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古代科技的现代映照

发布时间:2022-03-31 09:41:00来源: 光明网-《光明日报》

  【科技随笔】

  作者:孙正凡(天体物理学博士、科普作家)

  二十四节气是中国农历的重要组成部分,随着我们对传统文化的日益重视,从2016年被联合国教科文组织认定为人类非物质文化遗产以来,二十四节气这个符号得到进一步普及。

  二十四节气大部分是以气象物候之名,但实际上,它们更重要的本质属于天文学——取冬至为始终的太阳回归年,平均分为24份,用以细致地记录太阳的运行规律。所以节气属于一种阳历,而农历是一种阴阳合历(兼顾月亮和太阳运行)。二十四节气还决定了农历的月份设置和置闰规则,是古代天文历法工作的基础。对于节气准确性的追求,贯穿了整个中国天文历法史。我们熟悉的祖冲之、郭守敬等我国古代学者,都对节气的算法作出了杰出贡献。当然,今天历法计算的基础是牛顿力学和现代天文观测。可以说,在观测自然、解决生产生活中的实际问题时,古今中外的科学家们面临的是同样的问题,不同民族发展出了不同的处理方法,并最终汇聚成为现代科学,成为现代文明的基础。

  注重观测记录和规律总结,是中国古代科技的一大特点,沈括的《梦溪笔谈》、宋应星的《天工开物》中,都有着至今令人赞叹的闪光点。在天文、地理、气象、农学等领域,古人勤勉的记录可谓汗牛充栋。这些不可复现的历史记录为后人追溯和重现历史现象,发现长期规律准备了宝贵的资料。如自春秋以来,哈雷彗星的历次回归在中国古籍中都可以找到记录;对于四百年以前新星、超新星的研究,中国古代记录几乎是唯一的目击资料,为现代天体物理研究者所重视。而竺可桢先生正是从古代史书和笔记中,梳理出了中长期历史物候的变迁,为今人进行物候、气候变化等研究提供了重要的材料。

  近些年来,古代科技成果越来越受到重视,专业研究者、科学史学者对相关问题的进一步研讨、发表的众多专业和科普著作,让我们有机会一窥历史长河里的科技之光。

  而科技史研究,其意义不仅仅在于对某一学科的具象上的启迪,它拥有着更多内涵。对比古今中西的科学发展历史,我们也可以在现代科学基础上发现古代科学给我们的启迪和教训。

  诺贝尔物理学奖获得者斯蒂文·温伯格在《第三次沉思》中指出,我们在研究古代科学的同时,不得不采取某种程度的辉格史观倾向,以现代标准来评判古代科学的进展水平。从这个意义上说,二十四节气及其中国古代对日月运行的算法,在唯象理论上达到很高的水平,(与古希腊传统对比)从唯理层次上略有欠缺——中国天文学始终持“天圆地方”模型,在二维球面上用代数方法描述(拟合)日月运行,缺少了距离讨论。所以即便是在郭守敬时代,日月食的计算仍有“当食不食”(计算结果显示应该发生,实际上却看不到),并且无法解释。但我们似乎没有在这个问题上进行更加深入的研究。而古希腊天文学从柏拉图时代起,就致力于建立三维几何模型,托勒密时代提出了地心说,并为一千五百年之后哥白尼科学革命准备好了舞台。

  这应该让我们更加意识到,科学始终来源于现实问题,但我们不能把目光局限在现象层次上,忘记了对知识产生过程和未知问题的瞻望。这一点,在我们今天的科学教育上尤应警惕——科学教育不能只从书本到书本,而要在注重知识学习的同时,激发兴趣、启迪爱好,鼓励更多青少年儿童热爱科学、养成科学思考的方式。

  对于公众而言,我们也应该对比、借鉴世界科学发展的历史,理解科学发现大多数是“反常识”的。因此,相对于其他文化领域,科技领域更需要多样性观点和宽容精神、需要批评和争鸣,因为我们无法事先评判哪一种新思想是正确的,更无法通过计划书来决定原创新科学的诞生。这样,才能为促进原创科学技术的产生提供丰厚的土壤。

  早在四百年前,徐光启面临中国天文历法方面的落后,就定下了“欲求超胜,必须会通;会通之前,必先翻译”的方针。其时,仅仅通过一代人的努力,就使中国历法赶上了当时西方的水平。他更敏锐地意识到了西方学术先进的原因是“无他谬巧也,千百为辈,传习讲求者三千年,其青于蓝而寒于水者,时时有之”。反观中国历史,对自然科学感兴趣的学者数量不算多,杰出之人“越百载一人焉,或二三百载一人焉”。

  徐光启的忧虑如今已经得到解决——今天,中国科技事业已经天翻地覆,我国的科技人员总量已经位居世界第一位,而随着“强基计划”、各类人才计划的实施、随着我国科技事业的不断发展,也必将涌现更多领军人物和战略科学家。

  远追古代仁人志士的初心,实现科技强国的愿景,正在今日。

(责编: 李雨潼)

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