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范学辉的博客

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1609-2009: 西(科)学东渐四百年  

2016-01-10 14:07:04|  分类: 科学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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方励之

2009年是联合国的天文学年,用以纪念400年前——1609年伽利略第一次用望远镜观察天体,开创了以观测和实验的方法追寻宇宙起源的时代。伽利略观察标志着现代科学的兴起。

 按照爱因斯坦的说法,现代科学的发展依靠两个基础:实证方法和形式逻辑体系。爱氏说:“西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础的:希腊哲学家发明的(在欧几里德几何学中的)形式逻辑体系,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,中国的贤哲没有走出这两步,是不用感到惊讶的。令人惊讶的是,这两项居然被发现了。”(爱因斯坦给J.E. Switzer的信,1953)。

 联合国天文学年一事,是由意大利倡议和推动的。可能就是因为,“这两项居然被发现了”都与意大利有关。伽利略的天文望远镜无疑是实证研究方法的公认代表。欧几里德《原本》则是由意大利人首先引进西欧的。虽然《原本》始于公元前300年的希腊,但直到中世纪,它并没有在西欧留下痕迹。古希腊衰落后,《原本》祇流传于阿拉伯世界。直到1260年,才有意人Campano 从 《原本》的 阿拉伯文本翻译到拉丁文。

400年前,恰恰也是西(科)学东渐开始的年代。 它也是从伽利略的望远镜和欧几里德《原本》开始的,也都与意大利有关。1609之后不到10年,一架伽利略天文望远镜,即被传教士带到中国。第一个中文欧几里德《原本》于1607年出版,译者是是徐光启(洗礼名Paul Shu, 1562~1633)和耶稣会士利玛窦(Matteo Ricci, 1552- 1610)。今年(2008)3月,在相对论天体物理国际中心联合体(International Center for Relativistic Astrophysics Network,http://icranet.org)的理事会上,遇到意大利外交部两位参与2009联合国天文学年活动的官员,谈到那架进入中国的伽利略天文望远镜,很可惜,它失传了,无论在意大利或中国都找不到它进入中国后的去向。在北京建国门的古观象台上没有任何天文望远镜(注意:17世纪以降,已是天文望远镜时代),更没有关于伽利略望远镜的任何记载。

 天文望远镜没有在中文世界里激起探索宇宙物理起源的热情和兴趣。伽利略用天文望远镜得到的第一批发现(木卫等)在1610年发表。1615年就有中文出版的“天问略”一书加以介绍。徐光启也建议朝廷制造天文望远镜。然而,无论朝野,都没有多少反应,自生自灭了。这似乎有一点“奇怪”,因为,占星或占天都是中国历代王朝所重视的。

比起西欧,欧几里德《原本》进入中国也不算晚。就印刷版《原本》而言,直到1482年才有拉丁文印刷版。其他文字的印刷版更晚,1555意大利文版,1562德文版,1564法文版,1570英文版,1576西班牙文版。徐光启和利玛窦的1607 《原本》 北京版,正处在这股翻译和传播潮流中。它并不太落后,比俄文,日文版大概还要早。徐光启等与西方贤哲在走着相似的一步。然而,像望远镜一样,后继的反应,东西两个世界炯然不同。

欧几里德的书在西方反应极其强烈。一译再译,《原本》版本之多仅次于《圣经》。还出现很多批注本。它变成了一本流行的教科书。它的普及,为伽利略—开普勒—牛顿开创严谨科学作了必要的准备。西方精密学科都是依照《原本》的公理演绎体系展开的。牛顿的“自然哲学的数学原理”是典型的《原本》的公理演绎格式。

《原本》的影响并不限于数理学科。马克思的《资本论》也是依照《原本》格式展开的。50年代在北大物理系上学时,马氏政治经济学是一门必修课。《资本论》第一卷,一开始是一大堆定义(商品,价值,使用价值,交换价值,剩余价值,相对和绝对剩余价值,剩余价值率……),就像牛顿的“原理”一开始定义速度,速率,相对和绝对速度,加速度……。随后是有关剩余价值产生的基本方程,即剩余价值的产生等于生产劳动率乘以可变资本投入。它相当于牛顿第二定律那种动力学方程(公理)。再由此推出引理,定理等命题,如:无产阶级绝对贫困化,经济危机周期律,等等。

徐光启和利玛窦的中文版《原本》,没有它在欧洲的际遇。中文的《原本》 没有广泛印刷流传,没有注释本(祇有给康熙皇帝专用的讲进本),没有变成一本青少年的教科书。系统的公理演绎格式,在中国的典籍,包括数学典籍中是没有的。无论在1607年之前或之后都缺乏。直到250年后,1856 年才有李善兰(1811~1882)与英传教士伟烈亚力(Alexander Wylie)译出全本的《原本》13卷,后将其用作同文馆的教材。尽管如此,也祇是注意到《原本》对数学发展的重要。

如爱因斯坦强调的,欧几里德几何学是哲学家发明的体系,它并不限于数学家,而是所有“爱智”者都应遵循的逻辑。它是各种学问的普适基础。欧几里德的书名是《原本》(The Elements),而并非《几何原本》。据传,柏拉图在他的学院(Academy)门口写着:“勿让对几何学无知者入内”

柏拉图学院不祇研究算学,几何学,光学,天文学,它也包括《申辩篇》,《理想国》,《美诺篇》等。上述口号要求,无论研究那一门学问,都必须先懂得几何学。有人考证,柏拉图学院门口可能并没有上述口号,而是后人杜撰的。不过,这句口号倒很切合柏拉图学院的宗旨。柏拉图认为真理是依靠辩论(包括诡辩)而获得。所以,口号的含义是:对几何学无知者,不具有参加任何辩论的资格。

符合逻辑的诡辩可能导致极富价值的佯谬(paradox)。譬如,芝诺(Zeno of Elea)佯谬揭示了两种时间(芝诺时间和普通时间)之间的非线性变换。它同描写黑洞的两种时间(远处静止观测者时和自由落入黑洞者时)之间的变换关系是完全类似的。缺乏逻辑规范的“辩论”,是不会有这种产品的。

公理演绎体系,有助于辨别什么论断是证明了的,什么是未曾证明的,什么是不可能证明的,什么是不自洽的。而且,可以从“体系”中推断新结论,或者修正旧结论。比如,根据马克思的剩余价值动力学方程,可以推论,正的剩余价值可由正的生产劳动率和正的可变资本投入产生。正的剩余价值也可以由负的生产劳动和负的可变资本投入产生,因为负乘负为正。所以,在撤回资本(负的资本投入)的条件下,破坏性生产劳动率愈高(负的生产劳动率),剩余价值产生愈多。这是当年北大物理系学生根据公理演绎体系对马克思《资本论》作的一个“发展”。谁要不信这个佯谬,谁就必须找到《资本论》的公理演绎体系中的逻辑漏洞。

美国《独立宣言》也具有《原本》风格。 《独立宣言》的第一个论断是 “我们认为下述真理是不证自明的:人人生而平等”。这是 一个典型的欧氏公设表述。“不证自明”是欧几里德《原本》中的五个公设的基本特征。据记载,A.林肯(1809-1865)认为,“人人生而平等” 乃自由社会的第一公设。它很像现代宇宙学的第一公设——宇宙学原理:整个宇宙是没有中心的,处处是平权的。

《独立宣言》 的“几何学”式表述,并不奇怪,起草《独立宣言》的T.杰斐逊一生酷爱欧几里德《原本》。杰佛逊受过良好教育,专业建筑师,自然懂得几何学。退休以后,《原本》仍是他最爱读的书之一。林肯早年并没有受过良好教育。《原本》是他后来自学的。当他成为国会议员后,仍用零星的时间钻研《原本》。他说,他的心灵靠三本书造就:“圣经”,《原本》和莎士比亚。“圣经”使他看到全能的上帝;《原本》令他发现理性的威力;莎士比亚则驱使他赞美和服务于善良的人。同时代的中国政治家曾国藩(1811-1872)也曾重视《原本》。曾国藩在洋务运动初期,1865年,就支持刻印《原本》全本,并为之写序。他强调逻辑证明的重要性,主张“不能仅知演算,而不知其所以然”。后世崇尚林肯或曾国藩的政治家甚众,可惜,极少提到他们崇尚的《原本》的理性威力。

  徐光启特别强调《原本》的普适性,他说《原本》是“举世无一人不当学”的。 他还预言,此书“百年之后,必人人习之”。 到今天,已不是百年之后 ,而是400年有奇了。 “勿让对几何学无知者入内”,《原本》 “必人人习之”,仍然不是过时的话,特别是在尚未被《原本》 理性威力开化过的地方,无论东方,还是东方的东方。

 

    (2008年11月, Tucson)
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