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关键词: 自主学习 语文课堂教学 合作探究
新课程的基本理念是以“全面提高学生的语文素养为目的,正确把握语文教育特点为条件,积极倡导自主、合作、探究的学习方式为策略,努力建设开放而有活力的语文课程为保障”。采用这种学习方式,学生“知”“能”并举,掌握最基本的学习方法,在发展语言的同时,活跃思维,自由想象,开发创造潜能,发展个性。
一、走进学生,为合作探究提供条件
在学习活动中,学生不是被动的、消极的,不是灌输的器皿,因此,真正的合作探究教学应该从关注学生的实情,了解学生的需要开始。要在充分了解学生的个性品质、知识结构、认知能力的基础上确定教学内容、制定教学目标、选择方法、安排过程、创造氛围。
现在教材的编撰是从学生喜欢的生活中的场景、情境入手选择内容,每一个单元都是一个情境主题,不仅教给学生文化知识,而且无形中渗透感情教育。教学时,要尽可能地让学生从中选取自己喜欢的、感兴趣的内容作为重点,并试着和学生商量:这节课想学什么、想怎么学、达到什么样的结果,从而构建一个让学生根据已有的知识和经验,通过主动探究式的练习活动,主动获取知识,并发展探究能力,树立积极探究未知世界态度的目标。在愉悦、宽松、和谐、民主的氛围中学习实践,学生才能形成独特的学习风格,张扬个性风采,真正成为学习的主人。同时,还应特别关注全体学生,注意学生间的学习差异,并且承认这种差异,从而更有针对性地、更有效地采用不同的方法,促进每个学生积极发展,让每个学生都体验到成功的喜悦;要了解学生的发展,学生在学习过程中是不断变化发展的,教师不仅要敏锐地发现这种变化,而且要有效促进这种变化,永远对学生满含期待。
二、激发学生的学习兴趣和探究欲望
“兴趣是最好的老师”。在教学过程中,我注重学生的情感体验,注重激发与培养学生学习语文的兴趣,极力推行以读明意、以读促思、以读激情等教学手法,让学生通过初读领会课文所讲述的内容,发现作者的写作意图,并在发现中体验到学习的乐趣。其次,教师通过声情并茂的范读,给学生营造一种意境,使学生陶醉在课文所带来的美好境界之中。这样学生既对文学产生兴趣,又对传递出这一切美好的朗读产生兴趣,可谓一举两得。再次,通过再次朗读,学生在加深整体感知的同时,又进一步思考:“课文除了这美好的、能令人陶醉的语言文字外,更想告诉我们的是什么?”学问教学离不开“读书”,只有反复阅读才能充分理解文章所传达的意境。采用多种形式阅读,学生的学习兴趣被激发了。通过一个学期的实验,课堂上既书声琅琅,又达到教学目标:激发与培养学生学习兴趣,引发学生合作探究的欲望。
如我在教《幼时记趣》这篇课文时,先让学生结合文下的注释对文章有大概的了解,通过阅读知道文章所述的故事。再让学生结合自己的成长经历大胆想象,并结合自身的童年趣事追忆、感悟自己的成长,展开讨论、诉说,旨在激起学生的写作欲望。在这种具有挑战性的、开放的学习环境与问题情境中展开讨论,在这样愉悦、宽松、和谐、民主的氛围中学习实践,学生逐步形成独特的学习风格,张扬个性风采,学习兴趣被激活,最终成为学习的主人。
三、营造开放的氛围,引导学生合作探究
在合作学习过程中,随着学生之间不同程度的交往和互相配合、互相帮助,集体的荣誉感、责任感、领导意识及与他人的交际能力、合作能力、平等意识都会悄无声息地得到增强,这些品质在教材中并没有明显要求,在考试中也不会涉及,是一种隐性的东西,但是它给学生提供了一种良好的环境和引导,帮助学生形成了一些必需的社会素质。
语文学习应当强调学生的自主学习和实践,注重激励学生自得、自悟,引导学生主动参与、探究发现。在实践中学,在合作中学,在探究、质疑、问难中学,是语文教师的首要职责。在教学实践中,我一直致力于营造开放、合作、探究的教学氛围。如,我教陆蠡先生的《囚绿记》这一课时,就大胆摒弃前人常用的“讲述法”,一改那种老套的分析文章结构再欣赏优美语句的方法,采用“创设情境法”。在讲课之前,我先给学生播放一段轻柔Flash音乐《绿叶对根的情谊》,并让学生捕捉有意义的画面。学生很快便从画面中捕捉到翠绿的叶、潺潺的水流、欢快的鸟儿、柔和的阳光,一派春意盎然之景。我在学生兴致高涨的时候,让学生结合文章谈谈文章中的春天和绿叶被囚的经历。这时,学生经过美妙音乐的熏陶、感染之后,一种反差出现,更好地表达那种爱国之情。由于营造了开放的教学氛围,学生敢于想、发现、表达与众不同的感受。事实上,在这节课里,我被学生活跃的思维所感染,在教与学之中师生双方互相影响、感染、触动,所以在进入正文讲授时收到了事半功倍的效果,学生很快就领悟到了作者字里行间所流露出来的感情。
[关键词]素质教育天文学科学精神
南开大学没有天文专业,但有全校性天文学公共选修课,属通识类课程,更是大学生素质教育类课程。当代自然科学有六大基础学科:数、理、化、天、地、生。天文学是人类最古老的,也是当代最活跃的自然科学之一。据《新千年美国国家研究理事会研究报告》称:“在美国,每年有超过20万大学生选修天文课程,对于他们之中的很多人,天文是学习过的唯一科学课程。天文学为公众认识人类在宇宙中的地位和科学的本质提供了窗口。天文学家在美国的科学教育中扮演着重要的角色。天文学同物理学、数学、地球科学等的综合联系,使之成为向广大听众讲授科学的一个特别恰当的载体。”
人类天生就是追星族。远古时代,在与大自然进行生死搏斗中的古人类,即使对自然规律尚无所知,也难抑制对美丽星空的遐想;仰观日月星辰的运行,居然获得了农耕或游牧的重要启示。天长日久,渐渐发展出一门研究天体运动、探索宇宙奥秘的天文学。明末清初,著名学者顾炎武说:“三代以上,人人皆知天文”,在夏、商、周以前,中华民族的人文初始阶段,天象知识已经相当普及。1987年在河南濮阳发掘的仰韶文化遗存中,竟有由蚌壳和人骨摆放组成的青龙、白虎和北斗的星象图案,经碳14测定,年代为距今6460±135年,把中华民族的先民们仰观天文的历史推前到殷墟甲骨文之前又3000年。这一重要发现的出土实物,现已移放在北京天安门广场东侧国家博物馆古代中国陈列厅展出。
2007年5月14日,总理在同济大学即席演讲,引用黑格尔的话:一个民族有一些关注天空的人,他们才有希望;一个民族只是关心脚下的事情,那是没有未来的。2007年9月4日《人民日报》发表温总理诗作:“仰望星空”。德国大哲学家康德在他的名著《实践理性批判》说:“世界上有两件东西能够深深地震撼人们的心灵,一件是我们心中崇高的道德准则,另一件是我们头顶上灿烂的星空。” 人生于世,转瞬百年。芸芸众生,沧桑多变,世态炎凉。惟有遥远的天体,给人以恬静、永恒的感觉。昭如日月,灿若明星,历来是文学艺术讴歌的对象,精神领域崇高的寄托。仰望星空,无论是几十年前还是几十年后,无论你身在地球上什么地方,灿烂的群星总以它那无比的庄严和静谧,向你展示着神秘而和谐的宇宙图景,使你心驰神往,无限遐思,心灵得到净化。天文学的基本知识,对于当代追求高尚知识素养的人,无论从事何种职业,都是值得学习的。如果对天体和宇宙当中的事情一无所知,便不能算作是一个知识全面的人。
天空中那耀眼的太阳,皎洁的月亮,闪烁的恒星,迷蒙的银河,长尾巴的彗星,飘落夜空的流星雨……探索这些神秘而遥远的天体是人类永恒的欲望。宇宙多么宏大,而人类何其渺小。但渺小的人类居然可以探测如此宏大的宇宙,追询它如何创生、怎样演化。人类的智慧才是宇宙中真正的奇迹。在宇宙演化进程中诞生的人类, 在研究宇宙的同时,也认识自身,认识人类在宇宙中的地位。
南开大学从1993年起开设天文学选修课,至今已历19年,37学期,选修人数11968人。1997年天文选修课辐射至天津大学,历24学期,选修人数7919人;2005年辐射至天津滨海学院, 历14学期,选修人数1954人。三所大学选修总人数21841人。天文选修课分文理两班。理科班的课名为“天文学概论”,使用的教材《天文学新概论》,2000年8月出第一版,2002年2月出第二版,2005年12月出第三版,由武汉市华中科技大学出版社出版。2009年8月,《天文学新概论,第四版》改由科学出版社出版,至2012年1月,第四版已第三次印刷。12年间总共出版4版,11次印刷。发行3.57万册。2008年6月还在台湾出版《天文学新概论》繁体字版,由高雄市丽文文化事业股份有限公司出版。文科班的课名为“宇宙掠影”,使用的教材《文科天文》,科学出版社2010年6月第一版。前期曾使用过的教材《宇宙掠影》,2006年1月由河南人民出版社出版。2007年5月也在台湾由高雄市丽文文化事业股份有限公司出版《宇宙掠影》繁体字版。前中国天文学会理事长、南京大学天文系苏定强院士评价《天文学新概论》:“很符合当前国际上天文学研究的重点范围,不仅介绍天文知识,还联系人文思想、文学和哲学方面的话题。是对大学生进行科学素质教育很好的教材。”南京大学天文系肖耐园教授认为本书“是同类型书籍中出类拔萃、独树一帜的优秀著作”。国家天文台李竞研究员撰文指出:《天文学新概论》“恰如其分地反映了当代天文学的时代特征。10年间从一版出到四版在天文书刊界实为罕见。”
课程讲解的重点内容为:地月系—太阳系—银河系—河外星系—星系团—超星系团—总星系各层次天体的系统知识和最新研究进展情况;恒星物理方法,主序星、双星、不稳定星、星团、星云,恒星演化机理;黑洞及其探测,伽玛射线暴,引力透镜;大爆炸宇宙论,背景辐射,暗物质与暗能量,时空的起源与归宿;人类探索宇宙的新视野和地外文明探索。采用多媒体教学方式,展示大量的天体和宇宙探测新发现的图片、动画、小电影等。天气特别晴朗的时候,带领同学户外认识星空,用小型天文望远镜观测月亮、行星和部分深空天体。有条件时组织学生去国家天文台参观实习。当发生特殊天象或重大天文成果、最新天文发现等时机,结合课堂及时讲授或通过“南开周末论坛”面向全校学生普及天文知识。例如:2011年10月21日举办的“解读2011年诺贝尔物理学奖——超新星、暗能量和宇宙加速膨胀”;2012年3月30日举办的“521日环食和66金星凌日天象预告”等。前中国天文学会理事长、北京天文台台长李启斌曾评价:南开大学的天文选修课是全国做得最好的。
2007年国家教育部、财政部在全国高等学校范围内,立项建设首批100个国家级教学团队。“南开大学科学素质教育系列公共课教学团队”是其中唯一的科学素质教育类国家级教学团队。团队共分8个课程组,12门课程。“天文学概论”和“宇宙掠影”两门均位列其中。另10门课程为:数学文化、世界科技文化史、基础生命科学、基础生命科学实验、科研方法论、环境伦理学概论、前进中的物理学、物理演示实验、研究性学习、大学文科数学。这些课程对于普及科学知识、倡导科学方法、推崇理性思维、传播科学思想、弘扬科学精神,发挥了其他课程难以替代的素质教育功能。天文选修课的教学面向全校所有专业的学生,特别注重科学精神与人文精神的融合。在传授现代天文知识的同时,培养学生正确的世界观、人生观、价值观,使学生在科学素质、文化素质、思想素质上全面提高。
2009年,“南开大学科学素质教育系列公共课教学团队”获国家级教学成果二等奖。教育部在有关文件中称:“在全国开展教学成果奖励活动是国家实施科教兴国战略的重要举措。……获奖项目在总体上代表了当前我国高等教育教学工作的最高水平。”中国科学技术协会2010年评选全国优秀科技工作者,天文界入选5人中就有南开大学天文选修课教师苏宜教授。
2010年6月12-13日,由教育部高等教育司主办的“人文素质教育与科学素质教育的融合高层论坛”在南开大学举行。包括清华大学、北京大学、南京大学、南开大学、复旦大学、天津大学、东南大学等高校近300人汇集南开大学与会。出席的高层人士有:中国高等教育学会会长周远清(原教育部副部长、清华大学副校长),教育部高等教育司司长张大良,教育部文化素质教育指导委员会主任杨叔子(原华中科技大学校长),教育部文化素质教育指导委员会顾问王义遒(原北京大学常务副校长),教育部文化素质教育指导委员会顾问张岂之(清华大学思想文化研究所教授),教育部文化素质教育指导委员会顾问胡显章(原清华大学党委副书记)等。论坛的主题是:大学应该培养什么样的人?——探索有中国特色的人才培养模式,探讨进一步加强和推进文化素质教育等的相关问题,交流文化素质教育经验,尤其是在人文素质教育与科学素质教育的融合中取得的成果。南开大学的苏宜教授以“人文素质教育中的宇宙情怀”为题,在大会报告中介绍了南开大学开设天文选修课的情况,及其对本科生科学素质培养方面所起到的作用。
论坛最后达到的主流认识是:大学应该培养兼有人文精神和科学精神的、有创造能力的、适应21世纪需要的现代化高素质人才。回顾以前,曾经有过的提法是:大学教育的目的是传授知识,培养能力。后来才注意到素质的问题。素质是什么?——知识和能力内化为人的稳定性的品格,这就是素质。
1995年开始在全国52所高校开展文化素质教育的试点工作。早期的重点放在对理工科大学生的人文素质教育上,开设文学、历史、哲学、艺术等人文社会科学方面的课程。后来提高到为全体大学生进行人文素质跟科学素质的教育。现在又提出科学和人文融合,不是混合、凑合和勉强的结合。人文素质教育和科学素质教育双翼齐飞,相互融合。科学呼唤人文,人文导引科学。不能用通识教育简单代替文化素质教育。杨叔子院士提出:“高等教育是育人还是制器?” 爱因斯坦(对加州理工学院学生)说:“你们不仅要关心设计图纸,首先要关心人,关心经济怎么分配。”教育质量的标准在于:人的发展与社会发展的统一。科学创造到了一定的程度,再上一个台阶,往往就是人文的过程。文化就是以文“化天下”。科学用脑,人文用心,一种公平心,一种同情心,一种价值观,一种态度,一种感情。人们生活水平提高了,科学技术发展了,但人的道德却在下降,这就是素质教育缺失的表现。
现在中国有大学2000多所,学生2900万以上。中国是世界上教育规模最大的国家,但远不是高等教育的强国。中国大学生占全国同龄人口23%以上,他们的人文素质和科学素质得到提高,就可望整个国民的素质得到提高。
南开大学的“人文素质教育中的宇宙情怀”大会报告,引用南开大学校党委书记曾经在全校德育工作会议上总结的:“天文学课程并没有在课堂上讲政治思想问题,而是寓德育于科学知识之中,居然改变了学生对事业的看法,成为人生的转折点,发挥着不可替代的作用。”以下列举部分学生选修天文课后获得的实际感悟:
“两年多的大学生活过得散散漫漫。没有理想,没有激情,不知目标、不知方向。直到选上《天文学概论》,我看到遥远的宇宙、浩瀚的星空。感到人生的短暂、个人的渺小。我开始猛醒、开始振作,从此改变散漫的生活。(天大环境工程)”
“听苏宜老师的宇宙掠影课,我如痴如醉。宁静、安详、和谐的星空净化了我的心灵,陶冶了我的情操,让我学会理解,懂得包容。与其说是给人以知识的课,倒不如说更像是一堂人生的课,我收益良多。(南开图书档案)”
“感谢天文学课程,激励我们甩开郁闷的困扰,不再抱怨学习的辛苦,不再计较学分、成绩,为了明事、明理,探求未知而自觉学习。我相信,美丽的星空会让我们的人生更加美丽!(天大自动化)”
“我曾沉溺于星相算命,经常上网看每周、每月的星座运程、爱情特征、交友指数等来安排和指导自己……是宇宙掠影课让我明白了这有多么无知可笑。我彻底摆脱了星座迷信的阴影,欣赏自然的美丽,享受人与自然的和谐。(南开法学)”
“自从选修天文,我又一次体会到久违的学习的乐趣。惊喜的发现,我原来可以学得这么快乐,听得那么清楚明白。灿烂的星空洗去了我的浮躁和不如意的感觉。豁然开朗的我,不再自卑、不再徘徊,徜徉在美好的学习生活中。(天大英语)”
“一直相信人是诗意的栖居。宁愿相信月中的玉兔,而不相信环形山,因为我认为美的比真的更有价值。直到走进天文学课堂,我受到前所未有的震撼,心灵在更广阔的空间里飞翔。天文奥秘中闪耀的是人类理性的光芒,这种理性的美是感性的美所不可比拟的。(南开中文)”
“天文学中蕴含的人类思想的美丽,使我明白了什么才是生命的真正价值。曾经一度不愿也不肯原谅从前的恋人。现在,也做到了释然和毫无怨言。(南开计算机)”
“我是一个有心理疾病的学生,对人生抱着绝望的态度,有过轻生的倾向。天文课的学习、自然界极致的美一次次震撼着我的心灵,再次燃起了我幼时对大自然的兴趣之火。现在我必须忘却烦恼,感受豁达,走出疾病的阴影,走向光明的未来。(南开生物)”
“学了天文学,我心目中的世界不再是原来那个狭小的空间。灿烂的群星已经震撼了我的心灵,使我更加地热爱科学、热爱生活。似乎有点玄乎,但的确我有这种感受。(南开化学)”
2009年起,中国科学院国家天文台对在国内设置天文专业或有天文学研究方向的高校,设立本科生奖学金,奖金额每人3000元,旨在鼓励本科生立志献身天文事业,促使我国天文学科优秀人才的迅速成长。受奖高校共24所。其中有天文本科专业的4所:南京大学、北京大学、北京师范大学、中国科学技术大学。有天文硕士、博士点或天文研究课题的19所:清华大学、天津大学、武汉大学、上海交通大学、华中科技大学、广州大学、厦门大学、河北师大、天津师大、华中师大、上海师大、沈阳师大等。既没有天文本科专业,也设有天文硕士、博士点或天文研究课题的大学只有一所:南开大学。原因在于国家天文台看好南开大学的天文公选课在培养国家天文专门人才方面发挥的作用。开课以来,已有约20名本科学生考入国家天文台等单位攻读天文学研究生、博士生。南开大学已连续三届共有6位同学(物理4名,数学1名,软件1名)获得中国科学院国家天文台本科生奖学金。
南开大学两门天文学选修课《天文学新概论》和《宇宙掠影》已由超星数字图书馆尔雅大学堂全程录像。《天文学新概论》课已在互联网上播出,共62集。《宇宙掠影》课正在后期制作之中。欢迎登陆有关网站观看及下载。网址为:Http://省略/或Http://省略/ 。
参考文献:
[1] National Research Council (NRC).Astronomy and Astrophysics in the New Millennium, National Academy Press, Washington, D.C.,2001.
[2] 顾沛.以科学素质教育系列课程为大学生文化素质教育助力[J].高教发展与评估,2009(2).
[3] 顾沛.注重科学与人文融合 构建科学教育公共课的新模式[J].高等学校理工科教学指导委员会通讯,2010(9).
[4] 李竞.从第一版到第四版—— 10内年再版3次的《天文学新概论》[J].天好者,2009(12).
[5] 苏宜.文科天文[M].北京:科学出版社,2010.
[6] 苏宜.天文学新概论 [M].北京:科学出版社,2012.
[7] 苏宜.宇宙掠影——天文学概要[M].高雄:高雄市丽文文化事业股份有限公司,2007.
[8] 苏宜.天文学新概论[M].高雄:高雄市丽文文化事业股份有限公司,2008.
《百年魔法名人记载。列莱克.哈伯》
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在这个世界里,只要有大陆公路的地方,一定可以找到树屋酒吧,即使是冰雪尘封的冰封大陆也不例外。
龙牙山大陆公路只有一个岔路口,向北连接哈米人王国国都,向东一直通向被哈米人王国,向西一直通向艾米帝国和神圣教庭。在这个岔路口北侧,有一棵茂密的大树,似乎是银叶针木中的一种,直径5米左右,至少需要有10个人才可以完整的把它围抱。在距地面10米高的地方,就是大名鼎鼎的树屋酒吧。
酒吧的下面,有一块方方正正的青石,希望进入酒吧的客人只需要站到青石上就会被自动加上一个传送的魔法,传送的终点就是:树屋酒吧的大门。
身兼魔法工会、佣兵公会、盗贼公会三大办公地点的树屋酒吧永远不会缺少客人。就象其他大陆上所有的树屋酒吧一样,几个漂亮的小精灵抖动着蓝色透明的翅膀,在为客人们送着饮料和食物。
“客人到,客人到~~~~”门口一只乖巧的猴类兽人一边说,一边高高跳起,接过了一个刚刚进门中年男子手里满是冰雪的帽子。
给人第一眼的印象,这个男子应该是一个帝国贵族,这从他非常客气的向猴类兽人侍者问好就可以看出。只有贵族才会在任何时候都不会失去礼数,而且只有真正的贵族才会愿意真诚向诸如兽人侍者这样低等的种族问候。
贵族稍微侧了一下身子,从他背后拉出来一个十六、七岁的男孩子。
在贵族和男孩向吧台走过去的时候,酒吧里越来越多的人停止了闲聊,把眼光投向了那个男孩的背后——男孩背着一把和他差不多高的双手剑,如果是铁的话,这把剑的重量大概和双手斧和骑士枪差不多吧。而且,更让人好奇的是,这把剑没有开刃。
这个男孩子的气质也非常好,就象那个贵族一样,或者更象一个少年学者,从上到下一身洁白的雪熊皮衣,嘴角露出浅浅的笑容。灵巧的穿行在桌椅之间。
酒吧里的常客大多数是佣兵,或许是对那把双手剑的好奇,一个显然是山地狂战士的大个子在男孩子经过抬腿的瞬间,把腿伸了出来,想绊倒男孩子,时机把握的非常好,在酒吧里这种屡试屡灵的小把戏太常见,大多数人都已经想的出男孩被绊倒以后被大剑压住的样子。
男孩子显然也没有注意脚下的变化,一边走路,一边观察着酒吧的各个角落。
但是当他的腿即将被绊的一瞬间,他的脚很自然的虚踏了一下,然后迈过了陷阱。四周准备轰然大笑的人群,看着男孩灵敏的身法,一时间都反应不过来,恶作剧的始做俑者举着手里的大杯酒也呆住了。
“嗨,那个先生,来这里坐。”一个身穿大红开襟上衣的女人,娇嫩的冲池寒枫打着招呼。
看到她面前还空着几个座位,池寒枫拉了一下艾米,向那个女人走了过去。
“讨厌呀,小鬼。看那里呢。”女人颇为得意的向艾米挺了一下她雪白的胸部。
可怜的小艾米已经被满眼白花花的一片惊呆了,还是池寒枫主动替他解了围:“小姐,不要误会,我的侄子才14哦。这是他第一次出来,在我们那个村子里哪里有小姐这样天生丽质的美人,更少有象小姐穿这样时髦的。这大概是他第一次看到漂亮小姐的胸脯,就是不知道手感怎么样?”
“原来是小菜鸟呀。”女人用手轻轻捏了一下艾米的脸蛋:“虽然该长的也都长了,但是肯定没有先生您这样有味道了。先生,要不要占卜一下了,很便宜的,才5个金币。”
“世道什么时候变了,我5年没有在外面闯荡,通货膨胀了?我怎么记得标准的魔法占卜是2个银币就可以了。”池寒枫一屁股坐在女人前面的桌子上,一面向waiter打了一个只有内行才看的懂的手势,一面肆无忌惮的盯着女人的胸脯色迷迷的说。
“哎呀,先生,您怎么可以这么说呢?你看这冰天雪地中,挣钱容易嘛,要不我免费给你占卜一下:您如果不让我占卜的话,马上就要大祸临头了。”
“哦,是吗?你的占卜灵吗?”池寒枫端着侍者刚刚递过来的酒杯,摸了摸鼻子悠悠然的问。
“嗨,小子,我的女人你也敢调戏。”刚才那个山地狂战士显然和战巫女巫是一伙的,他气势汹汹的用手指指着艾米的额头:“陪大爷损失费,你看了几次我女人的胸脯,看一次,给10个金币,否则今天你不要想走出大门。”语音沸腾的酒吧里迅速冷了下来。
“垃圾就是垃圾”池寒枫盯着狂战士,伸手摸了摸女人的胸脯,“我不但看了100多次,还摸了,怎么样?”
“艾米,在这个世界上,强者生存,把他们扔到外面去,否则晚上没饭吃。”不良的中年人一点不在乎自己造成了多大的麻烦,把包袱扔了出去后,坐在一个合适的位置上,伸腿把满是雪水的两只大脚放在桌子上,开始了饭前的娱乐观赏。
狂战士似乎也非常满意不用挑上中年男子,从桌子上拿起了高山狂战士特有的武器——长战斧。后面的几个同伙很快帮他把后面的场地清了出来。
艾米把背后的双手剑解了下来,稍微退了一步。
树屋酒吧真的是很大,即使有人在这里摆开了决斗的场地,也只不过占了树屋酒吧的十分之一。
“小子,去死吧——”狂战士一声怒吼,整个身形扩大了两号。迅捷无比的冲了上来,双手战斧从上而下劈了下来。艾米的双手长剑用力迎了上去。
斧子被弹起,狂战士没有做任何停滞,战斧划了一个小半弧,劈向了艾米的肩膀。长剑略作调整,迎了上去。斧子沿着长剑下滑到地下,瞬间弹起,目标小腹。艾米的长剑已经无法回收,借助剑柄,用力挡住了战斧。
“不错呀,小子,可以接住我的连环三击。”狂战士鄙夷的看着艾米“但是,你见鬼去吧。残像攻击。”巨大的怒意透过矿战的汗毛孔向四周发散着,在他小范围移动的时候,每次移动,都在原地留下了一个半透明的影子,一个,两个,三个,四个……
“小心,他是高段位狂战士,残像也具有攻击力。”这样一个环境下,碰到了非常少见的高段位狂战士,池寒枫也没有吃饭的胃口了。平地作战,一般的狂战士可以对付5个以上的双手剑战士,而具有四重残像的高段位狂战士,一个人可以大概20个以上的双手剑战士,狂战士简直是小规模作战的恶梦。池寒枫有些后悔了。“残像一旦被攻击就会被打破。”
初次见到这种残像攻击的艾米手心里全是汗水。此时的艾米脑子里只有两个字“拼了”。
艾米的长剑凌空极快的挥舞了两次,黑色的钝剑在艾米面前竟然也出现了剑的残像。
“剑之残像?”本来已经象外面天气一样冷的酒吧里,顿时再次沸腾了起来。只有在传说中才会出现的狂战士残像攻击和双手剑战士的剑之残像同时出现,而且使用双手剑的战士似乎只有14岁。这样的事情足以进入吟游诗人的篇章里了。
艾米在狂战士的惊讶中,大步一越,通过了自己的剑之残像,来到了本来在三米以外的狂战士的身前,双手剑在一瞬间左、中、右各砍了一剑,都留下了黑色的剑之残像,狂战士早已经知道了艾米的力气足以与他相比,全力用战斧架闪电般的剑影,四周4个残像也同时围了上来,半透明的残像战斧从四个角度劈向了艾米。
“残像”的惊呼,惊扰了位于酒吧三个角落里的魔法师公会、盗贼公会、佣兵公会里的人,越来越多的人从公会里涌了出来,观看这少有的一战。
暗物质.暗能量.暗星系
这个隐形星系似乎主要由暗物质构成。暗物质是一种不可见的物质,人类还没有掌握它的特性。理论家在很久以前就相信,暗物质大约占宇宙物质-能量总和的23%。普通物质,如构成恒星、行星和人类自身的物质,则只占4%。宇宙的其它部分由一种甚至更为神秘的「暗能量驱动。暗物质的存在,理论上可以解释将普通星系及大的星系群约束在一起的引力来源,这种引力大于万有引力。
理论家同样相信,暗物质的集结是最初恒星和星系形成的原因之一。他们猜想:在宇宙形成的初期,暗物质像蜘蛛网上的小水滴一样不断凝聚。普通物质——绝大部分是氢气——由于万有引力,被吸引到一个暗物质集结,而当密度变得足够大的时候,新的恒星就将诞生,这也是一个星系诞生的开始。理论家猜想,纯暗物质应该散布在宇宙各处。2001年,剑桥大学的尼尔·特伦特姆带领的一个研究小组预言了完整暗星系的存在。
室女座I21的圆圈舞
此次新发现的暗星系是通过无线电天文望远镜观测到的。据来自英国威尔士加的夫大学的罗伯特·明钦介绍,类似的目标在宇宙中可能非常普遍,但也可能非常稀少:「如果它们的确是模拟星系形成的实验中所预言的、但目前还没有被观测到的暗物质团,那麽在宇宙中,此类暗物质星系有可能比普通星系还要多。
在距地球50亿光年的室女座星系群当中,明钦和他的同事们试图寻找由氢气发出的电磁波。由此,他们发现了一个质量为太阳质量1亿倍的天体。该天体被命名为室女座I21。
这一天体的旋转速度很快。如果是由一般物质构成,这样的速度应该会把很多物质「甩出去。它之所以能够保持如此大的质量而进行如此高速的旋转,其中必定存在某种物质担当起了「引力胶水的作用。明钦指出:「根据其旋转的速度,我们意识到室女座I21的质量是所观测到的氢原子质量的100倍。如果它是一个普通的星系,就应该十分明亮,只需通过一个稍微好点的业余望远镜就能观测到。
没有恒星混在其中
明钦推测:「暗物质和普通物质的比率至少是500:1,高出我们对任何一个普通星系中这一比率的预期值。然而,对于这样一个独特的目标,我们也不知道该做出怎样的预期——这样高的比率是阻止气体从恒星的形成过程中逃逸所必需的。
美国哈勃太空望远镜科学研究所著名天体物理学家马里奥•里维奥(MarioLivio,1945-)撰写的科普名著《IsGodaMathematician?》中提出一个疑问,并指出这个疑问曾令那些最富有创新精神的先贤们苦苦思索了几个世纪:数学无处不在,无所不能。这些正会让人们联想到神的特征[1]。数学似乎不仅是描述和解释整个宇宙最有效的工具,而且可以用来解释最复杂的人类活动。
1数学何以有效
古希腊时期,数学作为一种神秘主义信仰而存在。直到中世纪基督教时期,数学逐渐促使人们从盲目的信仰转向理性。随着数学理性的发展和希腊学术的复兴,一批具有理性主义的学者们提出宇宙的设计主要是数学设计,上帝成了数学家,研究自然界的数学设计成为最神圣的事业。随着文艺复兴后科学理论、科学公式的定量化、演绎的、具有严密逻辑结构的方式为人们所把握,人们终于抛弃了世俗的上帝,开始走向无神论和泛神论。对因果关系的信仰,宇宙统一理论的理想,世界合理性和可理解性的信念,成为支配科学家工作的基础。数学的确定性、一致性和对因果关系的把握,已经深深融入西方文化的深层结构,成为人们的一种观念,对近代西方文化产生了重要的影响。
16-18世纪的西方数学家,对于在宇宙体系构建上为什么数学奏效这个问题的回答是直截了当的。深受大自然是根据数学设计的这一古希腊信念的影响,并同样受上帝根据数学设计了世界这一中世纪信条的影响,他们将数学看成通过自然界的真理之路。通过将上帝看成专注、至高的数学家,就有可能将对于大自然的数学规律的探求看成宗教追求。伽利略、笛卡尔、牛顿等一大批科学家们坚信世界的和谐是上帝的数学安排。上帝将严格的数学秩序给予了世界,而我们只能费劲千辛万苦才能理解[2]。一直到爱因斯坦所信仰的“同深挚的感情结合在一起的、对经验世界中所显示出来的高超的理性的坚定信仰”的斯宾诺莎式的上帝概念[3],自然神论———泛神论才成为爱因斯坦以及之后很多西方科学家的科学信仰和感情的基础。非欧几何诞生后,虽然很长一段时间内人们对数学的真理地位丧失了信心,对非欧几何提出了众多质疑,它能描述我们居住的物质世界吗?但当它在爱因斯坦的相对论中得到回答时,数学这种神奇的有效性又使众多数学家陷入思考,有些人开始认为数学是原本存在的,我们只是进行不断的发现而已,有些人坚持认为数学只是我们的一种创造,现实世界并不存在,然而数学何以这么有效呢?爱因斯坦也惊叹:“数学,这个独立于人类经验存在的人类思维产物,怎么会如此完美地与物理现实中的物质相一致”[1]?爱因斯坦在《我眼中的世界》(1934年)一文中进一步指出:“迄今为止,我们的经验已经使我们有理由相信,自然界是可以想象得到的最简单的数学观念的实际体现。我坚信,我们能够用纯粹数学的构造来发现概念以及把这些概念联系起来的定律,这些概念和定律是理解自然现象的钥匙。经验可以提供合适的数学观念,但是数学概念无论如何都不能从经验中推导出来。当然,经验始终是检验数学结构的实用性的唯一标准,但是这种创造的原理都存在于数学之中。因此,在肯定的意义上,我当然地认为,像古人所梦想的纯粹思维能够把握实在”[4]。
非欧几何在相对论理论上的成功,使人们对数学的观念逐渐地发生转变。对非欧几何的确认,实际上就已经意味着从古希腊以来的、以数学为代表的“绝对真理观”的终结。但不管怎么说,尽管数学失去了其在真理堡垒中的绝对位置,但它与物理世界很相契。无可回避的而且仍有无可估量的重要性的事实就是,数学是探究、发现和描述物理现象的最佳方法。在古希腊、中世纪、文艺复兴时期及其后,数学都是有力的知识工具,即便是被赋予神学意义的时候仍认为上帝是按照数学规律设计这个世界的。
正如我们在近现代物理学的某些分支中见到的,数学是我们关于物理世界的知识之精髓。尽管数学结构本身并不是物理世界的实在,但它们是我们所拥有的唯一通向实在之门的钥匙。“非欧几何学的创立非但没有毁掉数学的价值及对于其结果的信心,反而———非常吊诡地———增加了其实用性,因为数学家能够自由地探索全新的概念,发现其中有些可应用。事实上,自1830年以来,数学在组织和控制大自然中的作用以几乎不可相信的速度扩展了。此外,自牛顿时代以来,数学家描述和预言自然的过程的准确性大大增加了。[2]”黑洞理论是科学史上极为罕见的情形之一,在没有任何观测到的证据证明其理论是正确的情形下,作为数学的模型被发展到非常详尽的地步。的确,这经常是反对黑洞的主要论据:你怎么能相信一个其依据只是基于令人怀疑的广义相对论的计算的对象呢[5]?尽管数学因为非欧几何的出现失去了绝对真理的地位,以及哥德尔定理导致的数学家们对数学基础论争的失败,让人们对数学的有效性产生了怀疑。但是,正如数学史家M•克莱因所说的:“也许人类的数学仅仅是一个可行的方案,也许自然本身更为复杂或者并没有什么固有设计。但是,数学仍不失为一种探索,是掌握自然的一种方法。在那些数学行之有效的领域,它是我们的全部资本;如果它不是现实本身,它就是我们所能达到的与现实最接近的东西。……就知识的确定性而言,数学是一种理想,我们为这一理想而奋斗,尽管我们也许永远不会达到。确定性也许只不过是我们在不断捕捉的一个幻影,它是如此无止境地难于捉摸。然而,理想具有力量和价值,公正、民主和上是理想。的确,也有在上帝的幌子下被谋杀的人,审判不公的案件也臭名远扬,但是,这些理想是千百年来文化的重要产物。数学也是一样,尽管它也仅是一种理想。也许细想这一理想将会使我们更加清楚地认识到在任一领域,我们该选择什么方向才能获取真理”[4]。
爱因斯坦相信人类的数学只有一少部分由实在主导。他在《相对论的意义》(1945年)中说道:“观念的世界看来不能用逻辑的方法从经验中推导出来,而从某种意义上说是人类心智的创造,没有这种创造就没有科学。尽管如此,这个观念的世界程度很小地独立于我们的经验的本性,正如衣服程度很小地独立于我们身体的形状一样”[2]。对于数学为什么有效,那些较早世纪与宗教有关的信念在现代被抛弃了。不过现在我们再回过头来看著名物理学家詹姆斯•金斯提出的“宇宙似乎是由一位理论数学家设计的”这一问题,他认为“基本的事实就是这样:科学现在给大自然所描绘的图像(看来只有这些图像能够与观察到的事实一致)是数学化的图像……大自然似乎精通纯数学的规则……不管怎么说这一点几乎是无可争辩的:大自然和我们的有意识的数学心智根据同样的规律来运作。”著名数学家齐民友先生有力地回答了这一问题,数学作为人类文化的一个重要部分,既然是科学,它首先关心的当然还是我们生活于其中的宇宙。数学的探索意义究竟何在?就在于它对认识宇宙的本性上有重大贡献。我们不赞成狭隘的近视的看法,认为一切数学研究都必须有某种具体的目的,或者用现行的说法叫做“有应用前景”。其实所谓的“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,区别在于人类社会在文化和物质上的发展程度。发展向上的社会,具有更高的文化、科学和物质生产水平,同样也就会更认真地考虑各门科学的前景。但是,从根本上说,如果数学的研究不能在“认识宇宙”上开花结果,数学研究还有多少价值呢!“认识人类自己”其实也还是为了提高人的认识能力,去认识大自然和人类社会,否则数学也就成为一种宗教式的内省了。在这里我们没有用“改造自然”的说法,因为人与自然究竟应该是什么关系,是不是简单地按人类的需要来“改造”自然是一个很大的问题,当代科学的发展使我们懂得了人必须与大自然“和睦相处”。认识宇宙,也认识人类自己其实也还是为了找到正确的相处关系。我们一再强调过数学作为人类文化的一个重要特点,就是极端抽象的、甚至有时被误解为“毫无意义”、“脱离实际”……的数学研究,可以根本改变人对大自然和人类自己的看法,甚至可以改变人类社会的面貌。人们很难回避一个结论:数学是人类全部技术的最重要的基础[6]。#p#分页标题#e#
2中国古代的宇宙观念
在西方文化中,按照数学模式来解释世界、构造天文理论,从其初始的一种宗教式崇拜,后来演化成上帝用数学设计世界。蕴含于其中的数学理性,最终把西方天文学导入了现代科学的数学理论框架之中。相反,中国古代天文学空有辛勤准确的观测记载,而始终未能形成一种明确可遵循的理论体系。例如,哈雷彗星在中国古代天文史上有30多次之多的记载,但中国的天文学家却从来没有人想到去构造它的运行轨道,结果这个发现被18世纪英国的天文学家哈雷获取。因为哈雷发现每隔76年出现一次的记载,恰是彗星绕太阳运行的轨道的周期。这个史实足以表明,在经验和知识充分积累之后,如果没有深层的理性构造就必然导致科学停滞不前甚至倒退[7]。中国古代先贤很早就对宇宙问题有过思考,《淮南子•原道训》注:“四方上下曰宇,古往今来曰宙,以喻天地。”即宇宙是天地万物的总称。《庄子•天运》中记载:“天其运乎?地其处乎?日月其争于所乎?孰主张是?孰维纲是?孰居无事推而行是?意者其有机缄而不得已乎?意者其运转而不能自止邪?云者为雨乎?雨者为云乎?孰隆施是?孰居无事乐而劝是?风起北方,一西一东,有上仿徨。孰嘘吸是?孰居无事而披拂是?敢问何故?”华夏民族作为一个古老的农耕民族,对天文学非常依赖,很早就注意观测和记录各种天象。在殷墟甲骨卜辞中已有了日食、月食的记载。有关流星、彗星、太阳黑子等异常天象,中国古代也都有记录。春秋战国时期,由齐国人甘德和魏国人石申所著的《甘石星经》已有115颗恒星的坐标位置。可以说在天文学史上,中国人的经验知识以及观测记载堪为世界第一。著名的科学史学者李约瑟先生在把中国古代的天文学与其它民族的天文学成果相比较时认为:“中国人在阿拉伯以前,是全世界最坚毅、最精确的天文观测者。有很长一段时间(约在公元前5世纪到公元10世纪),几乎只有中国的记事可供利用。现代天文学在许多场合(例如对彗星,特别是对哈雷彗星重复出现的记载)都曾求助于中国的天象记事,并得到了良好的结果”[8]。
中国很早就创立了干支记法和二十八宿的独特测天方法。战国时代已有五星记载(金木水火土),在汉代时测得更为精密。中国古人把整个天空分成四宫,就像将一个苹果切成四大块那样,而每一部分都有一种象征性的古代动物代表,苍龙为东方和春,朱雀为南方和夏,白虎为西方和秋,玄武为北方和冬。而紧围着天帝极星的北拱极区,按照类似于五行的象征性关系又被认为是独立的中央黄宫。而这种五行观念贯穿在整个中国的自然哲学之中。从远古以来,中国的赤道(与黄道相对)被分成28份,即每宫七宿,每宿由一特殊的星座标定,从其中某一特定的定标星(距星)起算,因而每一宿所占的赤道范围又有很大差别。中国古代信守“天人合一”的理念,历代帝王治国安民,无不求端于天,传说自三皇五帝开始就有历法。三统历、四分历、乾象历等所测得五星的度数以及会合周期的精确度已经相当高。根据天文学家陈遵妫先生统计,中国自古以来历代的历法共有104部之多[9],经历了准备时期、古历时期、中法时期、中西合法时期和公历时期五个发展阶段。其中准备时期以《夏小正》历法为主,古历时期从春秋到汉武帝期间主要是《颛顼历》,中法时期从汉武帝开始的《太初历》和直到明朝的《大经历》,中西合法时期是以明徐光启主持的《崇祯历书》和清朝《时宪历》、《癸卯元历》为代表,公历时期是后从1912年开始实施的公历,也即格里高里历[10]。
3基于中西文化史的思考
中国最初在天文理论构思方面(盖天说、浑天说)也不逊于西方天文鼻祖托勒密。而且从实际上说,托托勒密构造的“地心说”,并不具有比“浑天说”更多的经验支持。有人曾把托勒密的地心说与同时代汉朝天文学家张衡的天文理论作过比较,发现两者具有极大的相似性,依据张衡的假说所绘制的天文图与托勒密的地心说天文图几乎没有什么两样[11]。遗憾的是张衡并没有明确提出像托勒密那样的地心说理论模型。李约瑟曾评价说:“把中国的星表和伊巴谷、托勒密的星表对照来看,是非常有意思的。后者不仅年代较晚,所载的恒星也少三分之一,……周、汉之间中国人在方位天文学方面的工作应在科学史上占有远为重要的地位,这是毫无疑问的。现代世界通用的天球坐标系基本上是中国式的,而不是希腊式的,这一点似乎也值得强调”[8]。从中西方数学文化史比较的意义上看,以托勒密为代表的古希腊天文理论模式是以数学崇拜为基点建立起来的,而中国古代天文理论的构思却是建立在《周易》衍生出来的阴阳五行解释系统之上的。作为一种理论的构思,作为一种理性的追求,中国与古希腊天文理论在数学理性上的差异,决定了它们未来的发展前途。哥白尼的日心说虽然早在17世纪30年代就被写入《崇祯历书》,但后来还是被否定,在中国人的观念中唯有地静说才是公认的观点。
天文学是离不开数学的,确定日月星辰的位置,观察记载它们的运动,寻找季节变化的规律都必须以数学的计算为手段。中国古代的天文学在这种应用的层次上当然也是依凭数学的,尤其是在历法计算方面,唐代的僧一行运用的插值方法与西方相比非常高超。但是,当涉及整个天文学理论模式构造,情况就不一样了。中国古代天文学的盖天说、浑天说、宣夜说,实际都是把观测经验和计算数据容纳在一个按《周易》思维方式构造出的模式之中。有的学者评述时说:“查阴阳五行与天文历法,有的部分是巧合,有的部分是勉强牵强”[12]。其实巧合也好牵强也好,这些理论构造在其当时是有其合理性的,致命的危机潜伏在它未来发展的可能性上面。刘徽在注释《九章算术》序中说:“昔在包牺氏始画八卦,以通神明之德,以类万物之情,作九九之术,以合六爻之变。”显然,刘徽是在《周易》解释宇宙万物的指导下来建立“九九之术”的。显然,作为一种理性,中国古代数学在它构成第一本数学著作时,就成为《易经》的“婢女”,而不是像《易经》那样获得在中国文化中解释宇宙万物的地位。齐民友先生曾指出数学理性精神、数学探索精神“其实只是西方文化中所表现的人类精神生活的一个侧面。把认识宇宙也认识人类自己作为永恒的主题这只是西方文化的特征;把进行这种理性的探索看成人类最崇高的感情,也只是对西方人而言的。中国人生活在天人合一的至高无上的和谐中,精神生活早已得到满足,哪说得上要什么思想解放呢”[6]?中国以阴阳五行、《周易》八卦为表象形式,形成中国整体相关、整体互补的辩证思维方式。并在以农耕生存、家庭和血缘关系为主体的,以伦理道德为主要发展方向的价值取向中[13],形成了中华民族文化特定的理性精神,而这种理性精神中不像西方那样以数学理性为主导。#p#分页标题#e#
大多数星系团是宇宙中最大的结构体。在很久以前,在孕育出它们所能形成的许多恒星后,它们中的绝大多数现在都是“呈现红色并已经死去了”。但从理论上来说,根据新的恒星所发出的蓝色光线,星系团的形成应该有一种处于冷却的状态。
这个被正式命名为SPT-CLJ2344-4243的星系团距离我们大约70亿光年。研究者根据它所在的星座重新为它命名,它拥有的质量相当于大约2500万亿个太阳。
就如同行星被认为是由恒星形成后周边的物质聚合所构成的那样,星系团也被认为是通过巨大的星系合并而成的。目光敏锐的天文学家不止一次地设法得到了一些有关这类合并事件的图像。
理论上认为,除了中央有一个黑洞外,星系团在它的核心还存在大量的气体,这些气体来自附近的星系和超新星。星系团的核心最终将冷却下来以至于可以聚集在一起,并开始新的恒星形成过程。但是,天文学家目前只观测到星系团核心部分呈现红色和已经死亡的区域,没有太多的证据来证明这个理论上的“冷却流说”。
但从位于南极洲的南极望远镜和位于太空的钱德拉x射线望远镜的观测结果,天文学家在许多新发现的星系团中找到一个很明亮的。美国麻省理工学院的一个国际领先的研究队伍利用位于世界各地的10台不同的望远镜,从每个望远镜中观测到光线中不同的颜色,以描绘出这个令人惊奇的凤凰座星系团的特性。凤凰座星系团在紫外光谱中呈现出特别明亮的射线,对应着成百上千个年轻的恒星,这表明每年约有740颗新恒星诞生了。
麻省理工学院的迈克尔·麦克唐纳表示:“它不仅是宇宙中X射线最明亮的星系团,而且它中间质量巨大的星系正以无可比拟的速度正在形成恒星”
这些发现揭示了所有大型星系核心部分的超质量黑洞之间的相互作用,以及它们周围浩瀚的气体包围。
这些黑洞是宇宙间“拔河比赛的王者”,它们的重力把物质吸进去,但电喷射出巨大的能量。这些能量升高了周围气体的温度,并把这些气体保持在一定距离之外。
研究人员相信,在他们观测的时候,凤凰座星系团中央核心的黑洞一定没有放射出太多的能量。
新的结果动摇了一些天文学家对暗星云的看法。以前认为巴纳德68是天空中的一个洞,现在知道它是最著名的暗星云之一。在这个暗星云中,致密的尘埃和分子气体几乎完全吸收了背景恒星所发出的可见光。新生成的图片是漫长的细丝凝结而成的巴纳德68,它被来自银河系中心平面方向分布不均匀的外部辐射加热。天文学家利用红外观测发现的一些迹象表明,分子云碎片与巴纳德68碰撞,这可能导致巴纳德68的崩溃,形成一个新的恒星系统,在接下来的几十万年里形成一个或更多的低质量恒星。
早在2009年,一项针对巴纳德68暗星云存在的研究就已经开始进行,当时美国《天体物理学杂志》发表了西班牙卡拉尔·阿尔托天文台负责人若昂·阿尔维斯和德国慕尼黑大学的安德烈亚斯·布尔克特的研究结果。他们预测,在星云这个由气体和尘埃密集的云雾状天体里,一个新的恒星在距太阳系400光年远的地方即将诞生。孕育这个恒星的将主要是质量为太阳两倍的巴纳德68,它是暗星云,不会反射恒星和其他物体发出的光线,因此目前人类还看不到它。
研究表明,这个云雾状天体已开始呈现不稳定状态。而一个质量只有它1/10的星云正在迅速接近并“快要与它相撞”。这两位科学家说,他们是通过超级计算机的模拟试验得出这个结论的。这次相撞将会使巴纳德68的密度和温度升高超过临界点,这时暗星云将在引力作用下开始凝聚,最终孕育出新的恒星。他们指出,这颗恒星将在20万年内诞生,这个速度从天文学的时间尺度来看已经非常快了。在这颗恒星的周围,有可能会形成一些行星。这也意味着,我们的太阳系可能要多出一个新邻居。
MPIA的天文学家表示,我们现在还不是很清楚巴纳德68是如何形成的,但我们知道它很有可能是新恒星将形成的地方,事实上,最近已发现了巴纳德68似乎因崩塌将产生新恒星的迹象。我们可以用红外光透视这类云气,观察星云内部的状态。巴纳德68相当小,最多生成几个低质量的恒星。
刘洁民:首先必须承认,中小学科学课程的综合化是一个国际趋势。十多年来,我一直从事初中科学课程标准研制和课程实验,正是因为我坚信这门课程有利于提高学生的科学素养,符合我国初中科学教育的需求。但是,全面实施综合化的科学课程,需要在师资、课程资源、评价等方面有坚实的基础,还需要全社会对新的科学教育理念有足够的认同。2000年开始研制初中科学课程标准实验稿时,我们希望从少量实验区开始实验综合科学课程,用大约十年时间在全国大范围推广。现在看来,我们当时是太乐观了。经过这十多年的努力,目前科学课程资源已经有了明显的改善,但师资与评价等等诸多问题仍然存在,制约着综合科学课程的发展,社会认同程度也有待提高。另一个不容忽视的因素是,中国很大,不同地区的经济、文化和教育发展水平有较大差异,不可一概而论。因此,从我国初中科学教育现状来看,初中科学课程究竟应该采取综合的形式还是分科的形式,既不是单纯由课程本身的价值与合理性所决定的,也没有一个简单的答案。随着新课标的颁布,我们希望新的科学教育理念获得更广泛的理解和支持,也希望有更多的科学教育工作者在初中科学课程的师资培养、课程资源开发、评价体系的建立与完善等方面做更多的努力,为综合性的初中科学课程在我国的健康发展创设必要的条件和机会,从而进一步提升我国中小学生科学素养。
《中国教师》:初中科学课程被确定为“以提高学生科学素养为宗旨的课程”,实验稿并没有明确界定什么是科学素养,但2011年版课程标准中作了明确界定,您能否对此做一点说明?
刘洁民:“科学素养”概念是西方学者于20世纪50年代提出的,是一个不断发展的概念。2000年研制实验稿时,国内尚没有一个得到公认的科学素养概念,国际学术界的说法之间也有较为明显的差异,为避免争议,实验稿没有正面给出界定,但其中对课程总目标的表述实际上代表了研制组对科学素养的理解。2006年,国务院颁布了《全民科学素质行动计划纲要(2006—2010—2020年)》,其中明确写道:“科学素质是公民素质的重要组成部分。公民具备基本科学素质一般指了解必要的科学技术知识,掌握基本的科学方法,树立科学思想,崇尚科学精神,并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。”此后国内大多数学者较为普遍地接受了这个界定。在修订课程标准过程中,修订组专家一致认可这个界定并将其写入前言,作为“课程性质”第一条的主要内容,只是根据学术界较通用的说法将其中使用的“科学素质”改为“科学素养”。我认为,明确对科学素养的理解,对于读者更深刻准确地理解课程标准显然有直接的帮助。
《中国教师》:与实验稿相比,2011年版课程标准关于科学本质的部分篇幅增加了一倍,请问其中的主要变化是什么,为什么会有这样的变化?
刘洁民:科学本质是当代科学教育中的重要内容,增进学生对科学本质的理解是科学教育的重要目标之一,也是近年来各国科学教育高度关注的问题。20世纪80年代以来,西方一些科学教育家以建构主义为指导思想,倡导一种将科学史、科学哲学和科学社会学(History,Philosophy and Sociology of Science,简称HPS)融入中小学科学课程和教学的科学教育模式,以促进学生对科学本质的理解。《美国国家科学教育标准》、美国科学促进协会“2061计划”丛书都有较多篇幅谈科学本质,将其放在重要位置;英国国家科学课程标准中也对各个学段的科学本质教育提出了相应的教学要求。在中国,长期以来,科学本质主要是科学哲学、科学史、科学社会学等学术领域关注的话题,直到20世纪90年代才明确进入科学教育领域。2001年的实验稿明确将对科学本质的认识作为课程基础,并将“体现科学本质”作为课程基本理念之一。
与实验稿相比,2011年版对科学本质的表述更为明确和详细,增加了对科学知识基本形式和建构过程、科学探究过程以及科学伦理的描写。全部内容分为四段:
第一段从科学知识建构的角度概述科学的性质,也是大家普遍所了解的,即科学是一个有价值的知识体系。
第二段着重谈科学探究。在教育的范畴中谈探究,探究往往被作为教学的手段,但在科学的范畴中,探究是本质,是人类发现知识的方法和途径。鉴于教学实践中大家对科学探究的片面理解甚至误解,课程标准中给予了非常清晰的表达:科学探究是创造性思维活动、实验活动和逻辑推理交互作用的过程,往往需要经过多次循环,不断有新的发现和问题,在解决这些问题的过程中推动科学的发展。
第三段说明科学是开放的系统,是一个不断发展的过程。教师可以借用一些科学史上的著名案例,引导学生理解科学的开放性和发展性。例如,根据直接的观察和朴素的推理,世界各古代文明都曾产生过原始的地平说,并认为日月星辰都围绕大地运转。公元2世纪,希腊天文学家托勒密运用数学方法处理前人的观测结果,构建了一个相当精致的地心说理论体系,代表了当时的科学认识水平。但是,随着观测仪器精准度的提高和新的观测结果的积累,科学家们发现了越来越多无法用地心说解释的现象,1543年哥白尼发表了日心说理论,其正确性直到17世纪以后才随着其他科学理论的发展而逐渐确立。19世纪以后,人们进一步认识到太阳并不是宇宙的中心。再比如,对地球形状和大小的认识,对物质结构的认识,对生命本质的认识,都是随着人类科学探究能力的提高而不断改进的。所以,科学不是僵化的、封闭的,而是在不断发展进步中。认识到这些,对促使学生形成正确的科学观、世界观非常重要。
最后一段说的是科学伦理。科学家是人,科学是人类活动,科学家在从事研究和相互交往的过程中既要受到人类社会基本法律和伦理的制约,还要受到科学规范、科学伦理的制约。20世纪以来,科学技术对人类的生活方式和自身安全的影响越来越深远,例如核能、人类基因组、转基因等研究既可以造福于人类,也为研制大规模杀伤性武器提供了基础,而克隆人研究则带来一系列伦理和法律问题。正因为科学技术对人类社会的影响太大了,因此其发展必须受到全社会的关注,虽然历史上多次发生世俗伦理和法律阻碍科学发展的事件,但必要的法律、伦理制约仍然是不可缺少的。
以上对2011年版中关于科学本质的部分作了十分简略的解说,课程标准解读对此有更详细的说明。由于初中科学课程是体现科学本质的课程,因此,正确认识科学本质,对科学教科书的编写和科学课程的教学都有至关重要的意义。
《中国教师》:实验稿基本理念中有一条是“突出科学探究”,2011年版中改成了“体现科学探究的精神”,课程目标和课程内容中对科学探究的表述也有明显的改变,请问主要变化是什么?对科学课程的实施将会产生什么样的影响?
刘洁民:课程改革之前,我国的理科教学习惯于以教师讲授为主,很多学校的理化生课程连学生需要完成的最起码的理科实验都不能保证,更谈不到以科学探究的方式实施教学。针对这种情况,实验稿对与科学探究有关的内容在表述上作了强化处理,试图引起广大一线教师和科学教育界的重视。经过十年来的课程改革,科学探究的理念已经较为普遍地为人们所接受,但在课程实验中却出现了两方面问题:一是表面化,即看起来像是探究式的科学教学,其实不然,例如师生问答、学生活动及动手实验等,表面上在探究,实际上学生根据教师安排好的套路作出机械反应,缺少真正的思考和理解;二是模式化,即把科学探究过程固定为一个统一的模式。为纠正表面化的倾向,2011年版强调“体现科学探究的精神”,其含义不言而喻。为纠正模式化的倾向,2011年版在表述科学探究的课程内容时明确指出,“科学探究的方式和过程是多种多样的,没有一成不变的模式”,并将实验稿中明确概括的六要素改以举例的形式表述。在教学建议中又指出,“学生的探究活动可以采用多种形式,有些探究活动是完整的,有些只包含部分要素,但无论何种形式,均须体现科学探究的基本思想和特征”,“探究教学不是科学教学中的唯一方式,它应该与其他各种行之有效的教学方式有机地结合”。
实验稿中,关于科学探究的课程目标完全按照所谓“六要素”设定,2011年版则增加了理解科学探究过程、能开展科学探究活动的要求,并明确提出了科学探究所需要的基本技能要求,特别是对观察、实验获取信息能力的要求。
从总体上看,2011年版对科学探究的要求比实验稿更为深入、细致和全面,同时也更为务实,并且力图纠正表面化和形式化的倾向,科学教科书的编写和科学课程的教学应尽可能落实这些基本要求。
《中国教师》:科学课程的另一个基本特征是整合,在这方面2011年版有什么新的内容?
刘洁民:首先,“确定了科学课程应包括以下方面内容:统一的科学概念与原理;科学探究的基本过程和方法;自然科学中最基本的事实、概念、原理、观点和思想;发展学生思维能力、创新精神和实践能力的内容;培养学生科学精神、科学态度的内容;反映现代科学技术发展的新成果以及科学技术社会之间关系的内容”。强调“通过对内容的整合使学生从整体上认识自然和理解科学,并不刻意追求不同学科知识的综合程度”。
其次,突出统一的概念与原理的地位和作用,例如物质,运动及其相互作用,能量,信息,系统、结构与功能,演化平衡,守恒等。在具体知识内容方面,调整、合并了部分内容,删除了一些较难的内容,并明确提出了对学生相关技能的要求。
《中国教师》:我一直认为初中科学课程标准制定的科学态度、情感与价值观目标非常好,凸显了科学素养的基本要求。2011年版的课标将原来的4条科学态度、情感与价值观目标整合为3条:对自然和社会的态度,对科学的态度,学习科学、处理事务与人际关系的态度。在教学中如何落实这些目标,仍将是初中科学教育实践中的难点。在此,可否请您给教师们提出一些建议?
刘洁民:科学态度、情感与价值观的培养,一定要避免表面化、形式化的倾向,忌讳空洞地讲大道理。这应该是一种“鱼在水中,不知有水”的教育境界,教师要采用潜移默化的方式,“随风潜入夜,润物细无声”。教师首先要有科学态度、情感与价值观教育的明确意识,将其落实在具体的教学行为之中。可以说,所有科学知识都富有科学态度、情感与价值观的教育价值,就看教师心中是否有这类目标,眼中能否看到这些教育价值。例如,在天文部分的教学中,可以通过解释地球是唯一的一个拥有高级生命的星球,让学生感受珍惜和爱护地球的责任和义务;通过展示人类对地球形状的认识过程,使学生了解人类对自然界的认识是不断深化的;通过观测星空,引导学生感受大自然的壮美和奥秘,激发他们对大自然的热爱和探索热情;通过引导学生了解人类对宇宙起源和演化的认识过程,提高区分科学理论、神话传说、迷信及邪说的能力;通过介绍天文学家为探索宇宙奥秘不畏艰辛,甚至不惜献出生命的事迹,激发学生探索真理、热爱科学的情感。
《中国教师》:教师们曾经反映初中科学课程中天文学的内容过难,为什么本次课标修订仍然保持了对天文学内容的较高要求?广大初中科学教师应该怎样适应这种要求?
刘洁民:天文学是自然科学的基础领域之一。自20世纪80年代以来,欧美及亚洲的许多国家在初中科学课程中都对天文教育给予了足够的重视。单纯从实用角度考虑,对于现代人来说,天文学几乎完全是无用的,但从全面培养学生科学素养的角度看,天文教育无疑有着十分深刻的意义:
(1)基本的天文知识是现代公民科学素养的有机组成部分。我是谁?我来自哪里?我现在在哪里?这是自蒙昧时代以来人类一直在思考的问题,也是每个有自我意识的人或早或迟必然要遇到的问题。对这些问题给出与现代科学相协调的回答,而不是归之于臆想、神话和玄学,当然体现了一个人的科学素养。在做出这样的回答时,天文学起着不可或缺的作用。
(2)天文学有助于培养学生对自然和科学的兴趣。日月辉煌灿烂,星空神秘幽远,每一个注视它们的人,或为之震撼,或引发遐思。古今中外,无数哲人、艺术家和科学家为之倾倒。星空对中小学生来说,既是熟悉的,也是陌生而神秘的。天文学以神秘的宇宙作为研究对象,永远是激发人类好奇心和挑战人类想象力的重要源泉,是一门适合培养学生对自然和科学兴趣的学科。
(3)天文学有助于陶冶性情,启人心智。学习天文,观测星空,可以开阔人的眼界和胸襟,使人变得博大而深沉。康德曾说:“世界上有两件东西能够深深地震撼人们的心灵,一件是我们心中崇高的道德准则,另一件是我们头顶上灿烂的星空。”还有天文学家说:“与浩瀚的宇宙相比,尘世间那些鸡毛蒜皮算得了什么?”天文学首先是一门观测的科学。天文学的观测,要求精细、持久、有系统,从而可以培养人们精细、耐心、有条理的心理品质。学习天文,观测星空,可以激发人的想象力,启人心智。
(4)天文学有助于学习科学方法。天文学首先是一门观测的科学,它的研究对象是可望而不可及的遥远的天体。观测(观察)是非常基本的科学方法。此外,天文学在其漫长的发展过程中,还产生或运用了其他一些重要的科学方法,学习天文也就同时学习了这些科学方法。
(5)天文学有助于培养科学世界观。所谓世界观或宇宙观,指的是我们对世界的总的看法。天文学的研究对象是天体,是宇宙,它为我们客观地、理性地认识世界、认识宇宙提供了科学的基础,所谓科学的世界观,追根寻源,来自我们对宇宙的认识。
(6)了解天文学家的探索历程,有助于培育科学思想和科学精神。伟大的天文学家都是执著地追求真理的人。哥白尼、伽利略、牛顿、哈雷、哈勃、霍金,这些伟大的名字,他们的辉煌业绩和崇高精神,永远激励着后人。
关于教师在天文学教学方面遇到的困难,我想,解决的办法,一是希望大学本科教育中加强天文学教育,例如地理系开设天文必修课,物理系开设天文选修课;二是可设计一个约30个课时的天文学培训课程,对在职科学教师提供直接的帮助;三是进一步密切科学教育专家与一线教师的联系,给一线教师提供更多帮助和引导。实际上,只要有较好的参考资料和好的建议,初中科学课程中的天文内容大部分都是容易自学的。
《中国教师》:2011年版课程标准将实验稿中的“科学、技术与社会的关系”改为“科学、技术、社会、环境”,其中的主要变化是什么?
刘洁民:主要有四方面变化。
(1)增加了主题“科学、技术、社会、环境的关系”,在其中增加了环境教育的内容,并对四者关系给出了较为具体的表述。
(2)将“科学史”调整为“科学技术史”,参照“科学的本质”改写了“科学技术史在科学课程中的地位与作用”,使其更为具体并有所深化;将“科学史进入科学课程的基本方式”改写为“科学技术史融入科学课程的若干建议”,使之具有更明确、更具体的指导意义;删去“科学史料举例”,因其已包含在内容标准的有关部分。
(3)增加了对技术素养的界定,重新表述了技术设计部分的内容及要求,使之更为具体、确切和具有可操作性。
(4)重新设计了“当代重大课题”,对设置这部分内容的意图作了更明确的表述。由于具体课题的内容目标和活动建议实质上已出现在内容标准的前几部分,故删去细节,仅列举若干重大课题。
与实验稿相比,这部分内容变化很大,限于篇幅无法详细说明,有兴趣的读者可进一步阅读课程标准解读的相关内容。
《中国教师》:在过去的十年中,初中科学课程步履维艰。接下来的几年中,为使这一课程健康发展,需要做哪些努力?
刘洁民:任何改革都不是一蹴而就的。过去十年中,虽然科学课程实验确实遇到了一些问题,但一些地区的实验表明,这门课程有利于提高学生的科学素养,科学课程标准的理念、目标、内容和结构基本符合国际科学课程的发展趋势,符合我国初中科学教育的需求。对目前实施科学课程的实验区进行的问卷调查结果也表明,科学教师对科学课程标准的基本理念和设计思路是普遍认同的,初中科学课程改革的方向是正确的,初中科学课程标准实验稿的基本框架和内容是值得肯定的。现在修订过的课程标准已经由教育部正式颁布,初中科学课程未来的发展,需要教育界以及社会各方的共同努力,通力合作。
科学教育界内人士可集中力量做好三方面的工作:科学教科书的编写、科学课程学业评价改革以及科学师资队伍的建设。首先,初中科学教科书要充分体现课程标准的理念,充分体现科学教育的价值,为教师创造性地进行教学提供适宜的平台,促进学生科学素养的提升。现在曾在实验区使用过的几套初中科学教科书正在修订,有过去十年的工作基础和实验积累,我相信修订版教科书在整体构思和细节处理上都会有明显的提升。
评价改革一直是科学教育改革的难点。这次课标修订,我们下了很大工夫对评价建议作出较大修改,旨在更好地指导评价实施。例如,在评价原则方面首先提出导向性原则,“评价应以本标准为基本依据,评价目标要与课程目标一致,评价的内容和方式应有利于引导教师实施真正意义上的科学教育,体现本课程整合和探究的特点,增进学生对科学的理解,提高学生的科学素养”,还包括发展性原则、科学性原则、多元化原则和公平性原则,评价内容和方式也在实验稿的基础上作了更为细致和准确的说明。由于目前科学课程尚未确立具有足够针对性和权威性的评价体系,我们希望这些评价原则能为科学课程的学业评价提供一个基本的依据,使学业评价成为科学课程建设与发展的推动力量,而不是干扰与阻碍因素。
师资队伍是目前我国实施综合科学课程的另一个主要瓶颈。高水平师资队伍的建设,一方面要着眼于高校本科层面的教育改革,培养优秀的准教师;另一方面要着眼于在职教师的继续教育工作,尽快提升在职科学教师的专业素养。由于目前国内部分高师院校在本科教育中直接培养初中科学教师的模式存在争议,其实施也遇到一定困难,所以加强继续教育会是当前提升科学师资队伍专业素养的主要途径。过去十年的经验表明,“短平快”式的培训不能真正解决科学教师所面临的主要困难。建议统一规划科学教师培训项目与内容,例如经过专家论证和实验区调研,制定专门的科学教师专业发展规划,将其纳入常规的教师在职培训总体方案,从而使之既具有足够的针对性又具有足够的稳定性;又比如为每个科学教师提供三年一阶段的培训机会,使他们在完成初中三年的科学课程教学之后,有机会交流、总结、充实和提升。培训内容可由三大板块组成:一是教育教学基本理论方法,二是学科基本知识,三是科学实验与设计、科学史等专题课程,使得科学教师在学科知识、学科方法和技能、学科思想、学科文化等四个层面上全面获得提升。
还有一些工作,则不是科学教育界所能解决的,需要整个社会的支持。例如,国家和地方政府对初中科学课程实验区要给予足够的政策支持,在财政上要确保科学课程的实验经费(例如科学教师的培训经费、科学实验室的配备经费、购买科学图书的经费等等),并使其生存和发展获得一定程度的法律保障,不致因某些临时性的动议就导致实验区下马,使广大教师和科学教育工作者的多年努力毁于一旦。
“西学中源”说主要是就天文历法而言的。因数学与天文历法关系密切,也被涉及。后来更推广到其他领域,但并不重要。故本文以天文历算为主,对“西学中源”说的产生、发展及其背景进行探讨。
一、“西学中源”说发端于明之遗民
据笔者所见史料,最先提出“西学中源”思想的是黄宗羲。黄氏对中西天文历法皆有造诣,著有《授时历法假如》、《西洋历法假如》等多种天文历法著作。明亡,黄氏起兵抗清,兵败后一度辗转流亡于东南沿海。即使在这样艰危困苦的环境中,他还在舟中与人讲学,仍在注历。“尝言勾股之术乃周公商高之遗而后人失之,使西人得以窃其传。”①这里黄氏讲的是数学,但那时学者常把“历算”视为一事。黄氏最先提出“西学中源”的概念,这一点全祖望也曾明确肯定过:“其后梅征君文鼎本周髀言历,世惊以为不传之秘,而不知公实开之”②。
“西学中源”说之另一先驱者为黄宗羲同时代人方以智。方氏祟祯十三年(1640)进士,明亡流寓岭南,一度追随永历政权,投身抗清活动。其《浮山文集》在清初遭禁毁,故流传绝少。在《游子六序》一文中,方氏谈论了中国古代天文历法之后说:“万历之时,中土化洽,太西儒来。脬豆合图,其理顿显。胶常见者骓(马+戒)以为异,不知其皆圣人之所已言也。……子曰:‘天子失官,学在四夷’。”③方氏此文作于1651—1666年间,在时间上可能稍后于黄宗羲。值得注意,“天子失官,学在四夷”的说法,和后来梅文鼎、阮元所谓“礼失求野”之说颇相一致。
黄、方二氏提出了“西学中源”的思想,但未提供具体证据。而王锡阐则对此作了阐述,使此说大进了一步。王氏在明亡时曾两度自杀,获救后终身不仕,潜心天文历算,和梅文鼎同为清代第一流的天文学家。王氏精通中西天文学,其造诣远在黄、方之上。他多次论述“西学中源”说,其中最重要的一段文字如下:
今者西历所矜胜者不过数端,畴人子弟骇于创闻,学士大夫喜其瑰异,互相夸耀,以为古所未有,孰知此数端者悉具旧法之中而非彼所独得乎!一曰平气定气以步中节也,旧法不有分至以授人时,四正以定日躔乎?一曰最高最卑以步脁朒也,旧法不有盈缩迟疾乎?一曰真会视会以步交食也,旧法不有朔望加减食甚定时乎?一曰小轮岁轮以步五星也,旧法不有平合定合晨夕伏见疾迟留退乎?一曰南北地度以步北极之高下,东西地度以步加时之先后也,旧法不有里差之术乎?大约古人立一法必有一理,详于法而不著其理,理具法中,好学深思者自能力索而得之也。西人窃取其意,岂能越其范围?④
王氏这段话是“西学中源”说发展史上的重要文献之一。约写于1663年之前一点,与黄、方二氏之说年代相近。王氏第一次为“西学中源”说提供了具体证据(当然,实际上是错误的),五个“一曰”,涉及日月运动、行星运动、交食、定节气和授时,几乎包括了当时历法的所有主要方面。他认为西法号称在这些方面优于中法,实则“悉具旧法之中”,是中国古已有之的。不过,说西法中国古已有之,还有双方独立发明而暗合的可能,但王氏断然排除了这一点:“西人窃取其意”,是从中法偷偷学去的。而且,王氏已经注意到中国传统天文学“详于法而不著其理,理具法中”的特点,这与西方天文学从基本的“理”出发进行演绎明显不同。为了完善自己的说法,他指出中法之理虽不明言,但“好学深思者自能力索而得之也”,这就为“西人窃取其意”提供了可能性。这一思想为后来梅文鼎的理论开辟了道路。
值得注意的是,黄、方、王三人都是矢忠故国的明朝遗民,在政治上坚决不与清政府合作,已如前述。同时,三人又都是在历史上有相当大影响的重要人物。黄氏是明清之际的著名学者之一,后人将他与顾炎武、王夫之并称,号“三先生”;方氏在中国哲学史、思想史上有重要地位;王锡阐则是当时以顾炎武为代表的遗民学者群中一个重要成员。这样的三个人不约而同地提出“西学中源”说,绝不应视为偶然现象。
最近有文章认为“西学中源”说最早是由康熙提出的,并由此出发讨论其产生的原因。”但此说实际上发端于明之遗民,已如上述。而康熙在晚些时候也曾提出“西学中源”说。现在的问题是:明朝遗民学者和清朝康熙皇帝这样居于截然不同社会地位的人,却先后提出一个相同的“西学中源”说。这是很值得研究的问题。它显然和当时的政治、思想和文化背景有关。后文将对此作些初步探讨。
二、康熙提倡,梅文鼎大力阐扬
康熙确实也提倡“西学中源”说,而且起了很大作用。他曾作《三角形论》,其中提出:“古人历法流传西土,彼土之人习而加精焉。”这是明确关于历法的。他关于数学方面的说法更受人注意,一条经常被引用的史料是康熙五十年(1711)与赵宏燮论数,称:“即西洋算法亦善,原系中国算法,彼称为阿尔朱巴尔。阿尔朱巴尔者,传自东方之谓也。”⑥“阿尔朱巴尔”又作“阿尔热八达”或“阿尔热八拉”,一般认为是algebra的音译。此字源于阿拉伯文Al-jabr,意为“代数学”。康熙怎么能从alsebm中看出“东来法”之意来,目前尚缺乏详细资料。有人认为是和另一个阿拉伯文单词A-erh-je-pa-la发音相近而混淆的。⑦但康熙是否曾和阿拉伯文打过交道,以及供奉内廷的耶稣会士向康熙讲授西方天算时是否有必要涉及阿拉伯文(他们通常使用满语和汉语),都还是疑问。再退一步说,即便Algebra真有“东来法”之意,在未解决当年中法到底如何传人西方这一问题之前,也仍然难以服人。这个问题后来梅文鼎慨然自任。
据来华耶稣会士的文件来看,康熙向耶稣会士学习西方天算始于1689年。从此他醉心于西方科学,连续几年每天上课达四小时,课后还做练习。⑧以后几十年中,他时常喜欢向宗室和大臣等谈论天文地理数学之类的知识,自炫博学,引为乐事。康熙很可能是在对西方天文数学有了一定了解之后独立提出“西学中源”说的,因为黄、方、王三氏皆心怀故国,隐居不仕,康熙“万几余暇”去研读三氏著作的可能性不大。
康熙在天文历算方面的“中学”造诣并不高深。他了解一些西方的天文学和数学,也没有达到很高水平。这从他历次与臣下的谈论及他《几暇格物编》中的天文学内容可以看出来。梅文鼎的《历学疑问》,康熙自认为可以“决其是非”,但那只是一本浅显的著作。相比之下,黄宗羲,王锡阐都是兼通中西天文学并有很高造诣的。因此他们提出“西学中源”说或许还有从中西天文学本身看出相似之处来的因素;而康熙则更多地出于政治考虑了。
康熙的说法一出,清代最著名的天文学家梅文鼎热烈响应。他三番五次地说:“御制《三角形论》言西学贯源中法,大哉王言,著撰家皆所未及”⑨;“伏读圣制《三角形论》,谓古人历法流传西土,彼土之人习而加精焉尔,天语煌煌,可息诸家聚讼”⑩;“伏读御制《三角形论》,谓众角辏心以算弧度,必古算所有,而流传西土。此反失传,彼则能守之不失且踵事加详。至哉圣人之言,可以为治历之金科玉律矣!”⑾于是梅氏用他“绩学参微”的功夫来补充、完善“西学中源”说了。他主要从以下三个方面加以论述:
一是论证“浑盖通宪”即古周髀盖天之学。明末李之藻著有《浑盖通宪图说》,耶稣会士熊三拔(Sabbathinus de Ursis)著有《简平仪说》。前者讨论了球面坐标网在平面上的投影问题,并由此介绍星盘及其用法;后者讨论一个称为简平仪的天文仪器,其原理与星盘相仿。梅氏就抓住“浑盖通宪”这一点来展开论证:“故浑天如塑像,盖天如绘像,……知盖天与浑天原非两家,则知西历与古历同出一原矣。”又进一步主张:“盖天以平写浑,其器虽平,其度则浑。……是故浑盖通宪即古盖天之遗制无疑也。”而且还列举具体例证:“今考西洋历所言寒热五带之说与周髀七衡吻合”、“周髀算经虽未明言地圆,而其理其算已具其中矣”、“是故西洋分画星图,亦即古盖天之遗法也”。有了五带、地圆、星图这些例证之后,梅氏断言:“至若浑盖之器,……非容成、隶首诸圣人不能作也;而于周髀之所言一一相应,然则即断其为周髀盖天之器,亦无不可。”“简平仪以平圆测浑圆,是亦盖天中之一器也。”不难看出,梅氏这番论证的出发点就大错了。中国古代的浑天说与盖天说,完全不是如他所说的那样为“塑像”与“绘像”的关系。李之藻向耶稣会士学习了星盘原理后作《浑盖通宪图说》,只是借用了中国古代浑、盖的名词,实际内容是根本不同的。精通天文学如梅氏,按理不会不明白这一点,但他竟不惜穿凿附会,大作文章,这就不仅仅是封建士大夫逢迎帝王所能解释的了。至于“容成、隶首诸圣人”,连历史上是否实有其人也大成问题,更不用说他们能制作将球面坐标投影到平面上去的“浑盖之器”了。五带、地圆、星图画法之类的例证也都是附会。
第二个方面是设想中法西传的途径和方式。“西学中源”说必须补上这个环节才能自圆其说。梅氏先从《史记·历书》“幽、厉之后,周室微,……故畴人子弟分散,或在诸夏,或在夷狄”的记载出发,认为“盖避乱逃咎,不惮远涉殊方,固有挟其书器而者矣”。不过他设想的另一条途径更为完善:《尚书·尧典》上有“乃命羲和,钦若昊天”的记载,梅氏又根据古代羲仲、羲叔、和仲、和叔四人“分宅四方”的传说⑿,设想东、南有大海之阻,极北有严寒之畏,唯有和仲向西方没有阻碍,“可以西则更西”,于是把所谓“周髀盖天之学”传到了西方。他想像和仲西去之时是“唐虞之声教四讫”,而和仲到西方之后,“远人慕德景从,或有得其一言之指授,或一事之留传,亦即有以开其知觉之路。而彼中颖出之人从而拟议之,以成其变化,固宜有之”。
古代畴人子弟抱书器西向的可能性我们当然不能绝对排除,但问题的关键是,西方古典天文学和周髀盖天之说是两个根本不同的体系,没有任何“同出一源”的证据,因此无论畴人子弟或和仲(假定真有其人的话)西征的可能性有多大,西方天文学也不可能源于“周髀盖天之学”。梅氏之说,实出于中国封建士大夫的传统偏见。
早先王锡阐断言西法是“窃取”中法而成,梅氏则平和一些,认为是西人得到中国先贤“指授”,因而“有以开其知觉之路”,发展而成的。而且给出了时间、地点和方式,这就使“西学中源”说显得大为完善。
梅氏阐扬“西学中源”说的第三个方面是论证西法与回回历即伊斯兰天文学之间的亲缘关系。他认为“而西洋人精于算,复从回历加精”、“则回回泰西,大同小异,而皆本盖天”。所以“要皆盖天周髀之学流传西土,而得之有全有缺,治之者有精有粗,然其根则一也”。梅氏能在当时看出伊斯兰天文学与西方天文学的亲缘关系,比我们今天做到这一点要困难得多。因为当时中国学者对外部世界的了解还是非常少的。不过梅氏把两者的先后关系弄颠倒了。当时的西法比回历“加精”倒是事实,但追根寻源,回历还是源于西法的。
上述三方面的论述主要见于梅氏的《历学疑问补》第一卷中。通过他的阐发,“西学中源”说更见完备,影响也更大了。
三、阮元等人推波助澜
“西学中源”说有“圣祖仁皇帝”提倡于上,“国朝历算第一名家”写书撰文作诗阐扬于天下,一时流传甚广,也无人敢提出异议。1721年完成《数理精蕴》,号称御制,其中说:
汤若望、南怀仁、安多、闵明我相继治理历法,间明算学,而度数之理渐加详备。然询其所自,皆云本中土流传。⒀
连在清廷供职的耶稣会士也承认“西学中源”。不过上列诸人是否真说过这样的话,至少,说时处在什么场合,有怎样的上下文,都还不无疑问。倘若《数理精蕴》所言不虚,那倒是一段考察康熙和耶稣会士之间关系的宝贵材料。耶稣会士在清宫中虽颇受礼遇,但归根到底还是中国皇帝的臣下,他们面对康熙“钦定”之说,看来也不得不随声附和。
《明史》于1739年修成,其《历志》中重复了梅文鼎“和仲西征”的虚构。又加以发挥说:“夫旁搜博采以续千百年之坠绪,亦礼失求野之意也。”⒁这一自我陶醉的说法,很受当时中国士大夫的欢迎。
乾嘉学派兴盛时,其重要人物如阮元、戴震等都大力宣扬“西学中源”说。阮元是为此说推波助澜的代表人物。1799年他编成《畴人传》,其中多次论述“西学中源”,而且不乏“创新”之处:
然元尝博观史志,综览天文算术家言,而知新法亦集古今之长而为之,非彼中人所能独创也。如地为圆体则曾子十篇中已言之,太阳高卑与《考灵曜》地有四游之说合,蒙气有差即姜岌地有游气之论,诸曜异天即郄萌不附天体之说。凡此之等,安知非出于中国如借根方之本为东来法乎!⒂
阮元本来是反对哥白尼日心说的。1760年耶稣会土蒋友仁(Michael Benoist)向清廷献《坤舆全图》,其说明文字中明确指出哥白尼日心说为惟一正确,而阮元在《畴人传》蒋友仁传论中仍然抨击日心说。但到了1840年,他似乎又变为赞同日心地动之说了,然而在这里他也为“西学中源”说找到用武之地:
元且思张平子有地动仪,其器不传,旧说以为能知地震,非也。元窃以为此地动天不动之仪也。然则蒋友仁之谓地动,或本于此,或为暗合,未可知也。⒃
把张衡的候风地动仪说成是“地动天不动之仪也”,以乾嘉学术大师而如此牵强附会,在今天看来简直难以置信,但在当时并不奇怪。乾嘉学派对清代学术界的影响是众所周知的,经阮元等人大力鼓吹,“西学中源”产生了持久而深入的影响。有一个例子很能说明问题:1882年,那时清王朝已到尾声,“西学中源”说已提出两个多世纪了,查继(木字旁)亭仍然如数家珍地谈到,重刻《畴人传》是“俾世之震惊西学者,读阮氏罗氏之书而知地体之圆辨自曾子,九重之度昉自《天问》,三角八线之设本自周髀,蒙气之差得自后秦姜岌,盈朒二限之分肇自齐祖冲之;浑盖合一之理发自梁崔灵恩,九执之术译自唐瞿昙悉达,借根之法出自宋秦九韶元李冶天元一术。西法虽微,究其原皆我中土开之”⒄。且不说此处“九执之术译自唐瞿昙悉达”一句中就有两个错误,单看那时已是现代天文学的时代,查氏还在这样闭目塞听,抱残守缺,就足见“西学中源”说影响之持久了。
“西学中源”说确立之后,又有从天文、数学向其他科学领域扩散之势。阮元把西洋自鸣钟的原理说成和中国古代刻漏之理并无二致,所以仍是源出中土。⒅这是推广及于机械工艺方面。毛祥麟更推广到医学,他把西医施行外科手术说成华佗之术的“一体”,而且因未得真传,“犹似是而非”,所以成功率不高。⒆这类论述多半是外行的臆说,并无学术价值可言。
四、“西学中源”说产生的背景
矢忠故国的明遗民和清朝君臣在政治态度上是完全对立的,但这两类人不约而同地提倡“西学中源”说,这是一个值得注意的现象。他们各自的动机是什么?有什么异同?探讨这些问题的意义不限于科学史本身。
天文学上的中西之争,始于明末。在此之前,中国虽已两度接触到古希腊天文学——唐瞿昙悉达译《九执历》、元明之际传入回历。但一方面只是间接传入(以印度、阿拉伯为媒介),另一方面当时中国天文学仍很先进,胜过外来者,更无被外来者取代之虞,所以并无中西之争。即使明代在钦天监特设回回科,回历与《大统历》参照使用,也未出现过什么“汉回之争”。但到明末耶稣会士来华时,西方天文学已发展到很高的阶段,相比之下,中国的传统天文学明显落后了。明廷决定开局修撰《崇祯历书》,意味着中国几千年的传统历法将被西洋之法所代替。而历法在封建社会是王朝统治权的象征物,这样神圣的事竟要采用外来的“西夷”之法,正是十十足足的“用夷变夏”,对一向以“天朝上国”自居的中国士大夫来说实在难以容忍。正因为这一点,自《崇祯历书》开撰起,就遭到保守派持续不断地攻击,一次失败紧接着就再来一次。徐光启作为西学的护法神,力挽狂澜,终于使《崇祯历书》在1634年修成,不能不说是一个奇迹。但是保守派的攻击还是使得崇祯帝在《崇祯历书》修成后犹豫了十年之久不能下决心颁行天下。而在此期间中西法多次较量,通过实测检验,中法没有一次能免于败北。⒇但当崇祯帝最终认识到“西法果密”,下诏颁行时,亡国之祸也已临头。
清人入关后,立刻以《西洋新法历书》之名颁行了《崇祯历书》的删改本。他们采用西法根本没有明朝那样多的犹豫和争论,这有两方面的原因。一者中国历来改朝换代之后都要改历,以示“乾坤再造”,而当时除了《崇祯历书》并无胜过《大统历》的好历供选择;二者当时清人刚以异族而入主中国,无论如何总还未马上以“夏”自居。既然自己也是“夷”,那么“东夷”与“西夷”就没什么大不同,完全可以大胆地取我所需。正如李约瑟博士注意到的那样,“但在改换朝代之后,汤若望觉得已可随意使用‘西’字,因满族人也是外来者”(21)。
首倡“西学中源”说的黄、方、王三人,都是中国几千年传统文化养育出来的学者,又是大明的忠臣。他们目睹“东夷”入主华夏,又在颁正朔、授人时这样的神圣之事上全盘引用“西夷”之法,而且还以西夷之人主持钦天监,无疑有着双重的不满。提倡“西学中源”说的目的,三氏中以王锡阐表示得最明确:他主张恢复传统的历法,而在西法中只应取一些具体成果来补中法之不足,即所谓“镕彼方之材质,入《大统》之型模”。为此他一面尽力摘寻出西法的疏漏之处,一面论证“西学中源”,然后得出结论:“夫新法之戾于旧法者,其不善如此;其稍善者,又悉本于旧法如彼。”(22)他的六卷《晓庵新法》正是贯彻这一主张的力作。
黄、方、王都是在野布衣,又在政治上抱定不与清人合作的宗旨,所以他们没有能力也不愿意去对清政府就历法问题有所建言。在这种情况下提倡“西学中源”还有缓解理论困境的作用:传统文化的熏陶使他们坚持“用夏变夷”的理想,而严峻的现实则在“用夷变夏”。如果论证了“夷源于夏”,就可避免这个问题了。这一思路正是后来清朝君臣所遵循的。
黄、方、王研究中西历法,因看出其相似之处而提出“西学中源”,有没有纯科学的动机?一般说来,研究中西历法而发现其相似之处,从而设想二者同源,完全可以仅从纯科学的思考得之。但在谁源于谁这一点上,科学以外的因素就很容易起作用了。笃信“用夏变夷”的中国士大夫当时很难作出“西学中源”之外的答案。即使到了近代,习惯于“欧洲中心”说的西方学者在看到中西天文学某些相似之处后,不是也热衷于论证其发源于巴比伦甚至希腊吗?当然,两者相似未必就同源。
清人入主华夏,本不自讳言为“夷”,也无从讳。到1729年,雍正帝还坦然表示:“且夷狄之名,本朝所不讳”,他只是抬出《孟子》云:“舜,东夷之人也;文王,西夷之人也”来强调“惟有德者可为天下君”(23),不在于夷夏。但实际上由于清人入关后全盘接受了汉文化,加之统一政权,已经历了两代人的时间,汉族士大夫的亡国之痛也渐渐淡忘。这时,清人就开始不知不觉地以“夏”自居了。这一转变,正是康熙亲自提倡“西学中源”说的背景。
康熙初年杨光先事件暴露了“夷夏”问题的严重性。这一事件可视为明末天文学上中西之争的余波,杨光先的获罪标志着“中法”最后一次重大努力仍然归于失败。杨氏说“宁可使中夏无好历法,不可使中夏有西洋人”(24),清楚地表明他并不把历法本身放在第一位,只不过耶稣会士既以天文历法为进身之阶,他也就企图从攻破他们的历法人手。杨氏虽失败,但也获得不少正统派士大夫的同情,他们主要是从捍卫中国传统文化着眼的。
清人的两难处境在于:一方面他们需要西方天文学来制定历法,需要耶稣会士帮助办外交,需要西方工艺学来制造天文仪器和大炮,需要金鸡纳来治疗疟疾,等等;另一方面,又要继承中国几千年来的文化传统,以“夏”自居,以“天朝上国”自居,以维护其统治。因而历法等领域内“用夷变夏”的现实日益成为一个令清朝君臣头痛的问题。在这种情况下,康熙提倡“西学中源”说,不失为一个巧妙的解脱办法。这样既能继续引进、采用一些西方科技成果(从这一点来看,“西学中源”说在历史上是起过一些积极作用的),又在理论上避免丁“用夷变夏”之嫌。西法虽优,但源出中国,不过青出于蓝而已;而采用西法则成为“礼失求野之意也”。康熙的这番苦心,士大夫们立刻心领神会了。所以康熙只用片言只语提了个头,梅文鼎、阮元等人就不遗余力地来响应、来宣扬了。前引梅氏“伏读”诸语,谀词盈耳,除了“君臣之份”外,不难看出双方强烈的共鸣。对于这种问题,封建社会中确实是政治高于科学的,所以梅氏虽身为历算名家,在论证“西学中源”时也不免穿凿附会。
“西学中源”在士大夫中受到广泛欢迎,以至流传二百余年之久,还有一个原因。当年此说的提倡者曾希望以此来提高民族自尊心,增强民族自信心。中国的封建统治者向来以“天朝上国”自居,醉心于“声教远被”、“万国来朝”,清人也不例外。但现在忽然在历法、教学、工艺等方面技不如人了,这使他们深感难堪。阮元之言可为代表:
使必曰西学非中土所能及,则我大清亿万年颁朔之法必当问之于欧逻巴乎?此必不然也!精算之士当知所自立矣。(25)
然而技不如人的现实是无情的。“我大清”二百六十年颁朔之法确实从欧罗巴来。“西学中源”虽可使士大夫陶醉于一时,但随着科学发展,幻觉终将破碎。而且事实上清代也有一些著名学者如江永、赵翼等,保持着清醒、公正的态度,不去盲目附和“西学中源”说。
最后顺便指出,中西文化交流源远流长,这是无庸置疑的,但“西学中源”说的荒谬,在今天已经显而易见。然而此说的流风余韵,似乎至今不绝。我们研究了“西学中源”说之后,再看诸如“《易经》中已有二进制”、“《周易参同契》中的场论”之类的说法,就会觉得似曾相识了。这就是研究“西学中源”说的现实意义。对于我们这样一个有悠久而高度文明并经常以此自豪的民族来说,提供这样一个前车之鉴以戒来者,恐怕还是有必要的。
参考文献
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[10] 梅文鼎:《上孝感相国》(四之三),《绩学堂诗抄》卷四。
[11]梅文鼎:《历学疑问补》卷一。
[12] 这类传说在清代十分流行,《钦定书经图说》中有“命官授时图’’专言此事。当时许多读书人都是信以为真的。
[13]《数里精蕴》上编卷一“周髀经解”。
[14]《明史·历志一》
[15]阮元:《汤若望传论》,《畴人传》卷四十五
[16] 阮元:《续畴人传》序
[17]李查继(木字旁)亭:重刻《畴人传》后跋。
[18] 阮元:《自鸣钟说》,《挲(上面是研)经室三集》卷三。
[19] 毛祥麟:《墨余录》卷七,上海古籍出版社,1985。
[20]《明史·历志一》中载有八次这样较量的记录,时间在1629--1637年间,内容包括日食、月食、行星运动等方面。相反,表明中法优胜的记录一次也没有。
[21]李约瑟:《中国科学技术史》第四卷,674页,科学出版社,1975。
[22]王锡阐:《历策》,《畴人传》卷三十五。
[23]雍正语俱见《大义觉迷录》卷一,载《清史资料》第4辑,中华书局,1983。