時(shí)間：2023-05-29 17:50:10
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇伽利略故事，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
這個(gè)故事最早出現(xiàn)在伽利略的秘書為他寫的傳記中。這本傳記寫于1654年，此時(shí)伽利略已去世12年。按作者的說法，伽利略是在比薩大學(xué)任教期間，當(dāng)著其他教授和全體學(xué)生的面在比薩斜塔做的實(shí)驗(yàn)。但奇怪的是，伽利略本人的著作中從來沒有提到過自己的這次實(shí)驗(yàn)，而比薩大學(xué)也沒有記錄過這件事。另外，如果真像書中所說，這件事在當(dāng)時(shí)轟動(dòng)一時(shí)，那么很多圍觀者也會(huì)對(duì)自己的家人、朋友講起，但當(dāng)時(shí)留下的歷史資料中，完全沒有留下有關(guān)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的記載。
這是怎么回事呢？于是，有人懷疑，這個(gè)故事應(yīng)該是伽利略的秘書虛構(gòu)出來的。有點(diǎn)類似于今天的“名人軼事”。實(shí)際上，伽利略并沒有真的做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。
但是，伽利略確實(shí)深入地研究過這個(gè)問題。他曾在自己的一本書里，提到了一個(gè)可以駁倒亞里士多德理論的實(shí)驗(yàn)：如果從大約100米高處扔下一個(gè)100～200磅的炮彈和一顆只有半磅重的步槍子彈，前者只比后者領(lǐng)先一掌距（越等于23厘米）落地。不過，伽利略并沒有說他本人做過這個(gè)實(shí)驗(yàn)。而且，這個(gè)實(shí)驗(yàn)也不可能在比薩斜塔做，因?yàn)槟亲挥?0多米高。
后來，人們發(fā)現(xiàn)伽利略在比薩大學(xué)當(dāng)教師期間，曾寫了一部沒有出版的手稿，里面提到，他確實(shí)曾經(jīng)在一座高塔上做過一個(gè)實(shí)驗(yàn)，但不是為了否定亞里士多德的理論，而是為了驗(yàn)證他的一個(gè)想法：落體的速度和物體的密度成正比。原來在那時(shí)，伽利略還不認(rèn)為亞里士多德是錯(cuò)誤的。他設(shè)想，在真空中，如果是相同材料做的物體，那么它們的下落速度和重量無關(guān)；但如果是不同材料做的物體，那么下落速度和它們的比重成正比。比如說，假如人們同時(shí)從塔上扔下一個(gè)金球和一個(gè)銀球，由于金子的比重大約是銀的兩倍，那么金球肯定會(huì)比銀球先落地。
不止如此，伽利略說他做實(shí)驗(yàn)時(shí)用的是木球和鉛球，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：剛松手時(shí)，木球的下降速度比鉛球還快，之后鉛球才逐漸趕上了木球，領(lǐng)先木球落地。根據(jù)現(xiàn)在的物理學(xué)知識(shí)，如果考慮到空氣阻力，鉛球先落地是對(duì)的，但是木球一開始會(huì)領(lǐng)先鉛球則非常奇怪。因此有人懷疑，伽利略記錄的這個(gè)實(shí)驗(yàn)也是假的。
到了20世紀(jì)80年代，兩名美國科學(xué)家米克里奇和塞特爾重復(fù)了伽利略的這個(gè)實(shí)驗(yàn)。他們讓51名學(xué)生一手握鐵球，一手握木球，兩手朝下，同時(shí)松手讓球下落，并把整個(gè)過程用高速攝影機(jī)拍下來。結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)，在大多數(shù)學(xué)生松手時(shí)，木球的確明顯比鐵球落得快！原來，這是因?yàn)槿藗冊(cè)谌忧驎r(shí)，會(huì)下意識(shí)地先松開拿著較輕東西的那只手，而由于要用更大的勁握住重球，因此松開要稍慢一些。所以，伽利略的記錄恰恰證明了他的確在高塔上做過實(shí)驗(yàn)！
科學(xué)家們推測，伽利略通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如他事先所預(yù)料的，比重大的物體的下落速度會(huì)略快于比重小的。但他也注意到，比重小的物體的下落速度一開始會(huì)比比重大的快。關(guān)于這個(gè)奇怪現(xiàn)象的思考，使他最終放棄了原先的假設(shè)，得出了正確的結(jié)論：在真空中，任何物體，不管其重量、形狀和比重，下落速度都是一樣的。之后，他的秘書很可能就是以這個(gè)實(shí)驗(yàn)為素材，虛構(gòu)出了著名的“比薩斜塔實(shí)驗(yàn)”的故事。
其實(shí)，在伽利略生活的時(shí)代，已經(jīng)有很多人在他之前研究了這個(gè)問題，并得出了相同的結(jié)論。
意大利數(shù)學(xué)家貝尼德蒂在1585年出版的書中，就提到了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：假設(shè)兩個(gè)重量相同的物體被一根線系在一起，同時(shí)下落，按亞里士多德的說法，它們的速度將由它們的總重量決定；然而，如果在下落過程中這根線突然斷了，這兩個(gè)物體并不會(huì)因此在半空中減速，而是仍然以原來的速度下落。所以說，物體下落的速度和它們的重量無關(guān)。
藝術(shù)方面，意大利畫家郎世寧是康熙、雍正、乾隆三朝的宮廷畫師，他畫的馬很有名，還創(chuàng)作了《香妃像》及圓明園的西洋樓；劇作家賈科莫?普契尼創(chuàng)作了三幕歌劇《圖蘭朵》（元朝公主與波斯王子的故事）；電影導(dǎo)演貝納爾多?貝托魯奇執(zhí)導(dǎo)了奧斯卡最佳影片《末代皇帝》（清末宣統(tǒng)皇帝溥儀的故事）.
文藝復(fù)興、宗教改革、地理大發(fā)現(xiàn)、科學(xué)誕生同為世界近代史開端的標(biāo)志性事件，而這幾個(gè)劃時(shí)代的大事都與意大利有關(guān).文藝復(fù)興起源于意大利的佛羅倫薩，但丁、彼特拉克、薄伽丘是文藝復(fù)興前三杰，達(dá)?芬奇、米開朗基羅和拉斐爾是文藝復(fù)興后三杰.宗教改革就是不服從天主教羅馬教皇而創(chuàng)立基督新教，代表人物是德國的馬丁路德、法國的加爾文和英國國王亨利八世.首先開啟地理大發(fā)現(xiàn)序幕的是意大利人哥倫布，雖然他是受西班牙皇家的支持與委派，近代科學(xué)誕生的標(biāo)志是科學(xué)巨人伽利略橫空出世.是伽利略開創(chuàng)了現(xiàn)代科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，
意大利可看的景點(diǎn)太多了.它是世界文化遺產(chǎn)最多的國家.我們只來游歷一下與伽利略有關(guān)的遺產(chǎn)：“斜塔上的實(shí)驗(yàn)”發(fā)生地比薩、望遠(yuǎn)鏡觀察天空的肇始地威尼斯、審判伽利略的梵蒂岡教廷、晚年居住地佛羅倫薩.佛羅倫薩也就是我國現(xiàn)代著名詩人徐志摩口中的翡冷翠，他曾寫過游記――《翡冷翠的一夜》，
伽利略是意大利偉大的物理學(xué)家和天文學(xué)家，比薩大學(xué)和帕多瓦大學(xué)的教授.他最著名的事跡有三項(xiàng)：斜塔上的實(shí)驗(yàn)、發(fā)明望遠(yuǎn)鏡并用望遠(yuǎn)鏡觀測星空、因宣傳哥白尼的日心說而受到天主教會(huì)的迫害，伽利略在比薩斜塔證明質(zhì)量大小不同的兩個(gè)球體下落速度相同、同時(shí)著地.這一實(shí)驗(yàn)糾正了延綿兩千年的錯(cuò)誤：亞里士多德認(rèn)為物體下落的快慢是由它們的質(zhì)量決定的.雖然斜塔上的實(shí)驗(yàn)可能只是傳說.也可能伽利略只是通過邏輯演繹就否定了亞里士多德的結(jié)論（伽利略設(shè)想用一根細(xì)線將一大一小的兩個(gè)鐵球緊緊連在一起下墜，若把兩球看成一體，則因總質(zhì)量變大會(huì)使下墜速度增大：但若看成兩個(gè)單獨(dú)的球，則小球下降速度慢，對(duì)大球的下墜有拖累.總體下墜速度應(yīng)該變慢.這截然相反的兩個(gè)推論如何解釋？只有一種可能：大球與小球的下墜速度一樣大）.但我們都愿意相信這是真的，江蘇教育出版社初中語文教材就有《斜塔上的實(shí)驗(yàn)》一文.伽利略倒是做過小球沿著斜面滾下的“斜面實(shí)驗(yàn)”（斜面傾角逐漸加大，以至達(dá)到直立的90。，推出自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律），這一實(shí)驗(yàn)如此精妙以至被評(píng)為歷史上的“最美實(shí)驗(yàn)”.
關(guān)于天體的結(jié)構(gòu)，托勒密的“地心說”與人們的常識(shí)相符，也能較好地解釋肉眼觀察到的星星運(yùn)行情況，因而被天主教會(huì)采納，成為教條.哥白尼首先對(duì)“地心說”提出質(zhì)疑.他發(fā)現(xiàn)“地心說”在解釋一些新觀察到的現(xiàn)象時(shí)很牽強(qiáng).若用“日心說”來解釋就更合理了.哥白尼雖然首先提出“日心說”，第谷的觀察數(shù)據(jù)、開普勒的數(shù)學(xué)提煉也支持“日心說”，但他們的思想很小眾.了解的人不多，承認(rèn)的就更少了.
伽利略不是第一個(gè)制作望遠(yuǎn)鏡的人，但他是第一個(gè)命名“望遠(yuǎn)鏡”的，也是第一個(gè)用望遠(yuǎn)鏡來觀察天體的.伽利略的望遠(yuǎn)鏡可以將觀察的事物放大20倍，這樣他就能看到以前觀察家從未見過的天體現(xiàn)象.他的觀測在歐洲引起了轟動(dòng)，觀測結(jié)果極大地支持了哥白尼的“日心說”.2009年是國際天文年，就是為了紀(jì)念伽利略用望遠(yuǎn)鏡觀察天體400周年.伽利略與莎士比亞同年出生，雖然他主要以科學(xué)家的聲名流芳百世，但他喜愛音樂與藝術(shù)，同時(shí)還是一位優(yōu)秀的作家，正是因?yàn)槌錾膶懽髂芰Γ攀顾闹鳌蛾P(guān)于兩大世界體系的對(duì)話》風(fēng)行于世.
伽利略的觀點(diǎn)與《圣經(jīng)》不符，被羅馬天主教會(huì)認(rèn)為是異端邪說.伽利略的書籍被禁止傳播，他本人也被審判后限制出行，目的就是最大限度地減小伽利略的影響.好在羅馬天主教會(huì)雖然保守頑固，但也還能知錯(cuò)就改.1992年.羅馬教皇約翰?保羅二世以天主教會(huì)的名義承認(rèn)伽利略受到冤枉.當(dāng)年，世界第一大報(bào)――美國《紐約時(shí)報(bào)》頭版頭條評(píng)論說：“350年后梵蒂岡說伽利略是正確的：地球在動(dòng).”伽利略是在1642年去世的，時(shí)間已經(jīng)過去350年，
伽利略把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)演算）巧妙地結(jié)合起來，從而拓展了人類的科學(xué)思維方式和科學(xué)研究方法.愛因斯坦曾經(jīng)寫道：“純粹的邏輯思維不能使我們得到有關(guān)經(jīng)驗(yàn)世界的任何知識(shí)，所有真實(shí)的知識(shí)都是從經(jīng)驗(yàn)開始，又歸結(jié)為經(jīng)驗(yàn)……正是由于伽利略看清了這一點(diǎn).特別是因?yàn)樗麑⒋艘肟茖W(xué)界，他成為了近代物理學(xué)之父――實(shí)際上，也是整個(gè)近代科學(xué)之父。”
1964年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予英國女科學(xué)家多羅西?克勞福特?霍奇金（如圖1）.霍奇金也成為第三位獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的女科學(xué)家.
霍奇金長期從事生化物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的X射線衍射測定，包括甾族化合物、胰島素及維生素B12等.X射線分析儀在1932年以前僅限于驗(yàn)證化學(xué)分析的結(jié)果，而霍奇金將X射線分析技術(shù)發(fā)展成一種非常有實(shí)用價(jià)值的分析方法，她將X射線分析技術(shù)應(yīng)用于生化物質(zhì)和生物分子結(jié)構(gòu)的測定等方面，
霍奇金在劍橋大學(xué)期間用X射線結(jié)晶學(xué)測定了復(fù)雜有機(jī)大分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，1934年，她又研究了許多具有生理作用的化合物并作出第一幅蛋白質(zhì)的X射線衍射圖.1942年-1949年間，她成功測定了青霉素的結(jié)構(gòu)，1948年義與同事合作拍攝了維生素B12的第一張X射線衍射照片，而維生素B12是最復(fù)雜的非蛋白質(zhì)化合物之一.經(jīng)過10年的努力，1957年，她終于闡明了維生素B12的立體結(jié)構(gòu)和原子排布，為日后人工合成維生素B12奠定了基礎(chǔ).
好看的懸疑日劇排行榜： 1、神探伽利略
2、SPEC
3、詐欺游戲
4、半澤直樹
5、緊急審訊室
6、上鎖的房間
7、流星之絆
1、神探伽利略 詳細(xì)介紹：這部劇改編于東野圭吾同名小說，講述了新人女警內(nèi)海薰是如何在古怪教授伽利略湯川學(xué)的幫助下?lián)羝聘鞣N懸疑案件的故事。
2、SPEC 詳細(xì)介紹：《SPEC》這部劇其實(shí)是日劇《繼續(xù)》的續(xù)集，講述了擁有高IQ卻情商低的女警當(dāng)麻和身手不凡的警察瀨文共同利用特殊能力偵破疑難案件的故事。
3、詐欺游戲 詳細(xì)介紹：這部劇改編自同名漫畫《欺詐游戲》，講述了女大學(xué)生因意外被卷入到了一場一億日元的爭奪游戲之中，由此和欺詐大師秋山深一展開了合作。
4、半澤直樹 詳細(xì)介紹：《半澤直樹》是一部非常 經(jīng)典的日劇，由堺雅人主演，講述了銀行職員半澤直樹和敵人抗?fàn)幍墓适拢诋?dāng)時(shí)還創(chuàng)下了28.7%的最高收視率。
5、緊急審訊室 詳細(xì)介紹：《緊急取調(diào)室》這部劇是和刑偵相關(guān)的，整部劇的背景圍繞著審訊室，講述了刑警和罪犯之間的戰(zhàn)斗。
6、上鎖的房間 詳細(xì)介紹：這部劇也是根據(jù)懸疑小說改編而成，講述了宅男榎本徑是如何憑借對(duì)鎖和鑰匙的興趣而破舊密室殺人案的。
英國著名物理學(xué)家牛頓說：“假如我能比別人望得遠(yuǎn)一點(diǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏稀！痹趯?duì)待權(quán)威問題上，這句話給了我們豐富的啟示。
首先，我要引導(dǎo)學(xué)生向權(quán)威們學(xué)習(xí)。任何學(xué)科的進(jìn)步都不是從零起步，而是以前人壘起的臺(tái)階為基點(diǎn)向上攀登的。通過學(xué)習(xí)前人積累的知識(shí)財(cái)富，接受別人已有的經(jīng)驗(yàn)，這是每代人認(rèn)識(shí)的起點(diǎn)和發(fā)展的基礎(chǔ)。任何創(chuàng)造成果都是在繼承的基礎(chǔ)上取得的，沒有繼承就沒有創(chuàng)造，每一個(gè)偉大的科學(xué)家、思想家和藝術(shù)家都是在繼承前人知識(shí)成果的基礎(chǔ)上開始攀登高峰的。例如牛頓的萬有引力定律，正是繼承了伽利略的自由落體運(yùn)動(dòng)理論、開普勒的行星運(yùn)動(dòng)定律、惠理會(huì)斯的向心力原理等認(rèn)識(shí)成果，并以此為基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)的。
其次，我們要引導(dǎo)學(xué)生力爭看得更遠(yuǎn)，也就是不要盲從權(quán)威。盲從權(quán)威的現(xiàn)象是普遍存在的。英國著名數(shù)學(xué)家、哲學(xué)家羅素有一次來華講學(xué)，他問聽眾，“2+2=？”大家在想，羅素是著名的哲學(xué)家，提的問題一定有深刻的道理，于是面面相覷，無人敢答。結(jié)果羅素自己回答了問題，答案是4。為什么這個(gè)連三歲小孩子都懂的問題無人回答呢？這是因?yàn)樗麄儽涣_素這個(gè)哲學(xué)權(quán)威和數(shù)學(xué)權(quán)威的光環(huán)遮住了眼。
被權(quán)威遮住雙眼很難在學(xué)術(shù)上有所突破，只有不迷信權(quán)威才能有創(chuàng)新成果。伽利略有一次來到比薩大教堂，坐在一張長凳上，目光凝視著雕刻精美的祭壇和拱形的廊柱。驀地，由于工人施工，教堂大廳中央的巨燈晃動(dòng)起來。這本來是件極平常的事，可伽利略卻像觸了電一樣，目不轉(zhuǎn)睛地跟蹤著擺動(dòng)的吊燈。同時(shí)，他用右手按著左腕，計(jì)算著吊燈擺動(dòng)一次脈搏跳動(dòng)的次數(shù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一個(gè)秘密，這就是吊燈擺一次的時(shí)間，不管圓弧大小，總是一樣的。伽利略的腦子里頓時(shí)翻騰開了，書本上明明寫著古希臘哲學(xué)家亞里士多德的結(jié)論――擺經(jīng)過一個(gè)短弧要比經(jīng)過長弧快，至今誰也沒有懷疑過，難道是自己的眼睛出了毛病，還是怎么回事。
他像發(fā)了狂似的跑回大學(xué)宿舍，關(guān)起門來重復(fù)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。最后，他大膽地得出了這樣的結(jié)論：亞里士多德的論斷是錯(cuò)誤的，決定擺動(dòng)周期的，是繩子的長度，和它末端的物體重量沒有關(guān)系；而且，相同長度的擺繩，振動(dòng)周期是一樣的。這就是伽利略發(fā)現(xiàn)擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的故事。
伽利略沒有盲目迷信權(quán)威，而是忠于自己的眼睛，忠于試驗(yàn)的結(jié)果，這才發(fā)現(xiàn)了擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
第三，我們要引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)挑戰(zhàn)權(quán)威。愛因斯坦說：“誰企圖在真理和認(rèn)識(shí)的領(lǐng)域內(nèi)要人們認(rèn)為他是不可動(dòng)搖的權(quán)威，那他就要在上帝的哈哈大笑中。”他不迷信權(quán)威，這使他能夠看到牛頓經(jīng)典力學(xué)的局限從而創(chuàng)立相
對(duì)論。
為了探索真理，堅(jiān)持真理，我們要提倡質(zhì)疑精神，敢于超越“巨人”，敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)，這樣才
能促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類的
進(jìn)步。
如果我們不敢站在巨人的肩膀上，而是面對(duì)巨人叩頭禮拜，那么就不可能超越“巨人”。沒有后人對(duì)前代“巨人”的超越，就沒有整個(gè)人類社會(huì)的文明與進(jìn)步。
關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)有許多傳說。有人說那個(gè)實(shí)驗(yàn)并沒有實(shí)際去做，只是一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，用邏輯推理進(jìn)行的。還有人說這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果其實(shí)不是兩個(gè)鐵球同時(shí)落地，而是大球早一點(diǎn)點(diǎn)落地，只是因?yàn)檫@個(gè)差別很小，人們相信是實(shí)驗(yàn)誤差導(dǎo)致的。
無論如何，這個(gè)實(shí)驗(yàn)在科學(xué)史上有著巨大的意義：它用科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)推理了人們相信了幾千年的事情。可是，我們是否能夠根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)得出這樣一個(gè)結(jié)論：物體下落的速度跟它的輕重?zé)o關(guān)呢?
如果我們來考慮以下兩個(gè)問題：
把兩個(gè)鐵球換成兩個(gè)同樣的氣球，一個(gè)不充氣，一個(gè)充上空氣，還從高處往下扔，相信大家都能得出答案：不充氣的那個(gè)先落地。
把兩個(gè)鐵球換成兩個(gè)大小不同，但同樣都用泡沫做成的球，也從高處往下扔，如果高度足夠的話，就會(huì)發(fā)現(xiàn)大的那個(gè)先落地。
我們自然會(huì)問：伽利略錯(cuò)了嗎?
在我們簡單回答“錯(cuò)了”或是“沒錯(cuò)”之前，還是來看看球下落的過程中都發(fā)生了什么吧：一個(gè)物體在空中，會(huì)受到向下的重力和向上的空氣浮力的影響，重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣的浮力，所以物體自上往下落。當(dāng)球動(dòng)起來以后，貼著球表面的那層空氣分子會(huì)跟著一起動(dòng)，而與那層空氣挨著的其他空氣分子“不愿意同胞被拐跑”，來自分子間的作用力會(huì)用力拉住那層分子。但是空氣分子的力量有限，不但沒把同胞拉住，自己都被拐帶著往前跑。它們往前跑，與它們挨著的那層分子又來拉，依此類推，于是球周圍的空氣分子都程度不同地被球帶著往下走。對(duì)球來說就是，表面上有一個(gè)力在“拖它的后腿”。這個(gè)力就是我們通常說的“空氣阻力”，或者“表面曳力”。
不難想象，這個(gè)表面曳力跟球的大小和球運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)。球越大，表面積越大，這個(gè)力就越大。而球速越快，對(duì)空氣分子的拉力就越大，同時(shí)卷入“挽留行動(dòng)”的空氣分子也就越多，產(chǎn)生的表面曳力也越大。不同介質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也有影響，上述實(shí)驗(yàn)若在水里進(jìn)行，結(jié)果的差別就更加明顯。這種分子間的緊密程度，用科學(xué)參數(shù)來形容，就是粘度。水的粘度大約是空氣的1000倍。
在球不動(dòng)的時(shí)候，沒有表面曳力，球在重力的作用下往下落，當(dāng)球速越來越快，受到的表面曳力就越來越大。開始，重力占優(yōu)勢，抗衡了表面曳力和浮力之后，還能讓球的下落速度加快，所以球還是越來越快地下落。到最后，表面曳力加上空氣的浮力完全和重力抗衡，球的運(yùn)動(dòng)達(dá)到了平衡，不再加速了。這時(shí)候球的速度被稱為“斯托克斯沉降速度”。所以，哪個(gè)球先落地。取決于重力、浮力和表面曳力的綜合作用。
對(duì)鐵球來說，鐵的密度很大，空氣的浮力大約只有重力的幾千到幾萬分之一，完全可以忽略。至于表面曳力，不同體積的球，影響確實(shí)不一樣，但是從塔頂?shù)降孛娴倪@個(gè)高度范圍內(nèi)，表面曳力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于重力。就像一個(gè)小孩子去拉一輛汽車和一個(gè)大人去拉一列火車一樣，不會(huì)有什么實(shí)質(zhì)上的影響。所以在浮力和表面曳力都可以忽略的情況下，兩個(gè)球的落地過程就只受重力加速度的影響，它們的重力加速度相同，所以同時(shí)落地。如果我們把這兩個(gè)鐵球放在某種非常粘的液體中，讓它們的下落時(shí)間延長，就會(huì)發(fā)現(xiàn)大球要比小球早些落地了。
再來看兩個(gè)氣球的情況。它們所受的重力是一樣的，但是充氣的那個(gè)受到的表面曳力要大得多，這個(gè)力很快就大到和重力抗衡的地步。所以，當(dāng)沒充氣的氣球輕裝前進(jìn)、絕塵而去的時(shí)候，充氣的那個(gè)只好在后面閑庭信步，欣賞沿途的風(fēng)景。
又如兩個(gè)泡沫球的情況，相對(duì)于鐵球來說，它們密度小很多，所以同樣的重量，體積要大得多，受到的表面曳力也就大得多。在下落的時(shí)候，表面曳力很快就可以和重力一較長短，甚至完全抗衡，達(dá)到斯托克斯沉降速度。把一個(gè)球的直徑減小到一半，重力為原來的1／8，而表面曳力是原來的1／4。變小的球受到表面曳力的影響要大得多，所以小球會(huì)后落地。
物理是初二年級(jí)才開設(shè)的一門新課程，“新”對(duì)于學(xué)生來說既有對(duì)未知的恐懼，也有難以抑制的探索欲望。所以初學(xué)時(shí)，學(xué)生對(duì)物理有較強(qiáng)的好奇心，學(xué)習(xí)熱情高，興趣濃。但是如何使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更長久呢？
適當(dāng)演示物理趣味實(shí)驗(yàn)。教學(xué)“探究串、并聯(lián)電路的電流規(guī)律”這節(jié)內(nèi)容時(shí)，可以做“神奇的火柴”實(shí)驗(yàn)：用兩節(jié)干電池與小燈泡、開關(guān)組成一個(gè)電路，將其中一條導(dǎo)線拆開后串聯(lián)上一根鉛筆芯，閉合開關(guān)后小燈泡不亮。當(dāng)用火柴去燒鉛筆芯時(shí)，小燈泡會(huì)亮起來，隨著火柴的熄滅，小燈泡慢慢變暗，直至熄滅。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可見度大，學(xué)生便于觀察，現(xiàn)象出人意料，能夠激發(fā)學(xué)生思考問題和學(xué)習(xí)物理的興趣。鉛筆芯在常溫時(shí)電阻較大，導(dǎo)電性能較弱，閉合電路中電流較小，燈泡不亮；當(dāng)用火柴給鉛筆芯加熱時(shí)，隨著溫度的升高，鉛筆芯的電阻下降，導(dǎo)電性能增強(qiáng)，閉合電路中電流增大，所以小燈泡逐漸變亮。做好本實(shí)驗(yàn)要注意以下事項(xiàng)：①電源電壓要控制好，最好電源電壓等于小燈泡的額定電壓。②由于鉛筆芯的種類、粗細(xì)不同，演示前要調(diào)節(jié)好鉛筆芯的長度，使小燈泡在閉合電路中正好不發(fā)光。這樣教學(xué)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是從無到有，有利于學(xué)生觀察，從而能夠保持學(xué)生的興趣。
適時(shí)講點(diǎn)物理學(xué)史料。中學(xué)物理教材中的內(nèi)容多是十分經(jīng)典的物理學(xué)知識(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)也多是一味地接受。這不利于培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和質(zhì)疑精神，也會(huì)磨滅學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。在教學(xué)中，適時(shí)地介紹物理學(xué)史料，有助于學(xué)生了解科學(xué)知識(shí)的形成過程，拓展視野，進(jìn)行科學(xué)思維方法的熏陶，保持學(xué)習(xí)興趣。
例如：教學(xué)牛頓第一定律之前，可這樣導(dǎo)入：伽利略是偉大的物理學(xué)家和天文學(xué)家，他通過系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和觀察了以亞里斯多德為代表的純屬思辨的傳統(tǒng)自然觀，開創(chuàng)了近代科學(xué)。伽利略的研究觸犯了羅馬教庭，他因此被判終身監(jiān)禁。在此期間他寫了一生中最偉大的一書《運(yùn)動(dòng)法則》。對(duì)科學(xué)的執(zhí)著追求以及羅馬教庭的迫害使伽利略生活窘迫，健康水平下降，最終雙目失明，于1642年1月8日因病去世。也許是歷史的巧合，就在這一年，在英國一個(gè)偏僻的鄉(xiāng)村里牛頓誕生了。后來牛頓總結(jié)了伽利略、笛卡爾的研究成果，建立了力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的第一條規(guī)律，即著名的牛頓第一定律……這樣講授，學(xué)生眼中的“牛頓第一定律”不再是簡單的文字，而因散發(fā)著眾多科學(xué)家的生命氣息變得沉甸甸的。這些史實(shí)，可以讓學(xué)生了解物理知識(shí)產(chǎn)生的背景，了解其來龍去脈，從而更深刻地理解所學(xué)內(nèi)容。
用物理學(xué)史與科學(xué)家的故事激發(fā)學(xué)生的興趣，有時(shí)需要老師進(jìn)行加工。例如在講“光的波粒二象性”時(shí)，我對(duì)學(xué)生說：惠更斯、牛頓他們都犯過錯(cuò)誤。這樣偉大的科學(xué)家還會(huì)犯錯(cuò)誤嗎？學(xué)生都十分好奇，學(xué)習(xí)興趣就上來了。我接著說：惠更斯認(rèn)為“光波像機(jī)械波一樣，是振動(dòng)在某介質(zhì)中的傳播”是一個(gè)錯(cuò)誤，而牛頓認(rèn)為“光子是一種實(shí)物粒子”是一個(gè)錯(cuò)誤，他們完全否定對(duì)方的觀點(diǎn)是一個(gè)共同的錯(cuò)誤。這樣講解，學(xué)生明白了權(quán)威也會(huì)犯錯(cuò)誤。
開展課外研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)。課后是課堂學(xué)習(xí)的延伸，要想使學(xué)生更好地掌握所學(xué)到的知識(shí)，并且產(chǎn)生出新的求知欲望，課后可以引導(dǎo)學(xué)生開展一些研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，如查閱資料、實(shí)驗(yàn)操作、走訪專家、社會(huì)調(diào)查、問題討論、現(xiàn)場觀察等。至于研究課題，可以從學(xué)生生活中選擇，然后以小組的形式討論決定。這種類似于科學(xué)研究的方法可以促使他們主動(dòng)地獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)解決問題。要注意的是，教師要多給學(xué)生創(chuàng)造成功的機(jī)會(huì)，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候鼓勵(lì)引導(dǎo)他們，增強(qiáng)學(xué)生的自信心。
總之，初中是物理學(xué)科學(xué)習(xí)的起始點(diǎn)，更是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。在物理教學(xué)過程中，教師要抓住學(xué)生思維活躍、情感豐富、求知欲強(qiáng)等特點(diǎn)，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生思維的主動(dòng)性和積極性，保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高物理教學(xué)的效果。
（作者單位：長沙市第十一中學(xué)）
科學(xué)是與知識(shí)相關(guān)的問題
人文教育課上關(guān)于科學(xué)問題的討論體現(xiàn)在對(duì)“知識(shí)”相關(guān)問題的討論中—不僅僅是認(rèn)識(shí)論的“認(rèn)知”問題，而且還包括知識(shí)的倫理、知識(shí)的觀念、知識(shí)與社會(huì)文化的關(guān)系、知識(shí)者的社會(huì)地位與政治處境等與“人的知識(shí)”有關(guān)的問題。知識(shí)是一個(gè)比科學(xué)更為廣泛的話題，公元前四世紀(jì)柏拉圖區(qū)別可確定的“知識(shí)”與會(huì)出錯(cuò)的“看法”，《圣經(jīng)•創(chuàng)世記》里對(duì)人類偷食“智慧之果”提出教喻，文藝復(fù)興時(shí)期出現(xiàn)以經(jīng)驗(yàn)歸納為基本方法的科學(xué)和“知識(shí)就是力量”的信念，后來科學(xué)給世界帶來空前物質(zhì)文明也造成巨大禍害（如赫胥黎《美麗新世界》所說的寓言故事），二十世紀(jì)電腦和二十一世紀(jì)“谷歌”時(shí)代的“圖像”和“技術(shù)代替大腦”型知識(shí)，這些都是人文教育課上不斷出現(xiàn)和持續(xù)延伸的討論話題。“知識(shí)”廣泛的問題意識(shí)與“科學(xué)”之間有著自然的聯(lián)系。“科學(xué)”(science)一詞的拉丁詞源scientia就是“知識(shí)”的意思。科學(xué)是一種可以理性解釋的，并具有可靠運(yùn)用性的知識(shí)。今天，人們所特別稱為“科學(xué)”的，不僅是指這樣的知識(shí)（往往是關(guān)于物質(zhì)世界的知識(shí)），而且更是指對(duì)這種知識(shí)的特別追求方式（以經(jīng)驗(yàn)求證為本的“科學(xué)方法”），乃至這種方法所特別體現(xiàn)的真理價(jià)值（所謂“科學(xué)精神”）。對(duì)“科學(xué)精神”的人文表述往往與人們常常特別強(qiáng)調(diào)的“實(shí)事求是”不同。例如，十八世紀(jì)英國古典政治經(jīng)濟(jì)學(xué)家亞當(dāng)•斯密（AdamSmith）說：“科學(xué)是激情和迷信的高效解毒劑。”十九世紀(jì)英國生物學(xué)家托馬斯•赫胥黎（ThomasHuxley）把科學(xué)看成是普通人都能運(yùn)用的思維方式，他說：“科學(xué)只不過是最佳的常識(shí)，在觀察時(shí)嚴(yán)格準(zhǔn)確，在思考中嚴(yán)守邏輯。”愛因斯坦則反對(duì)把科學(xué)思維神秘化，他說：“全部的科學(xué)不140過是日常思維的提煉。”這樣的表述閃爍著思考者自己獨(dú)特體會(huì)的光彩，更能為人文課增添思想樂趣。人文教育課上學(xué)生們以冷靜、理性、常識(shí)的方式談?wù)撽P(guān)于知識(shí)的問題，不斷有機(jī)會(huì)將科學(xué)與其他知識(shí)形式或內(nèi)容相聯(lián)系。在人文教育中，這叫作知識(shí)的“周邊擴(kuò)展”（contextualization），也是大學(xué)教育對(duì)學(xué)生“知識(shí)信息融會(huì)貫通”（contextualizedinformation）的基本要求。例如，柏拉圖的《美諾篇》里，蘇格拉底在討論與“知識(shí)”有關(guān)的問題時(shí)，用了幾何學(xué)的例子。最早的古希臘科學(xué)家出現(xiàn)在公元前六世紀(jì)的米利都，他們第一次拒絕使用傳統(tǒng)神話或宗教解釋來言說周遭世界的現(xiàn)象，而代之以理性解釋，也就是他們所謂的“理論”。他們對(duì)幾何學(xué)和政治學(xué)抱有同樣的熱忱。幾何學(xué)（本意是“丈量土地”）既是一門理論學(xué)科，也是一門實(shí)用科學(xué)。幾何學(xué)與政治的關(guān)系是，因?yàn)橥恋厥钱?dāng)時(shí)最寶貴的財(cái)產(chǎn)，要建立新的城邦，就需要仔細(xì)丈量土地，將其平均分割并分配給殖民者。人文課上學(xué)生們討論歐幾里德的《幾何要素》，關(guān)心的遠(yuǎn)不只是它的數(shù)學(xué)知識(shí),而是它的人文價(jià)值。例如，希臘幾何學(xué)是一個(gè)典型的語言概念邏輯系統(tǒng),與古埃及以圖像為本的幾何學(xué)不同。它從一個(gè)最基本的關(guān)于“點(diǎn)”的定義(點(diǎn)只有位置而不占有空間)出發(fā),延伸出線段、角、圓等等,終于構(gòu)成了一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的完整概念世界。最完美的點(diǎn)只能存在于人類的想象之中,任何畫出來的、人類眼睛能看到的點(diǎn),都不可能是真正的點(diǎn),因?yàn)樗囟ú恢皇且粋€(gè)位置,而是占據(jù)了一點(diǎn)點(diǎn)空間。
同樣道理,我們能看到的直線必然不是真正的直線,我們能看到的圓必然不是真正的圓。真正的歐氏幾何是一個(gè)只能用文字來表述、一個(gè)只有靠想象才能進(jìn)入的世界。這個(gè)幾何世界和文學(xué)世界、歷史世界、倫理世界等在性質(zhì)上并沒有什么兩樣。歐氏幾何于是引發(fā)了一系列至今仍使許多領(lǐng)域中的思想家著迷的問題,如語言和理念的關(guān)系(是語言反映現(xiàn)實(shí),還是語言構(gòu)成現(xiàn)實(shí)),理想和141現(xiàn)實(shí)的關(guān)系(典型的柏拉圖問題,“理念”和“現(xiàn)實(shí)”,哪個(gè)更真?)人的邏輯能力問題(康德把邏輯和時(shí)空感確定為人的規(guī)定性,維特根斯坦把“倫理”和“邏輯”定為世界存在的條件),“第一原則”問題(任何偉大的思想體系都可以歸到像“點(diǎn)”的定義那樣簡單的基本理念嗎?)等等。這些問題可以對(duì)學(xué)生有很多關(guān)于“知識(shí)”問題的思想啟發(fā),往往會(huì)引起熱烈的討論。例如,有的學(xué)生會(huì)問,如果完美的“點(diǎn)”只能存在于我們的想象之中,如果我們能夠想象永遠(yuǎn)不可能用眼睛看見的事物,那么我們神奇的想象能力是從哪里來的？他們還會(huì)爭論，想象是不是人的一種知識(shí)能力（愛因斯坦說，“人類真正的智識(shí)表現(xiàn)為想象，而非知識(shí)”）？想象是人的天性還是神的恩賜？這種爭論本身比它可能得到的任何答案都來得有趣且有教育意義。無論答案是什么,人的想象、人的理性、人的自由意志和尊嚴(yán)都會(huì)在新的凝視下顯得神奇和神圣。對(duì)人的自由思想和想象的控制也會(huì)更顯現(xiàn)出它的殘酷和違法人性。又例如,正如任何可見的點(diǎn)都不如只能存在于理念中的點(diǎn)來得完美,是不是任何一個(gè)社會(huì)里的“好人”和任何一種現(xiàn)實(shí)中的“善事”,都不如只能存在于理念之中的“好”和“善”?社會(huì)的德性倫理建設(shè)能否通過“向某某好人學(xué)習(xí)”來實(shí)現(xiàn)?還是無可避免地必須訴諸某種理想的“好”和“善”?這樣的好和善是否具有普世性？其知識(shí)和觀念又是怎么形成的？像這樣的討論會(huì)把學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)從哲學(xué)認(rèn)識(shí)論的一些問題引向倫理和意義的問題，而不只是局限在幾何知識(shí)的特定內(nèi)容。其實(shí)，前蘇格拉底時(shí)期哲學(xué)家關(guān)心物質(zhì)世界的構(gòu)成，蘇格拉底把這種關(guān)心轉(zhuǎn)化為倫理以及人類在相互關(guān)系和社會(huì)組織中所起的作用問題，這個(gè)轉(zhuǎn)變至今對(duì)人類充分認(rèn)識(shí)科學(xué)的利與害，以及科學(xué)與統(tǒng)治權(quán)力的關(guān)系，仍然具有現(xiàn)實(shí)意義。這也是學(xué)生們?cè)谙ＥD思想課上閱讀《幾何要素》的人文教育意義所在。
科學(xué)和“人的普遍問題”
人文教育課上討論科學(xué)的目的與討論其他文本（文學(xué)、歷史、宗教、政治、哲學(xué)等等）的目的是一致的，那就是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)“人的普遍問題”進(jìn)行思考和提問的能力，其中包括知識(shí)與權(quán)力的關(guān)系問題（這也是法國杰出的“思想系統(tǒng)的歷史學(xué)家”米歇爾•福柯最關(guān)心的問題）。在閱讀伽利略的《星際信使》時(shí)，知識(shí)與權(quán)力的關(guān)系問題相當(dāng)突出。這個(gè)歷史時(shí)期的人文閱讀討論沒有選牛頓，而是選了伽利略，是經(jīng)過考量的。這不是因?yàn)橘だ栽诳茖W(xué)貢獻(xiàn)上比牛頓更偉大，而是因?yàn)樗趦蓚€(gè)方面更符合人文教育課的教育目的—他讓我們看到科學(xué)背后的人類心靈，也讓我們看到，由于無法擺脫來自政治（當(dāng)時(shí)是宗教政治）權(quán)力的限制，真實(shí)的知識(shí)體現(xiàn)的是人的一種怎樣的被壓抑的知識(shí)信念，它也同樣映照出一種自由與屈從同在的科學(xué)家人格，至今仍然如此。人文教育顧名思義是“人的自由教育”，自由的人格是這個(gè)課程培養(yǎng)學(xué)生的一個(gè)主要目標(biāo)，然而，自由是有條件的，無視這一點(diǎn)，便不能真正懂得自由。伽利略的《星際信使》讓我們看到了人的豐富性和多樣性，看到科學(xué)家在與權(quán)力體制（天主教會(huì)）發(fā)生災(zāi)難性沖突時(shí)，人格特征會(huì)變得模糊。盡管如此，他仍然可以是一個(gè)可親近的人。
而且，一個(gè)有公共意識(shí)的科學(xué)家，他不只是從事科學(xué)研究，還需要為傳播他所珍視的科學(xué)發(fā)現(xiàn)而運(yùn)用解說者的豐富才能。伽利略受當(dāng)時(shí)的教會(huì)迫害，這是學(xué)生們都知道的。但是，通過閱讀《星際信使》，他們看到的不是一個(gè)簡單化了的“知識(shí)殉道者”，而是一個(gè)為了自身安全，很會(huì)討好權(quán)力，與之妥協(xié)，也很善于為自己謀取有名有利學(xué)術(shù)職位的“聰明人”。這種討好和妥協(xié)是因?yàn)樗坏貌粦?yīng)付權(quán)力對(duì)知識(shí)的武斷審查。然而，雖然這是不得已的自我防衛(wèi)策略，但卻還是一種為追求真實(shí)和真理付出的道德和人性代價(jià)。不僅如此，伽利略還是一個(gè)政治投機(jī)分子，他將《星際信使》獻(xiàn)給143佛羅倫薩的統(tǒng)治者美第奇家族，并將木星的四顆衛(wèi)星以美第奇家族之名來命名，伽利略因此如愿以償獲得這位歐洲最具權(quán)勢的統(tǒng)治者的贊助。伽利略因此成為一個(gè)“不自由的知識(shí)人”的象征性人物，讓我們看到了強(qiáng)制性權(quán)力控制下的知識(shí)人和知識(shí)的普遍處境。他不僅是一位科學(xué)家，而且更是一位具有文藝復(fù)興時(shí)期特征的人物—復(fù)雜、多面、矛盾，有著與我們一樣的平凡人性。這與我們?cè)诳茖W(xué)教育中常常碰到的那種臉譜化的“科學(xué)家”（“愛國”加“專研”）是完全不同的。例如，“”結(jié)束后不久，數(shù)學(xué)家陳景潤成為“科學(xué)的春天”里的知識(shí)人格典型，他除了演算數(shù)學(xué)題之外，幾乎什么都不會(huì)，什么都不關(guān)心。相比之下，伽利略則向我們展現(xiàn)了他作為社會(huì)和政治中人的全面投入和由此顯現(xiàn)的鮮明個(gè)性。
科學(xué)不尋找絕對(duì)真理
十七世紀(jì)，科學(xué)觀念發(fā)生了根本的變化，對(duì)之產(chǎn)生過巨大影響的不僅是笛卡兒，而且還有培根，培根甚至還更有代表性一些。人文課上之所以選笛卡兒而非培根，一個(gè)重要原因是，笛卡兒讓我們更為典型地看到理性與信仰（宗教的或意識(shí)形態(tài)的）在科學(xué)家那里可能發(fā)生的自相矛盾。一面秉持以懷疑來確定真實(shí)知識(shí)的原則，一面卻屈從于某種不容置疑的“信仰”，這樣的分裂人格在科學(xué)家和知識(shí)分子身上表現(xiàn)得特別明顯，而造成這種分裂的往往不是科學(xué)家真的有什么“信仰”，而是因?yàn)樗麄儗?duì)某些事情有所“害怕”。學(xué)生們?cè)谌宋慕逃n上閱讀笛卡兒的《談?wù)勚R(shí)》，不難從字里行間讀出他因?yàn)橘だ杂谝涣瓯唤虝?huì)迫害而感到的害怕，他是一個(gè)“嚇怕了”的科學(xué)家，統(tǒng)治權(quán)力對(duì)知識(shí)者的殺雞儆猴手段在他身上是發(fā)生作用的。笛卡兒堅(jiān)持理性的懷疑，他知道，這種懷疑精神可能摧毀人們認(rèn)為是天經(jīng)地義的政治和道德價(jià)值觀，作為妥協(xié)，144他倡導(dǎo)建立一種“臨時(shí)的道德原則”，直到理性能找到并維持新的原則為止。比起他的同時(shí)代人培根來，笛卡兒對(duì)待宗教和上帝的問題要小心謹(jǐn)慎得多。這是因?yàn)樗ε孪褓だ阅菢邮艿浇虝?huì)譴責(zé)，他于一六三三年被迫放棄對(duì)哥白尼學(xué)說的信念（相當(dāng)于公開檢查和承認(rèn)思想錯(cuò)誤），也放棄了發(fā)表與伽利略見解相似的《世界》（TheWorld，一六三三年完成）一書的念頭。在閱讀笛卡兒時(shí)，學(xué)生們討論得更多的是現(xiàn)代科學(xué)方法的形成以及我們應(yīng)該如何理解所謂的“理論”—科學(xué)的以及其他被稱為或自稱為是“科學(xué)”的那種理論。人文課上的大學(xué)生對(duì)現(xiàn)代科學(xué)觀念在文藝復(fù)興和十七世紀(jì)發(fā)生的根本范式轉(zhuǎn)變很有興趣，但他們對(duì)這之前的亞里士多德舊科學(xué)范式卻往往了解甚少，因此需要向他們介紹亞里士多德對(duì)“心智”(mind)、“知識(shí)”（knowledge）和“科學(xué)”(science)的觀點(diǎn)。這些觀點(diǎn)也都與知識(shí)討論的其他問題有所關(guān)聯(lián)。在亞里士多德那里，“心智”（也就是“在頭腦里發(fā)生的”）只限于“推理”和“理解”。人的感官、想象、意志等等是指向心智之外的，因此不是純粹的“智力”，它們只是人與外部世界之間的聯(lián)系而已。
在“我怎么感覺”與“外面有什么”之間是沒有區(qū)別的，因此，感官經(jīng)驗(yàn)直接向人們提供了外部事物的知識(shí)。笛卡兒對(duì)十七世紀(jì)新科學(xué)范式有重要貢獻(xiàn)，他把人的感官經(jīng)驗(yàn)、想象和意志、推理和理解一起歸入“心智現(xiàn)象”。他在“我怎么感覺”和“外面有什么”之間劃了一道界限，提出了一個(gè)根本的懷疑：我們能確定自己所感覺到的事物嗎？如果我們不能確信由感官所察覺的事物（例如，水杯里看起來是“彎”的筷子其實(shí)是直的），那么我們便不能從觀察中推導(dǎo)出所謂的“科學(xué)真理”來。所謂的“科學(xué)觀察”并不是純客觀的，而是人的意志解釋行為，對(duì)它的科學(xué)性（可靠的知識(shí)性）絕不能輕易下定論。但是，笛卡兒對(duì)絕對(duì)確實(shí)的否定并不徹底，他的懷疑論（“我思，故我在”）仍然是為了尋找某種在亞里士多德范145式中無法獲得的知識(shí)確定性。今天，我們可以比他更進(jìn)一步地知道，在科學(xué)里是找不到絕對(duì)的確定性的，根本就不存在什么絕對(duì)的科學(xué)真理，更不要說是“宇宙真理”了。知識(shí)騙子們總是把自己的私利打扮成真理，并把謀取這種私利的手段夸耀為科學(xué)。學(xué)生們?cè)谟懻撝泻芨信d趣的是，任何科學(xué)理論的性質(zhì)都是提出某種基本“假設(shè)”(hypothesis)，而不是從什么一定正確的原理推導(dǎo)某些“證明”（demonstration）。學(xué)生們對(duì)“擔(dān)保”（warrant）的認(rèn)知作用尤其感興趣，因?yàn)樗麄冊(cè)S多都來自有宗教背景的家庭，對(duì)“信仰擔(dān)保”與“科學(xué)證明”之間的區(qū)別已經(jīng)有所了解。例如，平面幾何的“勾股定理”有幾十種不同的證明，但這并不比只有一個(gè)證明增加“勾股定理”的可信性。但是，“信仰”或“信念”的擔(dān)保是有可加性的，來自多個(gè)不同方面的支持越多，條件就越接近充分，擔(dān)保就越有力，越令人信服，宗教歷史的故事、事例和人物、道德感化、神學(xué)研究等等都是在提出這樣的擔(dān)保。把理論看作“假設(shè)”，這其實(shí)已經(jīng)是在把從理論得到解釋的現(xiàn)象當(dāng)作是一種“擔(dān)保”了。理論被人們相信，是因?yàn)樗薪?jīng)驗(yàn)的支持。理論中包含了一種由“擔(dān)保”所支持的“信念”，信念發(fā)生在感覺官能和思維官能的相互結(jié)合中。例如，牛頓力學(xué)定律之所以被人深信，不僅在于他找到了開普勒原來分散的結(jié)果的統(tǒng)一內(nèi)在原因，而且更在于它被以后無數(shù)成功實(shí)踐所擔(dān)保。但是，這些擔(dān)保并不充分。更深入的研究發(fā)現(xiàn)與這個(gè)信念不符的實(shí)例。近代力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)中物體的速度達(dá)到光速時(shí)，牛頓定律的結(jié)論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的偏差就很明顯，這時(shí)就得用愛因斯坦的相對(duì)論力學(xué)了。然而，盡管牛頓力學(xué)的擔(dān)保是有條件的，但在它使用的條件范圍內(nèi)卻是完全可靠的。雖然相對(duì)論力學(xué)是比牛頓力學(xué)更具精確性擔(dān)保的知識(shí)，但它并不降低牛頓力學(xué)的價(jià)值。人類日常生活中的事情都在牛頓力學(xué)有擔(dān)保的條件之內(nèi)，因此牛頓力學(xué)在日常生活中有比相對(duì)論更廣泛的用途。這樣的科學(xué)知識(shí)對(duì)學(xué)生們了解其他知識(shí)及其運(yùn)用的范圍和條件很有幫助。他們由此知道，科學(xué)的成就在于得出某種有擔(dān)保的理論（即“假設(shè)”），而不是絕對(duì)確定無疑的知識(shí)（所謂的“放之四海而皆準(zhǔn)”的真理）。人類訴諸理性的懷疑（不同于非理性的懷疑主義和犬儒主義）所得到的這個(gè)對(duì)“知識(shí)”的理解，不僅適用于自然科學(xué)，也適用于人文科學(xué)。人文教育課上討論科學(xué)，涉及許多與人類思想史、觀念發(fā)展、哲學(xué)、政治、社會(huì)有關(guān)的問題，不要求面面俱到，只要求學(xué)生們開動(dòng)腦筋，積極加入討論。這樣的討論是一種“交談”(conversation)，學(xué)生們自己的思考、提問、回應(yīng)和關(guān)心的問題成為交談的主要內(nèi)容。老師的任務(wù)是協(xié)助討論，不是知識(shí)灌輸（lecture）。這與自然科學(xué)課程上的“特殊知識(shí)傳授”是不同的。因此，即使是同一門人文課，每次教的時(shí)候討論內(nèi)容也會(huì)有明顯的不同。
當(dāng)我還是孩子的時(shí)候非常討厭讀書，看到姐姐們讀著什么世界兒童文學(xué)全集，我覺得她們很蠢，認(rèn)為那種東西沒什么意思。那是電視機(jī)剛開始普及到家庭的時(shí)期，我或許是開始遠(yuǎn)離印刷文字的第一代人。
“書是好東西哦。讀書的時(shí)候就好像自己變成了主角，興奮激動(dòng)、緊張刺激，很有意思。”母親常這樣對(duì)我說。
“我不需要，我要走自己的路。”我如是回答，端坐在黑白電視機(jī)前沉浸在《鐵臂阿童木》和《鐵人28號(hào)》的世界里。
即便如此，在母親的意識(shí)里，似乎早已存在“讀書的孩子是聰明的孩子”這樣一條定義，她的第一次嘗試讓我至今難以忘懷，是《佛蘭德斯的狗》。說實(shí)話，在我看來，《佛蘭德斯的狗》一點(diǎn)意思都沒有，內(nèi)容我現(xiàn)在已經(jīng)忘光了，只記得那是個(gè)可憐的少年帶著他可憐的狗，最終毫無幸福可言地死去的故事。這樣的內(nèi)容，說它“興奮激動(dòng)、緊張刺激”是不是有點(diǎn)太勉強(qiáng)啦?
“什么玩意兒嘛，書果然還是讓人心情沉重的東西。”我得出這樣的結(jié)論之后，越來越討厭讀書。母親卻沒有放棄，她似乎覺得，靠情節(jié)取勝的書如果不合口味或許會(huì)產(chǎn)生負(fù)面效果，于是又想到了偉人傳記。
就這樣，《伽利略傳》被選了出來，它講的是家喻戶曉的伽利略的生平故事。故事從一場晚宴開始，少年伽利略在父親的帶領(lǐng)下參加晚宴，可四周全是大人，令他覺得很無聊。他四處打量，尋找有意思的事，結(jié)果看到了天花板上擺動(dòng)著的吊燈。最開始他只是心不在焉地看，卻漸漸地發(fā)現(xiàn)了一個(gè)特征——雖然吊燈搖擺的幅度越來越小，但完成一次搖擺的時(shí)間卻沒有變。這就是“單擺的等時(shí)性”，當(dāng)時(shí)的他竟憑借自己的脈搏作出了確認(rèn)。他覺得這是個(gè)了不起的發(fā)現(xiàn)，便告訴了大人們，卻沒有得到重視。于是，少年伽利略為雪恥而努力學(xué)習(xí)，成為了一名科學(xué)家，發(fā)現(xiàn)并且證明了許多物理定律，最后他終于開始公開支持哥白尼的日心說。讀完這本書之后，我的感想是：科學(xué)真?zhèn)ゴ蟆?/p>
不可否認(rèn)，當(dāng)時(shí)的這種思想很大程度上影響著我以后的路。我開始抵觸除了算術(shù)(數(shù)學(xué))和理科之外的所有科目，覺得學(xué)習(xí)其他東西只不過是在白費(fèi)腦筋。我腦中的公式是這樣的：科學(xué)偉大，科學(xué)之外的學(xué)問狗屁不如，語文之類的不學(xué)也無所謂，語文就是讀書，所以不讀書也無所謂。就這樣，最終結(jié)果是我更加堅(jiān)定了拒絕讀書的立場。
母親因所有努力都白費(fèi)而惱羞成怒，選擇了同班主任商量這種簡單直接的手段。那是我讀小學(xué)三年級(jí)的時(shí)候。“老師好不容易給選了本書，一定要好好讀。要是被問起有什么感想時(shí)你卻回答還沒看，那媽媽也太沒面子了。”把書交到我手上時(shí)母親這樣說。從那天開始，《次郎物語》就端坐在我的書架當(dāng)中。
翻開第一頁看看還是可以的，但當(dāng)雙眼開始追著那些文字跑時(shí)，痛苦便會(huì)突然間襲來。這并不是因?yàn)槲蚁胱x才讀，只不過出于義務(wù)而已，所以并沒有堅(jiān)持的理由。把書放回書架時(shí)，我的心中只剩下對(duì)書的憎惡。為什么世上會(huì)有這種東西呢?我咬牙切齒。
但更大的不幸籠罩了我。班主任為有家長就讀書的事找她商量而自我感覺良好，竟把我的名字加進(jìn)了班里幾個(gè)同學(xué)參加了的讀書感想征文比賽的名單。這樣一來，我就必須在暑假期間讀完指定圖書，還要寫讀后感。那本指定的書是《大藏永常》，是一個(gè)在農(nóng)業(yè)政策方面功績頗豐的人物的傳記，不用指望書里會(huì)出現(xiàn)驚悚、推理或者幽默的故事，這本書怎么看都是教育委員會(huì)青睞的那種。
看到這個(gè)書名就漸漸沒了興趣，看完第一頁我就已經(jīng)絕望了，從第二頁開始幾乎是哭著看完的。這本書我沒能讀到最后，讀后感也只是將看過的內(nèi)容概括一番，最后加一句“對(duì)不起，我沒能看完”，以期得到諒解。班主任什么都沒說，但只有我的作文沒被送去參加比賽。母親至此也終于想通了，決定面對(duì)兒子討厭讀書這一事實(shí)。
可出乎意料的是，事情竟然出現(xiàn)了一百八十度的轉(zhuǎn)折。那是在我進(jìn)高中之后不久。大姐帶回來一本硬皮封面的書，書名為《阿基米德借刀殺人》，是一個(gè)叫小峰元的人寫的，還獲得了江戶川亂步獎(jiǎng)。接觸到久違的書這玩意兒，我的頭又暈了起來，但這本書我卻真讀得下去。至于原因，到現(xiàn)在我也搞不清楚。是一時(shí)興起呢，還是著了魔呢?總之當(dāng)時(shí)我的行為無法靠道理去解釋。而且還不僅僅是讀得下去，我竟然將它讀完了。故事本身并不長，我卻花了將近一周的時(shí)間，最后整個(gè)故事在腦子里都變成了一團(tuán)糨糊，但總之還是讀完了。對(duì)于在那之前不管多么有趣的書也只能看個(gè)一兩頁的我來說，這幾乎可以稱得上是一起意外事故了。
推理小說還真的可以啊——那時(shí)我第一次有了這種想法。或許也算是理所當(dāng)然吧，因?yàn)橐恢迸c讀書無緣，在那之前我從未接觸過推理小說。那時(shí)二姐早已是松本清張的書迷，但我只以為她在讀什么無聊的書，完全沒有興趣。
我想知道二姐還有其他什么書，于是看了看她的書架，最終視線停在了松本清張的《高中生殺人事件》上。這次我只花三天就讀完了，拿起來就放不下，一直縮在被窩里翻書這種事，我還是生平頭一次。比起書中的內(nèi)容，自己竟有如此舉動(dòng)這一點(diǎn)更令我興奮。
接下來我讀了《點(diǎn)與線》，還讀了《零的焦點(diǎn)》，全都是一氣呵成，爽快至極。一看到鉛字就頭痛的過往變得那樣不真實(shí)。很快我開始關(guān)注起其他作家的作品，到最后終于也開始自己掏錢買起書來。推理小說究竟哪里吸引我，那個(gè)時(shí)候的我還不太明白。
【適用主題】思維僵化的無趣、貧瘠；觀念改變世界；百家爭鳴，百花齊放……
有個(gè)小孩據(jù)說生下來就沒說過話，天長日久，父母以為他天生是啞巴，也就認(rèn)了命。只是這個(gè)小孩，有天吃飯，他忽然說：“湯太咸了！”
父母當(dāng)然既喜且驚，末了還有點(diǎn)疑惑，于是問他：“為什么生了這么久才說第一句話？”孩子說：“在此之前，一切正常。”也就是說，并不需要用到語言。
這不能只當(dāng)笑話來看。
我們?nèi)糁荒苷f正確的話，那么就不需要我們說話。“湯太咸了”也是一句相對(duì)正確的話，咸淡口味各人不同，也許媽媽嘗了覺得一點(diǎn)不咸。所以湯嘗起來咸了一點(diǎn)，也屬于世界的正常現(xiàn)象，按這個(gè)酷小孩的邏輯，這句話也不必說。
這個(gè)笑話揭示的是自由言說的前提：那就是不必要求你一定說正確的話。美國甚至有憲法專家說，言論自由的一個(gè)重要特征就是有種種胡說八道。只能讓人說正確的話，那世界上就一句話也沒有，或者只有瘋子。
哥白尼、伽利略否認(rèn)地心說，達(dá)爾文宣揚(yáng)進(jìn)化論，開始都是驚世駭俗的胡說八道，有人還因此被烤熟了。所以胡說八道一直不屬于有價(jià)值的東西。
哥白尼、伽利略與達(dá)爾文幾位終得昭雪的胡說八道者卻讓人有了這樣的假設(shè)：胡說八道可以，除非你以后能證明自己正確。這個(gè)難度很大，大家天天胡說八道，像前面這樣的人物能出幾個(gè)？絕大多數(shù)人是正宗的、地道的胡說八道，永遠(yuǎn)不可能變得正確。刨去人道的觀點(diǎn)，把他們烤了，也爭議不大――據(jù)我觀察，我所處的社會(huì)認(rèn)知水準(zhǔn)正處于這個(gè)階段，你是個(gè)批評(píng)家的話，一定得是個(gè)圣人，說錯(cuò)一句話都不行，更不用說純粹的胡說八道了。
丹麥哲學(xué)家克爾凱郭爾寫過一個(gè)故事，一個(gè)瘋子從瘋?cè)嗽禾恿顺鰜恚耄褐灰覉?jiān)持說正確的話，別人就不知道我是瘋子。在現(xiàn)代地理學(xué)背景下，“地球是圓的”這個(gè)判斷絕對(duì)正確，于是他見到每一個(gè)人都說：“地球是圓的！”而這個(gè)舉動(dòng)恰恰證明了他的瘋癲。
我每天碰到許多人，他們都跟我說：“地球是圓的！”于是我每天都祈禱許多次：讓人們胡說八道吧，不然他們都像瘋子一樣只會(huì)說正確的廢話。
一、根據(jù)小學(xué)生兒童的個(gè)性，培養(yǎng)技巧能力
根據(jù)小學(xué)生的個(gè)性，輔以一些歌表演或律動(dòng)動(dòng)作，課堂教學(xué)動(dòng)靜結(jié)合，形成生動(dòng)活潑的氣氛，促使兒童在有趣的活動(dòng)中培養(yǎng)樂感，進(jìn)行音樂技能的訓(xùn)練。
由于兒童的個(gè)性具有活潑、好動(dòng)的特點(diǎn)，倘若以單一的唱歌來進(jìn)行教學(xué)，容易使兒童感到疲勞。記得我有一堂音樂課的內(nèi)容是：教唱新歌曲《世上只有媽媽好》，要求一節(jié)課完成，以便迎接?jì)寢尩墓?jié)日“三?八節(jié)”，我發(fā)現(xiàn)這首歌的難點(diǎn)是附點(diǎn)四分音符的唱法，于是完全找到了一段歌詞的視唱材料：
[ 5 3 6 | 5 - 3 | 1 - 6 | 5 - - | 4 5 | 6 6 4 | 1?2 35 | 2 - - ]
小鳥兒 飛 呀 飛 呀 飛 飛 在 高高的藍(lán)天里。
并按歌詞編了一套動(dòng)作，一上課，我便振作精神問：“小朋友愿意看老師給你們跳個(gè)舞嗎?”“愿意。”小朋友們異口同聲地回答。同時(shí)用期待的目光看著我，我邊唱邊做了一遍準(zhǔn)備好了的動(dòng)作，剛做完，小朋友們都情不自禁地拍起手來。
我說：“開頭小朋友們看老師跳舞時(shí)，唱的曲子就是黑板上這段視唱，小朋友們只要學(xué)會(huì)了這段視唱，跳舞就不覺得難了，下面我們?cè)囋嚳础！蔽蚁葘⒏近c(diǎn)四分音符提出來了以后，小朋友們只學(xué)唱了兩遍就奇跡般地學(xué)會(huì)了這段視唱。“小朋友們一定知道這是小鳥在飛的歌，那么我們的動(dòng)作就應(yīng)該是小鳥的動(dòng)作，下面老師做兩種動(dòng)作你們看哪一種要好看些?”我第一種著重是注意關(guān)節(jié)的變動(dòng)，第二種則沒有突出關(guān)節(jié)的變動(dòng)，剛做完的小朋友們就七嘴八舌地說：“第一種好看。”“那么第一種為什么要好看些呢?”“因?yàn)榈诙N關(guān)節(jié)不動(dòng)，就像是殘廢的鳥在飛一樣。”一個(gè)小朋友說。“不錯(cuò)，那以后小朋友們一定要注意，不要做‘殘廢鳥’。”小朋友們聽說后都笑了。就在輕輕松松的笑聲中，小朋友們卻領(lǐng)悟到了動(dòng)作的要領(lǐng)。“小鳥是大家經(jīng)常看到的動(dòng)物，請(qǐng)小朋友們?cè)谧鰟?dòng)作時(shí)想到小鳥的姿態(tài)，自己在做時(shí)注意模仿，我看哪個(gè)小朋友做得最好。”下面我彈琴，小朋友們都邊唱邊做動(dòng)作，看到他們一個(gè)個(gè)輕松自如的樣子，我似乎也輕松了許多。
二、在教學(xué)中“寓教于美”，培養(yǎng)表現(xiàn)美的音樂能力
小學(xué)音樂學(xué)科，既是藝術(shù)(美育)學(xué)科，又是技能學(xué)科，同時(shí)音樂也感情藝術(shù)。而藝術(shù)的真諦在于追求真、善、美。我們要通過音樂教學(xué)，用藝術(shù)的美陶冶情操，培養(yǎng)美感和審美能力，并達(dá)到凈化和美化心靈的目的。
如在學(xué)習(xí)歌曲《聽媽媽講那過去的事情》時(shí)：l、我?guī)е星槭痉冻?、讓學(xué)生分析曲子，充分發(fā)揮學(xué)生的分析能力、理解能力和想象思維能力；3、由我總結(jié)歸納并提出要求，此曲是一首感情深厚、真摯的敘事曲，是一首帶再現(xiàn)的三段式結(jié)構(gòu)寫成的，有情有景，整個(gè)曲子速度稍慢。要使學(xué)生能正確地表達(dá)曲子，并能掌握一定的唱歌方法，在教學(xué)中：1、狠抓住了基礎(chǔ)訓(xùn)練，盡量唱法、聲音統(tǒng)一，吐字、咬字清晰，使唱法優(yōu)美；2、分段處理歌曲，根據(jù)三個(gè)不同的樂段進(jìn)行不同的處理及表現(xiàn)：第一樂段要寧靜、優(yōu)美、生動(dòng)地表達(dá)歌詞的動(dòng)態(tài)和情感；第二樂段是媽媽苦難生活的回憶，曲調(diào)轉(zhuǎn)為低調(diào)、哀怒，表達(dá)悲憤的心情，要與第一段形成鮮明的對(duì)比，同時(shí)要強(qiáng)調(diào)它的敘事性：第三樂段是再現(xiàn)第一樂段，要求格外優(yōu)美、寧靜、生動(dòng)，在速度上比第一段快一點(diǎn)，加強(qiáng)孩子的幸福感，而媽媽講的故事卻深深地留在了孩子們的心中。就這樣把學(xué)生引入了音樂境界，讓學(xué)生理解美、表現(xiàn)美、感知美，也只有這樣才能歌唱得繪聲繪色，情深意篤回味濃，使音樂教育起到“寓教育美”的作用。
三、創(chuàng)設(shè)啟發(fā)性的環(huán)境，培養(yǎng)想像能力
教學(xué)中大膽讓學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際，去體驗(yàn)音樂在創(chuàng)造性活動(dòng)中的奇特作用與奧秘，培養(yǎng)學(xué)生豐富的想象能力。
關(guān)鍵詞：價(jià)值取向；人文素養(yǎng)；物理教學(xué)；物理學(xué)史；教師高尚人格
“你可知道，自然界中的云、雨、露、霧、霜、雪、雹都是我們小水滴的“杰作”，我們的行為與人類的生活息息相關(guān)。我們還有許多奧秘，你想知道嗎？請(qǐng)跟我來……”這是在實(shí)驗(yàn)初中初二年級(jí)的一間教室里，一位物理老師正給同學(xué)們講授《物態(tài)變化》。像這樣結(jié)合專業(yè)教學(xué)進(jìn)行人文教育，在實(shí)驗(yàn)初中的各科課堂上已經(jīng)是司空見慣的了。因?yàn)檫@里正進(jìn)行著一項(xiàng)關(guān)于初中生人文素養(yǎng)培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)研究課題，實(shí)驗(yàn)初中正展示出深厚的人文底蘊(yùn)，營造著濃厚的人文氛圍。著名教育家杜威說過：“離開了人和人的發(fā)展，一切美妙的教育計(jì)劃都無異于海市蜃樓。” 傳統(tǒng)的學(xué)科教育教學(xué)過分強(qiáng)調(diào)了學(xué)科自身的知識(shí)性、體系性、邏輯性和系統(tǒng)性，忽視人的發(fā)展和人文性的教育。深化物理教育改革要重視為學(xué)生全面素質(zhì)發(fā)展服務(wù)和在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生人文素養(yǎng)精神。現(xiàn)就我校正在進(jìn)行的初中生人文素養(yǎng)培養(yǎng)研究結(jié)合我們物理學(xué)科特點(diǎn)，談?wù)勅绾卧谖锢斫虒W(xué)中培養(yǎng)學(xué)生人文素養(yǎng)的。
一、從物理學(xué)發(fā)展史著手滲透人為素養(yǎng)
愛因斯坦所說：科學(xué)結(jié)論“幾乎總是以完成的形式出現(xiàn)在讀者面前，讀者體驗(yàn)不到探索和發(fā)現(xiàn)的喜悅，感覺不到思想形成的生動(dòng)過程，也很難達(dá)到清楚地理解全部情況。”科學(xué)發(fā)展史就是一部完整的科學(xué)家奮斗史，通過經(jīng)歷和科學(xué)家一樣的大致探究過程，了解科學(xué)事業(yè)的艱辛以及科學(xué)家執(zhí)著的求索精神，同時(shí)也將激勵(lì)學(xué)生像科學(xué)家那樣，不怕困難，勇于探索的人文素養(yǎng)。使學(xué)生理解象居里夫人的祖國情懷；體會(huì)到科學(xué)家與他人合作的重要性；熟悉了定量、定性、美學(xué)等的思維方式；形成獨(dú)立思考，分析問題，解決問題的能力；體會(huì)到在科學(xué)研究中興趣，意志品質(zhì)是非常重要的……所有這些對(duì)受教育者潛質(zhì)的開發(fā)，誘導(dǎo)，形成自己的“榜樣”都是非常重要的。 “諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者楊振寧在回憶錄中寫道，當(dāng)他的父親——清華大學(xué)數(shù)學(xué)系楊武之教授發(fā)現(xiàn)了其在自然科學(xué)方面的興趣和天分時(shí)，卻沒有在這方面激勵(lì)他，而是請(qǐng)了歷史系的優(yōu)秀學(xué)生為他講授《孟子》，楊振寧說他后來在物理上取得的成績與他父親的這種教育是分不開的。”
科學(xué)家和科學(xué)史對(duì)人文教育起到了橋梁作用。平時(shí)教學(xué)中組織學(xué)生閱讀教材中的“讀一讀”，并補(bǔ)充介紹一些科學(xué)家獲得成果的經(jīng)歷和過程，分析他們的經(jīng)驗(yàn)和從中應(yīng)吸取的教訓(xùn)，幫助學(xué)生解讀科學(xué)家的人生。如牛頓勤于思考、悉心鉆研的故事，伽利略以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù)向權(quán)威挑戰(zhàn)的故事；布魯納用生命捍衛(wèi)真理的故事；我國的墨翟和他的學(xué)生共同完成的小孔成像實(shí)驗(yàn)，并記錄在《墨經(jīng)》一書中，是世界上最早關(guān)于光的直線傳播的記載；我國宋代學(xué)者沈括的成就——他最早記載了磁偏角，比西方哥倫布早 400 多年，等等。
二、從物理教材、物理知識(shí)本身著手培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)
物理教材各章節(jié)的語言描述、精美圖片、段與節(jié)的名稱選擇皆注重了感召力與趣味性。如第二章“聲現(xiàn)象”：“聲音是平凡的，又是奇特的。我們生活在一個(gè)充滿聲音的世界中，這也許使她顯得平凡；聲音在很多方面豐富并改變著我們的生活，這又映射出她的奇特。”“物體的運(yùn)動(dòng)”用詩人的語言的韻律和意境贊美運(yùn)動(dòng)；圖片“各拉丹冬雪山”、“北京天壇回音壁”等令人神往；三峽大壩、巴塞羅那奧運(yùn)會(huì)上陳躍玲獲得第一塊田徑金牌的颯爽英姿令人自豪。
在學(xué)習(xí)講解慣性知識(shí)和安全用電時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)；講水循環(huán)、能的開發(fā)和利用，噪聲的危害和控制時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)水資源，節(jié)約水資源及環(huán)保意識(shí)；講能的開發(fā)和利用、機(jī)械效率時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的經(jīng)濟(jì)意識(shí)、效率意識(shí)；講功的原理、能量守恒定律時(shí)，補(bǔ)充介紹一些科學(xué)工作者研究永動(dòng)機(jī)的故事，培養(yǎng)學(xué)生遵循自然規(guī)律辦事的意識(shí)。推至人類社會(huì)，人是社會(huì)動(dòng)物，就要遵循一定的社會(huì)規(guī)律和與社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)的社會(huì)準(zhǔn)則，在社會(huì)行為，態(tài)度傾向和價(jià)值觀等方面，與社會(huì)保持一致，這也是學(xué)生今后所在社會(huì)群體具有穩(wěn)定性所必須的。正如蘇霍姆林斯基在《和青年校長的談話》一書中說的那樣：“教育的藝術(shù)就在于，要讓受教育者把他周圍的東西加以‘人化’……從這些物品中感受人性的東西——人的智慧、才干和人對(duì)人的愛。”因而在教學(xué)中，教師就應(yīng)當(dāng)想方設(shè)法地把“五彩繽紛”的科學(xué)世界，呈現(xiàn)在學(xué)生的面前，使他們心曠神怡地深入其中，去感受，去受教育，去鍛煉和提高。促進(jìn)學(xué)生情感的遷移和人性的完善，進(jìn)而無限地?zé)釔邸拔锢硎澜纭薄?/p>
三、從物理學(xué)科特點(diǎn)著手在應(yīng)用科學(xué)知識(shí)分析問題和解決問題中培養(yǎng)人文素養(yǎng)
分析問題和解決問題的過程，受教育者真正獨(dú)立地接觸問題，檢驗(yàn)了受教育者的人文素質(zhì)，具體問題具體分析的邏輯思維能力，培養(yǎng)和形成不同的個(gè)性品質(zhì)。物理學(xué)科是實(shí)驗(yàn)性和實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科。充分利用教材上的演示實(shí)驗(yàn)和課后的小實(shí)驗(yàn)，也可補(bǔ)充一些學(xué)生條件允許的小實(shí)驗(yàn)“做一做”，養(yǎng)成學(xué)生動(dòng)腦動(dòng)手的習(xí)慣，補(bǔ)充一些“生活中的物理”思考題，如擦皮鞋的學(xué)問（光的反射）、拍打衣服上灰塵的道理（慣性），海市蜃樓（光的折射），如何從地圖上測出上海到天津鐵路線的長短（間接測量）等。學(xué)習(xí)了電學(xué)、聲學(xué)，能解釋雷電的形成及先看見閃電后聽到雷聲的原因；學(xué)習(xí)了熱學(xué)，能回答為什么海邊及大森林里一年四季氣候宜人，為什么當(dāng)今國家推行退耕還林的政策；學(xué)習(xí)了磁和能，回答為什么在一定條件下，某處江邊、湖邊、池塘邊的巖石中有“救命”之聲發(fā)出等。并要求學(xué)生平時(shí)注意觀察身邊的物品的使用，培養(yǎng)學(xué)生探索自然現(xiàn)象和日常生活中物理學(xué)道理，樂于探究日常生活用品或新器件中的物理學(xué)原理，形成將科學(xué)技術(shù)與日常生活、社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合的意識(shí)，激起學(xué)生對(duì)自然界的好奇，領(lǐng)略自然現(xiàn)象中的美妙與和諧，養(yǎng)成對(duì)大自然親近、熱愛、和諧相處的人文素養(yǎng)。樂于參與觀察、實(shí)驗(yàn)制作、調(diào)查等科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)科學(xué)的求知欲，學(xué)生也同時(shí)受到了辯證唯物主義教育。
四、從物理教學(xué)方法中培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)
改變過去陳舊的教法和手段，順應(yīng)教改大潮，把學(xué)生放進(jìn)教學(xué)主體中去，采用“探究式學(xué)習(xí)”的教學(xué)方法。“探究式學(xué)習(xí)”是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下，從學(xué)習(xí)生活和社會(huì)生活中選擇并確定研究專題，用類似科學(xué)研究的方式，主動(dòng)地獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)，解決問題的學(xué)習(xí)活動(dòng)。“探究式學(xué)習(xí)”是獨(dú)立學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)的結(jié)合。在探究過程中，需要個(gè)體研究、小組或集體探討相結(jié)合，需要他人的協(xié)作；需要彼此尊重、理解，需要容忍；需要講求表達(dá)傾聽與說服他人的方式、方法“探究式學(xué)習(xí)”倡導(dǎo)的是一種主動(dòng)實(shí)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí)方式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐。
五、從物理考試改革著手體現(xiàn)人文素養(yǎng)
改革物理考試唯知識(shí)的做法，把體現(xiàn)人文教育作為一個(gè)十分重要的內(nèi)容。轉(zhuǎn)變考試的目的，從為選拔尖子學(xué)生變?yōu)闉閷W(xué)生創(chuàng)造最好的教育，從重視考查知識(shí)變?yōu)橹匾暱疾閷W(xué)生的綜合素質(zhì)，為了學(xué)生的終身發(fā)展。列舉下面兩道試題：
[ 例 1] 請(qǐng)你設(shè)計(jì)一條保護(hù)水資源的廣告詞。
本題是為了讓學(xué)生知道水污染已經(jīng)成為當(dāng)今世界四大污染之一，水資源正在遭到破壞，我們應(yīng)該保護(hù)水資源，就是保護(hù)我們?nèi)祟悺?/p>
[ 例2](2002 年青島市中考題 ) 公遠(yuǎn)前 300 多年前，希臘的學(xué)者亞里士多德認(rèn)為：“從高空落下的物體，重的要比輕的落得快 ! ” 2000 多年前，人們對(duì)亞里士多德的話都深信不疑。 16 世紀(jì)末，伽利略對(duì)這位學(xué)者的話產(chǎn)生了懷疑。有不少人諷刺嘲笑伽利略的無知與輕狂，伽利略便下決心在比薩斜塔上進(jìn)行公開實(shí)驗(yàn)。伽利略登上斜塔，一手拿著一個(gè) 10 磅鐵球，一手拿著一個(gè) 1 磅鐵球，喊了一聲“請(qǐng)各位注意”兩手一松，兩球同時(shí)落下，撲通一聲，兩球同時(shí)著地了，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果使原來迷信亞里士多德的人目瞪口呆 !
(1) 閱讀后你最深的感受是什么 ?
(2) 根據(jù)你的感受，你認(rèn)為在今后的學(xué)習(xí)生活中應(yīng)怎樣去做？
本題的目的就是為了對(duì)學(xué)生進(jìn)行人文素養(yǎng)教育，作為中考試題，堪稱考試改革的先鋒。
六、以物理教師高尚的人格，教育和影響學(xué)生人文素養(yǎng)精神的形成。
人文素養(yǎng)，是指建立在人文科學(xué)知識(shí)之上，通過對(duì)人類優(yōu)秀文化的蓄納，受人類優(yōu)秀文化熏陶所反映出來的精神風(fēng)貌和內(nèi)在素質(zhì)的綜合體現(xiàn)。其培養(yǎng)目標(biāo)就是提高學(xué)生的文化修養(yǎng)、理論修養(yǎng)、道德修養(yǎng)，核心是教會(huì)學(xué)生怎樣做人。物理教師是學(xué)生在成長過程中對(duì)其影響非常重要的人，特別是在初中階段，正是學(xué)生心理和生理變化顯著的時(shí)期，一個(gè)“學(xué)高為師，德高為范”、注意方式方法于細(xì)微之處、全心全意為學(xué)生服務(wù)的教師，將為學(xué)生的一生播下幸福的種子，受益無窮。因此，教師要加強(qiáng)自身修養(yǎng)的提高，素質(zhì)教育的關(guān)鍵在教師。
總之，對(duì)學(xué)生進(jìn)行人文素養(yǎng)教育，沒有環(huán)境條件的限制，關(guān)鍵在于我們每一個(gè)教育工作者觀念的轉(zhuǎn)變。要善于捕捉進(jìn)行人文素養(yǎng)教育的最佳結(jié)合點(diǎn)與切入點(diǎn)。通過物理教學(xué)中的人文教育，發(fā)展了學(xué)生正確理解人和自然的關(guān)系，正確理解人與社會(huì)的關(guān)系并產(chǎn)生熱烈的感情，形成了對(duì)美和善的辨別力和追求熱情，發(fā)展了獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的能力，使自己的心智得到和諧的發(fā)展，激發(fā)了內(nèi)心的潛能，正如斯坦福大學(xué)校長有著極美好的闡述：“人文科學(xué)是我們這個(gè)時(shí)代最深刻的需要，它賦予社會(huì)，世界以方向，目的和意義。”
參考資料：
1、賴勝德出版. 物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿). 北京：北京師范大學(xué)出版社.2004.《物理學(xué)史與科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)》
李艷平
2、《物理學(xué)史與人文素質(zhì)的培養(yǎng)》
王士平
〔關(guān)鍵詞〕 科學(xué)創(chuàng)造，表征，語言，邏輯，想象
〔中圖分類號(hào)〕N34 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A 〔文章編號(hào)〕1004-4175（2014）01-0031-05
〔收稿日期〕 2013-11-16
〔基金項(xiàng)目〕 國家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目（12BZX018），負(fù)責(zé)人魏屹東。
〔作者簡介〕 魏屹東（1958-），男，山西永濟(jì)人，山西大學(xué)科學(xué)技術(shù)哲學(xué)研究中心、山西大學(xué)哲學(xué)社會(huì)學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)檎J(rèn)知哲學(xué)。
今日之世界，可以說是科學(xué)技術(shù)化的世界，人們的生活、工作和學(xué)習(xí)的方方面面，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方方面面，都與科學(xué)技術(shù)密切相關(guān)。根本原因在于科學(xué)技術(shù)具有創(chuàng)造性（包括發(fā)明與發(fā)現(xiàn)）的特質(zhì)。科學(xué)創(chuàng)造性是人類特有的。科學(xué)發(fā)展史表明：在創(chuàng)造過程中，人類無疑會(huì)使用語言和邏輯，會(huì)運(yùn)用記憶和想象。那么，什么是創(chuàng)造性，其范圍是什么？語言和邏輯在其中起什么作用？科學(xué)與技術(shù)在創(chuàng)造性方面有什么區(qū)別，二者如何互動(dòng)？如何進(jìn)行科學(xué)創(chuàng)造，如何對(duì)其表征？這些問題無疑是格外重要的，它們也正是本文要著力探討的。
一、創(chuàng)造性的范圍與表征
就人類的生存范圍而言，人類生活在兩個(gè)世界：一個(gè)是固有世界或者實(shí)在世界，也就是經(jīng)驗(yàn)領(lǐng)域；另一個(gè)是超驗(yàn)世界，也就是形而上的精神領(lǐng)域。前者的表現(xiàn)形式主要是世俗社會(huì)或者人們的常識(shí)世界；后者的表現(xiàn)形式主要是宗教，還可以加上形而上學(xué)哲學(xué)。
對(duì)科學(xué)來說，其研究對(duì)象決定了它主要存在于固有世界或?qū)嵲谑澜绶秶簿褪钦f，科學(xué)的研究對(duì)象是實(shí)在世界的各個(gè)方面，比如物理的、生物的、化學(xué)的，等等。人類發(fā)展史和科學(xué)發(fā)展史表明：經(jīng)驗(yàn)的實(shí)在性以三個(gè)支柱——語言、邏輯和科學(xué)為基礎(chǔ) 〔1 〕 （P3 ）。沒有人能夠準(zhǔn)確知道促進(jìn)人類交流的語言何時(shí)出現(xiàn)，距今最少應(yīng)該有十萬年；人類文化的第一個(gè)書寫記錄大約出現(xiàn)在距今一萬年前，這是集體記憶的開端；邏輯距今約2500年，由艾皮門尼德（Epimenide）提出，而科學(xué)的出現(xiàn)距今不過400多年，由伽利略開始。可見，語言的出現(xiàn)最早，邏輯和科學(xué)是基于語言的。沒有語言，也就談不上邏輯和科學(xué)。在這個(gè)意義上，語言具有優(yōu)先性，沒有語言，我們就無法進(jìn)行表征和交流，更談不上科學(xué)的發(fā)展了。
反過來說，科學(xué)不能先于邏輯產(chǎn)生，邏輯不能先于書面語言形成，書面語言也不能先于口語而產(chǎn)生，而口語的形成肯定經(jīng)歷了一個(gè)漫長的肢體語言過程。這充分說明，科學(xué)的產(chǎn)生離不開語言和邏輯，科學(xué)作為人類的主要認(rèn)知方式，表明認(rèn)知的發(fā)展與語言密切相關(guān)。假如沒有語言，就不會(huì)有科學(xué)，因?yàn)槲覀儫o法表征科學(xué)。
當(dāng)然，在日常生活中，當(dāng)我們說“語言”時(shí)，事實(shí)上，我們很少使用邏輯，科學(xué)在其中也不起任何作用。對(duì)我們?nèi)祟悂碚f，語言就意味著文學(xué)、音樂、藝術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政治等，這些學(xué)科在沒有發(fā)現(xiàn)邏輯和科學(xué)之前業(yè)已存在。也就是說，表征語言的文學(xué)、音樂、藝術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政治等比邏輯和科學(xué)的出現(xiàn)要早得多，它們是邏輯和科學(xué)形成的基礎(chǔ)。在這個(gè)意義上，科學(xué)的創(chuàng)造性與這些看似無關(guān)的學(xué)科有著千絲萬縷的聯(lián)系，只是我們沒有意識(shí)到而已。因此，我們可以說，文學(xué)、音樂、藝術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政治等是邏輯和科學(xué)的基礎(chǔ)。
意大利物理學(xué)家茲奇奇（A.Zichichi）認(rèn)為，存在范圍由創(chuàng)造性（creativity）、支配（leadership）、創(chuàng)新支配（innovative leadership）和動(dòng)機(jī)（motivation）來描述。創(chuàng)造是指產(chǎn)生以前從來不知道或者沒有被看見或被觀察到事物的能力。支配是指激發(fā)和激勵(lì)人們的能力。創(chuàng)新支配是激發(fā)和激勵(lì)人們做出創(chuàng)造行為的能力。動(dòng)機(jī)是達(dá)到目標(biāo)的動(dòng)力 〔1 〕 （P4 ）。在他看來，在人類活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)范圍，語言、邏輯和科學(xué)都需要?jiǎng)?chuàng)造性、支配和動(dòng)機(jī)，其中創(chuàng)造性是最難的。也就是說，在人類活動(dòng)中，創(chuàng)造性普遍存在于語言、邏輯和科學(xué)中。正因?yàn)閯?chuàng)造性最難，所以在語言、邏輯和科學(xué)的產(chǎn)生過程中，創(chuàng)造性就成為人類認(rèn)知活動(dòng)的核心。
在語言中，創(chuàng)造性是通過審美學(xué)、公共訴求、成功等表征的，人們常說的“滿足具體的形式審美標(biāo)準(zhǔn)”，“具有社會(huì)價(jià)值”，“漂亮”等，就是創(chuàng)造性的具體體現(xiàn)，它們強(qiáng)化了創(chuàng)造性的必要性。創(chuàng)造性相應(yīng)地把藝術(shù)、音樂、文學(xué)的新形式變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，反過來，藝術(shù)、音樂、文學(xué)也成為創(chuàng)造性的表現(xiàn)形式。
在邏輯中，創(chuàng)造性僅有一個(gè)表征方式，那就是“無矛盾”。導(dǎo)致自我矛盾的邏輯結(jié)構(gòu)不能存在。也就是說，邏輯系統(tǒng)一定是自洽的、無矛盾的，否則的話，就不成其為邏輯，邏輯本身就意味著“前后一致”。這說明創(chuàng)造新的邏輯結(jié)構(gòu)不能自相矛盾。一個(gè)典型的例子是無限或無窮大。我們不能同時(shí)肯定一個(gè)事物既有限又無限。
在科學(xué)中，創(chuàng)造性也僅有一個(gè)有效表征方式——真或假。無論一個(gè)命題或理論的描述多么漂亮，科學(xué)的觀點(diǎn)沒有美或丑之分，只有真或假之別。因?yàn)榭茖W(xué)的目的就是求真。當(dāng)然，這并不排除科學(xué)理論在表征形式上也講究“漂亮”和“優(yōu)雅”，比如數(shù)學(xué)方程的簡單美。一個(gè)科學(xué)理論不僅要求在邏輯上無矛盾，而且在實(shí)驗(yàn)上也要求可重復(fù)。也即一個(gè)科學(xué)理論首先應(yīng)該是邏輯結(jié)構(gòu)上嚴(yán)格無矛盾的，而這一點(diǎn)不必然滿足科學(xué)證明的要求。有許多邏輯理論結(jié)構(gòu)在自然中并沒有被發(fā)現(xiàn)，比如無限維的空間沒有產(chǎn)生任何自相矛盾。從數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)看，無限維空間是存在的，但在我們生活的空間中，維度是有限的（三維空間）。對(duì)于科學(xué)而言，無限維的空間是不存在的。一個(gè)由實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持的理論是伽利略式的科學(xué)的邏輯結(jié)構(gòu)。沒有實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持的理論就會(huì)被放棄。這樣，科學(xué)中的創(chuàng)造性就是要通過重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)真理。或者說，科學(xué)的任務(wù)就是發(fā)現(xiàn)自然的邏輯。
那么，創(chuàng)造性的語境又是什么呢？是什么前提條件促使了創(chuàng)造性的形成呢？茲奇奇認(rèn)為是記憶與想象。為了避免重復(fù)犯錯(cuò)誤，為了不再從零開始探討，我們需要記憶；為了設(shè)想我們從來沒有想過或見過的東西，我們需要想象。通過開發(fā)記憶和想象，創(chuàng)造性相應(yīng)地就能夠把想象的結(jié)果變成現(xiàn)實(shí)。如果沒有創(chuàng)造性，很難設(shè)想有現(xiàn)在的人類的一切。換句話說，記憶是為了避免重復(fù)研究，想象是為了拓展研究范圍，比如不可觀察的微粒子或者廣闊無垠的宇宙。
這表明，記憶和想象在創(chuàng)造過程中起背景或語境的作用。在茲奇奇看來，記憶在語言、邏輯和科學(xué)中有相同的作用，也就是避免與先前的創(chuàng)造重復(fù)。語言中的想象相當(dāng)于創(chuàng)造新詩、新音樂、新藝術(shù)等智力活動(dòng)。邏輯中的想象意味著運(yùn)用公理和規(guī)則創(chuàng)造新的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。科學(xué)中的想象相當(dāng)于思考一個(gè)新的原則、一個(gè)新現(xiàn)象和新規(guī)律，相當(dāng)于設(shè)想一個(gè)新實(shí)驗(yàn)。
對(duì)于一個(gè)科學(xué)家來說，記憶、想象和創(chuàng)造性是平衡的嗎？我們通過茲奇奇親歷的一個(gè)真實(shí)故事來說明。
物理學(xué)家范紐曼和魏格納是好朋友與合作者，他們常常討論物理和數(shù)學(xué)問題。有一次范紐曼告訴茲奇奇，說他能夠記得1933年6月25日喝了多少咖啡，并相信他的想象力并非他所表現(xiàn)的那樣強(qiáng)大，只是因?yàn)樗洃浀煤芏唷Ｎ焊窦{是一個(gè)想象力極強(qiáng)的人，而魏格納的記憶力不如他強(qiáng)。在一次討論中，魏格納突然說已經(jīng)到中午了，他必須馬上去參加一個(gè)午餐。當(dāng)魏格納要離開時(shí)，范紐曼說“你那么聰明，為什么不讓時(shí)間停止呢？”緊接著又說：“對(duì)不起，太晚了，你應(yīng)該讓時(shí)間倒流。”就是這么一句不經(jīng)意的話啟發(fā)了魏格納，于是他開始思考基本粒子和自然的基本規(guī)律。
我們知道，一個(gè)基本粒子，無論是電子還是質(zhì)子，既沒有大腦也沒有手表，它不能區(qū)別過去和將來。如果時(shí)間向一個(gè)方向或超相反方向飛逝，基本粒子間的所有基本相互作用必須是不變的。就在范紐曼邀請(qǐng)魏格納合作研究的三個(gè)月后，魏格納發(fā)現(xiàn)了著名的“時(shí)間不變性”原理，其中建立了“時(shí)間反轉(zhuǎn)算子”（Time-reversal operator）。這一原理說明，所有物理規(guī)律都應(yīng)該是“時(shí)間不變性”的，比如，物理實(shí)在應(yīng)該保持不變，假如我們能夠讓時(shí)間倒流。
1964年，有人發(fā)現(xiàn)KL介子 ①在衰減過程中打破了“時(shí)間不變性”原理。 茲奇奇做了一系列實(shí)驗(yàn)來證明，在電磁相互作用中“時(shí)間不變性”是否還有效。實(shí)驗(yàn)證明，電磁力遵循“時(shí)間不變性”原理。魏格納作為20世紀(jì)最偉大的物理學(xué)家之一，他創(chuàng)造的“時(shí)間反轉(zhuǎn)算子”的操作過程在自然邏輯中不產(chǎn)生任何矛盾，而且他的原理經(jīng)受了重復(fù)性實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。
這是科學(xué)創(chuàng)造性的一個(gè)典型例子。它表明：創(chuàng)造性的觀念往往源于日常生活，我們不經(jīng)意間的談話與交流都有可能導(dǎo)致新觀點(diǎn)的涌現(xiàn)，當(dāng)然，“機(jī)遇偏愛有準(zhǔn)備的頭腦”，如果沒有對(duì)某個(gè)問題的長期思考，即使有再多的交流和對(duì)話，也不會(huì)有助于對(duì)那個(gè)問題的解決。
二、創(chuàng)造性在科學(xué)與技術(shù)中的差異
創(chuàng)造性在科學(xué)和技術(shù)中是否相同？表征方式是否有差別？接下來我們討論這個(gè)問題。
在普通人的觀念里，科學(xué)和技術(shù)沒有什么不同。其實(shí)，二者是兩個(gè)完全不同但密切相關(guān)的領(lǐng)域，前者在于發(fā)現(xiàn)，后者在于發(fā)明。比如，與魏格納同時(shí)代的著名物理學(xué)家費(fèi)米發(fā)明的核消防照明就不是科學(xué)而是技術(shù)。茲奇奇認(rèn)為，我們必須弄清科學(xué)與技術(shù)的區(qū)別。他把伽利略之前的技術(shù)稱為“前科學(xué)技術(shù)”，伽利略之后的技術(shù)稱為“后科學(xué)技術(shù)” 〔1 〕 （P7 ）。
前科學(xué)技術(shù)是基于試錯(cuò)法產(chǎn)生的，不是根據(jù)基本規(guī)律的理解產(chǎn)生的，也就是靠的是經(jīng)驗(yàn)而不是理性原則。這就是為什么在前科學(xué)技術(shù)時(shí)期，沒有人確切地知道輪子和火是誰在何時(shí)發(fā)明或者發(fā)現(xiàn)的。但是，我們確實(shí)知道的是對(duì)于輪子和火的理解則是發(fā)現(xiàn)科學(xué)以后的事情。
后科學(xué)技術(shù)植根于人們對(duì)自然基本規(guī)律的深刻理解。比如，蒸汽機(jī)的發(fā)明先于熱力學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，但是由于熱力學(xué)的產(chǎn)生，人們才對(duì)這項(xiàng)技術(shù)有了深刻的理解，而且在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了許多技術(shù)發(fā)明。也就是說，科學(xué)是技術(shù)的思想來源，技術(shù)是科學(xué)思想的運(yùn)用。科學(xué)要求我們將智力工作投入到“發(fā)現(xiàn)”中，技術(shù)要求我們將智力工作投入到“發(fā)明”中。因此，科學(xué)只能發(fā)現(xiàn)而不能發(fā)明新的自然規(guī)律。技術(shù)進(jìn)步是基于一種新觀念，這種新觀念以一種新方式將不同“結(jié)構(gòu)”或“部件”結(jié)合在一起，并以一種以前從來無人嘗試過的方法使用它們。這就是技術(shù)創(chuàng)新的含義。
需要指出的是：雖然科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系密切，但是二者還不是一回事，技術(shù)不僅僅是科學(xué)的應(yīng)用，科學(xué)發(fā)展有自己的規(guī)律，技術(shù)進(jìn)步也有自己的規(guī)則。比如科學(xué)與戰(zhàn)爭武器的關(guān)系，不僅僅是科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系，其中還包括政治、道德、經(jīng)濟(jì)等因素。一旦我們的世界遭到核武器的毀滅，難道這僅僅是科學(xué)家或者技術(shù)專家的責(zé)任嗎？我看主要是政治家的責(zé)任，因?yàn)閺臎Q定制造武器到?jīng)Q定使用武器都是政治家做出的。
在茲奇奇看來，人們把后科學(xué)技術(shù)看作是科學(xué)的應(yīng)用其實(shí)是一種誤解。人類通過科學(xué)發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律，通過技術(shù)運(yùn)用自然規(guī)律，這與科學(xué)沒有多少關(guān)系。比如，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)核裂變規(guī)律，不等于制造了原子彈。人們誤把后科學(xué)技術(shù)當(dāng)做技術(shù)看待。技術(shù)是一種決裂的元素，它使得我們?cè)谑褂盟鼤r(shí)面臨有益于還是有害于人類和社會(huì)的選擇。比如機(jī)器人技術(shù)，如果用于替代人做危險(xiǎn)和繁重的工作，無疑是益于人類的，如果用于戰(zhàn)爭則是有害的。
還有一個(gè)問題需要澄清，那就是“科學(xué)的使用”或者“應(yīng)用科學(xué)”這個(gè)概念蘊(yùn)涵了“科學(xué)先于技術(shù)”的意思。也就是，人類先發(fā)現(xiàn)自然的邏輯，然后運(yùn)用這些邏輯于實(shí)踐之中，形成各種技術(shù)。科學(xué)家對(duì)科學(xué)的應(yīng)用要擔(dān)負(fù)責(zé)任。這是又一種誤解，擔(dān)負(fù)責(zé)任的應(yīng)該是政治團(tuán)體，不是科學(xué)共同體。更糟糕的是，人們認(rèn)為科學(xué)源于技術(shù)，這也是一種誤解。甚至有人說社會(huì)不需要科學(xué)家，如果他們不是為了技術(shù)進(jìn)步的話。技術(shù)先于科學(xué)的觀點(diǎn)出于這樣的事實(shí)，即近代科學(xué)或伽利略式科學(xué)產(chǎn)生之前，輪子和火已經(jīng)被發(fā)明，也就是說，輪子與火的發(fā)明與科學(xué)無關(guān)。
然而，對(duì)輪子與火的原理的理解則是伽利略式科學(xué)產(chǎn)生以后的事情。發(fā)明一種東西不必然意味著理解它為什么工作，知“其然“不一定知“其所以然”。一種科學(xué)發(fā)現(xiàn)相當(dāng)于理解所有可能被發(fā)明的東西。比如，電磁力這一自然基本力的發(fā)現(xiàn)，使得我們能夠理解我們的所有感覺——視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、味覺，它們是同一且唯一基本力的表現(xiàn)方式。這種力源于一種唯一實(shí)體“電荷”。當(dāng)我們關(guān)掉電荷，我們的感覺就消失了。這樣，所有發(fā)明，無論是現(xiàn)在的還是未來的，都與感覺相聯(lián)系，即使它們還沒有真正被使用前，都能夠基于電磁力得到理解。或者說，科學(xué)有助于我們認(rèn)識(shí)世界的規(guī)律，從而使得我們知其“所以然”。
反過來，一種新技術(shù)的發(fā)明，也有利于科學(xué)的發(fā)現(xiàn)。比如伽利略發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡，利用這項(xiàng)技術(shù)，伽利略發(fā)現(xiàn)月球表面不是完美的，太陽表面有黑子，這顛覆了一直認(rèn)為月球和太陽是完美球體的傳統(tǒng)觀點(diǎn)。可以說，沒有望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明，就不會(huì)有現(xiàn)代天文學(xué)。同樣，沒有顯微鏡的發(fā)明，也就不會(huì)有現(xiàn)代微生物學(xué)。這說明科學(xué)與技術(shù)是相輔相成的。如果技術(shù)中不滲透自然規(guī)律，則技術(shù)也是盲目的。技術(shù)發(fā)明為科學(xué)發(fā)現(xiàn)添加了“飛翼”。
當(dāng)然，不是所有的發(fā)現(xiàn)都會(huì)借助于技術(shù)。伽利略對(duì)慣性定律和相對(duì)性原理的發(fā)現(xiàn)就是如此。這些發(fā)現(xiàn)既不需要望遠(yuǎn)鏡技術(shù)的發(fā)展，也不需要任何技術(shù)儀器，他用一塊石頭和一條栓石頭的繩子研究了石頭的擺動(dòng)，借此他發(fā)現(xiàn)了擺定律。用一塊圓石頭和一塊木板來研究圓石頭在木板上的運(yùn)動(dòng)，然后變換木板角度，借此他發(fā)現(xiàn)了自由落體定律。根據(jù)此定律他推測，如果沒有空氣阻力，羽毛和鐵塊下落速度是相同的，由此他預(yù)見了“真空”的存在，月球表面的情形就是如此。這表明：伽利略的發(fā)現(xiàn)依賴的是對(duì)自然基本規(guī)律存在的信念，而不是望遠(yuǎn)鏡技術(shù)的發(fā)明。因?yàn)槭^、繩子、木板不能算作技術(shù)，關(guān)鍵是伽利略相信，某一物質(zhì)一定攜帶著宇宙創(chuàng)造者的印跡，其規(guī)律在時(shí)空中處處起作用。伽利略既沒有發(fā)現(xiàn)擺定律，也沒有發(fā)現(xiàn)自由落體定律，他發(fā)現(xiàn)的是混沌 〔1 〕 （P12 ）。毫無疑問，伽利略開啟人類智力的新視界，他的工作表明科學(xué)的任務(wù)就是發(fā)現(xiàn)自然的邏輯。
還有，愛因斯坦發(fā)現(xiàn)相對(duì)論也是如此。他曾經(jīng)說，相對(duì)論的發(fā)現(xiàn)僅僅靠一片紙和一只鉛筆。事實(shí)上，相對(duì)論的發(fā)現(xiàn)主要靠他的想象力，他之所以那樣說，那是在工具使用的意義上而言的。沒有紙和筆，愛因斯坦照樣會(huì)發(fā)現(xiàn)相對(duì)論的。只不過他會(huì)使用別的什么東西，比如黑板和粉筆。這進(jìn)一步說明：科學(xué)的發(fā)現(xiàn)，特別是抽象層次上的原理和理論的發(fā)現(xiàn)，不一定要借助于技術(shù)。
三、創(chuàng)新思路與新觀點(diǎn)的表征
科學(xué)已經(jīng)告訴我們關(guān)于世界的幾乎所有方面。現(xiàn)在讓我們超越現(xiàn)存世界，進(jìn)入一個(gè)超世界視域。這是科學(xué)創(chuàng)新的一種新思路。比如，如果有光，一定有超光存在；如果有電子，一定有超電子；如果有物質(zhì)，一定有超物質(zhì)（反物質(zhì)）；如果有恒星，一定有超恒星。如果這些東西存在，我們?yōu)槭裁礇]有觀察到它們呢？這就需要科學(xué)的創(chuàng)造性發(fā)揮作用。
我們知道，原創(chuàng)工作是非常艱難和非常復(fù)雜的事情。茲奇奇認(rèn)為，首先我們需要豐富的想象。想象豐富不意味著觀點(diǎn)越多越好，觀點(diǎn)多反而可能適得其反。你必須集中于一個(gè)新觀點(diǎn)，此新觀點(diǎn)你認(rèn)為是最具原創(chuàng)性的。然后你必須考慮這個(gè)新觀點(diǎn)的所有可能結(jié)果。在這些結(jié)果中，如果有實(shí)驗(yàn)證據(jù)或數(shù)學(xué)的嚴(yán)格證明與你的新觀點(diǎn)相矛盾，你必須發(fā)現(xiàn)或理解其中的緣由。如果你不能消除這個(gè)矛盾，那么你以為是新觀點(diǎn)可能被其他人想到但是已被放棄，因?yàn)槠渌艘呀?jīng)發(fā)現(xiàn)了其中的矛盾。此時(shí)，你必須格外小心，你能夠克服這個(gè)矛盾的情形可能發(fā)生，如果你比其他人更能夠理解其困難所在。你不要限制自己簡單地讀其他人的論著，你要做的是你必須理解所有細(xì)節(jié)。這是創(chuàng)造性的關(guān)鍵所在，其中，理解發(fā)揮著重要作用。
而理解是一種認(rèn)知和智力過程，它由兩個(gè)基本要素構(gòu)成 〔1 〕 （P17 ）。
第一，是你意識(shí)到而不是他人。為什么這么說呢？你盡可能深刻地研究和理解你一直思考的新東西的意義。這可能是一個(gè)新概念、一個(gè)新觀點(diǎn)、一個(gè)新實(shí)驗(yàn)。接著你盡力想象所有可能的結(jié)果。這可能花費(fèi)一天、一周、數(shù)月甚至一年。經(jīng)過廢寢忘食的不斷思考，有時(shí)一籌莫展，突然豁然開朗，找出出路。
第二，有強(qiáng)烈的動(dòng)機(jī)。創(chuàng)新是一個(gè)極其艱難和痛苦的過程，其中有許多困難需要克服，克服困難就要有強(qiáng)烈的動(dòng)機(jī)。因?yàn)槟阈枰獙⒁粋€(gè)新觀念變成真且具體的東西。動(dòng)機(jī)因研究的目標(biāo)而異，這取決于你的新觀念所涉及的問題與自然的邏輯關(guān)系，比如純科學(xué)，或技術(shù)創(chuàng)新形成新實(shí)驗(yàn)等。
接下來，我將通過茲奇奇親歷的三個(gè)新觀念和技術(shù)創(chuàng)新結(jié)合的研究工作來分析科學(xué)的創(chuàng)造過程。
第一，填隙技術(shù)（shimming）與高精密磁場的產(chǎn)生。使用非常薄的鐵片產(chǎn)生多種形式的高精密磁場的觀念是茲奇奇經(jīng)歷數(shù)周苦思冥想想到的。這是一個(gè)既省時(shí)又省錢的技術(shù)。因?yàn)槿绻皇沁@樣，每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)都將花費(fèi)大量時(shí)間、物力和財(cái)力。比如機(jī)械形成一個(gè)磁極就需要一個(gè)月，一個(gè)多項(xiàng)磁場需要至少6個(gè)月，產(chǎn)生第一個(gè)高精密磁場這項(xiàng)工程至少需要三年時(shí)間。如果運(yùn)用他的新觀點(diǎn)，僅需要一天時(shí)間而且?guī)缀鯚o需花錢。假如茲奇奇沒有這個(gè)新想法，產(chǎn)生高精密磁場的實(shí)驗(yàn)也就不能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然有了新觀念還不夠，還需要克服許多技術(shù)困難設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)新觀念。
在茲奇奇的實(shí)驗(yàn)中，材料很普通，在市場很容易買到，但由于觀念是新的，實(shí)驗(yàn)自然就與以往的不同。事實(shí)上，最偉大的創(chuàng)造力在于，當(dāng)新觀念需要實(shí)現(xiàn)時(shí)，相應(yīng)的新實(shí)驗(yàn)也非常簡單。為什么說如果實(shí)現(xiàn)一個(gè)創(chuàng)新觀念的實(shí)驗(yàn)非常簡單時(shí)這個(gè)創(chuàng)新就是一個(gè)原始創(chuàng)新呢？因?yàn)樵诖酥皼]有人產(chǎn)生使用這個(gè)簡單辦法的觀點(diǎn)。
我們知道，伽利略科學(xué)是從兩個(gè)非常簡單的技術(shù)創(chuàng)新開始的。一個(gè)是擺，另一個(gè)是斜面板。擺由一塊石頭加一根繩子構(gòu)成。這兩件東西是世界上最普通不過的，但是沒有人想到用繩子拴住石頭，然后研究其運(yùn)動(dòng)。伽利略僅使用一塊石頭和一根繩子，就成功地準(zhǔn)確測量了引力的加速度。擺和斜面板就是伽利略的兩個(gè)技術(shù)創(chuàng)新，使用它們他發(fā)現(xiàn)了自然邏輯的第一個(gè)要素——科學(xué)。
發(fā)明填隙技術(shù)產(chǎn)生高精密磁場是茲奇奇進(jìn)入歐洲粒子物理研究所開展的第一項(xiàng)創(chuàng)新性研究工作。根據(jù)他的設(shè)想，實(shí)驗(yàn)室制造了“扁磁鐵”也叫6米（g-2）磁鐵。它是當(dāng)時(shí)世界上最大的磁鐵，它能夠進(jìn)行介子這種基本粒子的所謂“異常磁時(shí)刻”（anomalous magnetic moment）的第一次高精密測量。這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明，介子是一種與電子同一的粒子，但介子的質(zhì)量卻是電子的200倍。為什么介子比電子重200倍，但其屬性幾乎與電子相同呢？或者說，如果使用電子得到相同結(jié)果，為什么自然還給介子200倍的質(zhì)量呢？
為了理解這個(gè)問題，我們需要測量一個(gè)基本量——介子的“異常磁時(shí)刻”。為了得到這個(gè)精確的量，我們需要建立一個(gè)非常大的磁鐵，它具有高精密的磁場和多種形式。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)以前從未做過，因?yàn)闆]有人知道如何建造如此復(fù)雜和精密的磁場。
第二，預(yù)簇射（pre-shower）與新粒子的發(fā)現(xiàn)。在茲奇奇60多歲時(shí)，他有了尋找一種比介子重的新粒子的想法。在已經(jīng)觀察到的粒子序列中，第一是電子，第二是介子。尋找第三種輕粒子②不是一件容易的工作，這需要一種新的創(chuàng)新技術(shù)，它能夠把電子與其他核粒子區(qū)別開來。這種新技術(shù)就是預(yù)簇射技術(shù)，它能夠使歐洲粒子物理研究所的科學(xué)家做一系列的實(shí)驗(yàn)，以識(shí)別第三種輕粒子的最佳產(chǎn)生過程，以及尋找它的最佳方法。預(yù)簇射技術(shù)使得一種被稱為J-粒子的新粒子的發(fā)現(xiàn)成為可能。J-粒子的發(fā)現(xiàn)非常重要，它是人們熟知的“11月革命”，因?yàn)樗陌l(fā)現(xiàn)發(fā)生在1974年11月。預(yù)簇射技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)被用于所有實(shí)驗(yàn)，在這些實(shí)驗(yàn)中，你想選擇“電子”并確定它不是由一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)核粒子（介子）模擬的信號(hào)。
第三，飛逝時(shí)間與核反物質(zhì)。狄拉克預(yù)測的反粒子如反電子、反質(zhì)子、反中子等已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，它們被稱為核反物質(zhì)。對(duì)于反物質(zhì)的研究進(jìn)展怎樣呢 困難有兩點(diǎn)：一是實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生的反物質(zhì)非常少；二是一旦產(chǎn)生了反物質(zhì)，需要確定它的確具有正質(zhì)量和恰當(dāng)?shù)男再|(zhì)。技術(shù)上的困難在于測量時(shí)間間隔，即飛逝時(shí)間（time of flight）。茲奇奇發(fā)明了一個(gè)簡單的儀器——閃爍計(jì)數(shù)器，它的制造思路是：一旦反粒子產(chǎn)生，（光）信號(hào)穿行并到達(dá)檢測器（四個(gè)光電管構(gòu)成）所花費(fèi)的時(shí)間，必須獨(dú)立于撞擊點(diǎn)，而且電子連接必須引導(dǎo)最小時(shí)間量程。這一新的實(shí)驗(yàn)儀器能夠讓茲奇奇測量同一反粒子通過兩個(gè)檢測器的時(shí)間間隔，檢測結(jié)果的精度是前所未有的，達(dá)到一百兆秒 。這一發(fā)明導(dǎo)致茲奇奇發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)核反粒子。
這三個(gè)例子說明：一個(gè)新想法的實(shí)現(xiàn)或者表征需要一項(xiàng)新技術(shù)的支持。新想法不能僅僅停留在大腦中，我們必須想方設(shè)法實(shí)現(xiàn)它或者表征它。實(shí)現(xiàn)或者表征是需要借助技術(shù)手段的。在當(dāng)代科學(xué)研究中，新觀念與新技術(shù)的結(jié)合已經(jīng)成為一種不二選擇。
四、結(jié)束語
創(chuàng)造對(duì)于一個(gè)民族或國家的生存和發(fā)展來說，無論怎樣強(qiáng)調(diào)都不會(huì)過分。今日的中國要實(shí)現(xiàn)富民強(qiáng)國的“中國夢”，就更需要強(qiáng)調(diào)和注重創(chuàng)造。純語言、純邏輯和純科學(xué)是我們經(jīng)驗(yàn)世界的三個(gè)支柱，它們構(gòu)成了創(chuàng)造的語境。在這個(gè)語境基底上，人類充分發(fā)揮想象和有目的的動(dòng)機(jī)的內(nèi)在心理作用，認(rèn)識(shí)世界并改造世界。在語言、邏輯和科學(xué)的運(yùn)用中，創(chuàng)造性既能夠造福人類也能夠禍害人類，這就要看人類自己的選擇了。創(chuàng)造性在這些智力活動(dòng)中的運(yùn)用必須受到人類存在的超驗(yàn)價(jià)值的制約，這就是人類生存的終極關(guān)懷問題。我們只有把超驗(yàn)范圍與經(jīng)驗(yàn)范圍緊密結(jié)合起來，才能運(yùn)用語言、邏輯和科學(xué)這些工具認(rèn)識(shí)并改造世界，也只有持正確的價(jià)值觀才能很好地利用科學(xué)的創(chuàng)造性造福人類。
注 釋：
①一種長壽K-介子。
②電子和介子叫做輕粒子，以便把它們的性質(zhì)與夸克的性質(zhì)區(qū)別開來。事實(shí)上，物質(zhì)由夸克和輕粒子構(gòu)成。
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