有關(guān)天文學的知識
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有關(guān)天文學的知識范文第1篇
天文學是一門古老的學問，中國自古設(shè)有司天監(jiān)等專門職位負責觀測天象的工作。隨著西方近代科學的興起，古老的占星學轉(zhuǎn)變成以科學為基礎(chǔ)的天文學，不僅結(jié)合各種類別的科學，如物理、化學、生物、地質(zhì)等，并需要尖端科技的協(xié)助，才能搜尋百億光年遠的天體，并能正確地解釋現(xiàn)象。
臺灣天文學正式教育屬于地球科學，一切天文相關(guān)知識全放在國中以及高中的地球科學課本。地球科學還包含了地質(zhì)、大氣科學和海洋科學，內(nèi)容繁雜，而各科又屬不同領(lǐng)域，在大學教育中，分屬不同科系，例如中央大學的地球科學系、大氣科學系，臺灣大學海洋研究所等，雖然臺灣師范大學設(shè)有地球科學系，以培育臺灣高中地球科學教師為主要方向，但并非所有負責教授高中地球科學的老師都受過所有的專業(yè)訓練，實有必要了解高中天文教育的成效，可作為師資訓練的方向。更進一步可以了解非理工科系大學生的天文知識程度，作為日后推廣公眾天文知識程度的參考。
此外，也希望透過問卷調(diào)查，了解星座和2012世界末日流言的對于公眾的影響程度，以及公眾天文知識程度之間的關(guān)系，作為破除相關(guān)流言的努力方向。
2調(diào)查內(nèi)容與方法
此次天文知識初步調(diào)查是在宜蘭礁溪A大學進行，該校通識教育中心在100學年度第1學期的自然與科學學門開了一門《地球科學》課程，分就地球科學、海洋、大氣、太空和天文五門自然科學邀請五位專業(yè)教師授課，學生主要來自非理工科系，包括歷史學系20人、傳播學系17人、佛教學系16人、文學系11人、外國語文學系7人、社會學系6人、經(jīng)濟學系4人、樂活生命文化學系3人、資訊應(yīng)用學系2人、國際與兩岸事務(wù)學系2人、管理系2人、心理學系2人、公共事務(wù)學系2人、學習與數(shù)位科技學系1人、哲學系1人。天文學從12月15日開始授課，連續(xù)四周，在第一堂上課前發(fā)問卷調(diào)查，實收54份。
問卷設(shè)計主要參考美國在1999年6月發(fā)表的天文學調(diào)查測試第二版（ADT 2.0, Hufnagel et al. 2002），ADT是以研究作基礎(chǔ)的工具，藉以了解學生對特定幾個天文概念的熟知程度。ADT2.0共設(shè)計了30題，前21題屬于天文基本知識的測驗，后9題有關(guān)受測對象的背景資料，主要目的是要收集受測對象的年齡、職業(yè)、性別等相關(guān)資訊。ADT 2.0的主要目的還包括檢視對非理工大學生的天文教學成效，因此測驗方式會在授課前后各舉行一次，經(jīng)過相互比較，作為授課的參考。
本論文所使用的問卷共22題，前10題屬于天文基本知識題，后12題屬于背景資料題。前10題當中有8題完全取自ADT 2.0，分別是第1、3、4、5、6、7、8和9題，當中第1和9題在題目和答案略做修改，但不影響測驗目的。除了ADT 2.0 的8題測驗符合現(xiàn)有高中課程內(nèi)容，另加上二題測驗月相和哈柏定律的了解。背景資料題除了ADT 2.0的8題外，另加上第19、20、21和22 題，想要知道受測對象對偽科學的態(tài)度、獲取天文知識的途徑，以及對推廣天文普及教育的態(tài)度。偽科學是指一種自我宣稱科學、自以為是科學或者實踐起來像是科學，但不依循科學方法，缺乏證據(jù)或可信度，且無法有效驗證，美國國家科學院兩年一次的科學和工程指標（Science and Engineering Indicators）報告是以占星學作為偽科學的指標，在此次問卷中，除了用占星學常用的星座外，還選了2012末日預言的熱門話題作為偽科學調(diào)查的題目。
相較于ADT 2.0的基本知識題，此次問卷題目較少，也較為簡單。問卷調(diào)查只在天文通識課程授課前進行，并采匿名填寫，以保證調(diào)查結(jié)果的真實性。當場共回收54份問卷，其中只有一份問卷只填寫后12題背景資料題，知識題的部分全都放棄作答。
3調(diào)查結(jié)果
3.1 天文基礎(chǔ)知識的總體程度
從答對題數(shù)來看，分數(shù)平均值為30.93%（全部答對為100%），標準偏差(standard deviation)為15.55%，標準誤差(standard error)為2.12%，從答對題數(shù)的分布情形（圖1），沒有鐘形分布，可以清楚看到不對稱的分布，顯示題目對學生來說，較為困難。
3.2 天文基礎(chǔ)知識總體程度與性別的關(guān)系
在受測樣本中，女性占了35名，男性佔了18名，一名表明拒絕作答，從男女人數(shù)比例也可以顯示在一個非理工的大學環(huán)境，選此課程且來上課的女性占了大多數(shù)。從分數(shù)來看，男性的平均分數(shù)為38.9%，標準差為18.8%，女性的平均分數(shù)為26.9%，標準差為11.9%，男性分數(shù)略高于女性，但女性分數(shù)分布較為集中（圖2），兩性的分布都沒有呈現(xiàn)鐘形分布，顯示題目的難易度對兩性來說都偏困難。
3.3 天文基礎(chǔ)知識總體程度與自信心的關(guān)系
在自信心的表現(xiàn)上，女性對自認答題正確與否的信心和分數(shù)沒有明顯關(guān)連，但男性對自己的答題信心與分數(shù)成正比（圖3），男性對于自己的答案有信心的平均分數(shù)為70%，女性則只有32.5%。不論性別，沒有一位受測者對自己的答案非常有信心。
3.4 天文基礎(chǔ)知識總體程度與自認科學數(shù)學程度的關(guān)系
在問卷第16和17題分別調(diào)查受測者自認數(shù)學和科學的程度，從圖4可以看出，自認科學程度好的學生，天文基礎(chǔ)知識的分數(shù)也較高，隨著自認程度越好，分數(shù)越高，但自認數(shù)學程度和分數(shù)沒有太明顯的關(guān)連，自認數(shù)學好的學生比非常差的分數(shù)(30%)略高了6.7%，并且沒有自認數(shù)學非常好的學生。
3.5 天文基礎(chǔ)知識總體程度與知識途徑的關(guān)系
媒體環(huán)境在最近幾十年有明顯改變，現(xiàn)在的網(wǎng)路無所不在，甚至改變?nèi)藗兩詈蛯W習的型態(tài)。非理工大學生在獲得天文知識的途徑中(圖5)，課本仍是主要的來源，佔了調(diào)查總?cè)藬?shù)的46%，網(wǎng)路最低，只有15%。但從分數(shù)的分布統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，選擇網(wǎng)路的平均分數(shù)是36.7%，是課本(28%)的1.31倍，其次是電視，佔總?cè)藬?shù)的20%，分數(shù)則是32.7%，平面媒體則是19%，分數(shù)(27%)略低于課本。顯見網(wǎng)路和電視是獲得天文知識的主要且有效的途徑。
3.6 天文基礎(chǔ)知識總體程度與為科學的關(guān)系
此次調(diào)查與ADT 2.0最大不同的地方是兩題與偽科學有關(guān)，分別是調(diào)查星座是否有科學根據(jù)（圖6）和2012世界末日的最可能原因（圖7）。大多數(shù)人都會相信星座，甚至認為星座是有科學根據(jù)，是經(jīng)過統(tǒng)計所得到的結(jié)果，并且與天文學有關(guān)，但調(diào)查結(jié)果顯示認為星座沒有科學證據(jù)的分數(shù)較高(42.2%)，次高分數(shù)是沒有作答的學生(40%)。另外，不相信有2012世界末日的分數(shù)也是最高(36%)。
4結(jié)論與討論
本論文想藉由國際上常用的天文學調(diào)查測試（ADT 2.0）了解臺灣非理工科系大學生的天文知識程度。雖然調(diào)查對象只針對一所非理工為主的大學，且選修通識課程的一班學生，但與美國大學普查結(jié)果比較，在總體程度與美國大學生差異不大，相關(guān)初步調(diào)查結(jié)果仍有研究的價值。
此次受測有效樣本只有54名，平均分數(shù)(30.93%)略低于美國全國大學生普查(Deming, 2002)的平均分數(shù)（32.4 %），美國大學生的標準偏差為15.35%，標準誤差為0.21%（受測學生5346名），本問卷的結(jié)果則是標準偏差15.55%，標準誤差2.12%（受測學生54名），除因受測人數(shù)造成標準誤差較大外，顯示雙方平均分數(shù)差異不大。
A大學共有四個學院，分別是人文學院、理工學院、社會科學暨管理學院和佛教學院，共24個學系，理工學院僅有4個學系，但全校男女學生比例接近。雖然測驗當天有缺席的現(xiàn)象，但就出席學生做調(diào)查，女性人數(shù)近乎男性人數(shù)的1.9倍。單就分數(shù)來看，男性分數(shù)(38.9%)是女性(26.9%)的1.45倍，相較于美國普查結(jié)果(Derming, 2002)，男性分數(shù)(38%)是女性(27%)的1.41倍，二者差異不大。對于兩性對自我天文程度的了解，男性自認天文程度高的分數(shù)(70%)也比較高，女性則沒有明顯趨勢(圖3)，此一男女之間的差異是否和個性有關(guān)，在本調(diào)查中無法得知，值得進一步研究。
在科學和數(shù)學程度的自我認知上，自認科學較好的學生，分數(shù)也相對較高，但在數(shù)學上沒有類似的趨勢（圖4），一般認為數(shù)學程度應(yīng)和科學程度有正相關(guān)的關(guān)系，可能受測學生普遍對數(shù)學沒有信心。
從學習途徑來看，課本仍是學習天文知識的主要來源，佔46%，其次分別為電視、平面媒體（報紙和雜志）、網(wǎng)路。根據(jù)美國國家科學院2010年科學和工程指標，相較于過去十多年，美國人民對當前科技新聞事件、科技訊息和特定科學議題的獲取途徑已有明顯變化，在當前科技新聞事件的獲得以電視為主要來源（佔45%），其次就是網(wǎng)路(24%)，在科技訊息方面，電視(34%)與網(wǎng)路(35%)不相上下，對特定科學議題，網(wǎng)路(59%)將近是電視(15%)的六倍，平面媒體除了在當前科技新聞事件佔了16%，其他都只有數(shù)個百分點，未來網(wǎng)路絕對是最重要的獲取途徑。中國大陸也對北京一般民眾的天文知識程度做出初步普查(丁一等人2010)，結(jié)果顯示書本、期刊、雜志是主要獲取天文知識的途徑（40.71%），透過網(wǎng)路的最低(17.7%)。但從我們調(diào)查的結(jié)果顯示，網(wǎng)路雖然也是最低使用的途徑，但卻有較高的分數(shù)(36.3%)，其次是電視(32.7%)，此一結(jié)果或可作為選擇提升天文知識較為有效傳播媒介的參考。
最后，與其他普查報告不同的是有關(guān)偽科學的調(diào)查。在此次問卷中，額外增加2題與星座、2012世界末日有關(guān)，單就人數(shù)統(tǒng)計來看，不相信星座有科學根據(jù)的人占總?cè)藬?shù)的17%，遠低于相信星座有或可能有科學根據(jù)的68.5%，而不相信2012世界末日的人則佔37%，是星座的2倍?？赡茉蚴墙鼇砜茖W家與公眾的直接溝通與相關(guān)正面報導有關(guān)，美國航太總署出面澄清，許多科普雜志專文反駁（如科學月刊、臺北星空）。由于科學家提供相關(guān)證據(jù)，積極與公眾說明解釋，使得相信2012世界末日流言的人數(shù)少于相信星座有科學根據(jù)的人。若從美國科學和工程指標的調(diào)查結(jié)果，2010年有62%的成人不認為占星學是一門科學，若分別針對高中生、高中程度、大學程度和研究所以上程度，隨著學歷的增高，不認為占星學是科學的比例也逐漸增高，顯示在美國，教育仍是破除偽科學的好方法。
若從本次調(diào)查的分數(shù)高低來看，認為星座沒有科學根據(jù)，以及不相信世界末日的分數(shù)都高過其他人，顯示在臺灣，科學教育的落實可以有效破除偽科學，這對科學傳播和推廣是有正面鼓舞的作用。
參考文獻：
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[6] 黃明輝（2011）. 破解2012末日預言. 臺北星空，54，8-18.
有關(guān)天文學的知識范文第2篇
美國航空航天局(NASA)
這是著名的美國航空航天局網(wǎng)站中面向教育者的部分(圖1)。其中，按照不同年級以及非正規(guī)教育、高等教育等類別，為教育者提供了用于教學的活動方案、視頻、圖片資料以及相關(guān)資源鏈接和介紹等。此外，該網(wǎng)站還有面向?qū)W生的內(nèi)容，按年級提供了豐富的視頻、圖片以及活動資料，可以幫助不同年齡段的孩子們了解有關(guān)航空航天以及氣候變化等方面的知識。
語言：英語
適用年級：小學至高中，以及非正規(guī)教育
適用人群：教師
資源使用：在線使用或直接下載
歐洲空間局(European Space Agency)
這是歐洲空間局網(wǎng)站面向教育者的部分，由歐空局教育辦公室制作，主要向教育者和學生提供四個方面的內(nèi)容：動手做項目、教師支持資源、國際合作項目以及教育普及項目?！皠邮肿觥焙汀敖處熤С仲Y源”部分提供了大量用于課堂以及課外學習航天知識、開展教學和動手實踐活動的課件和活動方案。
語言：主要歐盟國家語言，包括英語
適用年級：小學至大學
適用人群：教師、學生
資源使用：在線使用或直接下載
此外，歐空局還有專門面向小學生的網(wǎng)站(，)。
有趣的空間(Amazing Space)
這個教育資源網(wǎng)站由美國空間望遠鏡科學研究所的正規(guī)教育團隊制作。根據(jù)哈勃空間望遠鏡發(fā)回的各種信息資料，該團隊開發(fā)出面向各個年級的、適合課堂的內(nèi)容，幫助教師和學生了解和認識太空。
網(wǎng)站主要分為兩個部分，面向全體公眾的和面向教育和開發(fā)人員的。面向教育和開發(fā)人員的內(nèi)容包括教學工具(Teaching tools)、天文學基本知識(Astronomybasics)以及為訪問者自行開發(fā)教育項目而提供的相關(guān)資料(E/PO resource)?！敖虒W工具”可以按主題或資源類型進行搜索。教師可以利用“教學工具”中提供的活動方案和資源來組織學生開展認識太空的活動。
語言：英語
適用年級：幼兒園至高中
適用人群：教師、學生及公眾
資源使用：在線使用或直接下載
斯坦福太陽中心(Stanford Solar Center)
這個網(wǎng)站致力于向公眾和教育者提供有關(guān)太陽的各種知識。由NASA資助，作為斯坦福大學太陽觀測項目(Stanford Solar ObservatoriesGroup)的公眾宣傳和教育團隊，該中心在網(wǎng)站中向教師提供了分年級的課堂活動方案，幫助學生學習有關(guān)太陽的各種知識。網(wǎng)站還為學生提供了豐富的有關(guān)太陽的視頻、圖片以及小游戲等內(nèi)容。
語言：英語
適用年級：小學至高中
適用人群：教師、學生及公眾
資源使用：在線使用或直接下載
科普活動資源服務(wù)平臺
這是由中國科協(xié)青少年科技中心(中國科協(xié)科普活動中心)制作的用于科普活動資源共享的網(wǎng)站。該網(wǎng)站提供了大量的掛圖、活動資源包等內(nèi)容，以支持科普工作者和教育工作者開展相應(yīng)的科普和教育工作，其中包含有關(guān)航空航天的內(nèi)容，如天文活動資源包。資源包提供了面向?qū)W生和老師的天文活動輔導手冊、天文活動圖片資料以及由學生實施的簡單天文實驗。教師可以使用資源包里的背景材料進行知識擴展，使學生更全面地了解天文學的相關(guān)知識，引發(fā)學生對天文學的興趣；使用資源包提供的實驗設(shè)計，豐富課堂教學內(nèi)容，改善教學形式，讓學生自己動手去體驗天文學的樂趣。
語言：中文
適用年級：小學、初中
有關(guān)天文學的知識范文第3篇
美國哈勃太空望遠鏡科學研究所著名天體物理學家馬里奧•里維奧（MarioLivio，1945-）撰寫的科普名著《IsGodaMathematician？》中提出一個疑問，并指出這個疑問曾令那些最富有創(chuàng)新精神的先賢們苦苦思索了幾個世紀：數(shù)學無處不在，無所不能。這些正會讓人們聯(lián)想到神的特征[1]。數(shù)學似乎不僅是描述和解釋整個宇宙最有效的工具，而且可以用來解釋最復雜的人類活動。
1數(shù)學何以有效
古希臘時期，數(shù)學作為一種神秘主義信仰而存在。直到中世紀基督教時期，數(shù)學逐漸促使人們從盲目的信仰轉(zhuǎn)向理性。隨著數(shù)學理性的發(fā)展和希臘學術(shù)的復興，一批具有理性主義的學者們提出宇宙的設(shè)計主要是數(shù)學設(shè)計，上帝成了數(shù)學家，研究自然界的數(shù)學設(shè)計成為最神圣的事業(yè)。隨著文藝復興后科學理論、科學公式的定量化、演繹的、具有嚴密邏輯結(jié)構(gòu)的方式為人們所把握，人們終于拋棄了世俗的上帝，開始走向無神論和泛神論。對因果關(guān)系的信仰，宇宙統(tǒng)一理論的理想，世界合理性和可理解性的信念，成為支配科學家工作的基礎(chǔ)。數(shù)學的確定性、一致性和對因果關(guān)系的把握，已經(jīng)深深融入西方文化的深層結(jié)構(gòu)，成為人們的一種觀念，對近代西方文化產(chǎn)生了重要的影響。
16-18世紀的西方數(shù)學家，對于在宇宙體系構(gòu)建上為什么數(shù)學奏效這個問題的回答是直截了當?shù)?。深受大自然是根?jù)數(shù)學設(shè)計的這一古希臘信念的影響，并同樣受上帝根據(jù)數(shù)學設(shè)計了世界這一中世紀信條的影響，他們將數(shù)學看成通過自然界的真理之路。通過將上帝看成專注、至高的數(shù)學家，就有可能將對于大自然的數(shù)學規(guī)律的探求看成宗教追求。伽利略、笛卡爾、牛頓等一大批科學家們堅信世界的和諧是上帝的數(shù)學安排。上帝將嚴格的數(shù)學秩序給予了世界，而我們只能費勁千辛萬苦才能理解[2]。一直到愛因斯坦所信仰的“同深摯的感情結(jié)合在一起的、對經(jīng)驗世界中所顯示出來的高超的理性的堅定信仰”的斯賓諾莎式的上帝概念[3]，自然神論———泛神論才成為愛因斯坦以及之后很多西方科學家的科學信仰和感情的基礎(chǔ)。非歐幾何誕生后，雖然很長一段時間內(nèi)人們對數(shù)學的真理地位喪失了信心，對非歐幾何提出了眾多質(zhì)疑，它能描述我們居住的物質(zhì)世界嗎？但當它在愛因斯坦的相對論中得到回答時，數(shù)學這種神奇的有效性又使眾多數(shù)學家陷入思考，有些人開始認為數(shù)學是原本存在的，我們只是進行不斷的發(fā)現(xiàn)而已，有些人堅持認為數(shù)學只是我們的一種創(chuàng)造，現(xiàn)實世界并不存在，然而數(shù)學何以這么有效呢？愛因斯坦也驚嘆：“數(shù)學，這個獨立于人類經(jīng)驗存在的人類思維產(chǎn)物，怎么會如此完美地與物理現(xiàn)實中的物質(zhì)相一致”[1]？愛因斯坦在《我眼中的世界》(1934年)一文中進一步指出：“迄今為止，我們的經(jīng)驗已經(jīng)使我們有理由相信，自然界是可以想象得到的最簡單的數(shù)學觀念的實際體現(xiàn)。我堅信，我們能夠用純粹數(shù)學的構(gòu)造來發(fā)現(xiàn)概念以及把這些概念聯(lián)系起來的定律，這些概念和定律是理解自然現(xiàn)象的鑰匙。經(jīng)驗可以提供合適的數(shù)學觀念，但是數(shù)學概念無論如何都不能從經(jīng)驗中推導出來。當然，經(jīng)驗始終是檢驗數(shù)學結(jié)構(gòu)的實用性的唯一標準，但是這種創(chuàng)造的原理都存在于數(shù)學之中。因此，在肯定的意義上，我當然地認為，像古人所夢想的純粹思維能夠把握實在”[4]。
非歐幾何在相對論理論上的成功，使人們對數(shù)學的觀念逐漸地發(fā)生轉(zhuǎn)變。對非歐幾何的確認，實際上就已經(jīng)意味著從古希臘以來的、以數(shù)學為代表的“絕對真理觀”的終結(jié)。但不管怎么說，盡管數(shù)學失去了其在真理堡壘中的絕對位置，但它與物理世界很相契。無可回避的而且仍有無可估量的重要性的事實就是，數(shù)學是探究、發(fā)現(xiàn)和描述物理現(xiàn)象的最佳方法。在古希臘、中世紀、文藝復興時期及其后，數(shù)學都是有力的知識工具，即便是被賦予神學意義的時候仍認為上帝是按照數(shù)學規(guī)律設(shè)計這個世界的。
正如我們在近現(xiàn)代物理學的某些分支中見到的，數(shù)學是我們關(guān)于物理世界的知識之精髓。盡管數(shù)學結(jié)構(gòu)本身并不是物理世界的實在，但它們是我們所擁有的唯一通向?qū)嵲谥T的鑰匙。“非歐幾何學的創(chuàng)立非但沒有毀掉數(shù)學的價值及對于其結(jié)果的信心，反而———非常吊詭地———增加了其實用性，因為數(shù)學家能夠自由地探索全新的概念，發(fā)現(xiàn)其中有些可應(yīng)用。事實上，自1830年以來，數(shù)學在組織和控制大自然中的作用以幾乎不可相信的速度擴展了。此外，自牛頓時代以來，數(shù)學家描述和預言自然的過程的準確性大大增加了。[2]”黑洞理論是科學史上極為罕見的情形之一，在沒有任何觀測到的證據(jù)證明其理論是正確的情形下，作為數(shù)學的模型被發(fā)展到非常詳盡的地步。的確，這經(jīng)常是反對黑洞的主要論據(jù)：你怎么能相信一個其依據(jù)只是基于令人懷疑的廣義相對論的計算的對象呢[5]？盡管數(shù)學因為非歐幾何的出現(xiàn)失去了絕對真理的地位，以及哥德爾定理導致的數(shù)學家們對數(shù)學基礎(chǔ)論爭的失敗，讓人們對數(shù)學的有效性產(chǎn)生了懷疑。但是，正如數(shù)學史家M•克萊因所說的：“也許人類的數(shù)學僅僅是一個可行的方案，也許自然本身更為復雜或者并沒有什么固有設(shè)計。但是，數(shù)學仍不失為一種探索，是掌握自然的一種方法。在那些數(shù)學行之有效的領(lǐng)域，它是我們的全部資本；如果它不是現(xiàn)實本身，它就是我們所能達到的與現(xiàn)實最接近的東西。……就知識的確定性而言，數(shù)學是一種理想，我們?yōu)檫@一理想而奮斗，盡管我們也許永遠不會達到。確定性也許只不過是我們在不斷捕捉的一個幻影，它是如此無止境地難于捉摸。然而，理想具有力量和價值，公正、民主和上是理想。的確，也有在上帝的幌子下被謀殺的人，審判不公的案件也臭名遠揚，但是，這些理想是千百年來文化的重要產(chǎn)物。數(shù)學也是一樣，盡管它也僅是一種理想。也許細想這一理想將會使我們更加清楚地認識到在任一領(lǐng)域，我們該選擇什么方向才能獲取真理”[4]。
愛因斯坦相信人類的數(shù)學只有一少部分由實在主導。他在《相對論的意義》（1945年）中說道：“觀念的世界看來不能用邏輯的方法從經(jīng)驗中推導出來，而從某種意義上說是人類心智的創(chuàng)造，沒有這種創(chuàng)造就沒有科學。盡管如此，這個觀念的世界程度很小地獨立于我們的經(jīng)驗的本性，正如衣服程度很小地獨立于我們身體的形狀一樣”[2]。對于數(shù)學為什么有效，那些較早世紀與宗教有關(guān)的信念在現(xiàn)代被拋棄了。不過現(xiàn)在我們再回過頭來看著名物理學家詹姆斯•金斯提出的“宇宙似乎是由一位理論數(shù)學家設(shè)計的”這一問題，他認為“基本的事實就是這樣：科學現(xiàn)在給大自然所描繪的圖像（看來只有這些圖像能夠與觀察到的事實一致）是數(shù)學化的圖像……大自然似乎精通純數(shù)學的規(guī)則……不管怎么說這一點幾乎是無可爭辯的：大自然和我們的有意識的數(shù)學心智根據(jù)同樣的規(guī)律來運作。”著名數(shù)學家齊民友先生有力地回答了這一問題，數(shù)學作為人類文化的一個重要部分，既然是科學，它首先關(guān)心的當然還是我們生活于其中的宇宙。數(shù)學的探索意義究竟何在？就在于它對認識宇宙的本性上有重大貢獻。我們不贊成狹隘的近視的看法，認為一切數(shù)學研究都必須有某種具體的目的，或者用現(xiàn)行的說法叫做“有應(yīng)用前景”。其實所謂的“前”可以有完全不同的理解，“眼前”固然是“前”，“前瞻若千年”也是前，區(qū)別在于人類社會在文化和物質(zhì)上的發(fā)展程度。發(fā)展向上的社會，具有更高的文化、科學和物質(zhì)生產(chǎn)水平，同樣也就會更認真地考慮各門科學的前景。但是，從根本上說，如果數(shù)學的研究不能在“認識宇宙”上開花結(jié)果，數(shù)學研究還有多少價值呢！“認識人類自己”其實也還是為了提高人的認識能力，去認識大自然和人類社會，否則數(shù)學也就成為一種宗教式的內(nèi)省了。在這里我們沒有用“改造自然”的說法，因為人與自然究竟應(yīng)該是什么關(guān)系，是不是簡單地按人類的需要來“改造”自然是一個很大的問題，當代科學的發(fā)展使我們懂得了人必須與大自然“和睦相處”。認識宇宙，也認識人類自己其實也還是為了找到正確的相處關(guān)系。我們一再強調(diào)過數(shù)學作為人類文化的一個重要特點，就是極端抽象的、甚至有時被誤解為“毫無意義”、“脫離實際”……的數(shù)學研究，可以根本改變?nèi)藢Υ笞匀缓腿祟愖约旱目捶ǎ踔量梢愿淖內(nèi)祟惿鐣拿婷?。人們很難回避一個結(jié)論：數(shù)學是人類全部技術(shù)的最重要的基礎(chǔ)[6]。#p#分頁標題#e#
2中國古代的宇宙觀念
在西方文化中，按照數(shù)學模式來解釋世界、構(gòu)造天文理論，從其初始的一種宗教式崇拜，后來演化成上帝用數(shù)學設(shè)計世界。蘊含于其中的數(shù)學理性，最終把西方天文學導入了現(xiàn)代科學的數(shù)學理論框架之中。相反，中國古代天文學空有辛勤準確的觀測記載，而始終未能形成一種明確可遵循的理論體系。例如，哈雷彗星在中國古代天文史上有30多次之多的記載，但中國的天文學家卻從來沒有人想到去構(gòu)造它的運行軌道，結(jié)果這個發(fā)現(xiàn)被18世紀英國的天文學家哈雷獲取。因為哈雷發(fā)現(xiàn)每隔76年出現(xiàn)一次的記載，恰是彗星繞太陽運行的軌道的周期。這個史實足以表明，在經(jīng)驗和知識充分積累之后，如果沒有深層的理性構(gòu)造就必然導致科學停滯不前甚至倒退[7]。中國古代先賢很早就對宇宙問題有過思考，《淮南子•原道訓》注：“四方上下曰宇，古往今來曰宙，以喻天地。”即宇宙是天地萬物的總稱?！肚f子•天運》中記載：“天其運乎？地其處乎？日月其爭于所乎？孰主張是？孰維綱是？孰居無事推而行是？意者其有機緘而不得已乎？意者其運轉(zhuǎn)而不能自止邪？云者為雨乎？雨者為云乎？孰隆施是？孰居無事樂而勸是？風起北方，一西一東，有上仿徨。孰噓吸是？孰居無事而披拂是？敢問何故？”華夏民族作為一個古老的農(nóng)耕民族，對天文學非常依賴，很早就注意觀測和記錄各種天象。在殷墟甲骨卜辭中已有了日食、月食的記載。有關(guān)流星、彗星、太陽黑子等異常天象，中國古代也都有記錄。春秋戰(zhàn)國時期，由齊國人甘德和魏國人石申所著的《甘石星經(jīng)》已有115顆恒星的坐標位置?？梢哉f在天文學史上，中國人的經(jīng)驗知識以及觀測記載堪為世界第一。著名的科學史學者李約瑟先生在把中國古代的天文學與其它民族的天文學成果相比較時認為：“中國人在阿拉伯以前，是全世界最堅毅、最精確的天文觀測者。有很長一段時間（約在公元前5世紀到公元10世紀），幾乎只有中國的記事可供利用。現(xiàn)代天文學在許多場合（例如對彗星，特別是對哈雷彗星重復出現(xiàn)的記載）都曾求助于中國的天象記事，并得到了良好的結(jié)果”[8]。
中國很早就創(chuàng)立了干支記法和二十八宿的獨特測天方法。戰(zhàn)國時代已有五星記載（金木水火土），在漢代時測得更為精密。中國古人把整個天空分成四宮，就像將一個蘋果切成四大塊那樣，而每一部分都有一種象征性的古代動物代表，蒼龍為東方和春，朱雀為南方和夏，白虎為西方和秋，玄武為北方和冬。而緊圍著天帝極星的北拱極區(qū)，按照類似于五行的象征性關(guān)系又被認為是獨立的中央黃宮。而這種五行觀念貫穿在整個中國的自然哲學之中。從遠古以來，中國的赤道（與黃道相對）被分成28份，即每宮七宿，每宿由一特殊的星座標定，從其中某一特定的定標星（距星）起算，因而每一宿所占的赤道范圍又有很大差別。中國古代信守“天人合一”的理念，歷代帝王治國安民，無不求端于天，傳說自三皇五帝開始就有歷法。三統(tǒng)歷、四分歷、乾象歷等所測得五星的度數(shù)以及會合周期的精確度已經(jīng)相當高。根據(jù)天文學家陳遵媯先生統(tǒng)計，中國自古以來歷代的歷法共有104部之多[9]，經(jīng)歷了準備時期、古歷時期、中法時期、中西合法時期和公歷時期五個發(fā)展階段。其中準備時期以《夏小正》歷法為主，古歷時期從春秋到漢武帝期間主要是《顓頊歷》，中法時期從漢武帝開始的《太初歷》和直到明朝的《大經(jīng)歷》，中西合法時期是以明徐光啟主持的《崇禎歷書》和清朝《時憲歷》、《癸卯元歷》為代表，公歷時期是后從1912年開始實施的公歷，也即格里高里歷[10]。
3基于中西文化史的思考
中國最初在天文理論構(gòu)思方面（蓋天說、渾天說）也不遜于西方天文鼻祖托勒密。而且從實際上說，托托勒密構(gòu)造的“地心說”，并不具有比“渾天說”更多的經(jīng)驗支持。有人曾把托勒密的地心說與同時代漢朝天文學家張衡的天文理論作過比較，發(fā)現(xiàn)兩者具有極大的相似性，依據(jù)張衡的假說所繪制的天文圖與托勒密的地心說天文圖幾乎沒有什么兩樣[11]。遺憾的是張衡并沒有明確提出像托勒密那樣的地心說理論模型。李約瑟曾評價說：“把中國的星表和伊巴谷、托勒密的星表對照來看，是非常有意思的。后者不僅年代較晚，所載的恒星也少三分之一，……周、漢之間中國人在方位天文學方面的工作應(yīng)在科學史上占有遠為重要的地位，這是毫無疑問的?，F(xiàn)代世界通用的天球坐標系基本上是中國式的，而不是希臘式的，這一點似乎也值得強調(diào)”[8]。從中西方數(shù)學文化史比較的意義上看，以托勒密為代表的古希臘天文理論模式是以數(shù)學崇拜為基點建立起來的，而中國古代天文理論的構(gòu)思卻是建立在《周易》衍生出來的陰陽五行解釋系統(tǒng)之上的。作為一種理論的構(gòu)思，作為一種理性的追求，中國與古希臘天文理論在數(shù)學理性上的差異，決定了它們未來的發(fā)展前途。哥白尼的日心說雖然早在17世紀30年代就被寫入《崇禎歷書》，但后來還是被否定，在中國人的觀念中唯有地靜說才是公認的觀點。
天文學是離不開數(shù)學的，確定日月星辰的位置，觀察記載它們的運動，尋找季節(jié)變化的規(guī)律都必須以數(shù)學的計算為手段。中國古代的天文學在這種應(yīng)用的層次上當然也是依憑數(shù)學的，尤其是在歷法計算方面，唐代的僧一行運用的插值方法與西方相比非常高超。但是，當涉及整個天文學理論模式構(gòu)造，情況就不一樣了。中國古代天文學的蓋天說、渾天說、宣夜說，實際都是把觀測經(jīng)驗和計算數(shù)據(jù)容納在一個按《周易》思維方式構(gòu)造出的模式之中。有的學者評述時說：“查陰陽五行與天文歷法，有的部分是巧合，有的部分是勉強牽強”[12]。其實巧合也好牽強也好，這些理論構(gòu)造在其當時是有其合理性的，致命的危機潛伏在它未來發(fā)展的可能性上面。劉徽在注釋《九章算術(shù)》序中說：“昔在包犧氏始畫八卦，以通神明之德，以類萬物之情，作九九之術(shù)，以合六爻之變。”顯然，劉徽是在《周易》解釋宇宙萬物的指導下來建立“九九之術(shù)”的。顯然，作為一種理性，中國古代數(shù)學在它構(gòu)成第一本數(shù)學著作時，就成為《易經(jīng)》的“婢女”，而不是像《易經(jīng)》那樣獲得在中國文化中解釋宇宙萬物的地位。齊民友先生曾指出數(shù)學理性精神、數(shù)學探索精神“其實只是西方文化中所表現(xiàn)的人類精神生活的一個側(cè)面。把認識宇宙也認識人類自己作為永恒的主題這只是西方文化的特征；把進行這種理性的探索看成人類最崇高的感情，也只是對西方人而言的。中國人生活在天人合一的至高無上的和諧中，精神生活早已得到滿足，哪說得上要什么思想解放呢”[6]？中國以陰陽五行、《周易》八卦為表象形式，形成中國整體相關(guān)、整體互補的辯證思維方式。并在以農(nóng)耕生存、家庭和血緣關(guān)系為主體的，以倫理道德為主要發(fā)展方向的價值取向中[13]，形成了中華民族文化特定的理性精神，而這種理性精神中不像西方那樣以數(shù)學理性為主導。#p#分頁標題#e#
有關(guān)天文學的知識范文第4篇
關(guān)鍵詞：儒家文化古代科技古代科學家
關(guān)于中國古代是否有科學的問題，學術(shù)界至今仍有不同意見。不少學者根據(jù)卷帙浩繁的古代文獻，用歷史事實證明中國古代有科學，甚至認為，中國古代曾有過居于世界領(lǐng)先地位的科學技術(shù)。正如英國著名的中國科技史家李約瑟所言，古代的中國人在科學技術(shù)的許多重要方面“走在那些創(chuàng)造出著名的‘希臘奇跡’的傳奇式人物的前面，和擁有古代西方世界全部文化財富的阿拉伯人并駕齊驅(qū)，并在公元三世紀到十三世紀之間保持一個西方所望塵莫及的科學知識水平”，中國的科學發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明曾經(jīng)“遠遠超過同時代的歐洲，特別是在十五世紀之前更是如此”[]。然而，也有一些學者則根據(jù)中國古代沒有近代意義的“科學”，近代科學沒有在中國產(chǎn)生，以證明中國古代沒有科學。筆者持中國古代有科學的觀點，并認為，中國古代的科技具有明顯的儒學化特征，不同于近代意義的“科學”。這一看法對于理解中國古代科技曾有過輝煌但又沒有能夠?qū)崿F(xiàn)向近代科學的轉(zhuǎn)型，或許會有一定的幫助。
一．儒學化的中國古代科學家
從科技與社會相互關(guān)系的角度看，科學技術(shù)總是在一定的文化背景中孕育并得以發(fā)展的，因而必然會受到一定的文化的影響。儒家文化是中國傳統(tǒng)文化的主流，儒家文化對于中國古代科技的發(fā)展不可能不具有重要的影響。這種影響首先表現(xiàn)為儒家文化對于古代科學家的影響，表現(xiàn)為大多數(shù)科學家都不同程度地與儒學有著密切的關(guān)系。
關(guān)于中國古代科學家，目前，國內(nèi)有兩部較為重要的傳記著作，其一，由杜石然先生主編的《中國古代科學家傳記》，[]共選入中國古代科學家235位，另有明清時期介紹西方科技的外國人14位，該書收錄的古代科學家較全；其二，由盧嘉錫先生任總主編的《中國科學技術(shù)史》中有金秋鵬先生任主編的《中國科學技術(shù)史•人物卷》，[]該書精選了春秋戰(zhàn)國時期至清末的著名科學家77位（除漢代數(shù)學家張蒼和清初地理學家劉獻庭之外，大都包括在《中國古代科學家傳記》之中），該書收錄的古代科學家較精。以下就以杜石然先生所主編的《中國古代科學家傳記》為依據(jù)，參照金秋鵬先生所主編的《中國科學技術(shù)史•人物卷》，分析古代科學家與儒學之間的關(guān)系。
根據(jù)筆者分析，在《中國古代科學家傳記》中所收錄的科學家，大都與儒學有著程度不同的關(guān)系。依據(jù)這些科學家與儒學的關(guān)系的密切程度，可分為以下兩個層次：
其一，在儒學發(fā)展史上具有較重要地位或撰有儒學研究著作的科學家。這類科學家有：漢代的張衡、崔寔，魏晉南北朝時期的陸璣、虞喜、何承天、祖沖之，隋朝的劉焯，宋代的沈括、黃裳，明代的羅洪先、宋應(yīng)星、張履祥，清代的朱彝尊、戴震、阮元、汪萊、李銳，等等。其中漢代的天文學家張衡著《周官訓詁》；東晉時期的天文學家虞喜“釋《毛詩略》，注《孝經(jīng)》”[]；南北朝時期的天文學家何承天對《禮論》進行整理，“刪減合并，以類相從，凡為三百卷”[]，數(shù)學家、天文學家祖沖之“著《易》、《老》、《莊》義，釋《論語》、《孝經(jīng)》”[]；隋朝時期的天文學家劉焯著《五經(jīng)述義》；宋代的科學家沈括撰《孟子解》，天文學家、地理學家黃裳撰《王府春秋講義》；明清之際的科學家宋應(yīng)星撰《談天》、《論氣》；清代的數(shù)學家汪萊撰有《十三經(jīng)注疏正誤》、《說文聲類》等經(jīng)學著作，數(shù)學家李銳協(xié)助阮元校勘《周易》、《谷梁》和《孟子》，并撰有《周易虞氏略例》、《召誥日名考》等等。
其二，明顯受儒學影響、具有儒家理念或運用儒家經(jīng)典中的知識進行科學研究的科學家。這類科學家較多，比如（按年代順序），班固、劉洪、張仲景、皇甫謐、裴秀、劉徽、酈道元、賈思勰、王孝通、賈耽、杜佑、李吉甫、陸龜蒙、韓鄂、蘇頌、唐慎微、劉完素、鄭樵、張從正、李杲、宋慈、李冶、秦九韶、楊輝、郭守敬、朱世杰、王禎、朱震亨、魯明善、戴思恭、馬一龍、李時珍、徐春甫、程大位、朱載堉、陳實功、徐光啟、張景岳、邢云路、方以智、王錫闡、梅文鼎、楊屾、徐大椿、陳修園，等等。
這些科學家與儒學都有著密切的關(guān)系。需要指出的是，以上所羅列的這些科學家?guī)缀跄依斯糯萍俭w系中數(shù)學、天文學、地理學、醫(yī)學和農(nóng)學五大學科的最著名的科學家，是科學史上各個時期最具代表的科學家。而且在事實上，除了以上科學家之外，還會有其他許多科學家與儒學有著直接的關(guān)系，比如，大多數(shù)官吏科學家必然要受到儒家思想的影響；一些道教、佛教科學家，在他們的成長過程中，在他們的科學研究中，也會與儒家思想有著這樣或那樣的關(guān)系。
古代科學家與儒學的這種關(guān)系，與儒家文化是中國傳統(tǒng)文化的主流有關(guān)。在這樣的文化背景下，古代中國人自小都學習過儒家經(jīng)典。儒家經(jīng)典是古代文化的載體，學習文化知識，不能不學習儒家經(jīng)典；同時，儒家經(jīng)典是培養(yǎng)理想人格的教科書，要成為有道德的人，也不能不學習儒家經(jīng)典。而且，儒家經(jīng)典是古代科舉考試的重要內(nèi)容，要進入仕途，也必須學習儒家經(jīng)典。古代的絕大多數(shù)科學家當然也不例外。而且在社會交往中，古代科學家大都免不了與儒士交往。從家庭成員到老師，以至朋友同事，總會有儒家學者，或者有儒家背景的文人學士。宋朝時期的法醫(yī)學家宋慈，先是師從朱熹弟子吳雉，又經(jīng)常向朱熹弟子楊方、黃干、李方子、蔡淵、蔡沈等學習。入太學時，他的文章得到著名理學家真德秀的賞識，并拜師受學。清代科學家梅文鼎，他的父親就是飽讀儒家經(jīng)典的書生；后來，他又與著名經(jīng)學家朱彝尊、閻若璩、萬斯同以及清初儒家李光地、著名儒家黃宗羲之子黃百家等等有過密切的交往；他的許多思想，包括一些科學思想的形成都或多或少地與他所交往過的儒家學者有關(guān)。又比如，清代的數(shù)學家李銳，曾師從于著名經(jīng)學家錢大昕，在數(shù)學研究上與經(jīng)學家焦循多有交往，與焦循、汪萊一起被稱為“談天三友”[]。
中國古代科學家在成長的過程中、在社會交往以及學術(shù)交往中，大都處于儒家文化的氛圍之中，儒家文化是他們心靈、思想、學識、情感的不可分割的重要組成部分，從而使得中國古代科學家?guī)в忻黠@的儒學化特征。他們大都具有儒家的價值觀念和道德品質(zhì)，具備深厚的儒家文化知識，對儒家經(jīng)典有著濃厚的學術(shù)情趣，以至于在他們的科學研究中，或是包含著對儒學的研究，或是運用了儒家經(jīng)典的知識，或是蘊涵著儒家的情懷。
二．儒學化的古代科學研究
在儒家文化為主流的中國傳統(tǒng)文化背景下，不僅科學家的價值觀念、人格素質(zhì)、知識學問要受到儒家文化的影響，而且在科學研究中，科學家的科研動機、基礎(chǔ)知識乃至科研方法，都在很大程度上受到儒學的影響。
（1）儒家的價值觀影響科學研究的動機
古代科學家研究科技的動機大致有三：其一，出于國計民生的需要；其二，出于“仁”、“孝”之德；其三，出于經(jīng)學的目的。
古代科學家研究科學的動機首先出于國計民生的需要。北魏時期的農(nóng)學家賈思勰在其所著的《齊民要術(shù)》中對此有很好的論述。該書的“序”在闡述作者研究農(nóng)學的目的時說：“蓋神農(nóng)為耒耜，以利天下。堯命四子，敬授民時。舜命后稷，食為政首。禹制土地，萬國作乂。殷周之盛?！对姟?、《書》所述，要在安民，富而教之。”[]他還舉了許多例子：“耿壽昌之常平倉，桑弘羊之均輸法，益國利民，不朽之術(shù)也”；“任延、王景，乃令鑄作田器，教之墾辟，歲歲開廣，百姓充給”；“皇甫隆乃教作耬、犁，所省庸力過半，得谷加五”；“《書》曰：稼穡之艱難?！缎⒔?jīng)》曰：用天之道，因地之利，謹身節(jié)用，以養(yǎng)父母?！墩撜Z》曰：百姓不足，君孰與足”。這些論述無非是要說明他撰著《齊民要術(shù)》的目的在于“益國利民”，為的是國計民生。元朝時期農(nóng)學家的王禎在所著《農(nóng)書》的“自序”中說：“農(nóng)，天下之大本也。一夫不耕，或授之饑；一女不織，或授之寒。古先圣哲，敬民事也，首重農(nóng)，其教民耕織、種植、畜養(yǎng)，至纖至悉?！彼掇r(nóng)書》的目的也在于國計民生。中國古代科技之所以在數(shù)學、天文學、地理學、醫(yī)學和農(nóng)學這些學科較為發(fā)達，概由于當時這些學科與國計民生密切相關(guān)。數(shù)學以解決實際問題為基本框架和內(nèi)容，其中所涉及的問題大都與國計民生有關(guān)；天文學講“敬授民時”，地理學講治國安邦，醫(yī)學講治病救人，也都與國計民生相關(guān)聯(lián)。
古代科學家研究科學的另一個動機是出于“仁”、“孝”之德。東漢時期醫(yī)學家張仲景研究醫(yī)學，旨在“上以療君親之疾，下以救貧賤之厄，中以保身長全，以養(yǎng)其生”，在于“愛人知物”、“愛躬知己”[]。魏晉時期醫(yī)學家皇甫謐在所著《針灸甲乙經(jīng)》的“序”中說：“若不精通于醫(yī)道，雖有忠孝之心、仁慈之性，君父危困，赤子涂地，無以濟之，此固圣賢所以精思極論盡其理也。”可見，他研究醫(yī)學的動機在于落實“忠孝之心、仁慈之性”。唐朝時期的醫(yī)學家孫思邈也在所著《備急千金要方》“本序”中指出：“君親有疾不能療之者，非忠孝也。”金代醫(yī)學家張從正更是明確把自己的醫(yī)學著作定名為《儒門事親》，以表明他研究醫(yī)學的動機在于“事親”。事實上，科學研究的動機出于國計民生的需要與出于“仁”、“孝”之德，這二者是一致的，關(guān)注國計民生是“仁”、“孝”之德的進一步推廣；所以，那些出于國計民生的需要的科學研究，同樣也是出于“仁”、“孝”之德。
除此之外，古代科學家研究科學還有一個動機，這就是經(jīng)學的動機。古代數(shù)學家大都把自己的數(shù)學研究與《周易》、《周禮》的“九數(shù)”以及儒家的“六藝”聯(lián)系在一起。魏晉時期數(shù)學家劉徽在所撰《九章算術(shù)注》“序”中說：“昔在包犧氏始畫八卦，以通神明之德，以類萬物之情，作九九之數(shù)，以合六爻之變”，“周公制禮而有九數(shù)，九數(shù)之流，則《九章》是矣”；《孫子算經(jīng)》認為數(shù)學是“六藝之綱紀”，能夠“窮道德之理，究性命之情”；唐朝時期的數(shù)學家王孝通在《上緝古算經(jīng)表》中說：“臣聞九疇載敘，紀法著于彝倫；六藝成功，數(shù)術(shù)參于造化”；這一切都是為了說明他們研究數(shù)學是對儒家經(jīng)學的繼承和發(fā)揮。宋朝時期的數(shù)學家秦九韶在《數(shù)書九章》的“序”中認為，數(shù)學“大則可以通神明、順性命，小則可以經(jīng)世務(wù)、類萬物”，元朝時期的數(shù)學家朱世杰在《四元玉鑒》“卷首”中認為，數(shù)學“以明理為務(wù)，必達乘除升降進退之理，乃盡性窮神之學”，這里講“通神明、順性命”以及“明理”，無非是要說明數(shù)學與理學在根本上是一致的，而他們的數(shù)學研究的動機也正在于此。事實上，宋代以后的科學家較多地把科學研究與求“自然之理”聯(lián)系在一起，所謂“數(shù)理”、“歷理”、“物理”、“醫(yī)理”之類；在他們看來，當時所謂的“自然之理”是包含在儒家“大道”中的“小道”，正如朱熹所言，“小道亦是道理”[]，所以，研究科學也是為了闡發(fā)儒家的道理。
從根本上說，古代科學家研究科學的以上三種動機都是圍繞著儒家的價值觀而展開的。出于國計民生的需要，就是為了落實儒家的民本思想；出于“仁”、“孝”之德，就是實踐儒家的仁愛理念；出于經(jīng)學的目的，就是要發(fā)揮儒家之道。因此，古代科學家的研究科學的動機最終都源自儒家的價值觀。
（2）儒家經(jīng)典成為科學研究的知識基礎(chǔ)
科學研究需要有相當?shù)闹R基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)，而在儒家文化占主流的背景下，大多數(shù)科學家的基礎(chǔ)知識甚至一些專業(yè)基礎(chǔ)知識最初都是從儒家經(jīng)典中獲得的。儒家經(jīng)典中包含了豐富的科技知識。就古代數(shù)學、天文學、地理學、醫(yī)藥學和農(nóng)學五大學科而言，《周易》等著作中包含有某些數(shù)學知識，《詩經(jīng)》、《尚書•堯典》、《大戴禮記•夏小正》、《禮記•月令》以及《春秋》等著作中包含有某些天文學的知識，《尚書•禹貢》、《周禮•夏官司馬•職方》等著作中包含有某些地理學知識，《周易》、《禮記•月令》等著作中包含了與醫(yī)學有關(guān)的知識，《詩經(jīng)》、《大戴禮記•夏小正》、《禮記•月令》等著作中包含有農(nóng)學知識。應(yīng)當說，儒家經(jīng)典中具備了古代科學家從事科學研究所需要的基礎(chǔ)知識以及一些專業(yè)基礎(chǔ)知識。因此，儒家經(jīng)典中的科技知識，實際上成為許多科學家的知識背景，成為他們的知識結(jié)構(gòu)中非常重要的組成部分。
古代許多科學家的科學研究正是在儒家經(jīng)典中所獲得的科學知識的基礎(chǔ)上，經(jīng)過自己的進一步研究、發(fā)揮和提高，從而在科學上做出了貢獻。從一些科學家的科學研究過程以及他們所撰著的科學著作中，可以發(fā)現(xiàn)，他們的科學研究與儒家經(jīng)典中的知識密切相關(guān)，在一定程度上是對儒家經(jīng)典中某些知識的發(fā)揮和提高。
古代數(shù)學家必定要講《周易》。魏晉時期的著名數(shù)學家劉徽在為《九章算術(shù)》作注時說：“徽幼習《九章》，長再詳覽，觀陰陽之割裂，總算術(shù)之根源。探賾之暇，遂悟其意。是以敢竭頑魯，采其所見，為之作注?！盵]也就是說，他是通過《周易》的陰陽之說“總算術(shù)之根源”，從而明白《九章算術(shù)》之意，并為《九章算術(shù)》作注。宋元時期的數(shù)學家講河圖洛書、八卦九疇。宋代著名的數(shù)學家秦九韶對《周易》揲蓍之法中的數(shù)學問題進行研究，從而引伸出一次同余組的解法，即“大衍求一術(shù)”，被認為達到了當時世界數(shù)學的最高水平；又有數(shù)學家楊輝對“洛書”的三階縱橫圖進行研究，直至對十階縱橫圖的研究；還有元代著名數(shù)學家朱世杰撰《四元玉鑒》，運用《周易》概念論述了多元高次方程組的求解問題，被美國科學史家喬治•薩頓稱為“中國數(shù)學著作中最重要的一部，同時也是中世紀最杰出的數(shù)學著作之一”[]。
古代天文學家必定要以《尚書•堯典》為依據(jù)，同時結(jié)合《大戴禮記•夏小正》、《禮記•月令》、《詩經(jīng)》、《春秋》“經(jīng)傳”等儒家經(jīng)典中有關(guān)天象的紀錄和天文知識，進行研究，同時，古代天文學家在編制歷法時也經(jīng)常運用《周易》中的概念。李約瑟說：“天文和歷法一直是‘正統(tǒng)’的儒家之學?！盵]充分揭示了中國古代天文學與儒學的關(guān)系。由于古代的天文歷法研究需要涉及大量的儒家經(jīng)典，所以，在歷史上，大多數(shù)天文歷法家都是飽讀儒家經(jīng)典的儒者，從漢唐時期的張衡、虞喜、何承天、祖沖之、劉焯到宋元時期的蘇頌、沈括、黃裳、郭守敬，這些著名的天文歷法家都曾經(jīng)讀過大量的儒家經(jīng)典，他們所撰著的天文歷法方面的著作采納了儒家經(jīng)典中大量的天文學知識。
古代的地理學則不可能不講《尚書•禹貢》、《周禮•夏官司馬•職方》。東漢的班固所撰《漢書•地理志》輯錄了《尚書•禹貢》的全文和《周禮•夏官司馬•職方》的內(nèi)容；魏晉時期的地圖學家裴秀所制《禹貢地域圖》主要是根據(jù)《尚書•禹貢》。此后的地理學家酈道元、賈耽、杜佑、李吉甫都無不通曉《尚書•禹貢》，并以此作為地理學研究的基本材料。
在農(nóng)學方面，《周易》的“三才之道”是古代農(nóng)學研究的思想基礎(chǔ)。而且，以《禮記•月令》為基本框架的月令式農(nóng)書是古代重要的農(nóng)書類型，先是有東漢的崔寔撰《四民月令》，又有唐朝韓鄂撰《四時纂要》，后來還有元朝的魯明善撰《農(nóng)桑衣食撮要》，等等。即使是其它類型的農(nóng)書，其中也包含了大量從《詩經(jīng)》、《尚書》、《周禮》、《禮記•月令》、《爾雅》等儒家經(jīng)典中引述而來的農(nóng)學知識。
當然，作為科學家，他們的知識并不只是從儒家經(jīng)典中所獲得的那一部分科學知識，他們還擁有從前人的科技著作以及其它著作中獲取的知識，更重要的，還有他們的經(jīng)驗知識以及他們通過科學研究所獲得的知識。但無論如何，在他們的知識結(jié)構(gòu)中，從儒家經(jīng)典中所獲得的知識是他們進行科學研究最基礎(chǔ)的同時也是最重要的知識。
（3）儒家的經(jīng)學方法成為重要的科學研究方法
在儒家文化的背景下，科學家在研究科學時，不僅研究動機與儒家思想有關(guān)，所運用的知識中包含著從儒家經(jīng)典中所獲得的知識，而且在研究方法上也與儒學的經(jīng)學方法相一致。
中國古代科學家的科學研究往往是以讀書為起點，然后用經(jīng)驗知識驗證前人的理論和觀點，并作適當?shù)陌l(fā)揮、詮釋和概括。與這樣的研究程序相關(guān)，科學研究首先要求廣泛地讀書，博覽群書，其中也必然包括儒家經(jīng)典，這就是“博學以文”。在此基礎(chǔ)上，科學家還要用親身的實踐對前人的知識進行驗證，尤其是地理學家、醫(yī)藥學家、農(nóng)學家更是如此，這就要求“實事求是”。因此，古代科學著作有不少都是對以往科技知識的整理和總結(jié)。
古代的科學研究由于與儒家的經(jīng)學研究有許多相似之處，都是圍繞著前人的著作而展開的，所以一直有尊崇經(jīng)典的傳統(tǒng)。古代科學家首先必須尊崇儒家經(jīng)典，尤其是包含科技知識的那些儒家經(jīng)典，《詩經(jīng)》、《尚書•堯典》、《尚書•禹貢》、《大戴禮記•夏小正》、《禮記•月令》、《周禮》、《周易》以及《春秋》“經(jīng)傳”等都是古代科學家所必須尊崇的經(jīng)典。此外，科學中的各個學科也都有各自的經(jīng)典：數(shù)學上有“算經(jīng)十書”，包括《周髀算經(jīng)》、《九章算術(shù)》、《海島算經(jīng)》、《五曹算經(jīng)》、《孫子算經(jīng)》、《夏侯陽算經(jīng)》、《張丘建算經(jīng)》、《五經(jīng)算術(shù)》、《綴術(shù)》、《緝古算經(jīng)》；天文學上有《周髀算經(jīng)》、《甘石星經(jīng)》等；地理學上有《山海經(jīng)》、《水經(jīng)》等；醫(yī)學上有《黃帝內(nèi)經(jīng)》、《神農(nóng)本草經(jīng)》、《難經(jīng)》、《脈經(jīng)》、《針灸甲乙經(jīng)》等；農(nóng)學上有《氾勝之書》、《齊民要術(shù)》、《耒耜經(jīng)》等等。這些經(jīng)典是各學科的科學家所必須尊崇的。
由于尊崇經(jīng)典，所以科學研究只是在經(jīng)典所涉及的范圍內(nèi)展開，只是在對經(jīng)典的詮釋過程中有所發(fā)揮。先有《九章算術(shù)》，后有《九章算術(shù)注》；先有《水經(jīng)》，后有《水經(jīng)注》；先有《神農(nóng)本草經(jīng)》，后有《神農(nóng)本草經(jīng)集注》，諸如此類。這與儒學的經(jīng)學方法是一致的。尤其是，明清之際，西方科學傳到中國，當時中國的科學家大都持“西學中源”的觀點，并且采取引中國古代經(jīng)典解釋西方科學的方法進行研究。這一科學研究方式依然是承襲了儒學的經(jīng)學方法。[]
三．儒家文化對古代科技特征的影響
由于古代科學家的科研動機、知識基礎(chǔ)以及研究方法在很大程度上受到儒家文化的影響，因而中國古代科技所具有的實用性、經(jīng)驗性和繼承性的特征，事實上也與儒家文化有著密切的關(guān)系。
在儒家文化的影響下，古代科學家進行科學研究的重要動機之一在于滿足國計民生的需要，所以，大多數(shù)具有儒家價值理念的科學家在研究科技時，所注重的主要是科技的實際功用，這就決定了中國古代科技的實用特征，富有務(wù)實精神。雖然也曾有一些科學家對純科學的問題進行過研究，但在總體上看，古代科技的實用性特征是相當明顯的，是主要的。在論及中國古代數(shù)學史上最重要的經(jīng)典著作《九章算術(shù)》與儒家文化的關(guān)系時，中國數(shù)學史家錢寶琮先生說：“《九章算術(shù)》的編纂者似乎認為：所有具體問題得到解答已盡‘算術(shù)’的能事，不討論抽象的數(shù)學理論無害為‘算術(shù)’；掌握數(shù)學知識的人應(yīng)該滿足于能夠解答生活實踐中提出的應(yīng)用問題，數(shù)學的理論雖屬可知，但很難全部搞清楚，學者應(yīng)該有適可而止的態(tài)度。這種重視感性認識而忽視理性認識的見解，雖不能證明它淵源于荀卿，但與荀卿思想十分類似。”[]如果對于中國古代數(shù)學發(fā)展具有重要影響的《九章算術(shù)》，其實用性的特征是受到儒家文化的影響，那么，整個古代數(shù)學的發(fā)展與儒家文化的密切聯(lián)系，也就不言而喻的了。除此之外，中國古代的天文學、地理學、醫(yī)學和農(nóng)學的實用特征在很大程度上也與儒家文化的務(wù)實精神有著直接的關(guān)系。
與實用性特征相聯(lián)系，古代科學家較為強調(diào)感覺經(jīng)驗，注重經(jīng)驗性的描述，因而使古代科技帶有明顯的經(jīng)驗性。在科學理論上，則主要是運用某些現(xiàn)成的、普遍適用的儒家理論以及諸如“氣”、“陰陽”、“五行”、“八卦”、“理”之類的概念，經(jīng)過思維的加工和變換，對自然現(xiàn)象加以抽象的、思辯的解釋，只注重定性分析，而不注重定量分析。其結(jié)果是，科學研究僅僅停留在經(jīng)驗的層面上。比如，唐朝時期的天文學家僧一行，他在天文儀器制造、天文觀測等諸方面多有貢獻，他所編制的“大衍歷”是當時最好的歷法。然而，他在解釋他的“大衍歷”時則說：“《易》：天數(shù)五，地數(shù)五，五位相得而各有合，所以成變化而行鬼神也。天數(shù)始于一，地數(shù)始于二，合二始以位剛?cè)?。天?shù)終于九，地數(shù)終于十，合二終以紀閏余。天數(shù)中于五，地數(shù)中于六，合二中以通律歷?！守硵?shù)通乎六十，策數(shù)行乎二百四十。是以大衍為天地之樞，如環(huán)之無端，蓋律歷之大紀也。”[]再比如，宋代科學家沈括在解釋黃河中下游陜縣以西黃土高原成因時，他說：“今關(guān)、陜以西，水行地中，不減百余尺，其泥歲東流，皆為大陸之土，此理必然。”[]他還說：“五運六氣，冬寒夏暑，旸雨電雹，鬼靈厭蠱，甘苦寒溫之節(jié)，后先勝復之用，此天理也。”[]由于停留在經(jīng)驗性的描述和思辯性的解釋上，科學在理論上相對較為薄弱。
由于古代科學家的科學研究較多地受到儒家經(jīng)學方法的影響，因此對科學家來說，不僅儒家思想是不可違背的，而且，各門學科的“經(jīng)典”也是不可違背的。這種崇尚經(jīng)典的學風使得后來的科學家在科學研究中更多的是對前人著作中的科學知識和科學理論的繼承、沿襲或注疏、詮釋，并在此基礎(chǔ)上有所補充、改進。因此，古代的科學著作大都少不了引經(jīng)據(jù)典，廣泛吸取前人的多方面、多學科的知識，因而表現(xiàn)出明顯的繼承性。即使有所創(chuàng)新和發(fā)展，也主要是在既定的框架內(nèi)做出適當?shù)母淖兒桶l(fā)揮。
中國古代科技的實用性、經(jīng)驗性和繼承性的特征實際上正是在科技的層面上對儒家思想的延伸和展開。由于要實踐儒家之道，所以古代科技重視實用，重視經(jīng)驗，在實用科技方面較有優(yōu)勢，而在科學理論上則相對薄弱；同時，又是由于要尊崇儒家之道，所以古代科學家總是把自己的研究與儒家學說、儒家經(jīng)典聯(lián)系在一起，重視知識的積累，表現(xiàn)出明顯的繼承性。由此可見，中國古代科技的特征與儒家思想密切相關(guān)，儒家文化對于中國古代科技特征的形成具有重要的影響。
綜上所述，在以儒家文化為主流的中國傳統(tǒng)文化背景下，中國古代科技的發(fā)展在很大程度上受到儒家文化的影響，甚至在某種意義上可以說，中國古代的科學家大都是儒學化的科學家，中國古代的科學研究大都是儒學化的研究，中國古代科技大體上帶有明顯的儒學特征，中國古代的科學是儒學化的科學。
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16歲的天文臺“臺長”
摩爾1923年3月4日出生于英國。由于青少年時期得了心臟病，他的健康狀況不佳，所以需由家庭教師到家里給他授課。在6歲的時候，他接觸到了介紹宇宙的書籍，從此對天文學產(chǎn)生了狂熱的興趣。由于他從很小開始就學習了大量的天文學知識，11歲的時候他加入了英國天文協(xié)會。14歲的時候，展露出才華的摩爾就被邀請，獨自管理家鄉(xiāng)的一個小型天文臺，如果這個天文臺有臺長的職位，那就屬于摩爾了。
16歲那年，發(fā)生了兩件對他影響很大的事情。一件是眼科醫(yī)生發(fā)現(xiàn)他的右眼視力明顯弱于左眼，不得已，他的右眼戴上了單片眼鏡，這是當時對這種視力不良的常見矯正方法，此后單片眼鏡就成為他的標志物，伴隨了他的一生。當時正值第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，摩爾謊報了自己的年齡，參軍入伍，成為一名飛行員。在加拿大接受飛行訓練期間，他去紐約見到了大科學家愛因斯坦。當戰(zhàn)爭結(jié)束的時候，他已經(jīng)是一名飛行中尉。但在1943年，他的未婚妻死于德國對倫敦的轟炸。此后他決定終生不娶，并因此痛恨德國。
中學老師的業(yè)余愛好
戰(zhàn)爭結(jié)束后，愛好天文學的摩爾本來有機會得到劍橋大學的助學金，進入大學學習。然而他竟然拒絕了資助，理由是希望“站在我自己的兩只腳上”，性格獨立的他打算自力更生地發(fā)展自己的興趣和學問。
1952年，他在中學教書之余，寫出了他的第一本書《月球指南》，此后有多部天文著作問世。由于精通法文，他還翻譯過法文書籍。此外，他還寫過科幻小說和喜劇。
摩爾最熱衷的當然還是天文學研究。在自己的家中，他架設(shè)了一架12.5英寸的反射望遠鏡。他對月球的背面有獨特的興趣。我們知道，由于月球被地球的引力“鎖定”了，公轉(zhuǎn)周期和自轉(zhuǎn)周期相同，于是只能以一面對著地球。一般來說，從地球上觀察月球只能看到正面，背面是看不到的。但是由于月球自轉(zhuǎn)軸和公轉(zhuǎn)軌道面的法線有個幾度的交角，因此，有時月球邊緣會露出背面的一小片區(qū)域，這樣從地球上可以觀察到月球表面的59%，另外41%是無法看到的。
在宇宙飛船還沒探月的年代，這是觀察月球背面部分區(qū)域的唯一方法，摩爾對月球背面進行了長期的觀察，并發(fā)現(xiàn)了月球背面的“東方海”，一個著名的環(huán)形坑，直徑近1000千米。不過后來查閱文獻后他發(fā)現(xiàn)，德國的一位天文學家更早發(fā)現(xiàn)了這個區(qū)域，于是他大度地認為，發(fā)現(xiàn)“東方?！钡臉s譽應(yīng)該屬于他人，而不是自己。此外，摩爾描述了月球表面出現(xiàn)的短暫閃光區(qū)，這就是所謂的“月球瞬變”現(xiàn)象，亮度變化一般只有幾分鐘。這個現(xiàn)象直到最近科學界才揭開了謎底，“月球瞬變”是由于月球釋放放射性氣體造成的。
50年《仰望星空》
雖然在學術(shù)圈干的不錯，但真正讓摩爾名聲鵲起的是他的節(jié)目主持人生涯。
在20世紀50年代，有關(guān)飛碟的報道接二連三地出現(xiàn)，摩爾出現(xiàn)在電視節(jié)目中，與那些UFO的支持者們論戰(zhàn)，他并不認為那些稀奇古怪的現(xiàn)象是外星人來了。
此后不久，他就開始了自己的電視主持人生涯，在英國BBC電視臺主持天文節(jié)目《仰望星空》，從1957年開始，這檔節(jié)目幾乎從未間斷。除了2004年他因為吃了壞鵝蛋導致食物中毒，臨時讓人代替主持。2011年，摩爾的《仰望星空》節(jié)目播出700集。由于他的主持人生涯長達50年，因此被入選吉尼斯世界紀錄。
這檔節(jié)目幾乎伴隨著人類太空探索的歷程一路前行，從早期美蘇太空爭霸到阿波羅計劃，再到航天飛機時代，摩爾用自己專業(yè)性和通俗性的主持，使《仰望星空》節(jié)目成為BBC的招牌節(jié)目之一，摩爾也成為向大眾宣傳天文知識的英國第一高人。他的名聲如此之大，以至于在冷戰(zhàn)時代，他竟然能夠沖破“鐵幕”，被蘇聯(lián)邀請，與第一個飛出大氣層的人尤里·加加林會談，也曾受邀目睹蘇聯(lián)“月球3號”探測器的探測結(jié)果，他是第一個看到蘇聯(lián)這方面機密的歐美人。
他的節(jié)目很受歡迎，許多人給他寫信提問，他總是來信必復，不論是一些基本的天文常識問題，還是一些他討厭的問題。他最討厭的兩個問題是“為什么要浪費錢去做太空研究”和“天文學與占星術(shù)有區(qū)別嗎”，他認為這樣問是對科學的無知和侮辱，但他仍然會回答這樣的問題。
與綠色和平組織反目
愛憎分明的摩爾對科學、人類、地球充滿了熱愛之情，所以他投身環(huán)境保護事業(yè)也就不奇怪了。早在1972年，著名環(huán)保組織綠色和平第一次活動，乘一艘破漁船破壞美軍在阿留申群島的核基地時，摩爾就在這艘船上?？梢哉f，他是綠色和平組織的早期創(chuàng)立者之一。
然而在1985年，有人向美國波士頓政府遞交提案，要求禁止政府購買聚氯乙烯產(chǎn)品，因為這種材料燃燒后會產(chǎn)生致癌的二惡英。令人震驚的是，摩爾站在了為聚氯乙烯辯護的位置上，他認為當時二惡英在空氣中的濃度遠低于健康標準的上限，根本不必擔心少量二惡英的排放。那些試圖操縱政府反對工業(yè)企業(yè)的人，不僅使用了錯誤的科學數(shù)據(jù)，而且還用環(huán)保的名義來騙取公眾信任，達到自己的政治和經(jīng)濟目的。
這就是摩爾的原則，即使是環(huán)保的名義，也必須首先尊重科學，不能騙人。此后，他退出了綠色和平組織，因為他認為該組織“不夠科學”。他開始支持核電的發(fā)展和轉(zhuǎn)基因的推廣，因為他認為，這正是為了保護我們的星球。
“考慮到有60億人（注：今天已經(jīng)70億人）需要吃飯，我們不能對自然‘順其自然’，我們別無他法。既然如此，為什么不能把工作做得更漂亮、更高效？”摩爾這樣認為。
