容，涉及不少有关天文学方面的论述。另有元代学者史伯璿（生卒不详）著《管窥外篇》；《四库全书管窥外篇》“提要”说：该书中“于天文、历学、地理、田制言之颇详，多能有所阐发。”在论及天文学时，该书对朱熹的言论多有引述，并认为“天以极健至劲之气运乎外，而束水与地于其中”。这与朱熹的宇宙结构理论是一致的。

明初的胡广等纂修《性理大全》，其中辑录了大量朱熹有关天文学的论述。明末清初的天文学家游艺（生卒不详，字子六，号岱峰）融中西天文学于一体，撰天文学著作《天经或问》，后被收入《四库全书》，并流传于日本。该书在回答地球何以“能浮空而不坠”时说：“天虚昼夜运旋于外，地实确然不动于中……天裹着地，运旋之气升降不息，四面紧塞不容展侧，地不得不凝于中以自守也。”这里吸取了朱熹关于气的旋转支撑地球悬于空中的宇宙结构理论；在解释地震的原因时，该书又明确运用了朱熹的这一观点，说：“地本气之渣滓聚成形质者，束于元气旋转之中，故兀然浮空而不坠为极重亘中心以镇定也。”在论及日月五星的运行方向和速度时，该书说道：“日月之行，宋儒言之甚详”，并且还直接引述朱熹关于五星运行方向和速度的观点予以说明。

清代著名学者李光地（1642～1718年，字晋卿，号榕村）曾奉命主编《朱子大全》，其中“卷四十九理气一”有“总论、太极、天地、阴阳、时令”，“卷五十理气二”有“天文、天度、地理、雷电、风雨雪雹霜露”，收录了朱熹有关天文学的不少论述。李光地所著的《历象本要》引述了朱熹所谓“地在中央不动，不是在下”，“天包乎地”以及“天有九重”等，用以说明朱熹的天文学思想中包含了西方天文学有关宇宙结构的知识[ ]。他在所撰的《理气》篇说：“朱子言天，天不宜以恒星为体，当立有定之度数记之。天乃动物，仍当于天外立一太虚不动之天以测之，此说即今西历之宗动天也。其言九层之天。近人者最和暖故能生人物。远得一层，运转得较紧似一层。至第九层则紧不可言。与今西历所云九层一 一吻合。”[ ]他的《御定星历考原》六卷，也引述了朱熹有关宇宙结构的言论，并且认为，朱熹所说的“天包乎地，地特天中之一物尔”就是指“天浑圆地亦浑圆”，而与西方天文学的宇宙结构理论相一致。

李光地与被誉为清初“历算第一名家”的梅文鼎（1633～1721年，字定九，号勿庵）[ ]交往甚密，并且对当时的西方科学都持“西学中源”说。梅文鼎在所著《历学疑问》中多处引用朱熹有关宇宙结构的言论。该书认为，朱熹已经具有西方天文学所谓“动天之外有静天”、“天有重数”和“以轮载日月”的观点，并且说：“朱子以轮载日月之喻，兼可施诸黄、赤，与西说之言层次者实相通贯。”[ ]

除此之外，清代还有黄鼎（生卒不详）的《天文大成管窥辑要》八十卷，其中也包括朱熹有关天文学的不少论述。

朱熹是古代的大哲学家，代表了中国古代哲学发展的一座高峰。也许正是这个原因，他在天文学上所取得的成就一直没有能引起人们足够的注意。但是，这并不能否认他在天文学上确实做出过卓越的贡献，他的宇宙结构理论对后世产生过重大的影响。

注释：

[ ] 李约瑟：《中国科学技术史》第四卷《天学》，北京：科学出版社1975年版，第2页。

[ ] 〔宋〕黎靖德编：《朱子语类》，北京：中华书局1986年版，卷第九十四。

[ ] 《朱子语类》，卷第一百四。

[ ] 陈来：《朱子书信编年考证》，上海人民出版社1989年版。

[ ] 《答林择之》，《晦菴先生朱文公文集》（四部丛刊初编），以下简称《文集》，卷四十三。

[ ] 《答蔡季通》，《文集》续集卷二。

[ ] 《答吕子约》，《文集》卷四十七。

[ ] 胡道静：《朱子对沈括科学学说的钻研与发展》，《朱熹与中国文化》，学林出版社1989年版。

[ ] 《答蔡季通》，《文集》卷四十四。

[ ] 《答蔡伯静》，《文集》续集卷三。

[ ] 《答廖子晦》，《文集》卷四十五。

[ ] 《答蔡季通》，《文集》续集卷二。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 《朱子语类》，卷第二十三。

[ ] 乐爱国、高令印《朱熹格物致知论的科学精神及其历史作用》，《厦门大学学报》，1997年第1期。

[ ] 《朱子语类》，卷第一。

[ ] 《朱子语类》，卷第一。

[ ] 《朱子语类》，卷第一。

[ ] 梅森：《自然科学史》，上海译文出版社1980年版，第75页。

[ ] 《晋书天文志上》。

[ ] 《朱子语类》，卷第一。

[ ] 《朱子语类》，卷第一。

[ ] 朱熹：《楚辞集注》，上海古籍出版社1979年版，第51页。

[ ] 杜石然等：《中国科学技术史稿》（下），科学出版社1982年版，第106页。

[ ] 朱熹：《楚辞集注》，第51页。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 《晋书天文志上》。

[ ] 朱熹：《楚辞集注》，第51页。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 李约瑟：《中国科学技术史》第4卷，科学出版社1975年版，第547页。

[ ] 沈括：《梦溪笔谈》卷七《象数一》。

[ ] 朱熹：《楚辞集注》，第53页。

[ ] 《朱子语类》，卷第二。

[ ] 乐爱国：《李光地的中西科技观述评》，载《李光地研究》，厦门大学出版社1993年版。

[ ] 《榕村语录》卷二十六《理气》

现代天文学成就范文第3篇

日食地图讲述了令人惊奇的故事。它们融时间与空间为一体，告诉人们如何选择位置来进行日全食观测。日食地图中交织着探险、数学、天文、地理、文化和艺术。

日食地图起源于四个世纪以前，后来随着科学知识、日食计算方法以及制图技术的发展，日食地图也取得了相应的进步。如今，日食地图已经具有相当惊人的精确度，告诉人们月亮的阴影会在何时何地投射到地球上，其精度达到几十米及几十分之一秒。

运用现代技术，我们可以很有信心地推算出太阳、地球和月亮的会合，对于未来几个世纪里的日食，现在的日食地图都是相当准确的。今年11月份，日食观测者们将会聚集在澳大利亚及太平洋一带，因为人们清楚地知道在哪里以及在何时将会上演地球上最为壮观的一幕——日全食。

日食地图的起源

历史学家将日食地图的起源追溯到古希腊人和天文学家克劳迪乌斯·托勒玫（C1audiusPtolemy）身上，他们曾经粗略地对日食进行了预测并制作图表。但绘制日食在地球上通過的路径需要更加详细复杂的地球、太阳和月球运动的知识，而这是過去的天文学家并不具备的。古人也发现過月亮和太阳运动的规律（例如沙罗周期），并以此来预测日食可能发生的时间。不過这些知识并不足以预测日食在地球上通過的路径。

直到欧洲科学革命发生后，天文学家们才终于制成了第一幅真正的日食地图，这也是日食预测的里程碑式进展。16、17世纪，关于太阳系天体运动的现代观念才开始诞生，以哥白尼的日心说模型为标志，同时还包括开普勒的行星运行三大定律以及牛顿的万有引力定律。这种科学环境为已知最早的日食地图的出现创造了时机。

1654年，德国数学家、天文学家、哲学家艾哈德·韦格尔（Erhard Weigel）制成了第一幅日食地图。韦格尔是德国启蒙运动中的关键人物之一，是莱布尼茨（Gottfried Liebniz）的导师，德国历法改革的领导者之一。韦格尔的日食地图在很长一段时间里被人们遗忘，直到最近才被德国天文史学家Klaus Dieter Herbst重新发现。

韦格尔的日食计算基于“鲁道夫星表”，这是一份早期的星历表，由约翰纳斯·开普勒编制，这是他将自己发现的行星椭圆轨道定律与第谷长期对行星运动观测的结果相结合的成果。值得注意的是，韦格尔在1654年8月12日日全食的前一天完成了这幅日食地图。这张地图非常准确，经過与现代为此次日食重制的地图相比较，可发现其质量是很高的。在韦格尔的日食地图上，全食带中心点与现代计算的位置相比，误差仅有约100千米，这对早期的天文学家们而言非常不易。

随后，更多的日食地图开始涌现。1676年，德国巴伐利亚地区阿尔道夫大学的天文学家、数学家、物理学家Johann Christoph Sturm出版了一本34页的历书。以与韦格尔日食地图相近的方式，将日食描绘成一系列圆圈，代表月球的半影。但不同于韦格尔的是，Sturm更加准确地指出了日食路径其实是弯曲的而不是直线，这是缘于月球本影、地球自转以及地轴倾斜的综合作用。

与此同时，在巴黎天文台，卡西尼（JeanDominique Cassini）为1699年9月23日发生的全环食制作了路径图。卡西尼的地图具有重大意义，不仅仅因为它的准确性，更因为它在某些特征上接近现代的日食地图，比如代表日食最大食分的曲线。在丹麦，卡西尼地图的日食路径在真实位置的150千米以南，而在克里米亚半岛，准确度则提高到真实位置以南的50千米内。

1706年5月12日发生的日食穿過了欧洲，很多天文学家在这一天进行了观测。历史学家Robert vanGent证实了荷兰以及德国为这次日食制成的几种地图。在阿姆斯特丹，Symon van de Moolen在日食发生前的1705年就发表了一幅预测性的地图；在鹿特丹，Andreas van Lugtenburg大约在1705年或1706年也发表了地图，上面有这次日食通過的粗略路径，并详细预报了日食在欧洲不同地区的情况。Van Lugtenburg的日食地图只包括三个点和两条连线，每个点的精确度在300千米左右。不過很难判断这幅地图的价值，因为它给出的日食路径的准确度比当时地图上大陆位置的准确度更高。

哈雷（Edmond Halley）为1715年5月3日的日全食制作了一张非常有名的地图，尽管它并非人们通常以为的那样是最早的日食地图，但它仍然是一项重大的科学成就。他将牛顿运动定律应用到日食地图的制作中，所以预报的日食通過路径的精度达到30千米左右。此外，哈雷还向天好者征集信息，询问在哪些地方确实看到了日全食，以及全食的持续时间。利用观测者们提供的报告，哈雷在日食后又制作了一张日食地图，修正了日食路径的位置，将精度提高到3千米左右。另外，他还为1724年5月11日发生的日全食制作了相似精度的几张地图。

这段时期出现了很偶然的罕见情况：一系列日全食在并不长的时间中以纵横交错的路径先后经過不列颠群岛。几位英国制图师分别为1715年、1724年、1737年、1748年以及1764年的日食制作了地图。这是日食地图的黄金时代，这一时期内出现了很多创新，全食带的南北界、等食分线以及代表月球阴影的椭圆等，相继被纳入日食地图。

进一步的发展

1824年，日食地图的发展出现了突破性进展。德国天文学家贝塞尔（Friedrich Wilhelm Bessel）改进了相关理论，简化了日食路径的计算方法。他选取了通過地心、面向太阳的平面为基面，以建立参考系。这一做法减少了计算月球本影运动时需要求解的数值，从而可以更快地计算出日食通過的路径，这种方法在还需要手工计算的年代是一个巨大的进步。贝塞尔的方法获得了巨大成功，直到今天，它依然是预报日食的标准化算法。

到了1830年左右，日食地图开始出现在19世纪的三个主要的年度星历表中：法国航海年历、英国航海天文年历以及美国天文航海年历。其中包括了数百页描述太阳、月亮、行星的运动和恒星位置的表格，但日食地图却是仅有的插图。

早期历书中的日食地图只占半页，之后扩展到整页，再后来变成两页的跨页地图，到20世纪初期发展为折叠拉页。早期日食地图选择的投影方法并不恰当，如墨卡托投影法；后来逐渐被更适合描绘日食的方法所取代，如球极投影法和正射投影法。早期的地图并没有详细的日食情况描述，缺少等食分线、相切时刻等信息。但是在后来的几十年里，这些信息逐渐出现在地图中。

到了现代，尽管日食地图依然出现在国家历书当中，但更多的日食追逐者倾向于参考由FredEspenak和Jay Anderson制作的NASA日食快报，作为日食预报和日食地图的权威资料。最近NASA的快报已经取消，不過Espenak和Anderson还在以私人名义发表日食快报，同时Espenak还在他的个人网站上详细的预报。

日食总集

日食总集是多年日食的地图和数据表的汇编。1816年，Franz Ignatz Cassian HaHaschka在布拉格发表了第一部内容详实的日食总集，书中的第一卷包含了从1816年到1860年间日食的地图，第二卷则延续到1900年以后。此外，Hallaschka精心研究了多位著名学者，包括欧拉（Leonhard Euler）、Joseph-Jerome LeFrangam de Lalande及拉格朗日（Joseph Loms Lagrange）的日食计算法，并发展出了一套预示着贝塞尔标准日食理论的新算法。

1868年，奥地利天文学家、数学家奥泊尔子（Theodor von Oppolzer）观测到了一次日全食，和很多第一次看到日全食的爱好者相同，他被深深地震撼了，从而激发他组织了一个团队，对公元前1200年到公元2161年之间的所有日食和月食情况进行计算。这一结果发表在1887年的《日月食典》中，包括8000次日食及5200次月食的数表和地图。

对于每次日食，奥泊尔子的十人团队都计算出三个地点：起始点、中间点与结束点。不過因为日食路径被画成通過这三个点的弧线，所以并不非常准确。对月球运动估算的误差也使得记录的古代的日食路径很不准确。不過，《日月食典》的完成是一项开创性的壮举，它是研究日月食周期和辨认编年史中的日月食记录的重要依据。

到了20世纪，随着计算方法的改革以及计算机技术的发展，出现了几种新的日食总集。1966年，Jean Meeus、Carl Grosjean以及Willy Vanderleen运用IBM电脑发表了《日食总集》。1987年，Espenak出版了《50年日食总集：1986～2035》，直到今日，这一著作依然被很多日食追逐者们广泛使用。最近还出现了网上日食总集，比如Meeus与Espenak的《5000年日食总集》。

如果你对追逐日食产生了兴趣，日食总集将会成为必不可少的探险指南。追逐日食是一项令人着迷的事情，因为你也许会前往从未想到過的遥远的异国他乡进行观测，而旅途本身也许就会和日食观测一样令人难以忘怀。

极高精度

如今的日食地图已经具有相当高的精度和制图质量。我目前正在将日食的计算整合到地理信息系统（GIS）中，以制作新的日食地图。（地理信息系统可以利用地图数据库进行精密的空间分析。）我采用的是Bill Kramer与Xavier Jubier的算法，以及Meeus与Espenak的日食数据。还利用了GIS软件中的精细的地图底层，如卫星图像、地形图以及街道网络图。由于应用了目前最先进的制图技术，所以我的日食地图不仅精度极高，还可以显示出适当水平的地理细节。

每次日食的数学模型（贝塞尔原理）都建立在对太阳、地球、月亮运动的极其精确的测量基础上。例如，利用“阿波罗”宇航员留下的激光反射镜，对月球到地球距离的测量可以精确到几厘米。运用特制的日食计算器，我将每次日食的路径处理为数千万个网格点。然后将这些点和日食参数输入到地理模型中，从而获得日食概况，例如等持续时间线。在1887年，奥泊尔子不得不依赖团队中10个人的努力去找到每次日食的三个点；而现在，我们可以利用计算机技术非常迅速地计算出数以百万计的数据点。

此前，日食地图都假定月球是一个完美的球体。但实际上，由于存在大量的山脉和峡谷，月球的轮廓是不规则的。2009年，我与Kramer合作，制作了第一幅考虑到这个因素的日食地图。我们使用了David Herald从日本“月亮女神”探测器的测高仪制作的数字高程模型图中提取的月球轮廓。通過与视频记录中的计时相对比，可估计出我们对2009年7月22日日食的预报和地图的精度约0.1秒。

最近，我又运用Jubier的算法将大气折射的影响考虑进去。这一修正对于在日出或日落时分观测日食来说非常重要，因为对太阳视圆面的折射可以将日食路径延长数十千米。另外，Jubier和我目前正致力于将地球上每个点的高度纳入计算，以获得更高的精确度。我们目前的确是进入了一个高精度日食预报和地图的时代。

现代天文学成就范文第4篇

作者朱载劝人们不要结交“有钱富汉”，因为他总会把你“下眼来看”，那样自尊心就受到了伤害。朱载有一次去参加一名富豪举办的酒宴，对方看朱载是个穷人，就没正眼看他的礼物，并且直接就把他安排在下座了。身处下座，无酒无肉，当朱载目睹着满桌人们交杯换盏，自己的眼前却无酒无肉时，由贫富差别而引起的人情冷淡，让他连连“羞惭”。最后，曲中的一句话道出了作者的观点：你有钱俺不稀罕!富人穷人，阳关大道，各走一边，人穷志不能穷，操守不能穷，别人有钱自己不稀罕。

这个朱载，不仅骂富汉，而且还骂钱。有曲为证：

《【南商调黄莺儿】骂钱》：孔圣人怒气冲，骂钱财狗畜牲。朝廷王法被你弄，纲常伦理被你坏，杀人仗你不偿命。有理事儿你反覆，无理词讼赢上风。俱是你钱财当车，令吾门弟子受你压伏，忠良贤才没你不用。财帛神当道，任你们胡行，公道事儿你灭净。思想起，把钱财刀剁、斧砍、油煎、笼蒸!

朱载认为，钱破坏了政治和道德秩序，践踏法律，败坏纲常；在以拜金主义为核心价值观的社会，呈现出“公道事儿灭净”的惨象。因此。朱载提出，要把钱财刀剁、斧砍、油煎、笼蒸!中国文学史上，淡泊名利的人不少，但是像朱载这样直接批评富人，还真是极其少见，堪称是中国历史“仇富”第一人。

这两首散曲写得非常好，但令我们疑惑的是，作者朱载为什么这么仇富?他穷吗?他贫贱吗?他为什么这么嫉恨富人和金钱呢?

朱载，生于1536年，卒于1611年，字伯勤，号句曲山人。他的背景可不简单，他是大明王朝的正宗国亲，是明太祖朱元璋的九世孙，明仁宗的第六代孙。嘉靖二十四年(1545)，这一年朱载才10岁，就被封“世子”，成为郑王朱厚烷的继承人。所以，朱载小小年纪就遍尝人间荣华，享尽富贵生活，这一点，和《红楼梦》的作者曹雪芹极其相似，只不过，曹雪芹是豪门富家子孙，而朱载则是正宗皇亲子弟。

朱载虽然贵为王世子，但他的生活道路并不平坦。他的父亲是郑王朱厚烷，朱厚烷有两个特点，一是生活朴素、节俭，《明史》本传说他“自少至老，布衣蔬食”。这个记载虽然不免有浮夸之意，但作为一位封建帝国的皇亲藩王，“布衣蔬食”的生活已然是难得了。朱厚烷的第二个特点，可是要了命了，那就是为人刚直不阿。这本来是―个美德，可是，作为皇族的至亲之人，这个“刚直”的美德给朱厚烷带来了灭顶之灾。当朝的皇帝是明世宗朱厚骢，他最大的特点就是迷信道教，不理朝政，致使国内政治和经济局面一片混乱。他的兄弟朱厚烷实在看不下去了，就在嘉靖二十七年(1548)给嘉靖皇帝上书，劝皇兄不要继续迷信、胡闹了。朱厚烷的刚直的语气大大刺痛了嘉靖皇帝的痛处，两年以后，嘉靖皇帝便找了一个理由，削去朱厚烷的藩王爵位，并将其禁锢于安徽风阳。父亲获罪被软禁，朱载全家也就一下子败落了。朱载10岁的时候，就贵为王世子，但仅仅过了5年，这一切就灰飞烟灭了。朱载原来住的是王府大院，如今，15岁的他只能住在―个简陋的土屋里面。

15岁，是朱载人生的一道坎儿，15岁前，荣华享尽，15岁后，如坠深渊。在大起大落的人生里，才会有大彻大悟，朱载从“首富”到“仇富”，15岁的男孩子品味了人世间的贫富两极，情何以堪!

嘉靖皇帝死了，隆庆皇帝继位。隆庆元年(1567)，朱载的父亲被隆庆皇帝赦免，解除软禁，朱载全家重新恢复了元气。34岁的朱载又重回荣华富贵之中。但是，此时的朱载可不是当初的朱载了，改变最大的就是他的钱财观。

重新回归了富贵生活，朱载没有成为一个皇家世子，相反，却成了中国历史上伟大的音乐学家、物理学家、数学家、天文学家和散曲作家，是和徐霞客、李时珍齐名的一代科学和文化巨匠。

现代天文学成就范文第5篇

爱因斯坦在回答施威策的信中，在讲到中国为什么没有近代科学技术而西方在这方面却层出不穷时指出：西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础的，那就是:希腊哲学家发明的形式逻辑体系(在欧几里的几何中)，以及(在文艺复兴时期)发现通过系统的实验有可能找出因果关系。在我看来，中国的贤哲没有走上这两步。”在这里，爱因斯坦把科学成就与哲学成就，特别是与哲学在研究方法上的成就紧密联系起来，认为西方科学得以发展的重要原因就是把西方哲学家发明的哲学研究方法成功地运用到了自然科学的研究中，并为科技工作者从事自然科学的研究提供了正确途径。而中国的哲学家没有做这类研究，也就谈不上将哲学与自然科学结合从而取得科技的巨大发展。由此表明，哲学与科技发展关系密切，在科技发展的历程中有着不可忽视的作用。

一、科技创新的关键是方法创新

人类文明史，就是一部人类创新活动的历史。创新活动贯穿于人类生产实践、社会斗争实践、科技实践之中，知识为体方法为魂，方法是创造一切的关键。对于科技创新来说，科学方法的创新是关键环节。因为科学方法能使科学研究更严密，从而使科技创新更有效地进行。巴甫洛夫曾深有体会地认为：“方法是最主要和最基本的东西”，“方法掌握着研究的命运”。科学方法是科技工作者认识客观事物的手段。这个认识手段在黑格尔看来“是主体方面的某个手段”，即主体在探索的认识中所拥有的能动的思维能力和思维方法。黑格尔又说：方法也就是工具”。因此，科技工作者掌握了优秀的科学研究方法就等于拥有了先进的科研工具，用这个工具去进行科技创新，定能促使科技创新的实现。因为任何方法都包含着对有关对象规律性的认识，它是根据这种规律而制定出来的用以进一步认识和改造现实，并从而获得一定成果的手段或工具。众所周知，在科技史上开普勒因善于运用科学的研究方法概括出了行星运动三大定律，而他的老师第谷因却使得真理从眼前溜掉。所以，通常情况下科技工作者们不仅非常注意科学研究的具体内容，而且非常重视科学研究的方法。法国数学家、物理学家、哲学家笛卡儿说:“我可以毫无踌躇地说，我觉得我有很大的幸运，从青年时代以来，就发现了某些途径，引导我作了一些思考，获得一些公理，我从这些思考和公理形成了一种方法，凭借这种方法，我觉得自己有了依靠，可以逐步增进我的知识，并且一点一点把它提高到我的平庸的才智和短促的生命所能容许达到的最高点。法国天文学家拉普拉斯说：认识一位天才的研究方法，对 于科学的进步，……并不比发现本身更少用处。科学研究的方法经常是极富兴趣的部分。”

科学方法是科技工作者所应掌握的一种创造性的复杂技能，但这种技能不是人们先天就有的，是人们通过学习不断总结经验而逐步地提高和发展的。对于一个科学家来说，他在科学研究中所运用的方法，大致有三个主要来源:一是从前辈或同行中学习得来;二是在科研实践中摸索、体会出来；三是在哲学方法论的指导下获得。哲学是科学研究相当重要的方法源泉之一。因此，学习哲学是科技工作者获得科技创新方法的一条必不可少的途径。作为科技工作者应重视对哲学的学习，因为：第一，哲学是最高层次的方法论，哲学研究的方法，如归纳法、演绎法、矛盾分析法等能为科学方法的创新提供最普遍的方法论指导;第二，哲学是主体的纯粹思维活动，是主体方面反思人类各种活动(包括科技活动）的重要手段，它总是超越关于经验对象的思考，超越既定的科学理论，做出新的科学发现或提供新的科学理论;第三，从科技史上看，大凡在科学活动中有创新举措的科技工作者都具有很高的哲学素养，都自觉地使用哲学的方法指导自己的工作;大凡有众多科技创新成果产生的年代，也都是人们在哲学观念（思维)转变的带动下使科学方法有重大突破的年代。20世纪的创新巨匠爱因斯坦，年轻时就曾如饥似渴地钻研过古希腊哲学家和近代笛卡尔、康德、马赫、彭加勒等人的哲学著作，并从中获得很多启发，他认为，哲学“是全部科学之母”。他讲：科学如果脱离了认识论一只要这是可以设想的一就成为粗俗的、混乱的东西。[1因此，一个国家、一个科技工作者要想有不断的科技创新成果产生，就必须重视对哲学的学习，不断改进科研方法:4]。

二、哲学为科技创新提供普遍有效的方法

哲学是世界观，也是方法论。它在给人提供世界是什么的同时也提出认识世界的方法应当是什么样的，即为人们提供认识世界的工具。古希腊哲学家、科学方法论的创始人亚里士多德称自己的哲学为“工具论”，近代经验论哲学鼻祖弗朗西斯·培根也把他自己崭新的哲学叫做“新工具”。哲学的这一工具性突出地体现在它为科学技术发展提供了以下三种主要方法。

(一)哲学的逻辑思维为科技工作者提供了科学的归纳法和演绎法，为科技创新开辟了新思路

恩格斯说，在认识事物的过程中，甚至连形式逻辑也首先是探寻新结果的方法，由已知进到未知的方法。形式逻辑是古希腊哲学家亚里士多德在对人类思维的形式进行专门研究的基础上建立的关于人类思维规则的学问。它揭示了正确的思维形式，让人们弄清了思维必须符合哪些条件才能达到认识的目的。逻辑思维方法是哲学研究中重要的也是最常用的方法。由于逻辑推理具有使人的思维更严密、严格、严谨的优点，被逐渐运用于自然科学研究中，并成为科技工作者进行科学研究的重要方法。近代以来，随着西方科学研究的日益发展，通过逻辑论证获得科学知识的方法越来越受到极大关注，科技工作者们根据一定的科学事实和经验材料，遵循逻辑思维规律和思维规则，按照严格的逻辑程式进行科学思考、判断和推理，获得了极大的科研成就。特别是进一步系统化和程序化的逻辑论证方法一归纳法和演绎法的诞生和运用，为科学研究方法注入了新的活力，为科技工作者开创了新的思路，迎来了科技创新史上的一次大丰收。

归纳法和演绎法是由两位著名的哲学家弗朗西斯。培根和笛卡儿在建立科学知识体系时将具体的科学方法上升至哲学的高度进行提炼、研究提出来的。

归纳法是一种建立在对大量观察资料进行理智分析比较的基础上，由个别到特殊，由特殊到一般从而得出关于此类事物的规律性认识的科学研究方法。进一步系统化了的科学归纳法是培根在批判经院哲学和传统教条阻碍科学发展的前提下，从经验论的角度，进一步阐述科学试验的必要性和重要性，强调必须建立一个合乎时代需要、能促进科学与生产发展的新哲学的思想指导下首先提出，后经赫舍尔、惠威尔等人完善和扩大的。比起以往自发的归纳法来，科学归纳法能根据对某类事物的典型对象及其属性之间必然联系的认识，推出该类所有对象中都具有某种属性的一般性结论，深刻揭示和显现事物的因果关系，是一种上升到自觉的、有计划的、有组织的层次进行科学研究的方法。因此倍受科技工作者的青睐，是科学方法的创新。这一创新在物理学领域使科技工作者们发现了许多新定理、定律。例如:力学中的牛顿三定律，热学中气体的三定律，电学中的库仑定律、欧姆定律、焦耳一楞次定律，光学中的反射、折射定律，等等，都是归纳实验的结果。在生物学领域达尔文进化论的创立，也与他自觉地运用归纳法有直接关系。

而瑞典生物学家林耐由于忽视归纳法的运用，仅仅用分类方法分析问题，得出了物种不变的错误观点。恩格斯指出：从个别东西开始的一切推理形式都是实验上的和以经验为基础的东西。演绎法是从已知的某些一般原理、定理、公理或概念出发推出个别结论的思维方法，是从一般到个别的推理。它是笛卡儿在批判经院哲学和传统教条阻碍科学发展的前提下，从理性主义角度提出的必须把科学知识大厦及其每一组成部分都建立于“理性”的基础上的科学方法和思想。笛卡儿认为，从感觉经验中引申出来的认识不具有普遍性和必然性，运用归纳法只能得到或然性的、不确定的知识。

而近代科学中的力学和天文学已不满足于个别经验材料的搜集甚至也不满足于系统经验材料的初步整理，而是要求建立完整的、逻辑上自恰的科学理论体系。于是，笛卡儿借助数学建立了他的直观一演绎法。后经以伽利略、牛顿等为代表的科学家和以杰文斯为代表的哲学家的发展，又建立了假说一演绎法。演绎法的创立和使用，加强了科学研究的理性思维特征性，是科学方法的又一个创新。因为它可以在大前提的第一原理下通过一系列的间接论证得到“较远的推论”，它是发现的逻辑是发现真理的一种最有效的方法。演绎法使科技工作者从中受到很大启发，产生了许多科技创新成果。例如，狭义相对论的一系列重要结果，是爱因斯坦运用演绎法从两个基本原理得出的，一个是相对性原理，一个是光速不变原理。从这两个原理出发，推导出洛仑兹变换，进而演绎出物体在高速运动时，钟慢、尺缩、质增以及同时性的相对性等等。建立了与经典物理学的时空理论根本不同的现代物理学的时空理论即狭义相对论。又如，热力学的全部内容便是从热力学的三个定律出发，按照严格的逻辑推理而演绎出的一系列新结论。

其实，在实际的科学认识过程中，归纳法和演绎法是互为条件、互相渗透的，是不可绝对分开使用的。正如恩格斯所指出的:“归纳和演绎，正如分析和综合一样，是必然相互联系着的。不应当牺牲一个而把另一个捧到天上去，应当把每一个都用到该用的地方，而要做到这一点，就只有注意它们的相互联系，它们的相互补充。”[5归纳法和演绎法都是哲学逻辑思维的基本方法，在被一些科技工作者自觉运用于科学研究之后，使科学活动一改过去工匠式的从经验中摸索着创造技艺和工具的应用状态，成为用逻辑探索自然界规律的理性活动；使科技工作者一改过去那种只着重于“做什么”的闭塞思路，发展为要研究“为什么做”和“怎样做”这种寻求科技创新规律的新的思维风尚。逻辑思维方法已成为必不可少的思维工具。

(二)哲学的辩证思维为科技工作者提供了辩证逻辑方法，使科技工作者沿着理论与实践相统一的正确道路在实践中认识真理、丰富真理

著名的俄国生理学家巴甫洛夫曾经说过:科学是随着研究法所获成就而前进的。研究法每前进一步，我们就更提高一步，随之在我们面前也就开拓了一个充满着种种新鲜事物的、更辽阔的远景。因此，我们头等重要的事情乃是制定研究法。

从整个科学以及各门具体科学的发展史来看，科学认识的进步和科技创新成果的获得是同科学研究方法的提高密切相关的。随着科学的不断发展，单纯的归纳和演绎方法对于认识物质世界运动变化深层次的规律显得愈来愈不够用，科学已进入了需要用高于形式逻辑方法的方法去认识和揭示事物变化发展本质的阶段。此时哲学的辩证思维方法被引入到科学研究方法之中。由于辩证法是用联系的、发展的、全面的观点看世界，因此用辩证的方法思考问题，把辩证的方法和逻辑的方法结合起来就能实现严密揭示一切事物运动、变化和发展的规律的认识目的。辩证逻辑方法给人们开辟了一种新的、但又符合自然规律的认识模式，成为科学研究的重要方法和实现科技创新的重要手段，恩格斯说:“自然过程的辩证性质以不可抗拒的力量迫使人们不得不承认它，因而只有辩证法能够帮助自然科学战胜理论困难……”科学的辩证逻辑的方法是唯一的、最高度地适合于自然观的这一发展阶段的思维方法。

科学创新的实践，特别是近代以来的创新实践表明，许多重大的科技突破或科技创新都与科技工作者自觉地运用辩证逻辑方法分析问题、解决问题有密切关系。例如：哥本哈根学派的著名物理学家玻尔的“互补原理”就是在解决粒子波粒二象性统一的情况下，使用辩证的思维方法发明的。在1926年当哥本哈根学派的物理学家们为测不准关系所困扰的时候，玻尔指出，电子在原子中“轨道”的不确定并不是绝境，这只是对传统的质点运动轨道概念的否定。他认为，正是这种否定，反倒构成了原子能量唯一定义的必要条件。我们必须把否定本身看成是我们认识的真正进步。只要把粒子属性的两个方面看作是互相补充、彼此过渡的，就可以更全面地把握粒子的真实状态。“互补原理”的基本原则就是从共存的对立面中寻求二者的统一性。二象性是粒子两种对立的客观属性，即在某些观测仪器下，微观客体被描述为“微粒”，而在另一观测仪器下，它们又被描述为“波动”，这是粒子两种对立的客观属性，是客观事实。但这一事实在经典物理学的机械观点看来是无论如何也不能同时属于一个事物的，是无法统一的。但是波尔运用了辩证的思维方法，即按照客观事物本身的辩证规律去认识客观事物，承认粒子的两种对立的客观属性，并从对立面的特殊性中全面地把握了事物的丰富内容，正确地揭示了微观客体的特殊本质。

玻尔所使用的辩证的逻辑方法，随着现代科学的迅速发展，被广泛应用于现代物理学、现代宇宙学、现代数学、系统科学等学科，取得了巨大的成就。例如，1928年狄拉克根据它的新方程得出一个大胆的假说:“真空”不空，“真空”充满了电子。这一假设后被美国科学家安德森所证实。又如，日本现代核物理学家汤川秀树提出并证实的介子理论，为我们展示了质子和中子持续不断地相互渗透和相互转化，从而被紧紧地结合在一起的辩证本性。又如，彭加勒关于在数学中逻辑思维和直觉思维交互运用、相辅相成的思想，扎德提出的模糊数学，贝塔朗菲创立的系统学等等，无一不是借助辩证逻辑方法思考和研究得出的。

辩证逻辑方法的性质决定了辩证逻辑方法的作用：即揭示事物的对立方面，在对立面互补统一的关系中达到新的和谐一致，达到对事物的更完美的认识，实现理论和实践的统一。各门具体科学都应学会运用辩证逻辑方法，科技工作者也只有在辩证逻辑方法的引导下才能沿着理论与实践相统一的道路前进，才能取得更大的科技创新成果。

(三)哲学的具体问题具体分析方法引导科技工作者按照研究对象的本性确定与之相适应的方法

具体问题具体分析，这是唯物辩证法的灵魂，也是科学研究和科技创新中最具普遍意义的方法和最高的指导思想。任何一种科学方法都是在人类实践中逐渐形成的。人们在认识世界和改造世界的活动中，在考虑自己的行动方式时，始终要依据客观实际，依据目标和实际情况去选择和确定自己的研究方法。

所谓具体问题具体分析，就是科技工作者进行科学研究时所使用的科学方法应该按照研究对象的本性和研究的目的制定，不能随意制定。也就是说，不同的研究目的、不同的研究对象要采用不同的研究方法。

如果要寻找研究对象的某种现象或证明某种假设，就应该进行实证性的研究，这种研究的主要方法是经验认识的方法。经验认识方法主要包括观察法和实验法。经验认识方法比较重实践、重系统经验，它能为科学研究、技术发明、理论发现、科技创新提供大量的、真实的感性材料和对认识对象纯化的、定向性的、典型性的研究成果。比如天文学是较为典型的实证科学，它主要靠观察天体的位置、分布、运动、结构等因素来开展研究，不能去人为干预和改变这些因素，故天文工作者较多地使用经验认识的方法，他们长年累月地进行天体观测所积累的天文资料成为天文学发展的源泉。

如果要确定研究对象的本质特征和发展规律，就应进行基础理论性的研究，这种研究的主要方法是理论思维的方法。因为基础研究力图提供一个概念体系，把相关事实纳入一个可以理解的框架中，并通过这个概念体系，把各种各样的观察材料形成一个统一的整体。理论思维方法主要包括经验定律和理论原理，理论思维方法能从经验事实中归纳出经验定律，然后运用演绎的方法去解释或预测从经验定律中建立的某种假设原理。比如物理学中关于运动的基本定律和万有引力理论，就是将经验上千差万别的不同现象，如将自由落体、单摆、潮汐、月球、行星、慧星、双星、人造卫星的运动，显示为内在的一致性和规律性，显示为一个共同的基本机制的作用，由此可以对从苹果落地到卫星轨道等广泛的现象做出解释。基础科学就是用少量的原理法则对纷繁的自然现象做出统一的解释。

经验认识方法与理论思维方法也是相辅相成的，它们在科学研究中都具有非常重要的作用。问题的关键在于科技工作者能否自觉运用具体问题具体分析的方法进行研究。科技工作者只有学会根据不同的科研对象和在不同的科研阶段运用不同的科研方法，才能在科技创新中取得成就。简言之，具体问题具体分析是科技创新的又一内在方法。