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第一个被认为“科学家”的人:泰勒斯

大数据实验室  · 公众号  · 大数据  · 2017-06-20 07:59

正文

编者按:


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公元前6世纪的一天晚上,古希腊一位智者因仰头观察星辰,不慎跌进一个坑内。女仆嘲笑他说:“近在足前都看不见,怎么会知道天上发生的事情呢?”还有人说:“你那些关于世界的知识,只有一个作用,就是把你自己引到坑里去。”这位智者不加理会,仍信心十足,坚定地要获得世界的知识。他在一首诗中写道:

多说话并不表示有才智,去找出一种惟一智慧的东西吧,去选择一件惟一美好的东西吧,这样就会钳住许多饶舌汉的嘴。这里所说的惟一智慧的东西就是关于世界的知识,世界万物的本原。这位智者后来果然成了西方哲学的始祖,既知识渊博又有实际才能,擅长数学和天文学。他就是第一个被称为“科学家”的古希腊人——泰勒斯。


古希腊“贤人”








泰勒斯(nales)是古希腊数学家、天文学家、哲学家、米利都学派的创始人。古希腊并不限于现今称为希腊半岛的那一块地方,而是除希腊半岛外,东至爱琴海诸岛、小亚细亚沿海地区,西至西西里岛、意大利南部以及地中海沿岸的法兰西、西班牙。古希腊文化最早产生的爱琴海东岸、小亚细亚沿海的爱奥尼亚(Ionian)地处东西方的交通要道,经济发展较早,工商业繁荣。希腊人在这里通过与东方国家在文化上、商业上的频繁接触,接受了巴比伦、埃及等东方文明古国的影响,融汇了东西方文化,使这里成为古希腊最早的文明发源地。富有想象力的《荷马史诗》、充满智慧结晶的《伊索寓言》、丰富多彩的神话故事,以及勇于探索思考的希腊哲学、自然科学,都从这里孕育诞生。

在爱奥尼亚地区的诸城市中,米利都最为著名,是这一地区经济、文化、科学、艺术的中心。第一个被称为科学家的泰勒斯就是诞生在这里。他出生在一个贵族家庭。很小的时候就被父母送到当时著名的学者那里受教育,十几年后,泰勒斯便超过了给他授业的老师,从而以学识渊博、富有独创的思想闻名于希腊。

青年时代的泰勒斯,漂洋过海来到东方的“金字塔之国”埃及、巴比伦学习。据说在那里,他和寺院中祭司们的关系非常密切。祭司们常将对常人严守秘密的数学和天文学知识传授给泰勒斯,并把一些测量土地的几何学及观测天象的天文学等珍贵资料供他学习钻研。

那时,泰勒斯还游历了整个美索不达米亚的两河流域,饱学了东方的灿烂文化,并称自己是“东方的学生”。回到米利都后,他继续从事数学、天文学、哲学的研究。泰勒斯几乎涉猎了当时人类的全部先进思想和活动领域。他知识渊博又有实际才能,是科学家、工程师,甚至还是一位开明的政治家。据说他在达马西亚做过执政官,很得人心。又说他曾帮助过吕底亚(古希腊城邦之一)国王克娄苏抵抗波斯军队的入侵。一次吕底亚军队被波斯人围困在一条河旁,处于危急之中。泰勒斯叫他们在河边挖了一条半月形的渠道,引河旁流,使河流干涸,让军队跨过干河,突出包围圈,从而免遭覆没。

在当时泰勒斯就获得了崇高的声誉,他被誉为古希腊的“贤人”。泰勒斯是在担任执政官时被称为贤人的。泰勒斯没有为后人留下什么著作,他的生平、思想和活动都是从后来的哲学家,主要是从亚里士多德的著作中得到的。还有一些历史上流传下来的民间传说、趣事逸闻,也在一定程度上反映了泰勒斯的生平事迹。当然这些趣事、逸闻未必完全真实,但至少是与泰勒斯本人是相称的。

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恩格斯说:“最早的希腊哲学家同时也是自然科学家。”泰勒斯既是早期古希腊的科学家,也是哲学家。一般人都称他为自然哲学家。泰勒斯在科学方面,特别是对数学和天文学的贡献是非常杰出的。在数学方面,他第一个把埃及的测地术引进希腊,并将它发展成为平面几何学,提出了如下的几何学定理:“圆的直径平分圆周”,“等腰三角形的两底角相等”,“两直线相交,其对顶角相等”,“两个三角形,有两个内角和一条边对应相等,则全等”,“半圆的内接三角形必为直角三角形”等。更难能可贵的是,泰勒斯不仅对这些定理进行了命题性证明(即借助一些公理或已确定的命题来论证另一命题的真;实性,这在数学史上是一次不寻常的飞跃),而且他把自己所掌握的几何学知识运用到实践中去。

据说他在埃及当众测量了金字塔的高度。埃及金字塔建成之嫱,经过了1000多年,可是人们还不知道它到底有多高,不少人用各1瓣数学方法对它量了又量,算了又算,就是算不出塔的确切高度。隧 公元前6世纪的一个秋天,天气晴朗,秋色宜人,泰勒斯旅游来?渤大金字塔前。有他很懂数学,便故意问他:“你能算出这塔有多高吗?”“可以,这很简单!”泰勒斯爽快地回答。但他的回答却引来了人们一阵哄笑。泰勒斯仍旧从容不迫地说道:“这确实很简单,如果不相信的话,就把你们的法老请来,我当场算给你们看。”

第二天,人们果真把法老请来,法老身后还跟随了一群其他官员。广场上已经聚集了好几千人,大家在那里比比划划,议论纷纷。不一会儿泰勒斯骑着一匹珠光宝气的骆驼,在人们的簇拥下来到金字塔前,几千人围成一个大圆圈。

泰勒斯抬头看了看太阳,比了比太阳的方位,不慌不忙地从骆驼背上走了下来,往人圈中心一站,太阳立刻在他的身后投下了一条长长的身影。每隔几分钟后,他就叫人把自己身影的长度量一量,待到身影同他的身长恰好相等时,他便立刻叫人在大金字塔影子的三角尖顶处做个记号,然后他跑过去量了金字塔底中心到塔影顶端的距,离,很快就报出了金字塔的准确高度。

坐在一旁的法老和游客们看了半天,都看不懂这个高度是怎么算出来的,便问泰勒斯:“你是怎样算出这塔的高度的呢?”

泰勒斯回答道:“这道理很简单……”他用手比划着给人们讲了如何利用“人的身影=人的身长”的关系,然后代入“塔影:塔高”的数学道理,来计算塔的高度,当时阳光正呈45。角射向地面,立在地面上的金字塔,其塔影和擦塔顶而下的光线正好组成一个等腰直角三角形。在此三角形中,塔高和塔影正好是等腰三角形的两条等腰的“边”。

接下去,“只要量一下塔影的长度,就可以知道塔身的高度了!”泰勒斯话音一落,人群中立刻爆发出热烈的掌声,都为他的聪明、智慧所倾倒。

泰勒斯这种假设,今天看来还是可信的。

泰勒斯不仅在数学方面有较深的造诣,而且对天文、气象也有很深的研究。他不相信当时A41"]认为太阳不过是一只直径只有一英尺的小圆体的说法。他经过仔细的计算,认为太阳大得惊人,其直径起码等于黄道带的1/720。这个数字比现在借助仪器测量得出的太阳

直径为139万公里虽有误差,但在2000多年前有如此预测,也确实是不简单了。

泰勒斯还通过对日月星辰的观察、研究,确定一个太阳年为365天;通过对尼罗河定期泛滥的研究,总结出尼罗河的泛滥与日月星辰运行的关系。他写过关于春分秋分和夏至冬至的书,观测到太阳在冬至点和夏至点之间运行时速度不均匀,还发现了小熊星座,方便了导航等。在所有这些天文、气象的研究中,最有传奇性的是泰勒斯正确地解释了日食形成的原因。

2000多年前,人们对日食现象还很不了解,认为这是天狗要吞食太阳。每当发生日食的时候,人们都要向空中泼水、射箭,以拯救太阳,夺回光明。泰勒斯却能识破这种“天狗吞食太阳”的奥秘,正确地解释日食的成因,并且成功地预言过一次日食。公元前585年,阳春三月的一天,他当众宣布:到5月28日,太阳要有短暂黑暗,大家听后,都嘲笑他、讽刺他,说他是“疯子”。不料,5月28日这一天,也就是米亚(城邦之一)和吕底亚(城邦之一)进行激烈交战的时刻。这天上午,天气晴朗,阳光灿烂。正当两军对垒,厮杀得难解难分的时候,忽然太阳渐渐暗淡下来。不一会儿,百鸟归巢,星辰闪烁,夜幕降临。双方兵将见此景况,失魂落魄、惊恐万状,确信太阳神真的发怒了,降罪天下,再不休战,灭顶之祸必将临头。于是立即罢兵停战,化干戈为玉帛,通婚联姻,和睦相处。泰勒斯听到这一消息后,不由得哈哈大笑,说:“不打仗确实是件好事,可是这和日食又有什么关系呢?”


泰勒斯一生在科学方面还做过许多极有价值的事,如他知道用牡何学定理来测量海上的船只离海岸的远近。他经常留心观察天象,注意天上星辰的变化,从中找出规律性的东西。


哲学始祖








泰勒斯是西方哲学史上第一位力求用自然本身来解释自然的哲学家。他否认“神”创造一切的统治思想,最早用哲学语言探讨本原问题,认为水是万物的本原,而地球则像一个圆筒或圆盘浮在水面上;天上也是水,万物皆由水生成,又复归于水,水是不变的本体。对泰勒斯为什么要把水看作万物的本原,史料上说法不一,有的说,可能他生活在海洋边,看到水的巨大威力,看到万物都以湿的东西为滋润养料;海洋哺育着水生动物,雨露滋养了大地,种子有了水分才能萌芽,等等。也有的说,泰勒斯可能受了古代神话传说的影响,神话中把海神夫妇看成是创世的父母,传说中的神在发誓时总是指着水作为见证。总之,在泰勒斯的眼里,水是最受尊敬的东西,它应该是最古老、最原始的东西。







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